DE1589227C - Electrode for electrical discharge vessels - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf Elektroden für genügt insofern noch nicht den Anforderungen anThe invention relates to electrodes for not yet meeting the requirements
elektrische Entladungsgefäße, insbesondere für eine rauschfreie Leuchtstofflampe.electrical discharge vessels, in particular for a noise-free fluorescent lamp.
Niederdruck - Quecksilberdampf - Entladungslampen Als Emissionsmaterialien sind auch Boride in be-Low pressure mercury vapor discharge lamps Borides are also used as emission materials.
mit Wendeelektroden, beispielsweise Leuchtstoff- stimmter Mischung bekannt, deutsche AuslegeschriftKnown with reversible electrodes, for example a mixture of fluorescent substances, German Auslegeschrift
lampen. 5 856 666, die, wenn der Elektronenspender im wesent-lamps. 5 856 666, which if the electron donor is essentially
Bei den bekannten Entladungslampen tritt als liehen aus diesen Boriden besteht, ihm eine gute ther-In the case of the known discharge lamps, as borrowed from these borides, it has a good thermal
störende Erscheinung ein im üblichen Rundfunk- mische" und eine gewisse chemische Stabilität ver-disturbing phenomenon a "common broadcast mix" and a certain chemical stability
frequenzband liegendes elektrisches Rauschen oder leihen. Jedoch können mit reinen Boridemissions-Frequency band lying electrical noise or borrow. However, with pure boride emission
Radiorauschen auf. Die in den bekannten Nieder- flächen weder die Probleme des Rauschens noch dieRadio noise on. The ones in the known low areas neither the problems of the noise nor the
druck-Quecksilberdampf-Entladungslampen wie z. B. io der Erzielung einer hohen Emission optimal gelöstpressure mercury vapor discharge lamps such. B. io the achievement of a high emission optimally solved
Leuchtstofflampen verwendeten, mit einem Emis- werden. =Fluorescent lamps used to be with an emis- sion. =
sionsmaterial beschichteten Elektroden sind als Wolf- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Elekram-Doppelwendeln oder als sogenannte Dreifach- troden für Entladungsgefäße, insbesondere für wendeln, die durch "weiteres Wickeln eines feinen Leuchtstofflampen, zu schaffen, die im Rundfunk-Wolframdrahts um die Wolframdoppelwendel her- 15 frequenzband, insbesondere im Frequenzbereich von gestellt werden, ausgeführt. Die Doppelwendel- oder 535 bis 1605 kHz, nur wenig Radiorauschen ab-Dreifachwendelelektrode wird mit einem Tripelkar- strahlen.Sion material coated electrodes are as Wolf The invention is based on the object of Elekram double coils or as so-called triple electrodes for discharge vessels, in particular for coils that are created by "further winding a fine fluorescent lamp that is used in the broadcast tungsten wire around the tungsten double helix 15 frequency band, in particular in the frequency range of are performed. The double helix or 535 to 1605 kHz, only little radio noise from the triple helix electrode is blasted with a triple karat.
bonat, das aus Bariumkarbonat, Strontiumkarbonat Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch einbonat, which consists of barium carbonate, strontium carbonate This task is essentially carried out by a
und Calciumkarbonat besteht, beschichtet. Die Elek- neues Elektroden-Emissionsmaterial gelöst, das 0,05and calcium carbonate is coated. The elec- tric new electrode emission material dissolved, the 0.05
troden werden in einem Entladungsgefäß eingeschlos- 20 bis 10 Gewichtsprozent Eisenborid sowie in einemElectrodes are enclosed in a discharge vessel - 20 to 10 percent by weight iron boride as well as in one
sen, und während dieses evakuiert wird, werden die Anteil von 1 bis 8% mindestens ein .hochschmelzen-sen, and while this is evacuated, the proportion of 1 to 8% will be at least one.
