DE10337335A1

DE10337335A1 - Metal foil for sealing lamp bulb esp. of metal halide high pressure discharge lamp, includes additives or doping materials comprising platinum group metal

Info

Publication number: DE10337335A1
Application number: DE2003137335
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. Ehrlichmann
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-31

Abstract

A metal foil consisting of molybdenum with additives or doping materials. The additives or doping materials comprises at least one platinum metal or a compound comprising at least one platinum metals. More specifically the platinum metal is ruthenium. An independent claim is also included for a lamp with lamp bulb.

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallfolie für den Lampenbau gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und eine Lampe mit einer derartigen Metallfolie. Insbesondere handelt es sich um Metallfolien, die als Bestandteil von Stromdurchführungen durch abgedichtete Lampengefäße verwendbar sind.The The invention relates to a metal foil for the lamp construction according to the preamble of claim 1 and a lamp with such a metal foil. In particular, it is metal foils, as an ingredient from current feedthroughs through sealed lamp vessels usable are.

Die Offenlegungsschrift DE 40 02 974 A1 offenbart Molybdänmaterial für die Lampenherstellung, das mit Kalium , Silizium und Aluminium dotiert ist.The publication DE 40 02 974 A1 discloses molybdenum material for lamp fabrication doped with potassium, silicon and aluminum.

Die Patentschrift DE 29 47 230 C1 beschreibt Molybdänfolien, die zur Verbesserung der Stromdurchführungen mit Yttriumoxid dotiert sind.The patent DE 29 47 230 C1 describes molybdenum foils which are doped with yttria to improve the current feedthroughs.

Die Patentschrift DE 196 03 300 C2 offenbart Molybdänfolien, die mit alkali- und erdalkalifreien Silikaten, Aluminaten oder Boraten eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe 3b oder 4b des Periodensystems dotiert sind.The patent DE 196 03 300 C2 discloses molybdenum foils doped with alkali and earth alkali-free silicates, aluminates or borates of one or more elements of group 3b or 4b of the periodic table.

In der Offenlegungsschrift EP 1 111 655 A1 ist eine Molybdänfolie für den Lampenbau beschrieben, die mit einer Ruthenium enthaltenden Beschichtung versehen ist.In the published patent application EP 1 111 655 A1 a molybdenum foil for the lamp construction is described, which is provided with a ruthenium-containing coating.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Metallfolie für den Lampenbau bereitzustellen, die eine guten Korrosionsschutz besitzt und zum Abdichten eines Lampengefäßes im Bereich der Stromdurchführung geeignet ist. Insbesondere bei Verwendung in Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen soll durch die Metallfolie ein guter Schutz gegen die korrosive Wirkung der Metallhalogenide und damit eine hohe Lebensdauer der Metallfolien-Quarz-Abdichtung des Lampengefäßes gewährleistet werden. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Lampe mit einer entsprechend verbesserten Stromdurchführung bereitzustellen.It The object of the invention is a metal foil for the construction of lamps to provide, which has a good corrosion protection and to Sealing a lamp vessel in the area the current feedthrough suitable is. Especially when used in metal halide high pressure discharge lamps should be protected by the metal foil good protection against the corrosive Effect of metal halides and thus a long life of Metal foil-quartz sealing of the lamp vessel can be ensured. Besides that is It is the object of the invention to provide a lamp with a corresponding improved power feedthrough provide.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 6 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 or 6 solved. Particularly advantageous versions of the invention are in the dependent claims described.

