DE1764126C3 - Niederdruck-Natriumdampf-Entladungslampe - Google Patents

Description

Dickf der Oxvdschicht zwischen 0.05 und 0,25 μ» - ^£££? SU tsiTif HeTsteEg ! Verfahren zum Anbringen einer für Ujt ^^

mehren der seltenen Erdmetalle in einer oxydierendenAtmosphärernitderaufeineTemperaturao zwischen 300⁰C und dem Erweichungsanfang erhitzten Glasoberfläche in Berührung gebracht

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung einer organischen Verbindung von Yttrium und/oder einem oder mehreren der seltenen Erdmetalle in einem organischen Lösungsmittel auf die erhitzte Glasoberfläche aufgesprüht wird

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung ein Chelat ist

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung ein Acetylacetonat ist

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Äthylenglycolmonoäthylester ist.

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Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Natriumdampfentladungslampe mit einem gläsernen Entladungsgefäß, das auf der Innenseite mit einer für Licht durchlässigen, dem Natriumdampf Widerstandsfähigen homogenen Oxydschicht versehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen einer solchen Oxydschicht.

Bei Natriumdampf-Entladungslampen tritt die Aufgabe auf, daß das Glas des Entladungsgefäßes stark vom Natriumdampf angegriffen wird und sich infolgedessen verfärbt. Dies ist selbstverständlich unerwünscht, da die Verfärbung die Lichtausstrahlung verringert. Da Natriumdampf bei den Entladungstemperaturen sehr aggressiv ist, werden sowohl weiche als auch harte Gläser angegriffen. Um das Angreifen Betriebsdauer Risse m der Oxydsdjcht^durch welche das Natrium an die Gefaßwand
wodurch d.ese angegriffen w.rd. Die g

koeffiz.enten von üblichen Glasern fur Lampenkolben und von Oxydschichten sind dagegen annähernd gleich. . .

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, e.ne Niederdruck-Natnumdampf-Entladungs ampe nut einer gegen Natnumdampf widerstandsfähigen Oxydschicht zu schaffen, die feuchtigkeitsunempfindlich und leicht aufbnngbar sowie im Ausdehnungskoeffizienten dem gläsernen Entladungsgefäß angepaßt ist. . .

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Lampe eingangs erwähnter Art dadurch gelöst, daß die Schicht aus m.ndestens einem der Oxyde von Yttrium und/oder den seltenen Erdmetallen besteht.

Die Oxyde von Yttrium und den seltenen Erdmetallen erfüllen vorzüglich d.e Anforderungen in bezug auf Lichtdurchlässigkeit und Natriumdampffestigkeit und sind außerdem gut feuchtigkeitsfest. Sie lassen sich ferner sehr homogen anbringen und sind stabiler als Bortrioxyd. Da die Oxyde sehr gut lichtdurchlässig sind, kann ihre Dicke in dieser Hinsicht sehr groß gewählt werden. Es tritt jedoch eine ausreichende Schutzwirkung der Oxydschichten bereits ein bei einer Dicke von 0,05 μπι. Diese Schichten sind im sichtbaren Spektrumteil praktisch absorptionsfrei. Die Durchlässigkeit wird nur durch Interferenzerscheinungen modifiziert.

Aus praktischen Gründen wird die Schicht meist dicker gewählt; in diesem Falle müssen die Ausdehnungskoeffizienten der Oxyde und des darunterliegenden Glases berücksichtigt werden. Ist das Glas ein sogenanntes weiches Glas, also mit eineir Ausdehnungskoeffizienten höher als etwa 8 ■ 7.0 ^e/ C, so kann die Dicke der Oxydschicht zwischen 0,05 und 1 μπι gewählt werden. 1st das Glas ein sogenanntes hartes Glas, so wird die Dicke der Oxydschicht vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,25 μηι gewählt. Werden

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diese Anforderungen in bezug auf die Dicke nicht B e i s ρ i e 1
erfüllt, so besteht die Gefahr, daß die Oxydschicht