Karbonate thermisch in die Oxide von Barium, des reduzierendes Metall und schließlich ein elek-Carbonates thermally into the oxides of barium, the reducing metal and finally an elec-
Strontium und Calcium zerlegt, so daß eine söge- tronenemittierendes Material enthält, und zwar wirdStrontium and calcium are broken down so that they contain a sucking electron-emitting material
nannte oxidbeschichtete Elektrode entsteht. als reduzierendes Metall Pulver von einem Metallso-called oxide-coated electrode is produced. as a reducing metal powder of a metal
Die in der beschriebenen Weise hergestellte, be- 25 oder Metalloxid der Gruppe Zirkon, Hafnium, Niob kannte Beschichtung weist einen hohen spezifischen und Tantal und als emittierendes Material Barium-, Widerstand und eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit Strontium- und/oder Calciumoxid verwendet. Eisenauf, was im Betrieb der Entladungslampe das Auf- borid hat einen hohen Schmelzpunkt und eine betreten lokaler Elektrodenflecke von hoher Tempera- merkenswert hohe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich tür zur Folge hat. Diese Elektrodenflecke wirken als 30 zu den üblichen Ionenkristallen. Die beschriebenen Emissionszentren. Wegen der Wärmeträgheit tritt zur reduzierenden Metallpulver, wie Zirkon, Hafnium, Zeit des Wiederzündens und Erlöschens des Bogens Niob und Tantal, verhindern die Oxydation von in jeder Wechselstromperiode kaum eine Änderung Eisenborid während der thermischen Zersetzung der der Temperatur des Elektrodenflecks auf, die wäh- Karbonate beim Verfahrensschritt des Evakuierens rend der gesamten Stromflußzeit der Entladungs- 35 der Entladungslampe. Bei Verwendung des beschrielampe hochbleibt. Die Folge ist, daß während des benen Elektrodenmaterials kann das Radiorauschen Wiederzündens und Verlöschens des Bogens auf der auf weniger als 15 Dezibel vermindert werden. Durch Elektrode der thermische Elektronenstrom/s größer die Erfindung werden somit Elektroden für eine wird als der Entladestrom IL, so daß vor der Elek- Leuchtstofflampe erhalten, die im Betrieb im wesenttrode ein negatives Feld entsteht, das eine Elek- 40 liehen völlig rauschfrei sind und die nicht schwärzen, trodenoszillation bewirkt, wodurch Wiederzündungs- Zweckmäßige Weiterbildungen und Vorteile der rauschen und Verlöschungsrauschen entstehen. Diese Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei-Elektrodenoszillation ist die Hauptursache ernsthafter bung. In der Zeichnung ist die von einer Leuchtstoff-Radiostörung, lampe mit erfindungsgemäßen Elektroden herrüh-The coating produced in the manner described, known or metal oxide of the group zirconium, hafnium, niobium has a high specific and tantalum and used as emitting material barium, resistance and a lower thermal conductivity strontium and / or calcium oxide. Iron on, which when the discharge lamp is in operation, the boronide has a high melting point and the presence of local electrode spots of high temperature, which results in a remarkably high thermal conductivity in comparison. These electrode pads act as 30 to the usual ion crystals. The emission centers described. Because of the thermal inertia, the reducing metal powder, such as zirconium, hafnium, the time of reignition and extinction of the arc, niobium and tantalum prevent the oxidation of iron boride in every alternating current period, hardly any change during the thermal decomposition of the temperature of the electrode spot, the carbonates in the process step of evacuating rend the total current flow time of the discharge 35 of the discharge lamp. When using the Beschrielampe stays up. The result is that while using the same electrode material, the radio noise of reignition and extinction of the arc can be reduced to less than 15 decibels. Due to the electrode the thermal electron current / s is greater than the invention electrodes are then the discharge current I L , so that a negative field is obtained in front of the electrode fluorescent lamp, which is completely noise-free during operation and that do not blacken, cause trodenal oscillation, resulting in reignition Expedient developments and advantages of the noise and extinguishing noise. This invention will emerge from the following description - Electrode oscillation is the major cause of serious exercise. In the drawing, the lamp with electrodes according to the invention originates from a fluorescent radio interference
Zur Vermeidung der von der Elektrodenoszillation 45 rende im Vergleich mit einer von einer bekannten
in Leuchtstofflampen herrührenden Radiostörung Leuchtstofflampe erzeugten Intensität des Radiowurde
bereits versucht, die Wärmeleitfähigkeit der rauschens graphisch dargestellt.
Emissionsmaterialschicht der Elektrode zu verbes- Bei Versuchen hat .sich gezeigt, daß mit Entsern.
