DE102004024017A1

DE102004024017A1 - Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung umfassend eine Glaskeramik

Info

Publication number: DE102004024017A1
Application number: DE200410024017
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Peuchert; Thilo Dr. Zachau; Bernd Hoppe; Oliver Dr. Sohr; Dirk Dr. Sprenger
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung mit wenigstens einem Körper, der ein Leuchtmittel umgibt und in den eine Stromführung eingebracht ist, umfassend folgende Schritte: DOLLAR A - In den Körper, der wenigstens ein offenes Ende aufweist und aus einer Glaszusammensetzung besteht, wird eine Stromzuführung an dem wenigstens einen offenen Ende eingelegt; DOLLAR A - das wenigstens eine offene Ende des Körpers wird mit der Stromzuführung verschmolzen; DOLLAR A - der Körper wird teilweise oder vollständig keramisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung oder von Bauteilen einer Leuchtvorrichtung, insbesondere ausgehend von Glaskeramikgrünglas. Die Glaskeramiken, die aus dem Glaskeramikgrünglas erhalten werden, weisen bevorzugt die Form eines Glaskeramikrohrs auf. Der Einsatz kann in vielfältigen Anwendungsbereichen bzw. in vielfältigen Typen von Lampen erfolgen, beispielsweise im Bereich der allgemeinen Beleuchtung oder der Automobilbeleuchtung bzw. in Temperaturstrahlern, wie Halogenlampen oder Glühlampen bzw. in Hochdruck- oder Niederdruckentladungslampen. Insbesondere können die Glaskeramiken auch miniaturisiert zum so genannten „Backlighting" im Zusammenhang mit der Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen eingesetzt werden.
Bei herkömmlichen Beleuchtungsquellen wie Glühlampen, Halogenlampen und Gasentladungslampen haben die transparenten Kolben, bevorzugt aus Glas oder transluzenter Keramik in gestreckt zylindrischer oder gedrungen – bauchiger Form, im Wesentlichen zwei unterschiedliche Aufgaben, wie unten beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Lampen bzw. Anwendungen definiert, bei denen der Glaskolben als erste Umhüllende der lichtemittierenden Einheit, beispielsweise des Filamentes, und/oder als hermetisch dichter Körper für Schutz- bzw. Entladungsgase verwandt wird. Diese Anwendungen werden als Typ A-Anwendungen bezeichnet.
Anwendungen vom Typ A sind Anwendungen bei denen die Glaskolben die erste Umhüllende der lichtemittierenden Einheit darstellen. Hierunter fallen insbesondere Lampen des Typs „Glühbirne" oder „Halogenstrahler" in denen eine stromdurchflossene und dadurch stark erhitzte Wolframwendel Licht aussendet, beispielsweise Glühbirnen oder Halogenstrahler. Zur Erhöhung der Lebensdauer sowie Steigerung der Lichtausbeute werden bei derartigen Lampen die Kolben mit „schweren" Gasen wie Krypton, Argon oder Xenon befüllt. Im Falle von Halogenlampen sind dies Halogenide, welche von der Wendel abdampfendes Wolfram von den kälteren Kolbeninnenwänden wegführen und dieses an der Wolframwendel wieder abscheiden. Dies bezeichnet man als Halogenkreislauf. Mit Hilfe von Halogenzusätzen ist es möglich, innerhalb einer bestimmten Temperaturspanne die Kolbenschwärzung, bedingt durch abdampfende Wolframatome, und die mit ihr einhergehende Lichtstromabnahme praktisch völlig zu unterbinden. Deshalb kann bei Halogen-Glühlampen die Kolbengröße stark verkleinert werden, wodurch einerseits der Füllgasdruck erhöht werden kann und andererseits der wirtschaftliche Einsatz der teuren Edelgase Krypton und Xenon als Füllgas ermöglicht wird.

In einer alternativen Ausgestaltung einer Anwendung vom Typ A bildet der Glaskolben den Reaktionsraum einer Gasentladung. Der Glaskolben kann zusätzlich als Träger von lichtkonvertierenden Schichten fungieren. Derartige Lampen sind beispielsweise Niederdruck-Fluoreszenzlampen sowie Hochdruck-Gasentladungslampen. In beiden Fällen werden flüssig oder gasförmig eingebrachte Stoffe – oftmals Quecksilber (Hg) und/oder Xenon (Xe) und/oder Neon (Ne), durch Bogenentladung zwischen zwei in den Kolben ragenden Elektroden angeregt und zu stimulierter Emission, meist im UV- Bereich gebracht. Bei Niederdrucklampen, beispielsweise bei Backlightlampen, werden die diskreten UV Linien durch Fluoreszenzschichten teilweise in sichtbare konvertiert. Bei Mitteldruck- und Hochdruckentladungslampen werden die Füllgase unter hohen Druck bis 100 bar oder mehr gesetzt. Durch Stosseffekte sowie Bildung von Molekülen, z. B. von Hg entarten die diskreten Linien zu Emissionsbanden mit der Konsequenz, dass quasi weißes Licht abgegeben wird. Hinzu kommen optisch aktive Stoffe, beispielsweise Halogenide der seltenen Erden, insbesondere Dysprosium – Halogenide welche fehlende spektrale Anteile auffüllen und die Farbechtheit erhöhen Die Abhängigkeit der Weißqualität vom Druck wird in Derra et al. in „UHP- Lampen: Lichtquellen extrem hoher Leuchtdichte für das Projektionsfernsehen", Phys. Bl. 54 (1998) Nr.9 817–820 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Veröffentlichung wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mitaufgenommen.

Bei Anwendungen des Types B- dient der Glaskolben als zweite Umhüllende beispielsweise zur thermischen Kapselung der eigentlichen lichtemittierenden Einheit und/oder zum Bruch/Explosionsschutz bzw. zum Schutz von Materialien und dem Lampenanwender vor schädlichen Strahlen, insbesondere vor UV-. Strahlen.

Anwendungen des Typs B sind beispielsweise Hochdruckentladungslampen. Lampenkolben für Hochdruckentladungslampen werden auf möglichst hohen Betriebstemperaturen bis 1000°C bzw. darüber betrieben. Je höher die Betriebstemperaturen sind, desto höher ist der Farbwiedergabeindex und die Wirksamkeit und umso geringer sind Unterschiede der Lichtqualität von Lampe zu Lampe.

Zur thermischen Isolation des Entladungsgefäßes wird um den eigentlichen Reaktionskörper ein zweiter Glas-Hüllkolben gestülpt, wobei der Raum dazwischen meist evakuiert ist. Der Hüllkolben ist zudem mit UV blockenden Komponenten dotiert.

Soll eine Hochdruckentladungslampe ohne weitere Schutzvorkehrungen direkt in einer Lampenfassung betrieben werden, d. h. ist die Lampe nicht in eine Leuchte mit Abdeckscheibe integriert, wie von Aufbauten von Niedervolt-Halogenstrahlern bekannt, so werden zwischen Hüllkolben und Entladungskolben weitere zylindrische transparente Elemente eingefügt die als Explosionsschutz dienen sollen.

Aufgrund der unterschiedlichen Einsatzgebiete ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die verwendeten Kolbengläser für Gläser bei Typ A- und Typ B-Anwendungen.

Typ A-Anwednungen erfordern thermisch sehr stabile Materialien, beispielsweise Gläser, welche sich unter den Belastungen der räumlich nahen Wolframwendel bzw. den hohen Betriebstemperaturen unter Druck, insbesondere der hohe Druck, der sich bei HID (High intenisty discharge) ergibt, nicht verformen. Die Glaskolben stehen zudem unter Innendruck zwischen 2 und 10 bar bei Halogenlampen bzw. bis ca. 100 bar oder mehr bei HID-Lampen. Die Kolben müssen des weiteren chemisch sehr inert sein, d. h., sie dürfen im Kontakt mit den Füllstoffen nicht reagieren. Dies bedeutet, dass keine Komponenten aus dem Glas an die Umgebung abgeben werden dürfen, insbesondere keine Alkalien oder OH-Ionen bzw. H₂O. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die transparenten Materialien dauerhaft hermetisch dicht mit den Zuführungsmetallen verschmolzen werden können. Insbesondere sollen die Glaskolben mit W oder Mo – Metall oder mit Kovar- Legierungen verschmolzen werden können. Des weiteren sollen die derart verschmolzenen Durchführungen auch gegenüber Temperaturwechselzyklen stabil sein.

Kalte Lampentypen wie Niederdruck-Lampen erfordern vergleichsweise geringere thermische Belastbarkeiten der Durchführungen. Werden derartige Niederdruck-Lampen aber als „Backlight"-Lampenkörper eingesetzt, so ergeben sich besondere Anforderungen an die UV-Blockung.

