DE192290C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTSCHRIFT

.-■- Ja 192290 KLASSE 21/. GRUPPE

Dr. HANS KUZEL in BADEN bei WIEN.

Glühlampen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Juli 1905 ab.

Es ist bereits bekannt, Glühfäden elektrischer Glühlampen z.B. in einer gas- oder dampfförmigen Atmosphäre von Bor, Silizium usw. oder den Wasserstoffverbindungen dieser Körper zu erhitzen, wodurch sich die Glühfäden mit einem Überzüge der eingangs erwähnten Elemente bedecken.

Es wird dadurch die Verhinderung von Oxydation und eine Herabsetzung des Leitungswiderstandes der Glühfäden bezweckt.

Den Gegenstand der unten beschriebenen Erfindung bildet ein Verfahren, welches zwar dem obigen Verfahren äußerlich ähnlich ist, welches aber im Gegensatz zu demselben die Erhöhung des Leitungswiderstandes von Glühkörpern zum Ziele hat..

Dieses abweichende Resultat wird, wie man aus der Beschreibung des Verfahrens ersieht, hauptsächlich durch die Einhaltung der Bedingung erreicht, daß man die Elemente Bor, Silizium; Kohlenstoff bezw. solche Verbindungen derselben, welche bei Einwirkung von Hitze die genannten Elemente abspalten, nicht in so großer Menge zur Anwendung bringt,

daß sie genügen, um Überzüge zu erzeugen, und daß man bei starker Weißglühhitze arbeitet. Dadurch wird eine bloße Abscheidung der einwirkenden Elemente an der Oberfläche verhindert und eine sofortige gleichmäßige Verteilung derselben in dem glühenden Metalle bewirkt.

Die auf diese Weise entstehenden festen Lösungen zeigen allem Anscheine nach in bezug auf den elektrischen Leitungswiderstand gegenüber ihren Komponenten ähnliche Erscheinungen, wie sie die Schmelzpunktkurven mit ihren Maxima und eutektischen Punkten bei Legierungen in thermischer Hinsicht aufweisen.

Wie man sich zur Auffindung der Schmelzpunktkurven und ihrer lokalen Maxima der Pyrometer bedient, bedient man sich zur Erkennung des Verlaufes der Reaktion beim vorliegenden Verfahren der elektrischen Meßinstrumente. '

Das Verfahren besteht demnach darin, daß man die Metallgegenstände, hauptsächlich Glühkörper für elektrische Glühlampen aus schwer schmelzbaren Metallen wie Chrom, Mangan, Molybdän, Uran, Wolfram, Vanadin, Tantal, Niob, Titan, Thorium, Zirkonium, Platin, Osmium und Iridium oder Legierungen zweier oder mehrerer derselben in äußerliche Berührung mit begrenzten, relativ geringen Mengen von Bor, Silizium oder Kohlenstoff oder von Verbindungen derselben, welche

durch Hitze unter Abspaltung dieser Stoffe zerlegt werden, auf Weißglut bringt. Es können auch Gemische von zwei oder allen dreien dieser Stoffe bezw. von deren Verbindüngen benutzt werden. Dabei nehmen die Metalle bezw. deren Legierungen Bor, Silizium bezw. Kohlenstoff auf. Ihre'Oberfläche ist nach Beendigung der Operation so blank wie zu Anfang, woraus erhellt, daß die einwirkenden Stoffe nicht in graphitischem Zustand und lediglich an der Oberfläche der glühenden Metalle ausgeschieden wurden. Auch ist jetzt der elektrische Leitungswiderstand derselben in hohem Maße gesteigert, und zwar je nach der.Wahl der in Wechselwirkung tretenden Komponenten bis auf das Drei-, Vier-, ja Zehn-und Mehrfache des Widerstandes des reinen Metalles oder der Legierung, während der Schmelzpunkt derselben dabei oft gar nicht oder nur wenig und in einem für die Zwecke der Glühlampenfabrikation praktisch nicht in Betracht kommendem Maße herabgedrückt wird.

