DE1771143C3 - Process for the production of sodium vapor-resistant glass ceramics on the basis of CaO-AI deep 2 O deep 3 and their use - Google Patents
Process for the production of sodium vapor-resistant glass ceramics on the basis of CaO-AI deep 2 O deep 3 and their useInfo
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Description
GrenzenLimits
erhalten wird, zuerst V» bis 2 Stunden bei einer ^3Q 24 bis 50is obtained, first V »to 2 hours with a ^ 3 Q 24 to 50
Temperatur zwischen 700 und 9000C, danach Aj q 35 bis 575Temperature between 700 and 900 0 C, then A jq 35 to 575
Vs bis 2 Stunden zwischen 900 und 10000C und 40 m*q3 ""' 0 bis I2! 'Vs up to 2 hours between 900 and 1000 0 C and 40 m * q 3 ""' 0 to I2! '
schließlich während 1 bis 4 Stunden zwischen 1000 ß'aQ 0 bis 16*finally for 1 to 4 hours between 1,000 ß 'a Q 0 to 16 *
und 12000C erhitzt wird. γ 0 ""';;;' 0 bis 10\ and 1200 0 C is heated. γ 0 ""';;;' 0 to 10 \
3. Verwendung der nach den Ansprüchen 1 oder2 RO 0 bis 9 1 3. Use of the RO 0 to 9 1 according to claims 1 or 2
erhaltenen Glaskeramiken als Abdichtungsmaterial 2rO* ...... 0 bis 17,5 [ ^i^a+^^t+^hO obtained glass ceramics as sealing material 2rO * ...... 0 to 17.5 [^ i ^ a + ^^ t + ^ hO
für Hochdrucknatriumdampfentladungslampen mit 45 y q 0 bis 3* 1 ^s ^'for high pressure sodium vapor discharge lamps with 45 y q 0 to 3 * 1 ^ s ^ '
einer Hülle aus dicht gesintertem, polykristallinem *a shell made of densely sintered, polycrystalline *
Aluminiumoxid mit einer Reinheit von wenigstens erhalten wird, zuerst Va bis 2 Stunden auf einerAlumina with a purity of at least is obtained, first Va to 2 hours on one
99,5%. Temperatur zwischen 700 und 9000C, danach 0 bis99.5%. Temperature between 700 and 900 0 C, then 0 to
4. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 2 Stunden zwischen 900 und 10000C und schließlich erhaltenen Glaskeramiken als Hüllmaterial für 50 während 1 bis 6 Stunden zwischen 1000 und 12000C Entladungslampen. erhitzt wird.4. Use of the glass ceramics obtained according to claim 1 or 2 for 2 hours between 900 and 1000 0 C and finally obtained as a cladding material for 50 for 1 to 6 hours between 1000 and 1200 0 C discharge lamps. is heated.
Die auf diese Weise erhaltene Glaskeramik, dieThe glass-ceramic obtained in this way, the
feinkristallin ist, weist im Vergleich zu Glas der gleichen Zusammensetzung eine Natriumdampfbeständig-is finely crystalline, has a sodium vapor resistance compared to glass of the same composition.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 55 keit auf, die bei bis zu um etwa 200° C höheren Tempe-Herstellen von gegen Natriumdampf resistenten Glas- raturen, d. h. bis etwa 9000C, befriedigend ist. Für keramiken auf der Basis von CaO — Al2O3 und auf eine Hülle einer Hochdrucknatriumdampfentladungs-Entladungslampen, bei denen entweder die Verbin- lampe ist sie gerade noch nicht geeignet. Dagegen dung zwischen der aus dicht gesintertem polykristal- ist sie bei Verwendung von mittleren Drücken als linem Material, z. B. Aluminiumoxid, bestehenden 6° Hülle anwendbar. Eine Anzahl Glaskeramiken innerHülle und dem Elektrodenmetall aus der gemäß halb des obigen Zusammensetzungsgebietes weisen diesem Verfahren hergestellten Glaskeramik besteht eine Transparenz auf, die mit der von dichtgesintertem oder bei denen die Hülle selbst ganz oder teilweise Aluminiumoxid vergleichbar ist. Sie sind zur Veraus dieser Glaskeramik besteht. arbeitung, z. B. zu rohrförmigen Körpern mittels desThe invention relates to a method for ness 55, the temperatures up to about 200 ° C higher to Tempe-producing resistant to sodium vapor glass, ie, to about 900 0 C, is satisfactory. For ceramics based on CaO - Al 2 O 3 and on a shell of a high-pressure sodium vapor discharge lamp, for which either the connection lamp is just not suitable. In contrast, training between the densely sintered polycrystalline it is when using medium pressures as a linem material, z. B. aluminum oxide, existing 6 ° shell applicable. A number of glass ceramics inner shell and the electrode metal from the glass ceramic produced according to half of the above composition area have a transparency that is comparable to that of densely sintered aluminum oxide or in which the shell itself is completely or partially comparable. You are made of this glass ceramic. work, e.g. B. to tubular bodies by means of the
Dicht gesintertes, polykristallines Aluminiumoxid 65 Strangpreßverfahrens, geeignet, das in der DT-PSDense sintered, polycrystalline aluminum oxide 65 extrusion process, suitable that described in DT-PS
(US-PS 3026 210) besteht zumindest aus 99,5% 15 36 545 beschrieben wurde.(US-PS 3026 210) consists of at least 99.5% 15 36 545 has been described.