„Backlight" Lampen sind Niederdruck-Entladungslampen, die miniaturisiert in TFT („thin film transistor")-Displays beispielsweise für Bildschirme, Monitore, TV-Geräte zur Hintergrundbeleuchtung eingesetzt werden können. Hierfür wurden bisher Multikomponenten-Gläser auf Silicatbasis eingesetzt. Bei Verwendung als „Backlight"-Lampe wird an das Abschirmen von UV-Licht durch das Glas der Lampe selbst hohe Anforderungen gestellt, da andere Komponenten insbesondere solche aus Kunststoff, in den Flachbildschirmen rasch altern und degenerieren.

Bei Typ B-Anwendungen sind die Anforderungen an die Temperaturbelastbarkeit und die chemische Zusammensetzung/Resistenz im allgemeinen niedriger als bei Typ A-Anwendungen. So herrschen beispielsweise bei einer HID Lampe nur Außenkolbentemperaturen von 300–600°C. Wie oben beschrieben sollten diese Kolben eine hohe UV Blockung, insbesondere bei „Backlight"-Anwendungen, aufweisen. Weiterhin stellt sich auch hier das Problem der Dichtigkeit der Durchführung. Es ist jedoch nicht zwingend, dass die Durchführung gegenüber chemischen Reagenzien inert ist.

Als Materialien für Glaskolben bei Anwendungen vom Typ A werden im Stand der Technik Weichgläser für Glühbirnen, alkalifreies Hartglas für Automobil-Halogenlampen bzw. Kieselglas für Halogenlampen oder HID Lampen für die Allgemeinbeleuchtung bzw. die Studiobeleuchtung verwendet. Diesbezüglich wird auf Heinz G. Pfaender: SCHOTT Glaslexikon, mvg-Verlag, Seiten 122–128 verwiesen oder auch die Patente DE19747355C1, DE19758481C1, DE19747354C1 deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.

Höchstleistungsentladungslampen verwenden alternativ zu Kieselglas im Stand der Technik auch transluzentes Aluminiumoxid, welches bis 1100°C oder darüber belastbar ist. Betreffend Höchstleistungsentladungslampen wird beispielsweise auf die EP748780 B1 oder Krell et al: Transparent sintered corundum with high Hardness and Strength in J. Am. Ceram. Soc. 86(4) 546–553 (2003) verwiesen, deren Offenbarungsgehalt voll umfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.

In Niederdrucklampen kann als Glaskolbenmaterial vergleichsweise weiches Glas, beispielsweise Borosilicatglas, verwandt.

Als Materialien der Glaskolben für Typ B-Anwendungen kommt derzeit überwiegend Kieselglas bzw. Multikomponentengläser z. B. des Typs Suprax (z. B. SCHOTT Typ 8655 bzw. DURAN-Glass der Firma Schott-Glas Mainz) zum Einsatz.

Glaskeramiken mit bevorzugten Eigenschaften zum gezielten Einsatz bei speziellen Anwendungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielhaft seien die prominenten Marken der Anmelderin, Ceran^® und Robax^®, genannt. Glaskeramiken wie die genannten weisen ein unitäres Spektrum an Eigenschaften auf, welche aus gezielter, kontrollierter, temperaturgesteuerter, partieller Kristallisation resultieren. Abhängig von Zusammensetzung, Art und Weise der Herstellung des Ausgangsglases, das auch „Grünglas" genannt wird, und Anpassung des Temperaturregimes in der Heißnachverarbeitung können bei einer Glaskeramik unterschiedliche Kristallphasenarten, kristallographische Spezies mit verschiedener Kristallmorphologie und Größe sowie unterschiedliche Kristallmengen ausgeschieden werden. Dadurch lassen sich insbesondere die thermische Dehnung, mechanische Stabilitäten, der optische „Cut-off", insbesondere im UV-Bereich usw., einstellen. Eine herausragende grundlegende Eigenschaft einer Glaskeramik wie Robax^® oder einer Glaskeramik aus anderen chemischen Systemen stellt die hohe thermische Stabilität des Materials dar, welche wesentlich höher ist als die gängiger Multikomponentengläser.

Während Glaskeramiken bislang in scheibenartiger Form als Kochplatten und Scheiben für Öfen und Kamine Anwendung gefunden haben, gibt es bislang noch keine technische Lösung dafür, diese vorteilhaften Materialien in anderen komplexeren Formen zu fertigen und für andere Anwendungen einzusetzen.

Die Verwendung von Glaskeramiken im Lampenbau ist beispielsweise in GB 1,139,622 beschrieben. Hier wird eine Komposit-Lampe beschrieben bestehend aus einem Glaskeramikteil sowie einem Kieselglas-Fenster. Die Teile sind mit einem Cu-haltigen Lotglas miteinander verbunden. In der GB 1,139,622 werden keine Angaben gemacht zur Herstellung von Grünglaskolben oder – körper bzw. deren Weiterprozessierung. Die Anwendung ist auf UV- und IR-Beleuchtungen beschränkt.

Die US 3,960,533 beschreibt die Anwendung von transluzent keramisierter Glaskeramik als Abschattung vor dem grellen Wolfram-Filament in einer Glühbirne.

Die US 4,045,156 beschreibt den Einsatz von partiell kristallisiertem Glas für Anwendungen in Photoflash- Lampen. Diese Lampen zeichnen sich durch eine höhere Temperaturbeständigkeit, höhere Thermoschockbeständigkeit sowie mechanischer Festigkeit als herkömmliche Glaskolbenlampen aus. Der Ausdehnungskoeffizient liegt bei ca. 8,0–9,5 ppm/K. Die Kristallite der Glaskeramik haben eine Größe im Bereich von 50nm bis 10 μm. Die US 4,045,156 beschreibt weiterhin Verfahrensschritte von Schmelze, Rohrziehen bis hin zu Keramisierungsprozessen. Das voll keramisierte Rohr wird als ausreichend prozessierbar beschrieben. Eine Verfahrensführung zur Herstellung einer kompletten Lampe wird nicht beschrieben, insbesondere nicht wie erreicht werden kann, dass im Bereich der Durchführung eine derartige Lampe ausreichende Dichtigkeit gewährleistet wird.

Die Verwendung von Glaskeramik im Lampenbau ist auch in US 4,047,960 beschrieben. Durch Auskristallisation von vorwiegend Aluminiumniobat- bzw. Tantalatkristallen aus einer silicatischen Matrix bei Temperaturen oberhalb 1000°C entsteht ein Material, welches 1000°C standhält bei hoher Transparenz. Die Kristalle sind durch eine thermische Vorbehandlung zur Kristallkeimbildung bei ca. 800°C in etwa gleich groß. Die Kristallphase nimmt weniger als 50% des Volumens ein. In der US 4,047,960 werden keine Angaben gemacht zum Ziehen der Grüngläser in Rohre sowie deren Weiterverarbeitung zu einem Lampenkörper.

In GB 1260933 werden Glaskeramiken beschrieben die sich für Anwendungen in Na-Dampflampen eignen. Sie sind chemisch sehr stabil gegenüber Natriumdampf und können neben deren Verwendung als Verschlussmaterialien auch als Teile von Lampenkörperverwendet werden. Die Glaskeramik ist Si-frei mit den Hauptkomponenten CaO und Al₂O₃ und stabil bis ca. 900°C. Die in der GB 1260933 beschriebenen Glaskeramikkörper sind nicht für Na-Hochdrucklampen geeignet.

Aus der DE 100 17 696 A1 und DE 100 17 701 C2 ist die Verwendung von Glaskeramiken als Abdeckscheiben von Strahlungsquellen von Lampen, insbesondere Halogenstrahlern beschrieben.

Ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtmitteln umfassend beispielsweise eine Glaskeramik als Material für den Glaskolben ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Insbesondere ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt geworden, wie ein Verfahren geführt werden muss, um eine hermetisch dichte Durchführung zwischen dem Lampenkolben beispielsweise aus Glaskeramik und einem Durchführungsmaterial – beispielsweise einer Wolfram-Durchführung – zu erreichen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere sollen Verfahren angegeben werden mit denen Leuchtvorrichtung, insbesondere Lampen umfassend Glaskeramiken hergestellt werden können. Im besonderen sollen die Verfahrensführung so erfolgen, daß die Durchführung weitgehend hermetisch dicht sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 13 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 31 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen umfassend die möglichen Einzelprozessschritte vom gezogenen Grünglas hin zu einem Lampenkörper, beschrieben werden. Die Schritte werden im allgemeinen für spezifische Lampentypen aufgezeigt, beschränken sich aber nicht auf diese. Kombinationen der bei den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Schritte können in geeigneter Weise zusammengesetzt werden zum Bau auch anderer Lampen als im Ausführungsbeispiel angegeben.
Es zeigen:
1: RAMAN-Spekrum von durchkeramisiertem und glasigem Material
2: Rohrglas, das zur Herstellung einer „Backlight-Lampe" verwendet werden kann
Mit den erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es möglich, glaskeramische Materialien im Lampenbau einzusetzen. Insbesondere ist es möglich, hochstabile, transparente und auf sonstige Anforderungen maßgeschneiderte Glaskeramiken zu verwenden, die im Einsatz befindliche herkömmliche Gläser gemäß dem Stand der Technik weit übertreffen. Dies ist neben anderen insbesondere der Falle bei Niederdrucklampen, z. B. Backlightlampen, bei denen Glaskeramiken bspw. Vorteile im Bereich der „UV-Blockung" bei hoher Gesamttransparenz bieten.
Insbesondere können bei Glaskeramiken Eigenschaftskombinationen genützt werden, da Glaskeramiken kontrolliert partiell kristallisierte Gläser sind, welche die vorteilhaften Eigenschaften von Glas in Kombination mit Kristallen nützen. Die Kristallite sind dabei so klein, beispielsweise < 1 μm, bevorzugt < 200nm, besonders bevorzugt < 100nm, so dass das Material wie Glas transparent bleibt, jedoch eine Vielzahl verbesserter Eigenschaften hervorruft, wie hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit, hohe chemische Resistenz sowie hohe UV Blockung.
Weiterhin können in Abhängigkeit von der chemischen Ausgangszusammensetzung sowie der Führung der Keramisierung Art, Volumenanteil und Größenverteilung der Kristallite gezielt bezüglich anderer Eigenschaften eingestellt werden. Hierbei ist insbesondere der thermische Ausdehnungskoeffizient zu nennen, der z. B an ein Durchführungsmaterial angepasst sein kann. So können mit Glaskeramik thermische Ausdehnungskoeffizienten α_20/300 zwischen 0 und 7 × 10^–6/K, bevorzugt zwischen 3 × 10^–6/K und 5 × 10^–6/K erreicht werden. Für Verschmelzungen mit Wolfram sind Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3,5 × 10^–6/K und 4,3 × 10^–6/K und für Verschmelzungen mit Molybdän Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4,5 × 10^–6/K und 5,0 × 10^–6/K besonders bevorzugt. So können beispielsweise Li₂O-SiO₂-Al₂O₃-Glaskeramiken so hergestellt werden, dass sie einen Ausdehnungskoeffizienten von 0 bis 2 ppm/K bzw. bevorzugt ≤ 1 ppm/K aufweisen. Diese Glaskeramik kann dann problemlos an gängige Lampenglasmaterialien wie SiO₂ angepasst d. h. mit letzterem verschmolzen bzw. gefrittet werden.
Glaskeramiken für den Lampenbau können in der Form von Röhren vorliegen, was insbesondere sinnvoll ist, wenn die Glaskeramik als Teil einer Lampe verwendet wird. Röhren können, sofern erforderlich, in kugelförmige oder ellipsoide Formen übertührt werden. Hohlkugeln oder Hohlellipsoide können, unabhängig von einer vorangegangenen Rohrform, auch direkt durch Blasen und Verpressen hergestellt werden.
Anforderungen an die Glaskeramiken für eine Verwendung im Lampenbau sind wie oben aufgezeigt beispielsweise eine gute Temperaturstabilität bei hervorragender Transparenz.
Was die Temperaturstabilität betrifft, so sollte diese höher als die von Hartglas sein. Gängige Gläser, die sich hier eignen und die zum Beispiel vom Typ Aluminosilicatglas sind, weisen Transformationstemperaturen (Tg) im Bereich von 750 bis 800°C auf. Bei solchen Temperaturen liegt das Glas also noch in festem Zustand vor.
Da für Glaskeramiken keine Transformationstemperatur (Tg) bestimmt werden kann, ist es sinnvoll, einen von der Temperatur abhängigen, noch stabilen Zustand anhand der Viskosität der Glaskeramik in Abhängigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Eine geeignete Glaskeramik sollte auch bei höheren Temperaturen nicht viskos fließen und Lampenbetriebstemperaturen von > 800°C, bevorzugt von > 900°C, und weiter bevorzugt von > 1000°C standhalten.
Idealerweise setzt das viskose Fließen einer im Lampenbau eingesetzten Glaskeramik erst bei höheren Temperaturen als bei Kieselglas ein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Glaskeramik ähnlich stabil oder noch stabiler als transluzente Keramiken, zum Beispiel solche auf Basis von Al₂O₃ ist.
Neben der hervorragenden Temperaturstabilität sollen die Glaskeramiken eine hohe Transmission im sichtbaren Bereich (zwischen 380 nm und 780 nm) bei einer Schichtdicke von 0,3 mm aufweisen, beispielsweise > 75%, bevorzugt > 80%, besonders bevorzugt > 90%. Diese Eigenschaft ist bei der Anwendung der Glaskeramiken als Teile einer Lampe von Bedeutung.
Insbesondere bei der Anwendung zur Hintergrundbeleuchtung in TFT Displays spielt eine gute UV-Blockung eine wichtige Rolle. Unter Blockung wird eine Transmission von kleiner 1% bei einer Schichtdicke von 0,3 mm verstanden. Die Blockung kann erreicht werden für Wellenlängen ≤ 260 nm, bevorzugt ≤ 300 bzw. ≤ 315 bzw. ≤ 365 nm.
Für einige Verwendungen von Glaskeramiken im Lampenbau sollte die Glaskeramik bzw. das Grünglas gut verschmelzbar mit elektrischen Durchführungen sein, welche je nach Anwendung aus Molybdän, Wolfram oder Legierungen wie Vacon 11^® der CRS Holdings Inc., die auch als „Kovar" bezeichnet wird bestehen. Mit den erfindungsgemäßen Herstellverfahren können derartige Glaskeramiken einen hermetisch dichten Verschluss einer elektrisch und thermisch leitenden Metalldurchführung sowie dem Kolbenmaterial ermöglichen und Probleme, die durch unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der thermischen Ausdehnung der Materialien Glas und Metall entstehen, können umgangen werden.
Kann die Glaskeramik bevorzugt so gestaltet werden, dass die thermische Ausdehnung des Elektrodenmaterials, bestehend aus Metall, angenähert wird, so wird vorteilhaft erreicht, dass auch bei Betriebstemperatur während des Lampenbetriebes keine Undichtigkeiten entstehen.
Für die Anwendung der Glaskeramiken im Lampenbau ist es vorteilhaft, wenn die Materialien chemisch resistent sind, so dass z. B. Vorgänge in einer Lampe dauerhaft nicht beeinflusst werden. Bei der Verwendung in Halogenlampen soll insbesondere eine Störung des Halogenkreislaufes vermieden werden. Die Materialien sollten nicht von Füllstoffen durchdringbar sein, also eine gute Langzeitdichtigkeit aufweisen. Auch sollten heiße, unter Druck stehende Füllstoffe keine Korrosion bedingen.
In einer besonderen Ausführungsform können die Glaskeramiken bei der Verwendung in Lampen zumindest in den obersten Schichten der Rohrinnenoberfläche, bevorzugt im gesamten Lampenkolbenkörper, alkalifrei sein und höchsten Anforderungen bezüglich der Reinheit entsprechen.
Bei der Verwendung von Glaskeramikmaterial bei der Herstellung von Leuchtmitteln, insbesondere Lampen, ist zu berücksichtigen, dass im Vergleich zu herkömmlichen Glaslösungen neben der Herstellung eines Glases z. B. in Rohrform, und ggf. dessen Verschmelzung mit dem Durchführungsmaterial noch ein zusätzliches Temperprogramm hinzukommt.
Die Keramisierung erfolgt prinzipiell in einem mehrstufigen Prozess, der durch Heizrampen und Haltezeiten gekennzeichnet ist. Die Maximalttemperatur liegt bei 1200°C, die Haltezeiten sind dem optimalen Kristallitwachstum – bezogen auf ein gegebenes Anforderungsprofil optischer und thermischer Zielgrössen – angepasst. Die Kristallitgröße liegt bevorzugt in der Größenordnung von 10 bis 200 nm, der Kristallphasenanteil beträgt bevorzugt mindestens 50%, bevorzugt mehr als 60%, besonders bevorzugt mehr als 70%.
Bevor auf die einzelnen Verfahrensabfolgen detailliert eingegangen wird, werden zunächst allgemein die Eigenschaften von Glaskeramiken beschrieben, die bei der Erfindung Verwendung finden können.
Sollen Glaskeramiken beispielsweise in Rohrform vorliegen, werden mittels dem Fachmann bekannten Keramisierungsprogrammen beispielsweise Grünglasrohre, die zuvor gezogen wurden zu Glaskeramiken umgewandelt. Die Keramisierungsprogramme sind so zu gestalten, dass die erhaltene Glaskeramik für den jeweiligen Einsatz bezüglich der entsprechend erforderlichen Eigenschaften optimiert ist. Die Glaskeramikeigenschaften sind dabei eine Folge insbesondere von Kristallart, -menge, -grösse, sowie der Zusammensetzung und Eigenschaften des Restglases.
Für eine optimale thermische Stabilität kann es sinnvoll sein, den Glasanteil innerhalb der Glaskeramik zu minimieren und/oder die Zusammensetzung der Restglasphase nahe an die reinen Kieselglases einzustellen.
Die Keramisierungsprogramme sind bezüglich der Temperatur- und Zeitregime angepasst und abgestimmt auf gewünschte Kristallphasen, ebenso abgestimmt auf das Verhältnis von Restglasphase und Kristallphasenanteil sowie Kristalllitgröße.
Ferner kann durch das Keramisierungsprogramm der Oberflächenmechanismus bzw. ein Tiefenprofil für bestimmte Elemente eingestellt werden, wodurch im Verlauf der Keramisierung in oberflächennahen Bereichen ein gewünschter Gehalt an Alkalien eingestellt werden kann, auch in Feineinstellung von „alkaliarm" bis „alkalifrei".
Während der Keramisierung kann auch ein Konzentrationsgradient für bestimmte Elemente aufgebaut werden, was durch deren Einbindung in die Kristallphase bzw. deren Verbleib oder Anreicherung in der Restglasphase bewirkt werden kann, insbesondere durch die Ausbildung einer glasigen Oberflächenschicht, deren Dicke durch die Zusammensetzung des Ausgangsglases und die Keramisierungsatmosphäre bestimmt werden kann.
Das Keramisierungsprogramm ist zudem, sofern erforderlich, bezüglich der Keimbildungs- bzw. Kristallentwicklungsregime an das gewünschte Maß der Abschirmung von UV-Strahlung angepasst.

