DE1057231B - Aktivierte Gluehelektrode fuer elektrische Entladungslampen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf aktivierte Glühelektroden für eine elektrische Entladungslampe mit Gas- und/oder Dampffüllung, insbesondere für eine Leuchtstofflampe. Solche Glühelektroden werden üblicherweise mit einem Belag aus einem Gemisch von Oxyden der Erdalkalimetalle versehen. Hierbei wird bekanntlich die Emission von Elektronen, hauptsächlich von Bariumoxyd bewirkt, wobei das Bariumoxyd einen geringen stöchiometrisehen Überschuß von metallischem Barium aufweist. Die anderen, dem Bariumoxyd beigemischten Oxyde haben die Aufgabe, die Verdampfung des Bariumoxyds bzw. des metallischen Bariums zu verlangsamen. Verglichen mit den anderen Oxyden hat das Bariumoxyd den höchsten Dampfdruck, so daß zur Erzielung einer ausreichenden Lebensdauer ein ausschließlich aus Bariumoxyd bestehender Emissionsstoff kaum Anwendung findet. Die Lebensdauer der Oxydkathoden wird hauptsächlich bestimmt durch die beim Betrieb der Entladungslampe auftretende Beanspruchung, wie Ionenbombardement, und durch die Anzahl der Zündvorgänge. Jeder Zündvorgang verbraucht eine bestimmte kleine Menge des Emissionsstoffes, so daß im allgemeinen die Lebensdauer der Oxydelektroden von diesem Vorgang, also weitgehend von der Schaltfestigkeit der Elektroden, abhängig ist.

Es wurde nun gefunden, daß die Schaltfestigkeit solcher Elektroden in elektrischen Entladungslampen ganz bedeutend gesteigert werden kann, wenn erfindungsgemäß auf dem emissionsfähigen Belag der Glühelektroden eine Deckschicht aus Erdalkalibronzen der Elemente der V. oder VI. Gruppe des Periodischen Systems aufgebracht ist. Insbesondere kann als Deckschicht auf dem emissionsfähigen Belag auf der Glühelektrode eine Schicht aus Barium-Wolfram-Bronze aufgebracht sein.

Unter der Bezeichnung Erdalkalibronzen der V. oder VI. Gruppe des Periodischen Systems sind unstöchiometrische Verbindungen der allgemeinen Zusammensetzung A_vB_y O_z zu verstehen, worauf A ein Erdalkalimetall, B ein Metall der V. oder VI. Gruppe des Periodischen Systems, wie z. B. Niob oder AVolfram oder Molybdän, und O das Element Sauerstoff bedeutet. Diese Verbindungen sind stark gefärbt und chemisch äußerst widerstandsfähig. Sie besitzen metallischen Glanz und auch metallische Leitfähigkeit. Ihre Herstellung geschieht durch Reduktion; so wird beispielsweise aus Bariumwolframat durch Einwirkung von Reduktionsmitteln Barium-Wolfram-Bronze gebildet. Von den in der Technik unter der Bezeichnung-Bronzen bekannten Kupferlegierungen, insbesondere den Kupfer-Zinn-Legierungen, müssen diese Stoffe unterschieden werden.

Auf eine betriebsübliche Elektrodenwendel wird in

Aktivierte Glühelektrode
für elektrische Entladungslampen

Anmelder:

Patent -Treuhand - Gesellschaft
für elektrische Glühlampen m.b.H.,
München 2, Windenmacherstr. 6

Dr. Rolf Herrmann, Berlin-Britz,
ist als Erfinder genannt worden

bekannter Weise zunächst durch Tauchen in die Carbonatpaste der Erdalkalimetalle die Emissionsschicht aufgebracht und das überschüssige Carbonat beispielsweise durch Ablassen entfernt. Das Aufbringen der Deckschicht erfolgt dann nach einer gewissen Abtrocknungszeit der Oxydpaste in der Weise, daß die Wendel nun in eine etwas dünnflüssige Dispersion aus beispielsweise Barium-Wolfram-Bronze in Nitrozellulose-Butylacetat getaucht wird. Die überflüssige Deckschichtlösung wird dann wieder abgeblasen oder abgeschleudert. Über der mit der Oxydpaste gefüllten Primärwendel befindet sich dann nach der weiteren Abtrocknung eine Deckschicht von etwa 10 bis 50 μ Dicke der Barium-Wolfram-Bronze bei einer Korngröße von etwa 5 μ. Diese Abmessungen haben sich bisher als durchaus brauchbar erwiesen; sie können jedoch weitgehend variiert werden.

Die Wirksamkeit der Bronzeschicht beruht wohl einerseits auf der Speicherfähigkeit der Bronze für Barium und der damit verbundenen günstigen Diffusions- und Emissionseigenschaft und andererseits auf der guten Leitfähigkeit der Bronze in Kombination mit deren geometrischer Lage (Spitzenwirkung) für die Erstausbildung des Ansatzpunktes der Entladung. Die Oxydpaste liefert offenbar Barium infolge einer Reaktion zwischen Deckschicht und Unterlage durch die Deckschicht nach.