Die erfindungsgemäße Metallfolie besteht aus mit Zusätzen oder Dotierstoffen versehenes Molybdän, wobei die Zusätze bzw. Dotierstoffe erfindungsgemäß mindestens ein Metall aus der Gruppe der Platinmetalle oder eine Verbindung dieses mindestens einen Metalls aus der Gruppe der Platinmetalle umfassen. Durch die erfindungsgemäßen Zusätze bzw. Dotierstoffe und aufgrund dessen, dass die Metallfolie im Material des Lampengefäßes eingebettet ist, ist die Metallfolie ausreichend gegen Korrosion, insbesondere durch die im Lampengefäß eingeschlossenen Füllungsbestandteile geschützt. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Metallfolie eine bessere Schweißbarkeit als die in dem oben zitierten Stand der Technik beschriebene Molybdänfolie, die mit einer Ruthenium enthaltenden Beschichtung versehen ist, da die Schweißelektroden bei der erfindungsgemäßen Metallfolie weniger stark den metallurgischen Reaktionen mit Platinmetallen ausgesetzt sind. Ferner verleiht die erfindungsgemäße Metallfolie den Stromdurchführungen der Lampen eine ähnlich lange Lebensdauer wie die vorgenannten Molybdänfolien mit der Ruthenium enthaltenden Beschichtung und ermöglicht eine einfachere Metallfolienherstellung aufgrund des Wegfalls des Beschichtungsprozesses.The Metal foil according to the invention consists of with additives or dopants molybdenum, wherein the additives or Dopants according to the invention at least a metal from the group of platinum metals or a compound this at least one metal from the group of platinum metals include. By the additives or dopants according to the invention and due that the metal foil embedded in the material of the lamp vessel is, the metal foil is sufficient against corrosion, in particular through the trapped in the lamp vessel Filling ingredients protected. Furthermore owns the metal foil according to the invention a better weldability as the molybdenum foil described in the above cited prior art, which is provided with a coating containing ruthenium, because the welding electrodes in the metal foil according to the invention less strongly the metallurgical reactions with platinum metals are exposed. Furthermore, the metal foil according to the invention gives the current feedthroughs the lamps a similar long life as the aforementioned molybdenum foils with the ruthenium-containing Coating and allows a simpler metal foil production due to the omission of the Coating process.

Gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird als Dotierstoff elementares Ruthenium verwendet, das bereits bei der Herstellung der Metallfolie dem pulverförmigen Molybdän homogen beigemischt wird. Anschließend wird das mit den Zusätzen oder Dotierstoffen versehene pulverförmige Molybdän in bekannter Weise zu Molybdänfolien verarbeitet. Alternativ zu Ruthenium kann aber auch jedes andere der Platinmetalle Platin, Palladium, Iridium, Rhodium oder Osmium als Zusatz oder Dotierstoff in elementarer Form oder als Verbindung verwendet werden. Der Gewichtsanteil der vorgenannten Zusätze bzw. Dotierstoffe sollte so gewählt werden, dass die Schmelztemperatur der Metallfolie noch oberhalb der Bearbeitungs temperatur der Lampengefäße während ihrer Herstellung, insbesondere oberhalb der Erweichungstemperatur von Quarzglas, liegt. Der Gewichtsanteil der vorgenannten Zusätze oder Dotierstoffe in der Metallfolie beträgt vorzugsweise kleiner oder gleich 10 Prozent. Der Anteil der vorgenannten Zusätze oder Dotierstoffe wird so gering wie möglich gewählt, um die Kosten für die Zusätze entsprechend gering zu halten und zu verhindern, dass die Metallfolie brüchig wird.According to the preferred embodiment the invention uses elementary ruthenium as dopant, that already in the production of the metal foil the powdery molybdenum homogeneous is added. Subsequently Will that be with the additions or dopants provided powdered molybdenum in known Way to molybdenum foils processed. But every other alternative to ruthenium can be used the platinum metals platinum, palladium, iridium, rhodium or osmium as an additive or dopant in elemental form or as a compound be used. The proportion by weight of the aforementioned additives or Dopants should be chosen be that the melting temperature of the metal foil is still above the processing temperature of the lamp vessels during their manufacture, in particular above the softening temperature of quartz glass. The weight fraction the aforementioned additives or dopants in the metal foil is preferably smaller or equal to 10 percent. The proportion of the aforementioned additives or Dopants are chosen as low as possible to match the cost of the additives to keep low and prevent the metal foil from becoming brittle.