Bevorzugt verwendet, insbesondere im Bereich der Halogenlampen und Gasentladungslampen, werden alkalifreie Glaskeramiken (GC), bezeichnet auch als „AF-GC" mit folgenden Zusammensetzungen in Gew-%:

35–70,	bevorzugt 35–60 SiO₂
14–40,	bevorzugt 16,5–40 Al₂O₃
0–20,	bevorzugt 4–20 MgO, besonders bevorzugt 6–20 MgO
0–15,	bevorzugt 0–9 ZnO, besonders bevorzugt 0–4 MgO
0–10,	bevorzugt 1–10 TiO₂
0–10,	bevorzugt 1–10 ZrO₂
0–8,	bevorzugt 0–2 Ta₂O₅
0–10,	bevorzugt 0–8 BaO
0–10,	bevorzugt 0–5 CaO
0–5,	bevorzugt 0–4 SrO
0–10,	bevorzugt > 4–10 B₂O₃
0–10	F₂O₅
0–5	Fe₂O₃
0–5	CeO₂
0–3	Bi₂O₃
0–3	WO₃
0–3	MoO₃
0–4	übliche Läutermittel sind z. B. SnO₂, CeO₂, SO₄, Cl, As₂O₃, Sb₂O₃

Die Zusammensetzungen der alkalifreien Glaskeramiken sind charakterisiert durch die Hauptkristallphasen Spinell, Sapphirin, Hochquarzmischkristall (HQMK), alpha-Quarz, Cordierit und entsprechende Mischkristalle (insbesondere Zn-Spinelle/Sapphirine; Mg/Zn-HQMK).

Als alkalihaltige Glaskeramiken, bezeichnet als „AH-GC", finden erfindungsgemäß beispielsweise folgende Zusammensetzungen (in Gew-%) Verwendung, beispielsweise beim Einsatz als Niederdruckentladungslampen, insbesondere als „Backlight"-Lampen zur Verwendung in TFT-Displays:

50–70	SiO₂
17–27	Al₂O₃
> 0–5	Li₂O
0–5	Na₂O
0–5	K₂O
0–5	MgO
0–5	ZnO
0–5	TiO₂
0–5	ZrO₂
0–8	Ta₂O₅
0–5	BaO
0–5	SrO
0–10	P₂O₅
0–5	Fe₂O₃
0–5	CeO₂
0–3	Bi₂O₃
0–3	WO₃
0–3	MoO₃
0–4	übliche Läutermittelsind z. B. SnO₂, CeO₂, SO₄, Cl, As₂O₃, Sb₂O₃

Die Zusammensetzungen der alkalischen Glaskeramiken sind charakterisiert durch die Hauptkristallphasen HQMK(Hochquarzmischkristall), Keatit.
Die nachfolgenden Zusammensetzungen sind als beispielhaft für die angegebenen Glaskeramiken anzusehen.
Beispiel 1:

Beispiel 1 beschreibt Zusammensetzungen von alkalihaltigen Glaskeramiken, die sich bei Rohrzugsversuchen als vorteilhaft erwiesen haben und die in Rohrform im Lampenbau Verwendung finden können:

Anteil [MA%]	Komponente
67,2	SiO₂
21,4	Al₂O₃
3,8	Li₂O
1,1	MgO
1,7	ZnO
2,2	TiO₂
1,7	ZrO₂
0,2	As₂O₃
0,1	K₂O
0,4	Na₂O
0,016	Fe₂O₃
Summe:	99,8
Thermische Ausdehnung:	3,9 (Ausgangsglas)
[ppm/K]	≤1 (keramisiert)

Durch Keramisierung ändert sich die thermische Ausdehnung von 3,9 ppm/K für das Grünglas auf einen Wert ≤ 1 ppm/K für das keramisierte Glas, d. h. die Glaskeramik.
Beispiel 2:
Beispiel 2 beschreibt Zusammensetzungen einer alkalifreien Glaskeramik, die in Rohrform für eine Verwendungen im Lampenbau geeignet ist:

Anteil [MA%] Komponente

58,5 SiO₂

20,3 Al₂O₃

4,2 MgO

8,4 ZnO

3,0 TiO₂

5,0 ZrO₂

0,5 As₂O₃

Summe: 99,9

Thermische Ausdehnung: 2,8 (Ausgangsglas)