nicht homogen bleibt, da sich Risse bilden können. Es wird 22,6 g Y₂O₃ in etwa 100 ml konzentrierter Die Oxydschichten der vorstehend beschriebenen Salzsäure bei einer Temperatur von 70 bis 80^cC Art lassen sich durch ein ebenfalls einen Teil der 5 gelöst. Diese Lösung wird mit 700 ml Wasser verdünnt Erfindung bildendes Verfahren gut uadurch bilden, und der größte Teil des Säureüberschusses mit Amdiß eine organische Verbindung von Yttrium und/oder moniak neutralisiert. Darauf werden 9 ml Acetylaceton von einem oder mehreren der seltenen Metallen in und 50 ml Chloroform zugesetzt, worauf mit einer einer oxydierenden Atmosphäre mit dem auf eine 6n-Ammoniaklösung unter Rühren vollständig neu-Temperatur zwischen 300⁰C und dem Erweichungs- io tralisiert wird. In dem Bereich des pH-Wertes zwischen anfang erhitzten Glas in Berührung gebracht wird. 6 und 7 lagert sich das Yttriumacetylacetonat in Form Die organischen Verbindungen der Metalle zersetzen eines weißen Niederschlags ab. Das Chloroform sich an der erhitzten Glasoberfläche unter Bildung begünstigt die Umwandlung und ergibt außerdem homogener Oxydschicht. Man kann die organischen einen besser filtrierbaren Niederschlag. Der erhaltene Metallverbindungen z. B. in einem organischen Lö- 15 Niederschlag wird abfiltriert und in einem Exsikkator sungsmittel lösen und die Lösung auf die erhitzte getrocknet. 70 bis 80 g des so erhaltenen Yttrium-Glasoberfläche sprühen. acetylacetonats werden in 250ml Benzol gebracht.worauf Besonders gut geeignete Verbindungen zur Durch- 50 ml Äthanol zugesetzt und azeotrop destilliert wird, führung des Verfahrens nach der Erfindung sind z. B. um das Kristallwasser zu entfernen. Nach dieser die Metallchelate; insbesondere die Metallacetyl- ao Destillierung bleibt etwa 100 ml Lösung zurück, die acetonate ergeben sehr homogene Oxydschichten. mit Äthy'.englycolmonoäthyläther bis zu einer Kon-Die Chelate lassen sich in verschiedenen organischen zentration von 10 bis 20 Gewichtsprozenten Acetyl-Lösungsmitteln lösen, z. B. in Toluen, Butylacetat acetonat verdünnt wird. Die erhaltene Lösung wird oder Dimethylformamid. Vorzugsweise wird jedoch mittels einer Düse auf eine erhitzte Glasoberfläche Äthylenglycolmonoäthylester verwendet. as z. B. auf ein Glasrohr zur Herstellung des Entladungs-Durch das vorstehend beschriebene Verfahren gefäßes einer Natriumdampf-Entladungslampe zerlassen sich z. B. sehr gut die Oxyde von Yttrium, stäubt. Die Gasatmosphäre, in der die Zerstäubung Gadolinium, Ytterbium, Samarium und andere seltene erfolgt, ist z. B. Luft. Die Temperatur der Erhitzung Erdoxyde aufbringen. Es lassen sich auch Gemische der Glasoberfläche beträgt vorzugsweise etwa 480°C. unterschiedlicher seltener Erdmetalle aufbringen. 30 Eine Schichtdicke von 0,5 μΐη erforderte eine ZerSchichten aus einem solchen Oxydgemisch haben stäubungszeit von etwa 20 Minuten,
auch eine sehr gute Widerstandsfähigkeit in bezug auf Die Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung, heißen Natriumdampf und weisen sehr geringe wobei als Abszisse die Wellenlänge in μπι und als Lichtabsorption auf. Ein Vorteil der Verwendung Ordinate die Durchlässigkeit D aufgetragen ist. Die eines solchen Gemisches besteht darin, daß diese 35 Kurve I deutet die Durchlässigkeit des Trägers an. Gemische sehr billig erhältlich sind. Ein Gemisch, Die Kurve 2 zeigt die Durchlässigkeit einer ähnlichen das sehr gute Resultate lieferte, hatte die Zusammen- Unterlage nach Bedeckung mit einer Yttriumoxydsetzung: schicht mit einer Dicke von 0,47 μΐη. Die Kurve 3

zeigt die Durchlässigkeit einer ähnlichen Unterlage

La₂O₃ 0,1 % 40 mit einer Gadoliniumoxydschicht mit einer Dicke

CeO₂ 0,1 % von 0,22 μηι. Die Kurve 4 zeigt die Durchlässigkeit

Pr_eO_n 0,1 % für eine Ytterbiumoxydschicht mit einer Dicke von

Nd₂O₃ 0,1 % 0,31 μηι. Die Kurven für die mit Oxyden überzogenen

Sm₂O₃ 0,3% Gläser weisen Welligkeiten auf infolge der vor-

Eu₂O₃ 0,1 % 45 erwähnten Modifizierung der Lichtdurchlässigkeit bei

Cd₂O₃ 4,2% bestimmten Wellenlängen infolge fnterferenzerschei-

Tb₄O₇ 2,6% nungen. Für praktische Anwendung wird vorzugsweise

Dy₂O₃ 31,6% eine Dicke der Oxydschicht gewählt, bei der die Durch-

Ho₂O₃ 6,1% lässigkeitskurven ein Maximum aufweisen für Natrium-

Er₂O₃ 24,3% 50 licht.

Tm₂O₃ 3,2 % Zum Beurteilen der Widerstandsfähigkeit in bezug

Yb₂O₃ 22,3 % auf heißen Natriumdampf wurden die vorstehend

Lu₂O₃ 1,9 % beschriebenen überzogenen Gläser 1 bis 2 Stunden lang

Y₂O₃ 3,0% mit Natriumdampf von 48O⁰C unter einem Druck

55 von 2 Torr in Berührung gebracht Nach diesem

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- Versuch wurden kein Angriff und keine Verfärbung beispiels und der Zeichnung nachstehend näher festgestellt. Bei Messung ergab sich, daß die Durcherläutert, lässigkeitskurven sich gar nicht geändert hatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   !.Niederdruck-Natnumdampf-Enttoigsl^pe mit einem gläsernen Entladungsgefäß, das -uf der Innenseite mit einer für Natriumlicht durchlässigen demNatriumdampf widerständen homogenen Oxydschicht versehen .st dadurch gj^nnzeichnet daß die Schicht ^s mindestens emem der Oxyde von Yttrium und/oder dwn seltenen Erdmetallen besteht.

   zu verhüten, sind verschiedene Maßnahmen getroffen worden und es ist insbesondere bekannt, das Entladungsgefäß aus normalen Gläsern herzustellen und

   auf der der Entladung zugewandten Seite mit Metallaufder der bntl^g ^ ^ _Bortrioxyd ^

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   *™ J^ angebracht werten.

   S jedoch, daß es sehr wenig feucntigkeits- £ * Vorkehrungen getroffen

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