DE1246877B - Hochdruck-Gasentladungslampe - Google Patents

Description

DEUTSCHES ÄTflSiS PATENTAMT

DeutscheKl.: 21 f-82/03

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1246 877

Aktenzeichen: N 25044 VIII c/21 £

j[ 246 877 Anmeldetag: 2. Juni 1964

Auslegetag: 10. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck-Gasentladungslampe, insbesondere auf eine Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, mit einem Kolben, der eine halogenhaltige Gasfüllung und Elektroden aus Wolfram enthält.

Hochdruck-Gasentladungslampen werden wegen ihrer hohen Lichtausbeute und ihrer starken konzentrierten Lichtausstrahlung vielfach verwendet; beim Betrieb ist die Entladung nämlich eingeschnürt.

Als Füllgas, in dem die Entladung im wesentlichen auftritt, wird oft Quecksilberdampf oder Xenon verwendet. Außer diesen Gasen befinden sich in dieser Art von Lampen fast immer ein oder mehrere die Zündung einleitende Edelgase. Beim Betrieb wird die Wand einer solchen Gasentladungslampe stark erhitzt und aus diesem Grunde wird der Kolben meistens aus Hartglas oder Quarzglas hergestellt.

In vielen Fällen werden, entweder zur Erhöhung der Ausbeute oder zur Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung der ausgesandten Strahlung, noch andere Elemente oder Verbindungen in den Entladungsraum eingeführt. Es sind z. B. Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampen bekannt, bei denen Natrium, Thallium oder Indium in Form von Halogeniden in den Entladungsraum eingeführt sind. Beim Betrieb dieser Lampen zersetzen sich diese Verbindungen, wodurch wenigstens beim Betrieb, aber im allgemeinen auch wenn die Lampen nicht im Betrieb sind, eine Menge an freiem Halogen im Entladungsraum vorhanden ist. Es stellt sich nun heraus, daß dieses Halogen bei einer bestimmten Temperatur mit dem Metall der Elektroden reagiert und mit diesem ein Halogenid bilden kann. Diese Halogenide können an den Elektroden selbst aber auch an den Stellen der Lampe gebildet werden, wo sich zerstäubtes oder verdampftes Metall der Elektroden abgelagert hat. Die gebildeten Halogenide verbreiten sich im Entladungsraum und können sich an Stellen mit einer Temperatur höher als an den Stellen, wo sie gebildet wurden, wieder zersetzen.

An den letztgenannten Stellen lagert sich das ausgelöste Metall wieder in Form von kleinen Anwüchsen ab. Da die Elektroden meist an bestimmten Stellen so heiß sind, daß die erwähnte Zersetzung dort stattfinden kann, wachsen diese Elektroden an diesen Stellen an. Dieser Anwuchs ist sehr unregelmäßig und demzufolge entsteht eine starke Verformung der Elektroden. Im allgemeinen werden an diesen Stellen scharfe Spitzen oder Kanten gebildet. Die Entladung greift bekanntlich vorzugsweise auf solchen Spitzen und Kanten an. Dies ist naturgemäß unerwünscht, wenn diese Spitzen oder Kanten sich Hochdruck-Gasentladungslampe

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Arend Johan Kleine,
Abraham Timmermans,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 5. Juni 1963 (293 683)

nicht an der richtigen Stelle befinden. Weiter kann dieser Anwuchs der Elektroden so groß werden, daß der Abstand der Elektroden von der Wand sehr gering wird oder daß die Anwüchse mit der Wand in Berührung kommen. Dadurch kann die Kolbenwand zerstört werden, auch wenn der Anwuchs und die Wand nicht unmittelbar miteinander in Berührung sind. Infolge der starken Wärmestrahlung kann die Wand an der betreffenden Stelle nämlich thermisch überlastet werden. Die Erfindung hat den Zweck, hierin eine Verbesserung zu schaffen.

Bei einer Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem Kolben, in dem sich eine halogenhaltige Gasfüllung und Elektroden aus Wolfram befinden, werden erfindungsgemäß wenigstens 40 ⁰Zu der Oberfläche mindestens einer der Elektroden mit einer zwischen 1 und 100 μπι starken Schicht aus einem gegen Halogen beständigen hochschmelzenden Material überzogen, wobei jedoch derjenige Teil der Elektrodenoberfläche, an dem die Entladung angreift, unbedeckt bleibt.