[ppm/K] 3,8 (keramisiert)
Die thermische Ausdehnung ändert sich durch die Keramisierung von 2,8 ppm/K beim Grünglas auf 3,8 ppm/K bei der Glaskeramik.
Die oben angegebenen Zusammensetzungen sind Zusammensetzungen des Ausgangsglases, die aber auch nach der Keramisierung erhalten bleiben.
Die Ausgangsgläser der Glaskeramiken können mittels Einschmelzen bei einer Temperatur 1, Läutern bei einer Temperatur 2, wobei die Temperatur 2 höher als die Temperatur 1 ist, und anschließendes Ausarbeiten in einem Tiegel in einem einstufigen Verfahren hergestellt werden.
Möglich ist auch, nach dem Einschmelzen vorzuläutern und abzuschrecken.
Bei einem zweistufigen Verfahren wird in einem ersten Schritt zweistufigen Verfahrens bei hohen Temperaturen, wie beispielsweise 1650°C das Einschmelzen durchgeführt, wonach während eines zweiten Schrittes dann wiedereingeschmolzen, nachgeläutert und ausgearbeitet wird. Schritt 1 des zweistufigen Verfahrens sollte in einem Kieselglastiegel durchgeführt werden, wobei Schritt 2 dann im Platintiegel durchführbar ist. Beispielsweise kann bei 1450°C in einem PtRh₁₀ Tiegel (4 Liter Volumen) mit direkt angesetzter Düse für zwei Stunden das Wiedereinschmelzen, gefolgt von Nachläutern bei 1450°C für zwölf Stunden und dann bei 1500°C für vier Stunden durchgeführt werden. Dann wird die Düse mit einem Brenner „frei geschmolzen", wobei ein Teil des Glaskeramik- Ausgangsglases verworfen wird. Anschließend erfolgt die Heißformgebung bei beispielsweise 1475°C–1485°. Das entstandene Glaskeramikrohr wird mittels einem sich anschließenden Muffelofen bei 1080°C warm gehalten. Wichtig zum Ausbilden von Rohren ist die sich in der Düse befindliche Nadel, welche bis zu 10 mm weit aus der Düse herausragen kann. Ein geeigneter Innendurchmesser der Düse kann 35 mm betragen.
Geeignete Rohrabmessungen für die erhaltenen Glaskeramiken sind beispielsweise: Gesamtdurchmesser von 8 mm bei 1 mm Wandstärke und 6 mm Rohrinnendurchmesser, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 34 cm/min; Gesamtdurchmesser von 10,5 mm bei 1,2 mm Wandstärke, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 16 cm/min; Gesamtdurchmesser von 13,5 mm bei 1,2–1,4 mm Wandstärke, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 10 cm/min. Die Angabe des Gesamtdurchmesser soll hier keineswegs beschränkend für die Verfahrensführung verstanden werden. Durch nur in wenigen Schritten modifizierte Verfahren, insbesondere Anwendung von Ziehgeschwindigkeiten unter 10 cm/min und Verwendung optimierter Ziehdüsen, Ziehmuffel und Ziehnadelauslegung ist es auch möglich Außendurchmesser bis 25 mm oder mehr kristallfrei zu prozessieren.
Für die erfindungsgemäßen Verwendungen kann es auch sinnvoll sein, Glaskeramikrohre mit anderen Abmessungen Glaskeramikstäbe oder Glaskeramiken in anderen Ausgestaltungsformen herzustellen. Vorrichtungen wie in der Deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 103 48 466.3 beschrieben, können zur Herstellung der hier beschriebenen Glaskeramiken verwendet werden.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird zur Herstellung eines Leuchtvorrichtung, insbesondere einer Lampe zunächst ein Grünglasrohr gezogen, dieses verjüngt bzw. abgeschmolzen. Sodann das einseitig abgeschmolzene Rohr bestückt und die Durchführung eingeschmolzen. Der nach dem Einschmelzen der Durchführung noch vorliegende Grünglaslampenkörper wird davon anschließend teilweise oder vollständig keramisiert.
Im Einzelnen wird ein Grünglasrohr beispielsweise in einer konventionellen Brennerflamme einseitig verjüngt bzw. – sofern kein Vakuum im Aussenkolben notwendig ist – komplett abgeschmolzen. Die Verjüngung bzw. das Abschmelzen erfolgt entweder durch Erhitzung eines endständigen Rohres des oder durch Erhitzung in der Rohrmitte und Auseinanderziehen bzw. Auseinanderdrehen des Rohres. Bei geeigneter Wahl der Abschmelzdauer sowie der Geometrie und Gas- und. O₂ bzw. Luft- Beaufschlagung der Brennerflamme erfolgt die Abschmelzung ohne Auftreten unkontrollierter Kristallisationserscheinungen, d. h. das Rohr ist auch noch nach dem Abschmelzen im gewünschten grünen Zustand.
Daran anschließend wird beispielsweise bei einer Typ B-Anwendung das einseitig offene Grünglasrohr mit einem Entladungskörper, (im Falle einer HID Lampe geformt aus Kieselglas oder transluzenter Keramik) bestückt und die daran befindlichen Metallzuführungen, ggf. nach Verjüngung des Aussenkolbens, in das Aussenkolbengrünglas eingeschmolzen. Hierbei wird das Grünglas auf geeignete Temperaturen gebracht und beispielsweise mit einer Pressvorrichtung gegen die Metallelektroden gepresst.
Idealerweise im Sinne einer möglichst spannungsfreien Verschmelzung ist das Grünglas in seiner thermischen Ausdehnung an das Metall der Durchführung, – beispielsweise W oder Mo -angepasst. Ist dies nicht der Fall können alternativ dünne Drähte, z. B. mit Durchmesser < 1 mm, bevorzugt < 0,5 mm oder dünne Folien der Dicke < 100 μm mit dem Grünglas spannungsfrei und hermetisch dicht verschmolzen werden. Dies ist auch eine mögliche Massnahme, sofern durch die Keramisierung eine nicht mit den Metall übereinstimmende Ausdehnung entsteht Überraschender – und günstigerweise hat das Glas der Zusammensetzung in wie in Beispiel 1 oben angegeben im Grünzustand eine an Wolfram angepasste thermische Ausdehnung und kann mit diesem daher spannungsfrei verschmolzen werden
Ist es notwendig, dass ein Vakuum zwischen Innen- und Aussenkolben anliegt, so kann das noch offene, jedoch verjüngte Rohrende unter Anlegen eines Unterdrucks abgeschmolzen werden.
Nachdem der gesamte Lampenaufbau im Grünglas, d. h. in der glasigen Phase wie zuvor beschrieben hergestellt wurde, wird er keramisiert.
Die Keramisierung des gesamten Lampenaufbaus kann entweder vollständig, oder aber teilweise, d. h. partiell erfolgen. Die partielle Keramisierung wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die Keramisierung ein Glaskeramikmaterial hervorbringt, welches im Grünzustand dicht mit dem Metall verschmolzen war, jedoch durch die Keramisierung der Ausdehnungskoeffizient des Materials massgeblich verändert wird. Dies ist beispielsweise bei der Glaskeramik gemäß Ausführungsbeispiel 1 der Fall. Bei der Glaskeramik gemäß Ausführungsbeispiel 1 entspricht der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grünglases weitgehend dem Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Durchführung, bspw. Wolfram. Wird das Grünglas keramisiert, so ändert sich der Ausdehnungskoeffizient, wie aus der Tabelle zu Ausführungsbeispiel 1 hervorgeht.
Bei teilweiser nachträglicher Keramisierung wie oben beschrieben erfolgt die Keramisierung bevorzugt in den Bereichen, die nicht die Durchführung ausbilden, wenn der Ausdehnungskoeffizient des Grünglases weitgehend dem des Metalles der Durchführung entspricht. Allerdings bestehen bei Lampenkörpern, die teilweise keramisiert und im Bereich der Durchführung noch Grünglas aufweisen, am Übergang Grünglas/Glaskeramik Spannungen.
Diese Spannungen lassen sich jedoch durch eine geeignete Prozessführung und Anpassung der Versuchsanordnung so minimieren, dass ein Rohr weiterhin mechanisch beanspruchbar bleibt und ein Bruch vermieden wird.
Wird wie beschrieben nur partiell im Bereich ausserhalb der Verschmelzungszone keramisiert, hat der Lampenkörper im Bereich der Verschmelzung, d. h. der Durchführung den Charakter eines Hartglases (Tg > 650°C), im heissen Bereich, jedoch die erforderliche sehr hohe Temperaturstabilität > 800°C und UV-Blockung, aufgrund der Tatsache, dass dort keramisiertes Material in Form einer Glaskeramik vorliegt.
Bevorzugt betragen bei der oben beschriebenen Keramisierung des Lampenkörpers die maximale Keramisierungstemperaturen weniger als 1100°C.
In einer besonderen Ausführungsform wird der Lampenkörper, hier der Lampenkolben um seine Achse während der Keramisierung rotiert. In einer weiteren besonderen Ausführungsform erfolgt dies durch Lagerung der Lampe auf einem Gas- Levitationsbett.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform wird der Durchführungsbereich während der Keramisierung z. B. durch Anblasen mit Luft oder Einbettung in Wasser partiell gekühlt und der Durchführungsbereich damit im Grünzustand – gehalten.
Wird der gesamte Lampenkörper einschließlich des Durchführungsbereiches keramisiert, wird bevorzugt eine Glaskeramik ausgewählt, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient möglichst gut an die Ausdehnung des Durchführungsmateriales angepasst ist. Als Beispiel sei hier das Glas der Zusammensetzung gemäß Beispiel 2 erwähnt, dessen keramisierte Form die gewünschte Dehnung von z. B. Wolframdraht aufweist.
Ist der Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramik nicht an den des Durchführungsmaterials angepasst, so kann, analog zum Fall der Verschmelzung von Grünglas mit Metall bei entsprechender Wahl des Verhältnisses Drahtdicke/Glasdicke eine hermetisch dichte, spannungsarme Durchführung realisiert werden. Es empfiehlt sich ein Verhältnis von Drahtdicke zur Glasdicke von mindestens 1 : 2, günstigerweise mindestens 1 : 5, besonders bevorzugt von mindestens 1 : 10 senkrecht zur Durchführungsrichtung. Dabei ist eine Verschmelzungslänge von max. 5 mm, bevorzugt von max. 3 mm, besonders bevorzugt von max. 2 mm einzustellen.
Bei Lampen mit zweiseitiger Kontaktierung, z. B. bei HID- Lampen, werden beide Seiten des Kolbens – nach Einführen des Entladungsgefässes – mit den am Entladungsgefäss angebrachten Metallzuführungen verschmolzen. Um dies zu ermöglichen, wird am Aussenkolben ein Pumpstengel, ggf. ebenfalls aus einem Grünglas, an das Grünglaskolbenrohr angeschmolzen. Nach der Metalleinschmelzung wird über den Pumpstengel Unterdruck im Innenkolben erzeugt und letzterer wieder abgeschmolzen. Die Keramisierung erfolgt in einer Weise wie zuvor beschrieben.
In nachfolgendem Ausführungsbeispiel wird die Herstellung einer Lampe in einer Typ A-Anwendung, bspw. die Herstellung einer Halogenlampe beschrieben, bei der wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen für Typ B- Anwendungen eine Keramisierung erst nach Einschmelzen der Durchführung partiell oder vollständig erfolgt.
Die Prozesschritte sind dabei analog wie oben am Beispiel von Aussenkolben für HID-Lampen beschrieben mit folgenden Unterschieden:

– es wird nicht ein Entladungskörper mit Zuführungen eingebracht und eingeschmolzen sondern direkt ein Wolfram- Filament ggf. mit angeschweissten Mo-Draht bzw. Mo-Folie
– anstelle des Anbringens von Unterdruck über ein noch offenes Ende (einseitige Kontaktierung) bzw. über einen Pumpstengel (zweiseitige Kontaktierung) werden Halogene – als Flüssigkeiten bei Kühlung des Lampenkörpers bzw. in gasförmigem Zustand unter Druck – in den Lampenkörper eingebracht bzw. eingepresst. Der gefüllte Lampenkolben kann dann wie oben beschrieben komplett oder partiell keramisiert werden.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Vorgehensweise bei der Herstellung von Lampen ist es auch möglich, die Keramisierung vor dem Einbringen der Durchführung vorzunehmen. Dies soll nachfolgend detailliert am Beispiel von „Backlight"-Lampen, also TYP A Anwendungen beschrieben werden. Bei „Backlight"-Lampen ist es möglich wie oben beschrieben nur partiell zu keramisieren.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nicht die gesamte Lampe in den Keramiserungsprozess einbezogen werden soll, beispielsweise aus Gründen der Innendruckdruckentwicklung bzw. der Füllgasdegradation z. B. bei Halogenlampen oder HID-Lampen. Neben den zuvor genannten."Backlight"-Lampen empfiehlt sich bei diesen Lampentypen in einer bevorzugten Ausführungsform das Keramisieren einer Lampenkolbens vor der Metalleinschmelzung.
Überraschenderweise wurde gefunden dass sich Grünglasrohre aus Material mit Zusammensetzung gemäss Beispiel 1 partiell keramisieren lassen. Hierzu wurde ein Rohrstück (Außendurchmesser ∼ 4 mm bis 14 mm; Wanddicke ca. 0,5 mm) von ca. 300 mm Länge in einen Rohrofen gegeben. Die Heizzone hat eine Ausdehnung von ca. 23 cm, kann jedoch wahlweise verlängert oder verkürzt werden.
Verwendet wird ein Klapp-Rohrofen mit offenen Heizelementen (Länge 200 mm). Der Probenraum wird durch ein Quarzglasrohr (Länge 400 mm) mit eingeschobenem Al₂O₃- Keramikrohr (Länge 230 mm) gebildet. Das Keramikrohr unterstützt die selektive Heizung der Proben durch dessen Absorberwirkung für die Strahlung der Heizelemente. Zusätzlich sind die Verschlussstopfen im Quarzglasrohr mit Belüftungslöcher versehen, so dass die Enden der Probe mit kühler Luft umspült werden: Die Ränder der Heizzone werden dadurch relativ schart, so dass in einem Bereich von 5 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt < 10 mm die Temperatur drastisch um bis zu 200°C °C abfällt. Durch Variation der aussenliegenden Kühlung bzw. Herausstehenlassen der Rohrenden (einseitig/zweiseitig) aus dem Ofen kann der Gradient noch weiter beeinflusst werden.
Der Übergangsbereich von Glas zu Glaskeramik kann durch Veränderungen des Keramikrohres (Durchmesser, Löcher, Länge) verlängert werden, um Spannungen bei dickwandigen Rohren zu reduzieren. Die Temperaturhomogenität im beheizten Bereich ist dafür sehr hoch und liegt im Bereich von < 20 K, idealerweise < 10 K.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine einseitig oder beidseitig offene Rohrprobe derart im Rohrofen positioniert, dass die offenen Enden/das offene Ende aus der Heizzone herausragt und kontrolliert mit Aussenluft gekühlt werden kann. Nach Durchlaufen des Keramisierungsprogrammes liegt dann im Bereich der Heizzone eine keramisierte, thermisch stabile bzw. stark UV- blockende Region vor, je nach Führung des Keramisierungsprogramms. Im Gegensatz zum beheizten Teilstück ist/sind das/die endständige(n) Teilstücke) glasig geblieben. Hier lassen sich, z. B. zur Realisierung einer CCFL- Backlightlampe, nach Aufbringen und Einbrennen der Fluoreszenzschicht, Elektroden einschmelzen.
Der Übergang vom glasigen zum transparent voll durchkeramisiertem Material lässt sich. über RAMAN Spektroskopie nachweisen, wie in 1 dargestellt und unter Fluoreszenzlicht (248 nm) visualisieren. In 1 bezeichnet 10 die Kurve des keramisierten Materials und 11 die des glasigen Materials.
In 2 ist ein Rohrglas, das zur Herstellung einer „Backlight"-Lampe verwendet werden kann, dargestellt.
Der mit 20 bezeichnete Mittenteil ist keramisiert. In die beiden offenen Enden 22.1, 22.2 sind die Metalldrähte 24.1, 24.2 der Durchführungen bereits eingelegt. Das Grünglas ist so gewählt, dass der Ausdehnungskoeffizient des Grünglases weitgehend mit dem Ausdehnungskoeffizient des Metalldrahtes 24.1, 24.2 übereinstimmt. Durch entsprechende Führung der Keramisierung wird erreicht, dass der Mittelteil 20 der „Backlight"-Lampe eine hohe UV-A-Blockung aufweist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden eine Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ Glaskeramik und als Material der Durchführung Wolfram verwandt. Es zeigt sich, dass bei geeigneter Wahl der Rohrabmessungen mit Durchmesser < 5 mm, bevorzugt 3 mm sowie eines Ofengradienten von > 120 C° der Übergang vom glasigen Endbereich 22.1, 22.2 zum keramisierten Mittenteil 20 weitgehend spannungsfrei erfolgen kann, was zur Folge hat, dass das Rohr im Übergangsbereich ausreichend bruchfest ist. Soll der Übergangsbereich sehr kurz sein, so lässt sich dies durch lokale Ofenkühlung bzw. durch thermische Isolierung des Endstückes vom zu keramisierenden Reststück bewerkstelligen.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Material vollständig durchkeramisiert sein und dieses bereits komplett transparente durchkeramisierte Material nachträglich mit Metallen verschmolzen werden. Hierzu wird beispielsweise das offene Ende eines einseitig abgeschmolzenen Keramikrohres mit einem Wolfram-Draht in Kontakt gebracht und über einer Gasflamme verschmolzen. Bei Anlegen einer geeigneten wohl ausgelegten Brennerflamme schmilzt die Glaskeramik lokal wieder zum Grünglas auf, das sich beispielsweise im Falle von Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ Glaskeramiken hermetisch dicht mit dem Wolfram-Draht verbindet. Die Brennerflamme kann z. B. so ausgelegt sein, dass ein zentraler, sehr heisser punktueller Bereich > 1500°C eingebettet ist, in einen breiten Brennerschweif, der 700°C nicht übersteigt. Somit können Übergangsbereiche mit geringen Spannungszuständen erzeugt werden, die ausreichende mechanische Bruchfestigkeit aufweisen.
Erfindungsgemäß muss hierfür die Flamme eine geeignete Charakteristik habe, gekennzeichnet durch einen breite warmen Bereich (T kleiner ca. 700°C) welcher einen heißen lokalen Bereich umschließt. Durch eine derartige Flammencharakteristik kann, wie oben beschrieben, eine spannungs- und damit rissfreie Übergangszone gewährleistet werden.
In einer modifizierten Ausführungsform liegt der zu verschmelzende Durchführungsdraht innerhalb des keramisierten Rohres, welches unter Drehbewegungen unter Verwendung der o. g. Flamme auseinandergezogen und damit verjüngt wird, so dass ich das Glas letztlich an den Draht anschmiegt. Eine Vereinzelung erfolgt als nachfolgender Prozessschritt.
Die Verwendung von keramisierten Rohren kann auch ohne deren direkten Einschmelzung mit Metalldurchführungen erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform wird eine Basisplatte mit geeigneten Durchführungen bereitgestellt, wobei die Basisplatte beispielsweise aus Hartglas, Kieselglas oder auch aus Glaskeramik hergestellt ist. Die Verbindung zum Kolben kann durch direktes Verschmelzen oder durch Verwendung geeigneter Fritten, keramisierender Lote oder Übergangsgläser erfolgen. Die Trennung des Glaskeramik-Kolbens von der Metalleinschmelzung ist vorteilhaft im Sinne einer hohen Herstellungsausbeute und Prozesssicherheit/-transparenz
Die Keramisierung kann auch im Lampenbetrieb selber erfolgen. Dabei wird z. B die vom Wolfram-Filament abgegebene Wärmestrahlung bei Typ A-Anwendungen bzw. die im Innenbereich eines Außenkolbens bei Typ B-Anwendungen vorherrschende Restwärme genutzt, den Kolben partiell in situ zu keramisieren. Hierzu sollte bspw. vor Auslieferung ein dem externen Keramisierungsprozess entsprechende Lampenbetriebszyklus gefahren werden, um den gewünschten Keramisierungsgrad an der gewünschten Kolbenstelle zu erreichen. Bei Vorliegen einer geeigneten sensiblen Keimbildungs- bzw. Kristallwachstumskinetik ist auch denkbar, den Grünglas- Lampenkolben im realen Gebrauch ohne Vorgabe von Zyklen konstruktiv „degenerieren" zu lassen.
Alternativ zum Einschmelzen von Elektroden über einer Flamme kann die Einschmelzung auch auf optischem Wege erfolgen. Optische Heizelemente haben den Vorteil in sehr kurzer Zeit und lokal Glasposten zu erschmelzen, wobei die Erhitzung nicht über Oberflächenerhitzung und Wärmetransport über das Material selbst erfolgt, sondern dieses direkt im Volumen erhitzt wird. Dadurch werden insbesondere bei dicken Proben, Spannungen im Glasposten vermieden. Ein derartiges geeignetes Verfahren stellt die kIR-Technologie dar. Hierbei bezeichnet kIR kurzwellige Infrarot-Strahlung.
Der Stand der Technik zur Anwendung von kIR-Strahlung ist in einer Reihe von Schriften beschrieben. Die DE 199 38 807 beschreibt die Anwendung von kIR-Strahlung zur Formung von Glasteilen aus einem Glasposten, jedoch bevorzugt dargestellt an flachen Glasplatten. DE 19938808 , DE 19938811 sowie DE 10118260 beschreiben die Anwendung von kIR-Strahlung zum Erwärmen von semitransparenten Glaskeramik-Ausgangsgläsern, jedoch ohne Bezug auf runde Formen bzw. Glas-Metalleinschmelzungen.
Die Möglichkeit der Keramisierung von Grünglas mittels kIR-Strahlung wird in DE 10060987 beschrieben, in DE 10062187 unter zusätzlicher Verwendung einer Levitations- Einrichtung. Letztere verhindert Kratzer auf der Glaskeramik-Oberfläche, welche normalerweise – infolge der Relativbewegung der keramisierenden Platte zur Unterlage – entstehen.
Ein Vorteil der Anwendung von kIR-Strahlung im Vergleich zur Verwendung einer normalen Gasflamme im Zusammenhang mit der Lampenkörperformung wie in dieser Anmeldung beschrieben liegt in der sehr schnellen und lokalen Erwärmung der Glasposten. So kann beispielsweise sehr schnell und lokal eine einfache Rohrab- oder Durchschmelzung erfolgen ohne dass störende und unkontrollierte Kristallausscheidungen erfolgen.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung von optischer Strahlung, wie kIR-Strahlung im Bereich Lampenbau, liegt in der gezielten Einstellung von Spannungszuständen eines Glas/ bzw. Glaskeramik/Metall – Verbundes sowohl im Kaltzustand als auch im Betriebszustand. Eine konventionelle Verschmelzung erfolgt in der Weise, dass ein Durchführungsdraht oder -blech, wie auch das Glas über Gasbrenner auf eine Temperatur gebracht wird, die eine Verbindung der beiden Partner der Glas/ bzw. Glaskeramik/Metall-Durchführung im wachsweichen Glaszustand ermöglicht. Der Verbund wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Im Falle der Glaskeramik erfolgt meist danach der Keramisierungsschritt im mehr oder weniger festen Viskositätszustand des Glases.
Sowohl beim Glaseinschmelzen als auch beim Keramisieren können – sofern Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten zwischen Metall und dem Verschmelzungspartner vorliegen – Spannungszustände entstehen die sich in Bruch oder Undichtigkeiten der Verschmelzstelle äußern.
Unter Zuhilfenahme von kIR-Strahlung kann ein derartiger Spannungszustand weitgehend vermieden werden, da beim Bestrahlen eines Glas/Metall-Verbundes bzw. Glaskeramik/Metall-Verbundes, wie es ja die Durchführung darstellt, die kIR-Strahlung zwar den Glasposten/Glaskeramikposten erhitzt, den Metalldraht (z. B. Wolfram oder Mo) jedoch nur unwesentlich bzw. – bei kurzen Expositionsdauern – gar nicht. Damit ist ein Freiheitsgrad gegeben der es ermöglicht die Spannungszustände gemäss der nachfolgenden Proportionalität Spannung ∼ Δα·ΔTist über den Parameter ΔT einzustellen.
Hierbei bezeichnet
Δα den Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Verschmelzpartnern Glas bzw. Glaskeramik in [ppm/K]
sowie
ΔT die Differenz zwischen Endtemperatur und Starttemperatur [K] des Verschmelzungsprozesses.
Der Parameter ΔT ist hierbei der Unterschied der Temperaturen, die im Bereich des Verschmelzens der Durchführung auftritt. Wird zum Beispiel die Durchführung auf eine Temperatur T(verschmelzen) erhitzt und anschließend auf eine Temperatur (kühlen) abgekühlt, so ist ΔT = T (verschmelzen) – T (kühlen).
Im folgenden wird eine von mehreren Möglichkeiten zur Erreichung eines spannungsfreien Glaskeramik-Metall-Verbundes bei Raumtemperatur anhand einer Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ Glaskeramik und Wolfram-Draht als Durchführungsmaterial beschrieben:
Um einen spannungsfreien Glaskeramik/Metall-Verbund unter Verwendung eines ideal vorgekeimten Grünglases zu erhalten, wird der Verbund konventionell bis ca. zu Tg des glasigen Partners erhitzt. Die Keramisierung wird nach Umschalten der Flammenerhitzung auf kIR-Strahlung durchgeführt, wobei das Metall, hier der Wolfram-Draht, sich kaum erhitzt bzw. extern gekühlt wird. Bei der Keramisierung geht das Grünglas in null- dehnende Glaskeramik über, wobei ein Kristallisationsschrumpf in der Größenordnung von < 5% einsetzt. Dieser Vorgang dauert idealerweise nur kurze Zeit vorzugsweise < 15 min an. Der Verbund wird sehr schnell, idealerweise schockgekühlt, wobei am Ende des Prozessschrittes ein spannungsfreier Metall-Glaskeramik-Verbund einer nullausdehnenden Glaskeramik mit einem W- Draht vorliegt. Wird dieser Verbund auf Betriebsbedingungen erhitzt dichtet sich durch Ausdehnung des W- Drahtes der Verbund weiter ab und wird dadurch für unter Druck stehende Gase im Inneren eines Kolbens besonders dicht.
Ein weitere Vorteil der in dieser Anmeldung genannten Materialien, nämlich insbesondere deralkalihaltigen Glaskeramik (AH-GC), unter die auch Beispiel 2 fällt, ist dass je nach Keramisierungsbedingungen unterschiedliche Kristallphasen (HQMK) und/oder Keatit bzw. Mischung dieser Phasen erhalten werden. Dies ermöglicht die Einsteilung der thermischen Ausdehnung in einem Bereich von 0 bis 2 ppm/K. Auf diese Art ist es möglich, je nach Wahl der Keramisierungsbedingungen, eine an das Material der Durchführung angepasste Dehnung, bspw. eine an die Ausdehnung von W angepasste Dehnung zu erhalten.
Wird anstelle der AH-GC Glaskeramik eine AF-GC Glaskeramik verwandt, unter die eine Glaskeramik gemäß Ausführungsbeispiel 2 fällt, so ist ebenfalls wieder möglich aufgrund unterschiedlicher Keramisierungsbedingungen unterschiedliche Kristallphasen einzustellen und damit auch den thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich zwischen 2 bis 7 ppm/K im Bereich der Glaskeramik/Metall-Durchführung.
Diese Ausführungen zeigen, dass es vorteilhaft ist unterschiedliche Bereiche des Körpers der Lampe unterschiedlich zu keramisieren. So kann der Teil des Körpers, der das Leuchtmittel umgibt eine Glaskeramik sein, die transparent ist, im Bereich der Durchführung wird aber durch Nachkeramisierung oder eine andere Art der Keramisierung eine transluzente Glaskeramik erzeugt, die in Ihrem Ausdehnungsverhalten an das Material der Durchführung angepasst ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung mit wenigstens einem Körper, der ein Leuchtmittel umgibt und in den eine Stromzuführung eingebracht ist, umfassend folgende Schritte: 1.1 in den Körper, der wenigstens ein offenes Ende aufweist und aus einer Glaszusammensetzung besteht, wird eine Stromzuführung an dem wenigstens einen offenen Ende eingelegt; 1.2 das wenigstens eine offene Ende des Körpers wird mit der Stromzuführung verschmolzen; 1.3 der Körper wird teilweise oder vollständig keramisiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper teilweise keramisiert wird, wobei die Bereiche der offenen Enden im glasigen Zustand verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaszusammensetzung im Bereich der offenen Enden im wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Stromzuführung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper vollständig keramisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramik im wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien der Stromzuführung entspricht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche eine Li₂O-Al₂O_3-SiO₂ -Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 50–70 Al₂O₃ 17–27 Li₂O > 0–5 Na₂O 0–5 K₂O 0–5 MgO 0–5 ZnO 0–5 TiO₂ 0–5 ZrO₂ 0–5 Ta₂O₅ 0–8 BaO 0–5 SrO 0–5 P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche eine MAS-Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 35–70, bevorzugt 35–60 Al₂O₃ 14–40, bevorzugt 16,5–40 MgO 0–20, bevorzugt 4–20, besonders bevorzugt 6–20 ZnO 0–15, bevorzugt 0–9, besonders bevorzugt 0–4 TiO₂ 0–10, bevorzugt 1–10 ZrO₂ 0–10, bevorzugt 1–10