Die Dicke der erfindungsgemäßen Metallfolie beträgt in vorteilhafter Weise zwischen 10 μm und 150 μm, um eine gute Adhäsion an dem Material des Lampengefäßes zu gewährleisten. Bei Metallfolien mit einer Dicke größer als 20 μm kann in vorteilhafter Weise die Adhäsion durch Aufrauen der Oberfläche mittels Sandstrahlen oder Ätzen verbessert werden.The Thickness of the metal foil according to the invention is advantageously between 10 .mu.m and 150 .mu.m, in order to ensure good adhesion to ensure the material of the lamp vessel. For metal foils with a thickness greater than 20 microns can advantageously the adhesion by roughening the surface by means of Sandblasting or etching be improved.

Die erfindungsgemäßen Metallfolien eignen sich als Einschmelzungsfolien oder Dichtungsfolien für Stromdurchführungen von Lampen mit gasdicht verschlossenen Quarzglasgefäßen. Beispielsweise können diese Metallfolien zur Abdichtung von Stromdurchführungen durch aus Quarzglas gefertigte Entladungsgefäße von Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen und aus Quarzglas bestehende Lampenkolben von Halogenglühlampen verwendet werden. Besonders vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäßen Metallfolien in Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampen verwenden, die Halogenide der Metalle Natrium und Scandium enthalten, wie zum Beispiel in Kraftfahrzeugscheinwerfer-Hochdruckentladungslampen.The metal foils according to the invention are suitable as sealing films or sealing foils for current feedthroughs of lamps with gas-tightly sealed quartz glass vessels. For example, these metal foils for sealing current feedthroughs made of quartz glass Ent Charging vessels of metal halide high-pressure discharge lamps and quartz glass lamp bulb of halogen incandescent lamps are used. The metal foils according to the invention can be used particularly advantageously in metal halide high-pressure discharge lamps which contain halides of the metals sodium and scandium, for example in motor vehicle headlight high-pressure discharge lamps.

Beschreibung des bevorzugten AusführungsbeispielsDescription of the preferred embodiment

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:below The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. It demonstrate:

1 Eine Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe mit den erfindungsgemäßen Metallfolien in schematischer Darstellung 1 A side view of a high-pressure discharge lamp with the metal foils according to the invention in a schematic representation