Man hat schon vorgeschlagen, die Emissionsschicht von Oxydkathoden aus mehreren Teilschichten aufzubauen, wobei man aber feststellte, daß solche Kathoden geringere Emissionsströme ergeben. Auch wurde bereits vorgeschlagen, den Emissionsoxyden Erdalkaliwolframate zuzusetzen. Nach einem weiteren be-

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Claims (4)

kannten Vorschlag soll die Oxydschicht mit einem Überzug von Wolfram, Molybdän oder Platin versehen werden. Ferner hat man bereits den Emissions-Qxyden hochschmelzende Metalle wie Wolfram oder Molybdän beigemischt, wobei beim Formierungsprozeß diese Metalle in Verbindungen übergeführt wurden. Endlich wurde bereits die Verwendung von Erdalkali-, Wolfram- oder Molybdänbronzen als Unterlage des Oxydbelages beschrieben. Jedoch erbrachten alle diese Vorschläge keine Verbesserung der Schaltfestigkeit der mit solchen Elektroden ausgerüsteten Entladungslampen. Erst durch das Anbringen der Bronzeschicht auf dem emissionsfähigen Belag werden die Speicherfähigkeit der z. B. Barium-Wolfram-Bronze für Barium sowie die damit verbundenen günstigen Diffusions- und Emissionseigenschaften vorteilhaft ausgenutzt. Elektroden nach der Erfindung zeigen eine ganz besonders hohe Schaltfestigkeit. So steigt die Betriebsdauer von Leuchtstofflampen, die mit Elektroden mit einem überzug aus Barium-Wolfram-Bronzen nach der Erfindung versehen wurden, gegenüber solchen Leuchtstofflampen, die mit Elektroden der bisher üblichen Art ohne den Überzug nach der Erfindung ausgerüstet sind, auf das Mehrfache. Bei einem Versuch zur Ermittlung der Schaltfestigkeit unter sehr harten Betriebsbedingungen bei einem Schaltrhythmus von 50/10 Sekunden, d. h. nach je 10 Sekunden Pause, wurde die Lampe gezündet und brannte dann 50 Sekunden lang, ergaben Leuchtstofflampen mit Elektroden nach der Erfindung eine Betriebsdauer von über 3120 Stunden, während übliche Leuchtstofflampen nach 1300 Stunden versagten. Beide Arten von Leuchtstofflampen wurden bei dem Versuch mit Glimmzündern gezündet, um die Gleichheit der Versuchsbedingungen zu wahren. Die für die Überzüge zu verwendenden Wolfram- und Molybdänbronzen können auf den aus der Fachliteratur bekannten Wegen dargestellt (z. B. L.-A. Hallopeau, Ann. Chem. Phys. [7], 1903, S. 122) werden. Die so erhaltenen Wolfram- und Molybdänbronzen werden mit Nitrozellulose und Butylacetat zu einer Paste verarbeitet, die durch Tauchen oder Aufsprühen als Überzug auf die auf bekanntem Wege hergestellten, zunächst die Erdalkalicarbonate tragenden Elektroden gebracht wird. Bei der Umwandlung der Erdalkalicarbonate in die emissionsfähigen Erdalkalioxyde beim Formieren bleibt der Bronzeüberzug im wesentlichen erhalten und zeigt dann im Betrieb den günstigen Einfluß auf die Schaltfestigkeit. In der Zeichnung ist in Fig. 1 als Ausführungsbeispiel ein Ende einer Leuchtstofflampe mit einer Glühelektrode gemäß der Erfindung veranschaulicht. Im Tellerfußrohr 1 des Lampenkolbens 2 sind in üblicher Weise die Elektrodenhalter 3 durch Quetschungen eingeschmolzen. In den freien Enden der Elektrodenhalter ist die Elektrodenwendel 4 eingeklemmt, die vorzugs- weise als Doppelwendel ausgebildet ist. Auf diese Elektrodenwendel ist zunächst in ebenfalls bekannter Weise eine Karbonat-Paste eines Erdalkaligemisches durch Tauchen aufgebracht. Nach Abblasen oder Abschleudern von überschüssiger Paste und nach einer gewissen Trocknungszeit ist dann über dieser Karbonatschicht eine Deckschicht einer Barium-Wolfram-Bronze aufgebracht, die gegebenenfalls durch Aufsprühen der Paste oder durch Tauchen der Wendel in eine entsprechende dünnflüssige Dispersion aus beispielsweise Barium-Wolfram-Bronze in Nitrozellulose erhalten ist. In der Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teiles einer solchen mit einer Deckschicht überzogenen Elektrode gezeigt. Hierbei bedeutet 5 das Trägermterial, z. B. einen dünnen Wolframdraht, worauf der emissionsfähige Erdalkalioxydbelag 6 in bekannter Weise aufgebracht ist. Über diesem Oxydbelag befindet sich die Deckschicht 7 aus Stoffen gemäß der Erfindung. Patentansprüche.-

1. Mit Erdalkalioxyden aktivierte Glühelektrode für eine elektrische Entladungslampe mit Gas- und/ oder Dampffüllung, insbesondere Leuchtstofflampe, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem emissionsfähigen Belag der Glühelektrode eine Deckschicht aus Erdalkalibronzen der Elemente der V. oder VI. Gruppe des Periodischen Systems aufgebracht ist.

2. Glühelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus Barium-Wolfram-Bronze besteht.

3. Glühelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus Barium-Wolfram-Bronze 10 bis 50 μ dick ist.

4. Verfahren zur Herstellung von Glühelektroden nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelektroden nach dem Aufbringen des emissionsfähigen Erdalkaligemisches durch Eiatauchen in oder durch Aufsprühen einer Dispersion von Erdalkalibronzen der Elemente der V. oder VI. Gruppe des Periodischen Systems vorzugsweise von Barium-Wolfram-Bronze in Nitrozellulose-Butylacetat mit einer Deckschicht überzogen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 615 546, 545 715, 809 219;

britische Patentschriften Nr. 510 344, 714 429;
französische Patentschrift Nr. 1 059 489;
USA.-Patentschrift Nr. 2 353 635. .

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 956 256.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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