Beispielsweise ist es bekannt (japanische Aus- ladungslampen, die ein Emissionsmaterial, das 2 Gelegeschrift
1581/1964), die Dicke der Schicht auf 50 wichtsprozent Eisenborid/entweder FeB oder Fe2B,
weniger als 30 Mikron zu reduzieren', was zu einer er- Oxide von Barium, Strontium und Calcium, und
heblichen Verbesserung der Wärmeleitung dieser metallisches Zirkonium in einer Menge von 3 % des
Emissionsmaterialschicht und zu einer Vergrößerung Gewichts der Oxide enthält, verwenden, Radiodes
Elektrodenflecks führt, so daß dessen Tempera- rauschen sehr wirksam unterdrückt werden konnte,
tür niedriger ist. Diese Maßnahme weist jedoch den 55 Wurde einer solchen Lampe ein Kondensator mit
Nachteil auf, daß die absolute Menge des Oxid- einer Kapazität von 6 Nanofarad parallel geschaltet,
emitters unausbleiblich vermindert wird, was eine so war ihre Wirkungsweise so hervorragend, daß im
kurze Lebensdauer derartiger Entladungslampen zur gesamten Frequenzbereich von 535 bis 1605 kHz
Folge hat. · eine Rauschintensität von weniger als 15 Dezibel er-In order to avoid the intensity of the radio generated by the electrode oscillation 45 in comparison with a radio interference generated by a known radio interference in fluorescent lamps, attempts have already been made to graphically display the thermal conductivity of the noise.
Emission material layer of the electrode to improve. Experiments have shown that with deserning. For example, it is known (Japanese discharge lamps, which are an emission material, the 2 Gelegeschrift 1581/1964) to reduce the thickness of the layer to 50 weight percent iron boride / either FeB or Fe 2 B, less than 30 microns, resulting in an er - Oxides of barium, strontium and calcium, and a considerable improvement in the thermal conductivity of this metallic zirconium in an amount of 3% of the emission material layer and an increase in the weight of the oxides, use radiodes electrode pad, so that its temperature noise can be suppressed very effectively could, door is lower. However, this measure has the disadvantage that the absolute amount of oxide, a capacitance of 6 nanofarads, is connected in parallel, the emitter is inevitably reduced, which is how its mode of operation was so excellent that it has a short service life of this type Discharge lamps result in the entire frequency range from 535 to 1605 kHz. A noise intensity of less than 15 decibels
Weiterhin ist es bekannt (japanische Auslegeschrift 60 halten wurde, wie es in der Figur durch Kurve 2 dar-8391/1965), eine Verminderung der Temperatur des gestellt ist. Dieses hervorragend günstige Verhalten Elektrodenflecks anzustreben, indem die zweite Stei- der erfindungsgemäßen Entladungslampe ist insbegung oder der zweite Wickeldorn der Wendel ver- sondere durch einen Vergleich mit dem entsprechengrößert wird, wodurch eine durch gegenseitige Be- den Rauschen einer herkömmlichen Entladungsstrahlung innerhalb der Wendel entstehende Tempe- 6g lampe, wie es durch Kurve 1 in der Figur gezeigt ist, raturerhöhung vermieden wird. Jedoch erzeugt selbst augenfällig.It is also known (Japanese interpretative document 60 was held, as shown in the figure by curve 2 -8391 / 1965), a decrease in the temperature of the is made. This extremely favorable behavior The aim is to achieve electrode spots by placing the second discharge lamp according to the invention in motion or the second winding mandrel of the helix is enlarged by a comparison with the corresponding one as a result of which a temperature lamp arising from the mutual noise of a conventional discharge radiation within the filament, as shown by curve 1 in the figure, temperature increase is avoided. However, it produces itself conspicuously.
eine in dieser Weise aufgebaute Lampe ein Radio- Die zu dieser auffälligen Verminderung der Elek-a lamp constructed in this way, a radio, which contributes to this noticeable reduction in elec-
rauschen in der Größenordnung von 35 Dezibel und trodenoszillation und der Radiostörung durch Hinzu-noise of the order of 35 decibels and trodenal oscillation and the radio interference caused by
fügen von Eisenborid zum Emissionsmateriai einer oxidbeschichteten Elektrode führenden Zusammenhänge sind nicht eindeutig erkannt. Jedoch kann die Tatsache, daß der Elektrodenfleck in der erfindungsgemäßen Entladungslampe größer ist als auf einer herkömmlichen beschichteten Elektrode und daß seine Temperatur niedriger ist, möglicherweise darauf zurückgeführt werden, daß die Wärmeleitfähigkeit von Eisenborid wesentlich höher ist als diejenige von Bariumoxid, Strontiumoxid und Calciumoxid. Möglicherweise findet auch eine Wechselwirkung zwischen dem Eisenborid und den elektronenemittieren-add relationships leading from iron boride to the emission material of an oxide-coated electrode are not clearly recognized. However, the fact that the electrode pad in the invention Discharge lamp is larger than on a conventional coated electrode and that its temperature is lower, possibly due to the thermal conductivity of iron boride is much higher than that of barium oxide, strontium oxide and calcium oxide. Possibly there is also an interaction between the iron boride and the electron-emitting
r den Oxiden statt, da das Rauschen so erheblich unterdrückt wird.r the oxides, because the noise is so significantly suppressed.