Al2O3. Es ist durchscheinend, gasdicht und hat eine Nach einer Vorzugsausführung des erfindungsge-Al 2 O 3 . It is translucent, gas-tight and has a According to a preferred embodiment of the invention
hervorragende Beständigkeit gegen Einwirkung von mäßen Verfahrens wird ein Glas, das durch SchmelzenExcellent resistance to the action of moderate process is a glass made by melting
eines Gemenges mit einer Zusammensetzung in Gewichtsprozent, berechnet als Oxide, innerhalb der Grenzen:a mixture with a composition in percent by weight, calculated as oxides, within the limits:
CaO 30 bis 50CaO 30 to 50
Al1O3 35 bis 55Al 1 O 3 35 to 55
MgO 2 bis 7MgO 2 to 7
BaO 4 bis 16BaO 4 to 16
YtO, 0 bis 10Y t O, 0 to 10
B1O3 3bis 9B 1 O 3 3 to 9
ZrOt 0 bis 10ZrO t 0 to 10
erhalten wird, zuerst */, bis 2 Stunden bei einer Temperatur zwischen 700 und 9000C, danach Vs bis 2 Stunden zwischen 900 und 1000° C und schließlich während 1 bis 4 Stunden zwischen 1000 und 12000C erhitztis obtained first * /, up to 2 hours at a temperature between 700 and 900 0 C, then Vs to 2 hours between 900 and 1000 ° C and finally heated for 1 to 4 hours 1000-1200 0 C.
Die Behandlung in drei Stufen, d. h. mit einer Behandlung auf einer Temperatur zwischen 900 und 10000C zwischen der Keimbildung und der Keimanwachsung, vermindert die Gefahr der Rißbildung im Material erheblich.The treatment in three stages, ie with a treatment at a temperature between 900 and 1000 0 C between the nucleation and the Keimanwachsung, the risk of cracking in the material is reduced considerably.
Bei der Herstellung von Hochdrucknalriumdampflampen mit einer Hülle von dicht gesintertem polykristallinem Aluminiumoxid bietet die erfindungsgemäß hergestellte Glaskeramik die Möglichkeit zu einer viel einfacheren Abdichtung, als sie bisher verwendet wurde.In the manufacture of high pressure halide lamps with a shell of densely sintered polycrystalline aluminum oxide offers the invention produced glass ceramic offers the possibility of a much simpler sealing than has been used up to now would.
Die F i g. 1 stellt eine bekannte Abdichtung dar. Hierin ist 1 die rohrförmige Hülle aus dichtgesintertem Aluminiumoxid, in der an beiden Enden ein ringförmiges Stück 3 aus demselben Material klemmend angebracht ist. Der Ring 4 besteht ebenfalls aus demselben Material. Als Elektrodendurchführung 2 wird Niobium verwendet, während die beiden Ringe 5 aus mit einem Bindemittel versetztem gepreßten Glaspulver bestehen. Das Glas hat beispielsweise die Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): CaO 38,8; Al4O3 45,6; MgO 5,2; BaO 8,7 und B1O3 1,7 nach derThe F i g. 1 shows a known seal. Here, 1 is the tubular casing made of densely sintered aluminum oxide, in which an annular piece 3 made of the same material is clamped at both ends. The ring 4 is also made of the same material. Niobium is used as the electrode leadthrough 2, while the two rings 5 consist of pressed glass powder mixed with a binding agent. The glass has, for example, the composition (in percent by weight): CaO 38.8; Al 4 O 3 45.6; MgO 5.2; BaO 8.7 and B 1 O 3 1.7 according to the
5 OE-PS 2 74137. Bei Erwärmung verbrennt der Binder und bildet eine vakuumdichte Verbindung zwischen Umhüllung 1 und Elektrodendurchführung 2.5 OE-PS 2 74137. When heated, the binder burns and forms a vacuum-tight connection between Cover 1 and electrode lead-through 2.