2 Eine Seitenansicht einer Halogenglühlampe mit den erfindungsgemäßen Metallfolien in schematischer Darstellung Beim ersten, in der 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe. Diese Lampe besitzt ein einseitig gequetschtes Entladungsgefäß 9 aus Quarzglas, in dem eine ionisierbare Füllung, die korrosiv wirkende Metallhalogenide enthält, gasdicht eingeschlossen ist. Innerhalb des Entladungsgefäßes 9 sind zwei Elektroden 22, 23 angeordnet, die jeweils über eine in der Quetschdichtung des Entladungsgefäßes 9 eingebettete Molybdänfolie 24, 25 mit je einer aus dem Entladungsgefäß 9 herausragenden Stromzuführung 26, 27 elektrisch leitend verbunden sind. Das Entladungsgefäß 9 ist, in geringem Abstand, vollständig von einem einseitig gequetschten, gasdicht verschlossenen Hüllkolben 28 umgeben. Der Hüllkolben 28 besteht aus Quarzglas, das mit ca. 0,5 Gewichtsprozent Cer dotiert ist. Innerhalb des Hüllkolbens 28 befindet sich Stickstoffgas, das bei Raumtemperatur einen Kaltfülldruck zwischen 600 mbar bis 700 mbar aufweist. Die aus dem Entladungsgefäß herausragenden Stromzuführungen 26, 27 sind jeweils über eine im Quetschfuß des Hüllkolbens 28 eingebettete Molybdänfolie 29, 30 mit je einer aus dem Hüllkolben 28 herausgeführten Stromzuführung 11, 12 elektrisch leitend verbunden. Ein einseitig gequetschter und einseitig gesockelter Außenkolben 13 umschließt den Hüllkolben 28 gasdicht. Der Außenkolben 13 ist evakuiert und besteht ebenfalls aus einem mit ca. 0,5 Gewichtsprozent Cer dotierten Quarzglas. Die aus dem Hüllkolben 28 herausgeführten Stromzuführungen 11, 12 sind jeweils über eine in der Quetschdichtung des Außenkolbens 13 eingebetteten Molybdänfolie 14, 15 mit je einer aus dem Außenkolben 13 herausragenden Stromzuführung 16, 17 elektrisch leitend verbunden. Die aus dem Außenkolben 13 herausgeführten Stromzuführungen 16, 17 stehen mit den aus dem Sockel 18 herausragenden Kontaktstiften 19, 20 im elektrischen Kontakt. Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Molybdänfolien 14, 15, 24, 25, 29, 30 sind jeweils mit 10 Gewichtsprozent Ruthenium dotiert. Die vorgenannten Molybdänfolien haben eine maximale Dicke von 25 μm. Sie sind konvex gewölbt. Ihre Dicke nimmt zum Rand hin ab. 2 A side view of a halogen incandescent lamp with the metal foils according to the invention in a schematic representation in the first, in the 1 illustrated embodiment of the invention is a one-sided high-pressure discharge lamp. This lamp has a unilaterally squeezed discharge vessel 9 made of quartz glass, in which an ionizable filling containing corrosive metal halides is enclosed gas-tight. Inside the discharge vessel 9 are two electrodes 22 . 23 arranged, in each case via one in the pinch seal of the discharge vessel 9 embedded molybdenum foil 24 . 25 with one each from the discharge vessel 9 outstanding power supply 26 . 27 are electrically connected. The discharge vessel 9 is, at a short distance, completely from a one-sided squeezed, gas-tight sealed envelope 28 surround. The outer bulb 28 consists of quartz glass, which is doped with about 0.5 percent by weight of cerium. Inside the envelope 28 is nitrogen gas, which has a cold filling pressure between 600 mbar to 700 mbar at room temperature. The projecting from the discharge vessel power supplies 26 . 27 are each one in the crimp of the outer bulb 28 embedded molybdenum foil 29 . 30 with one each from the outer bulb 28 led out power supply 11 . 12 electrically connected. An unilaterally squeezed and unilaterally socked outer bulb 13 encloses the outer bulb 28 gas-tight. The outer bulb 13 is evacuated and also consists of a doped with about 0.5 weight percent cerium quartz glass. The from the outer bulb 28 led out power supplies 11 . 12 are each one in the pinch seal of the outer bulb 13 embedded molybdenum foil 14 . 15 with one each from the outer bulb 13 outstanding power supply 16 . 17 electrically connected. The from the outer bulb 13 led out power supplies 16 . 17 Stand with those from the pedestal 18 outstanding contact pins 19 . 20 in electrical contact. The molybdenum foils used in this embodiment 14 . 15 . 24 . 25 . 29 . 30 are each doped with 10 weight percent ruthenium. The aforementioned molybdenum foils have a maximum thickness of 25 microns. They are convex. Their thickness decreases towards the edge.