ι Das den Oxiden beigefügte Eisenborid ist sehrι The iron boride attached to the oxides is very
hitzebeständig, auch bei erhöhter Temperatur chemisch stabil, verdampft und zerstäubt nicht und führt nicht durch Reaktion mit dem Wolfram zu einer Versprödung der Wendel. Somit werden durch den Einschluß von Eisenborid in das Emissionsmaterial keine unliebsamen Erscheinungen, wie erhebliche Schwärzung oder kurze Lampenlebensdauer, gefördert. Eisenborid existiert als FeB und Fe2B; diese Verbindungen sind beide zum erfindungsgemäßen Einfügen in das Elektrodenmaterial geeignet. Der erforderliche Borgehalt des zur Durchführung der Erfindung verwendeten Eisenborids muß nicht genau nach einem Verhältnis entsprechend einer der chemischen Formeln bemessen sein, sondern kann in einem weiten Bereich zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent liegen.Heat-resistant, chemically stable even at elevated temperatures, does not vaporize or atomize and does not cause the filament to become brittle through reaction with the tungsten. Thus, the inclusion of iron boride in the emission material does not promote undesirable phenomena such as considerable blackening or short lamp life. Iron boride exists as FeB and Fe 2 B; these compounds are both suitable for incorporation into the electrode material according to the invention. The required boron content of the iron boride used for carrying out the invention does not have to be measured precisely according to a ratio corresponding to one of the chemical formulas, but can be in a wide range between 5 and 30 percent by weight.
Die Zufügung von Eisenborid in einer Menge von mehr als 0,05 Gewichtsprozent zeigt bereits einen erheblichen Effekt für die Verhinderung der Radiostörung, aber zur Vermeidung möglicher Gehaltsschwankungen beim Herstellungsprozeß und um eine Elektrode guter Qualität zu erhalten, ist ein Anteil im Bereich von 0,5 bis 3 °/o besonders vorteilhaft. Die Zufügung von Eisenborid in einer Menge von mehr als 3 Gewichtsprozent ist immer noch wirksam, um das Rauschen zu unterdrücken. Eine Hinzufügung von mehr als 10 Gewichtsprozent ist jedoch nicht mehr vorteilhaft, da die Beigabe einer so großen Menge zu einer Reduktion der Menge an Oxiden von Barium, Strontium und Calcium und zu einer verkürzten Lebensdauer der. Entladungslampe führt. Wie erwähnt, ist es wichtig, daß zur Verhinderung einer Schwärzung der Lampe während des Brennens und somit zur Versicherung einer langen Lebensdauer Pulver mindestens eines hochschmelzenden und reduzierenden Metalls, das aus der Gruppe Zirkon, Hafnium, Niob und Tantal ausgewählt ist, dem Emissionsmaterial in einer Menge in der Größenordnung von 1 bis 8% zugefügt wird. Eine Beigabe dieser Hinzufügung in einer Gesamtmenge von weniger als 1 % ist wegen des dann nur erzielten ungenügenden Effektes ungünstig, während eine Zugabe einer Gesamtmenge von mehr als 8% deswegen unerwünscht ist, weil dann die Elektronenemission vermindert wird. Es seien nun einige Beispiele der Zusammensetzung von Emissionsmaterial zur Elektrodenbeschichtung gemäß der Erfindung beschrieben:The addition of iron boride in an amount of more than 0.05 percent by weight already shows a significant Effect for the prevention of radio interference, but to avoid possible fluctuations in content in the manufacturing process and around one In order to obtain electrodes of good quality, a proportion in the range from 0.5 to 3% is particularly advantageous. the Addition of iron boride in an amount greater than 3 percent by weight is still effective at suppress the noise. However, an addition of more than 10 percent by weight is not more beneficial, since the addition of such a large amount leads to a reduction in the amount of oxides of Barium, strontium and calcium and lead to a shortened lifespan of the. Discharge lamp leads. As mentioned, it is important to prevent blackening of the lamp while it is burning and thus to ensure a long life at least one high-melting and reducing powder Metal selected from the group of zirconium, hafnium, niobium and tantalum, the emission material is added in an amount on the order of 1 to 8%. An addition to this Addition in a total amount of less than 1% is insufficient because of the then only achieved Effect unfavorable, while an addition of a total amount of more than 8% is therefore undesirable because then the electron emission is reduced. Let us now give some examples of the composition of emission material for electrode coating according to the invention described:
Bariumkarbonat 35 gBarium carbonate 35 g
Strontiumkarbonat 35 gStrontium carbonate 35 g
Calciumkarbonat 28 gCalcium carbonate 28 g
Eisenborid (FeB) 2 gIron boride (FeB) 2 g
metallisches Zirkon 3 gmetallic zircon 3 g
Bariumkarbonat 35 gBarium carbonate 35 g
Strontiumkarbonat 35 gStrontium carbonate 35 g
Calciumkarbonat , 28 gCalcium carbonate, 28 g
Eisenborid (Fe2B) '. 2 gIron boride (Fe 2 B) '. 2 g
metallisches Zirkon 3 gmetallic zircon 3 g
Bariumkarbonat 35 gBarium carbonate 35 g
Strontiumkarbonat 35 gStrontium carbonate 35 g
Calciumkarbonat 28 gCalcium carbonate 28 g
Eisenborid (FeB) 2 gIron boride (FeB) 2 g
metallisches Zirkon 2 gmetallic zircon 2 g
metallisches Hafnium Igmetallic hafnium Ig
Bariumkarbonat 35 gBarium carbonate 35 g
Strontiumkarbonat 35 gStrontium carbonate 35 g
Calciumkarbonat 28 gCalcium carbonate 28 g
Eisenborid (FeB) 2 gIron boride (FeB) 2 g
metallisches Zirkon 2 gmetallic zircon 2 g
metallisches Niob Igmetallic niobium Ig
Bariumkarbonat 35 gBarium carbonate 35 g
Strontiumkarbonat 35 gStrontium carbonate 35 g
Calciumkarbonat 28 gCalcium carbonate 28 g
Eisenborid (FeB) .'. 2 gIron Boride (FeB). '. 2 g
metallisches Zirkon 2 gmetallic zircon 2 g
metallisches Tantal 3 gmetallic tantalum 3 g
Jede der aufgeführten Materialzusammenstellungen war in einer Butylacetatlösung von Nitrocellulose suspendiert; diese Suspension wurde auf eine Doppelwendel oder eine Dreifachwendel aufgetragen und während des Schrittes der Auspumpung der Entladungslampe einer thermischen Zersetzung unterworfen, wodurch eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe mit einer oxidbeschichteten Elektrode erhalten wurde. Bei den beschriebenen Beispielen wurde Bariumkarbonat, Strontiumkarbonat und Calciumkarbonat in Form eines Tripelkarbonats zugefügt, das diese Karbonate in solchen Mengen enthielt, wie sie die beschriebenen Verhältnisse ergeben.Each of the compositions listed was in a butyl acetate solution of nitrocellulose suspended; this suspension was applied to a double helix or a triple helix and subjected to thermal decomposition during the evacuation step of the discharge lamp, creating a low pressure mercury vapor discharge lamp with an oxide-coated electrode. In the examples described, barium carbonate, strontium carbonate and calcium carbonate is added in the form of a triple carbonate which contains these carbonates in such Contained amounts as they result in the ratios described.
Die Radiostörungen aller Leuchtstofflampen mit Elektroden, die in dieser beschriebenen Weise hergestellt waren, wiesen in einem Radio-Frequenz-The radio interference of all fluorescent lamps with electrodes made in this manner described were indicated in a radio frequency
bereich von 535 bis 1605 kHz weniger als 15 Dezibel auf, und die Leuchtstofflampen hatten eine Lebensdauer, die mit derjenigen herkömmlicher Leuchtstofflampen vergleichbar ist. Die Erfindung schafft also im wesentlichen völlig rauschfreie Leuchtstofflampen.range from 535 to 1605 kHz to less than 15 decibels, and the fluorescent lamps had a lifespan which is comparable to that of conventional fluorescent lamps. The invention thus creates in essential completely noise-free fluorescent lamps.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Leuchtstofflampen beschränkt. Sie kann überall vorteilhaft zur Anwendung kommen, wo es auf die Verminderung der Elektrodenoszillation bzw. auf die Vergrößerung der emittierenden Elektrodenflecke von oxidbeschichteten Elektroden ankommt.The invention is of course not limited to fluorescent lamps. You can be beneficial anywhere come to use where it is on the reduction of the electrode oscillation or on the Enlargement of the emitting electrode spots of oxide-coated electrodes is important.
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