In F i g. 2 ist angegeben, wie die Abdichtung mit dem nach der Erfindung erhaltenen Material vielIn Fig. 2 it is indicated how the sealing with the material obtained according to the invention much
ίο einfacher zustande gebracht wird. Demnach wird der aus einem Stück bestehende Glaspfropfen 7 nach der Einschmelzung durch eine geeignete thermische Behandlung in die erfindungsgemäße Glaskeramik übergeführt. Bei dieser Art der Abdichtung kann die Elektrodendurchführung 6 beispielsweise aus dem viel billigeren Molybdän bestehen.ίο is brought about more easily. Accordingly, the one-piece glass plug 7 after melting by a suitable thermal treatment transferred into the glass ceramic according to the invention. With this type of seal, the Electrode leadthrough 6 consist, for example, of the much cheaper molybdenum.
Beim Zustandekommen der Erfindung hat sich herausgestellt, daß sich bei der ersten Phase der thermischen Behandlung aus dem Glas feinverteilteWhen the invention came about it has been found that in the first phase of the thermal Treatment from the glass finely divided
ao Keime, z. B. in Form von 3 CaO · B2O3, ausscheiden. An diese Keime kristallisiert bei der weiteren thermischen Behandlung die Verbindung CaO · Al2O3 an, die eine hervorragende Beständigkeit gegen Einwirkung durch Natriumdampf aufweist. Maßgebend fürao germs, e.g. B. in the form of 3 CaO · B 2 O 3 , precipitate. During the further thermal treatment, the compound CaO.Al 2 O 3 , which has excellent resistance to the action of sodium vapor, crystallizes on these nuclei. Relevant for
as eine geeignete Glaskeramik ist die Wahl der Zusammensetzung sowie des Temperaturprogramms, da sich außer CaO · AI2O3 auch die sehr schlecht gegen Einwirkung durch Natriumdampf beständige Phase 12 CaO · 7 Al1O3 ausscheiden kann.As a suitable glass ceramic is the choice of the composition as well as the temperature program, since apart from CaO · Al 2 O 3 also the phase 12 CaO · 7 Al 1 O 3 , which is very poorly resistant to the action of sodium vapor, can precipitate.
Das nach der Erfindung erhaltene Material kann nicht nur Anwendung finden als Abdichtungsmaterial für Hochdrucknatriumlampen oder für Mitteldrucknatriumlampen, sondern auch für andere hochbelastete Lampen.The material obtained according to the invention can be used not only as a sealing material for high pressure sodium lamps or for medium pressure sodium lamps, but also for other highly stressed lamps.
ZrO1 ZrO 1
Y1O, L,OY 1 O, L, O
5,85.8
2,02.0
Die Erfindung wird an Hand einiger Beispiele erläutert. Es wurden die in der Tabelle angegebenen Zusammensetzungen in Gewichtsprozent aus einem Gemenge geschmolzen, das Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Borsäure und gegebenenfalls Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Zirkoniumoxid und Yttriumoxid enthält. Aus der Schmelze gezogene Stäbchen werden zunächst 2 Stunden auf eine Temperatur zwischen 750 und 8500C erhitzt. Anschließend wird die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 5°C pro Minute auf 9500C erhöht und während einer Stunde auf diesem Wert gehalten. Danach wird die Temperatur nochmals mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 5°C pro Minute auf 11000C gesteigert, 2 bis 4 Stunden hierauf gehalten und schließlich an der Luft bis Zimmertemperatur abgekühlt.The invention is illustrated by means of a few examples. The compositions given in the table in percent by weight were melted from a mixture containing calcium carbonate, aluminum oxide, boric acid and optionally magnesium carbonate, barium carbonate, zirconium oxide and yttrium oxide. Rods drawn from the melt are first heated to a temperature between 750 and 850 ° C. for 2 hours. Subsequently, the temperature is increased at a rate of 4 ° to 5 ° C per minute to 950 0 C and held for one hour at that value. Thereafter, the temperature is again raised at a rate of 4 ° to 5 ° C per minute to 1100 0 C, held for 2 to 4 hours to this, and finally cooled in air to room temperature.
In den Endprodukten konnten röntgenographisch die Phasen 3 CaO · B2O3 und CaO · Al2O3 nachgewiesen werden; die Phase 12 CaO · 7 Al2O3 war in Spuren anwesend. The phases 3 CaO · B 2 O 3 and CaO · Al 2 O 3 could be detected by X-ray in the end products; the phase 12 CaO.7 Al 2 O 3 was present in traces.
Die Natriumbeständigkeit ist für alle Proben beiThe sodium resistance is for all samples
einer Behandlung während 48 Stunden bei 85OPCa treatment for 48 hours at 85O P C
ίο sehr gut; bei den Proben 1, 2 und 6 bewirkt eine solche Beanspruchung bei 950°C noch kaum einen Angriff.ίο very good; in samples 1, 2 and 6 causes a Such a stress at 950 ° C hardly any attack.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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DE1771143B2 DE1771143B2 (en) | 1976-06-10 |
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