Bei Ausführung des vorliegenden Verfahrens kann man die mit Bor, Silizium oder Kohlenstoff oder Gemischen derselben oder mit Verbindungen der obenbezeichneten Art dieser Stoffe in dampf- oder gasförmigem, pulverförmigem oder in mehr oder minder gelöstem, flüssigem oder pasteförmigem Zustande in Berührung gebrachten und zu behandelnden Metallkörper durch den elektrischen Strom oder durch äußere Erhitzung in einer indifferenten Atmosphäre auf Weißglut bringen. Man kann auch die zu behandelnden Metallkörper in einer Atmosphäre, welche aus Gasen oder Dämpfen besteht, welche in der Hitze Bor, Silizium bezw. Kohlenstoff abspalten, unter vermindertem oder erhöhtem Drucke erhitzen und diese Gase oder Dämpfe gegebenenfalls durch neutrale Gase, z. B. Wasserstoff, verdünnen.

Endlich kann man die Metallkörper im kristallinischen oder im kolloidalen Zustande in einer der angegebenen Weisen behandeln; im letzteren Falle nimmt man das Erhitzen auf Weißglut bei Überführung der kolloidalen Metalle oder Legierungen in den kristallinischen Zustand in Gegenwart der oben charakterisierten Körper vor, um so die Aufnahme begrenzter Mengen von Bor, Silizium und Kohlenstoff durch diese Metalle oder Legierungen und die Erhöhung ihres elektrischen Leitungswiderstandes gemäß der vorliegenden Erfindung zu bewirken.

Im nachfolgenden werden einige Ausführungsbeispiele des vorliegenden Verfahrens näher beschrieben, wobei vorausgesetzt wird, daß es sich um die Herstellung von Glühkörpern für elektrische Glühlampen handelt.

A. Zu einem in einem evakuierten Behälter befindlichen kolloidalen Faden, Draht oder Glühkörper läßt man eine durch Vorversuche empirisch ermittelte, für die erwünschte Erhöhung des Widerstandes ausreichende Menge eines der eingangs charakterisierten Gase oder Dämpfe, z. B. Borwasserstoff, hinzutreten und erhitzt den Faden usw. in dem unter vermindertem Drucke stehenden verdünntem Gase nach dem Verfahren der genannten Patentschrift, z. B. durch den elektrischen Strom oder auf gewöhnliche Weise durch äußere Erhitzung allmählich bis zur -Weißglut und hält ihn dabei einige Zeit, z. B. 30 Minuten, bis aller Borwasserstoff zerlegt und die Oberfläche des Drahtes nach dem Abkühlen metallisch blank erscheint.

B. ' Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß man das Erhitzen eines kolloidalen Fadens, Drahtes, Stäbchens oder Glühkörpers, der zweckmäßig mit einem Meßinstrument verbunden ist, welches gestattet, den elektrischen Widerstand zu kontrollieren, nach der genannten Patentschrift in einer Atmosphäre vornimmt, die zum größten Teile aus einer Gasart besteht, die keinen der in diesem Prozeß zur Verwendung gelangenden chemischen Körper angreift, z. B. Wasserstoff und zum geringen Teile aus der zur Zersetzung gelangenden Substanz, z. B. Siliziumwasserstoff oder den Dämpfen von schweren Kohlenstoffen besteht.

Hierbei erhitzt man zuletzt so lange auf Weißglut, bis das Meßinstrument anzeigt, daß der gewünschte Widerstand erreicht ist.

C. Weniger zweckmäßig arbeitet man so, daß man den kolloidalen Faden erst nach der genannten Patentschrift in den gewöhnlichen, dichten kristallinischen Zustand überführt und too ihn dann erst entweder nach einer der obigen Ausführungsformen behandelt.

In diesem Falle kann man auch Fäden, Drähte oder Glühkörper, welche auf andere Weise als nach der genannten Patentschrift, z. B. durch Ziehen der Metalle usw. erhalten wurden, zur Anwendung bringen und ihren Widerstand erhöhen.