Bei dem zweiten, in 2 abgebildeten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Halogenglühlampe 35 mit einem Lampengefäß 36 aus Quarzglas, das mit Hilfe einer Quetschdichtung 37 gasdicht verschlossen ist. In der Quetschdichtung sind zwei Molybdänfolien 38 gasdicht eingebettet, die jeweils als Bestandteil einer Stromdurchführung für die im Lampengefäß 36 eingeschlossene Glühwendel 39 ausgebildet sind. Die beiden Enden 40 der Glühwendel 39 sind jeweils mit einer der Molybdänfolien 38 verschweißt. Aus der Quetschdichtung 37 ragen zwei Stromzuführungsdrähte 34 heraus, die jeweils mit einer der Molybdänfolien 38 verschweißt sind. Die Enden 40 der Glühwendel 39, die Molybdänfolien 38 und die Stromzuführungen 34 bilden zwei Stromdurchführungen durch die Quetschdichtung 37 des Lampengefäßes 36 zur Spannungsversorgung der Glühwendel 39. Die beiden Molybdänfolien 38 weisen jeweils 7 Gewichtsprozent Ruthenium auf. Außerdem sind die Molybdänfolien 38 noch in bekannter Weise mit Kalium, Silizium und Aluminium dotiert.At the second, in 2 Illustrated embodiment is a halogen incandescent lamp 35 with a lamp vessel 36 made of quartz glass, with the help of a pinch seal 37 is sealed gas-tight. In the pinch seal are two molybdenum foils 38 embedded gas-tight, each as part of a current feedthrough for in the lamp vessel 36 enclosed filament 39 are formed. The two ends 40 the filament 39 are each with one of the molybdenum foils 38 welded. From the pinch seal 37 protrude two power supply wires 34 out, each with one of the molybdenum foils 38 are welded. The ends 40 the filament 39 , the molybdenum foils 38 and the power supplies 34 form two current feedthroughs through the pinch seal 37 of the lamp vessel 36 for power supply of the filament 39 , The two molybdenum foils 38 each have 7 weight percent ruthenium. In addition, the molybdenum foils 38 doped in a known manner with potassium, silicon and aluminum.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele. Gute Ergebnisse wurden bei der Hochdruckentladungslampe gemäß des ersten Ausführungsbeispiels auch mit Molybdänfolien erzielt, die einen geringeren Gewichtsanteil von Ruthenium von beispielsweise nur 5 Prozent oder 2 Prozent oder sogar nur 1 Prozent aufwiesen. Anstelle von Ruthenium kann in den Molybdänfolien auch jedes andere Platinmetall als Zusatz oder Dotierstoff elementar oder in Form einer Verbindung verwendet werden.The Restricted invention Do not get closer to the above described embodiments. Quality Results were in the high pressure discharge lamp according to the first embodiment also with molybdenum foils achieved, for example, a lower weight fraction of ruthenium only 5 percent or 2 percent or even just 1 percent. Instead of ruthenium, any other platinum metal may be present in the molybdenum foils as an additive or dopant elementary or in the form of a compound be used.

Die Zusatzstoffe oder Dotierstoffe der erfindungsgemäßen Metallfolie müssen nicht unbedingt homogen in dem Material der Metallfolie verteilt sein. Es ist auch möglich, ein Herstellungsverfahren für die Metallfolie zu verwenden, bei dem die Zusatz- oder Dotierstoffe an der Oberfläche der Metallfolie oder in einer dünnen Schicht an der Oberfläche der Metallfolie konzentriert sind.The Additives or dopants of the metal foil according to the invention need not necessarily be distributed homogeneously in the material of the metal foil. It is possible, too, a manufacturing process for to use the metal foil, in which the additives or dopants on the surface of Metal foil or in a thin Layer on the surface the metal foil are concentrated.

Claims

Metal foil for the construction of lamps, the metal foil ( 38 ) consists of additives or dopants molybdenum, characterized in that the additives or dopants at least a metal from the group of platinum metals or a compound comprising at least one metal from the group of platinum metals.

Metal foil according to claim 1, characterized that at least one metal from the group of platinum metals Ruthenium is.

Metal foil according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion by weight of the at least one metal from the group of platinum metals in the metal foil ( 38 ) is less than or equal to 10 percent.

Metal foil according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the metal foil ( 38 ) is in the range between 10 microns and 150 microns.

Metal foil according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the metal foil ( 38 ) has a roughened surface by sandblasting or etching.

Lamp with a lamp vessel ( 36 ), the at least one metal foil ( 38 ) as part of a gas-tight electrical feedthrough through a sealed end ( 37 ) of the lamp vessel ( 36 ), wherein the at least one metal foil ( 38 ) consists of additives or dopants molybdenum or tantalum, characterized in that the additives or dopants comprise at least one metal from the group of platinum metals or a compound of this at least one metal from the group of platinum metals.

Lamp according to claim 6, characterized in that the at least one metal from the group of platinum metals ruthenium is.

Lamp according to Claim 6 or 7, characterized in that the proportion by weight of the at least one metal from the group of platinum metals in the at least one metal foil ( 38 ) is less than or equal to 10 percent.

Lamp according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that the thickness of the metal foil ( 38 ) is in the range between 10 μm and 100 μm.

Lamp according to one or more of claims 6 to 9, characterized in that the at least one metal foil ( 38 ) has a roughened surface by sandblasting or etching.