Es hat sich herausgestellt, daß in Lampen nach der Erfindung wider Erwarten keine Anwüchse an den Stellen entstehen, die mit dem hochschmelzenden, gegen Halogen beständigen Material überzogen sind. Eine dünne Schicht von 1 bis 100 μπι Stärke nimmt nämlich nahezu die gleiche Temperatur an wie die Oberfläche des darunterliegenden Wolframkernes. Es war daher nicht ohne weiteres zu erwarten gewesen, daß bei einer so dünnen, zu einem großen Prozent-

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Claims (5)

satz die Elektrode bedeckenden Schicht aus hochschmelzendem Material keine Wolframanwüchse auftreten. Naturgemäß kann nicht die ganze Elektrode mit dem obenerwähnten Material überzogen werden, da die Entladung auf eine gut leitende Oberfläche angreifen muß und die verwendeten Überzugsmaterialien zu diesem Zweck im allgemeinen zu wenig leitend sind. Je größer der mit dem hochschmelzenden, gegen Halogen beständigen Material überzogene Elektrodenteil ist, um so größer ist die Sicherheit, daß keine Anwüchse entstehen. Vorzugsweise ist mindestens 80"» und höchstens 98 " Ό der Oberfläche überzogen. Es ist bereits eine Blitzentladungslampe ohne Wolfram-Halogen-Zyklus bekannt, bei der zur Vermeidung von Anwüchsen auf der Oberfläche jeder Elektrode diese wenigstens zu 400 0 mit einer Schicht aus hochschmelzendem Material überzogen ist. Die Schicht besteht hierbei aber aus einer relativ dicken Hülse, die den Elektrodenabmessungen genau angepaßt werden muß und schwierig herzustellen ist. Ferner ist es bei Glimmlampen bekannt, diejenigen Teile der Elektroden, die nicht aufleuchten sollen, mit einer Überzugsschicht aus z. B. Zirkonoxyd oder Aluminiiimoxyd zu bedecken, wodurch die Leuchtoberfläche begrenzt wird. Derartige Lampen weisen stets eine Edelgasfüllung auf, so daß dort das Problem der Halogenidzersetzung gar nicht auftreten kann. Außerdem ist es bekannt, bei Lampen mit Halogenfüllung die mit dem Gasgemisch in Berührung kommenden Metallteile mit einer Schutzschicht aus z. B. Chromoxyd oder Glas zu bedecken. Eine Zersetzung der in diesen Lampen entstehenden Halogenide und damit ein Amwachsen von Leuchtkörpermaterial auf den Metallteilen kann praktisch nicht auftreten, da diese Metallteile unterhalb der Halogenid-Zersetzungstemperatur bleiben. Das Anbringen der Überzugsmaterialien nach der Erfindung kann in vielerlei Weisen erfolgen, z. B. durch Eintauchen in eine Suspension oder auf kataphoretischem Wege. Auch kann zunächst ein Metall, z. B. durch Aufdampfen, aufgebracht werden, das dann in Oxyd umgewandelt wird. Welche Anforderungen an die Überzugsmaterialien gestellt werden müssen, wurde bereits im vorstehenden erwähnt. Unter dem Ausdruck »hochschmelzend« ist hier zu verstehen, daß diese Materialien einen Schmelzpunkt höher als 1000° C haben, Vorzugsweise werden Materialien gewählt, die gut an den Elektroden haften und eine ununterbrochene Schicht bilden, die auch bei den auftretenden hohen Temperaturen nicht reißt. Einige Materialien, die sich bewährt haben, sind Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd, Kaolin, Karbide und Nitride von z. B. Bor, Zirkon oder Thorium. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnet 1 die Quarzglasumhüllung einer Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, in der sich Wolframelektroden 2 und 3 befinden. Diese Elektroden bestehen aus kleinen massiven Zylindern, die teilweise mit einer gegen Halogen beständigen hochschmelzenden Schicht überzogen sind, die mit 4 bzw. 5 bezeichnet ist. Die mit den Elektroden verbundenen Stromzuführungsleiter sind mit 6 und 7 bezeichnet. Patentansprüche:

1. Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem Kolben, der eine halogenhaltige Gasfüllung und Elektroden aus Wolfram enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 40°/o der Oberfläche mindestens einer der Elektroden mit einer zwischen 1 und 100 μπι starken Schicht aus einem gegen Halogen beständigen hochschmelzenden Material überzogen ist, wobei jedoch derjenige Teil der Elektrodenoberfläche, an dem die Entladung angreift, unbedeckt bleibt.

2. Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 80 bis 98 % der Elektrodenoberfläche überzogen ist.

3. Gasentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hochschmelzende Material Aluminiumoxyd ist.

4. Gasentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hochschmelzende Material Zirkonoxyd ist.

5. Gasentladungslampe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus Quarzglas besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 681466:
schweizerische Patentschrift Nr. 292 233;
französische Patentschriften Nr. 791740,
463;

USA.-Patentschriften Nr. 2 116 672, 2 716 713,
965 790;

Max K η ο 11, Materials and Processes of Electron Devices, Springer-Verlag, 1959, S. 236;

Walter H. Kohl, Materials Technology for Electron Tubes, Reinhold-Verlag, New York, 1951,
S. 190;

Philips Technische Rundschau, 23. Jahrgang,
1961/1962, Nr. 7/8, S. 230.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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