D. Auch kann man so vorgehen, daß man das Glühen der aus kolloidalen oder dichten kristallinischen Metallen bestehenden Drähte, Fäden oder Glühkörper unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck und auch in einer Atmosphäre vornimmt, die aus den reinen, durch kein anderes Gas verdünnten, zur Zersetzung gelangenden Gasen oder Dämpfen wie Borwasserstoff, Siliziumwasserstoff, Kohlenwasserstoffe und anderen Verbindungen, welche beim Glühen die Elemente Bor, Silizium und Kohlenstoff abscheiden, besteht. Ebenso können solche zersetzbare Verbindungen in flüssiger Form angewandt werden und die Drähte,

Fäden oder Glühkörper in kolloidalem oder dichten kristallinischem Zustande in den Flüssigkeiten untergetaucht, erhitzt werden.

Das gewünschte Resultat wird jedoch nach dem unter C. und D. beschriebenen Ausführungsformen nicht so leicht wie nach den Ausführüngsformen A. und B. und nur unter Anwendung besonderer Aufmerksamkeit und Vorsicht, daß nicht zuviel Bor, Silizium oder

ίο Kohlenstoff niedergeschlagen wird, erreicht. In diesem Falle; welcher immer eintritt, wenn man nach Vorschrift des D. R. P. 53585 arbeitet, bilden sich nämlich entweder schon während des Verfahrens oder beim nachfolgenden längeren Erhitzen des fertigen Fadens auf höhere Temperatur die bekannten niedrig schmelzenden Bor-, Silizium- oder Kohlenstoffverbindungen (Boride, Suizide, Karbide). · Der technische Effekt des vorliegenden Verfahrens, bei welchem nur relativ geringe Mengen der fraglichen Elemente zur Aufnahme gelangen, die zur Bildung der niedrig schmelzenden Verbindungen nicht ausreichen, dürfte hingegen wahrscheinlich auf die Entstehung neuer, bisher unbekannter eutektischer Legierungen mit gänzlich verschiedenen Eigenschaften zurückzuführen seiri.

Darauf weist wohl auch der Umstand hin, daß z. B. Glühfäden, deren Widerstand durch obige Elemente erhöht wurde, unter sonst gleichen Umständen (z. B. Wattverbrauch für Normalkerze) Licht von verschiedener Färbung emittieren, z.B. ist das Licht eines Wolframglühkörpers, dessen Widerstand durch Kohle erhöht wurde, gegenüber dem Lichte, das ein Faden aus chemisch reinem Wolfram ausstrahlt, gold- oder orangefarbig.

Bei Anwendung von Bor erreicht man gewöhnlich eine grünliche Färbung des Lichtes.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung des elektrischen Leitungswiderstandes von Metallen, insbesondere von Glühkörpern aus schwer schmelzbaren Metallen für elektrische Glühlampen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Metallkörper mit nur soviel Bor, Silizium, Kohlenstoff oder Gemischen derselben oder in der Hitze unter Abscheidung dieser Stoffe zersetzbaren Verbindungen zusammengebracht und auf Weißglut erhitzt werden, daß die Bildung von Überzug vermieden wird und Glühkörper von höherem Widerstand als dem des Ausgangsmaterials gebildet werden.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der zu behandelnden Metallkörper in einer Atmosphäre vorgenommen wird, die aus gas- oder dampfförmigen, bei hohen Temperaturen Bor, Silizium oder Kohlenstoff oder Gemischen derselben abspaltenden Verbindungen dieser Stoffe besteht.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre, in welcher der Metallkörper erhitzt wird, nebst der Bor, Silizium oder Kohlenstoff abspaltenden Verbindung oder Verbindungen auch noch ein indifferentes Gas, beispielsweise Wasserstoff, enthält.

4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bor, Silizium oder Kohlenstoff oder deren zerlegbaren Verbindungen in Berührung gebrachten Metallkörper aus Metallen im kolloidalen Zustand bestehen.