Ta₂O₅ 0–8, bevorzugt 0–2 BaO 0–10, bevorzugt 0–8 CaO 0–10, bevorzugt 0–5 SrO 0–5, bevorzugt 0–4 B₂O₃ 0–10, bevorzugt > 4–10 P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, die Glaskeramik im keramisierten Bereich einen Gehalt an TiO₂ von wenigstens 0,1 Gew.% umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung ein Metall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Metall ausgewählt aus folgenden Verbindungen ist: Wolfram, Molybdän, eine Kovar-Legierungen, eine Molekdenwanar-Legierungen
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper ein Glaskolben einer Typ A-Anwendung ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Glaskolben einer Typ B-Anwendung ist.
Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung mit wenigstens einem Körper, in den ein Leuchtmittel und eine Stromzuführung eingebracht ist, umfassend folgende Schritte: der Körper wird teilweise oder vollständig keramisiert an wenigstem einem offenen Ende des Körpers wird eine Stromzuführung eingelegt das offene Ende wird mit der Stromzuführung verschmolzen
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper teilweise keramisiert wird, wobei die Bereiche der offenen Enden im glasigen Zustand verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaszusammensetzung im Bereich der offenen Enden im Wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Stromzuführung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper vollständig keramisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramik im wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien der Stromzuführung entspricht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche eine Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ – Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 50–70 Al₂O₃ 17–27

Li₂O > 0–5 Na₂O 0–5 K₂O 0–5 MgO 0–5 ZnO 0–5 TiO₂ 0–5 ZrO₂ 0–5 Ta₂O₅ 0–8 BaO 0–5 SrO 0–5 P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche eine MAS-Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 35–70, bevorzugt 35–60 Al₂O₃ 14–40, bevorzugt 16,5–40 MgO 0–20, bevorzugt 4–20, besonders bevorzugt 6–20 ZnO 0–15, bevorzugt 0–9, besonders bevorzugt 0–4 TiO₂ 0–10, bevorzugt 1–10 ZrO₂ 0–10, bevorzugt 1–10 Ta₂O₅ 0–8, bevorzugt 0–2 BaO 0–10, bevorzugt 0–8

CaO 0–10, bevorzugt 0–5 SrO 0–5, bevorzugt 0–4 B₂O₃ 0–10, bevorzugt > 4–10 P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, die Glaskeramik im keramisierten Bereich einen Gehalt an TiO₂ von wenigstens 0,1 Gew.% umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung ein Metall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Metall ausgewählt aus folgenden Verbindungen ist: Wolfram, Molybdän, eine Kovar-Legierung, eine Molekdenwanar-Legierungen
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper ein Glaskolben einer Anwendung A ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Glaskolben einer Typ B Anwendung ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramisierung mit Hilfe von kurzwelliger IR-Strahlung vorgenommen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der kurzwelligen IR-Strahlung nur ein vorbestimmter Bereich des Körpers erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung in ihrer Wellenlänge derart gewählt wird, dass das Material der Durchführung nicht oder nur geringfügig erhitzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensführung und/oder die Wellenlänge der IR-Strahlung so gewählt ist, dass im Bereich der Durchführung ein Glaskeramik-Metall-Verbund erzielt wird, der bei Raumtemperatur spannungsfrei ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungszustand im Bereich der Glaskeramik-Metall-Durchführung einstellbar ist und die Spannung im Bereich der Glaskeramik-Metalldurchführung nachfolgender Proportionalität genügt Spannung ∼ Δα·ΔTwobei Δα der Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Verschmelzpartnern [ppm/K] ist ΔT die Differenz zwischen Endtemperatur und Starttemperatur [K] des Verschmelzungsprozesses ist
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensführung derart gewählt ist, dass ein weitgehend spannungsfreier Metall/Glaskeramik oder Metall/Glas-Verbund im Bereich der Durchführung bei Raumtemperatur in den Körper erhalten wird, wobei sich der Metall/Glaskeramik oder Metall/Glas-Verbund beim Erwärmen, insbesondere beim Hochfahren der Lampe auf Betriebstemperatur, abdichtet.
Leuchtvorrichtung mit 31.1 mindestens einem Körper, der ein Leuchtmittel umfasst 31.2 eine in den Körper eingebrachten Stromzuführung, die mit dem Körper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass 31.3 der Körper vollständig oder teilweise aus einer Glaskeramik besteht und 31.4 das Material des Körpers im Bereich der Stromzuführung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der im Wesentlichen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Stromzuführung entspricht.
Leuchtvorrichtungen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtvorrichtung ein Temperaturstrahler ist.
Leuchtvorrichtung gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturstrahler eine Glühbirne oder ein Halogenstrahler ist.
Leuchtvorrichtunggemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Lichtaussendung des Temperaturstrahlers von einer erhitzten Wendel aus Wolframmetall oder Wolframlegierung erfolgt, welche umgeben ist von Schutzgasen, insbesondere von Krypton, Argon, Xenon oder Halogeniden.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34 dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Stromzuführung Metalle wie Wolfram und/oder Molybdän oder Kovarlegierungen in Form von Drähten oder Folien verwendet werden.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Körpers der Leuchtvorrichtung ein Gasinnendruck von bis zu 10 bar im Betrieb aufgebaut ist.
Leuchtvorrichtungen nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung eine Entladungslampe ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe einen Entladungsraum umfasst und der Entladungsraum mit Entladungsstoffen wie Quecksilber und/oder Selten- Erdionen und/oder mit Xenon gefüllt ist
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenseite des Körpers eine Fluoreszenzschicht aufgebracht ist, die dazu dient, UV Anteile aus dem Entladungsprozess, insbesondere UV-Anteilen des Quecksilbers in sichtbares Licht zu konvertieren.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Füllgas umfasst und das Füllgas unter einem Druck von bis zu 200bar oder mehr als 200 bar steht.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum einen Entladungskörper umfasst.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der nbEntladungskörper aus Kieselglas oder transluzenter Keramik besteht und der Körper der Leuchtvorrichtung den Entladungskörper zur Gewährleistung des Schutzes gegenüber schädlicher UV Strahlung und/oder. gegenüber Splittern bei Explosion des Entladungskörpers umgibt.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 42 dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung ein Metall umfasst.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 43 dadurch gekennzeichnet, dass das Metall eine oder mehrere der nachfolgenden Materialien umfasst: Wolfram Molybdän, Niobmetall eine Kovarlegierungen, eine Molekdenwanar-Legierung
Leuchtvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche der Leuchtvorrichtung eine Li₂O-Al₂O₃SiO₂ -Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 50–70 Al₂O₃ 17–27 Li₂O > 0–5 Na₂O 0–5 K₂O 0–5 MgO 0–5 ZnO 0–5 TiO₂ 0–5 ZrO₂ 0–5 Ta₂O₅ 0–8 BaO 0–5 SrO 0–5

P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%
Leuchtvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass der keramisierte Bereiche der Leuchtvorrichtung eine MAS-Glaskeramik umfasst mit einer Zusammensetzung aus dem folgenden Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO₂ 35–70, bevorzugt 35–60 Al₂O₃ 14–40, bevorzugt 16,5–40 MgO 0–20, bevorzugt 4–20, besonders bevorzugt 6–20 ZnO 0–15, bevorzugt 0–9, besonders bevorzugt 0–4 TiO₂ 0–10, bevorzugt 1–10 ZrO₂ 0–10, bevorzugt 1–10 Ta₂O 0–8, bevorzugt 0–2 BaO 0–10, bevorzugt 0–8 CaO 0–10, bevorzugt 0–5 SrO 0–5, bevorzugt 0–4 B₂O₃ 0–10, bevorzugt > 4–10 P₂O₅ 0–10 Fe₂O₃ 0–5 CeO₂ 0–5 Bi₂O₃ 0–3 WO₃ 0–3 MoO₃ 0–3

sowie übliche Läutermittel mit einem Anteil von 0–4 Gew-%.
Leuchtvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 45 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik im keramisierten Bereich einen Gehalt an TiO₂ von wenigstens 0,1 Gew.% umfasst.