DE19845444B4

DE19845444B4 - Aufbau und Herstellungsverfahren für Elektroden für eine Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE19845444B4
Application number: DE19845444A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Chofu Kurano; Akiyoshi Chofu Fujimori
Original assignee: O R C Manufacturing Co Ltd Chofu; O R C Manufacturing CO Ltd
Current assignee: O R C Manufacturing Co Ltd Chofu; O R C Manufacturing CO Ltd
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2018-10-03
Also published as: KR19990036663A; DE19845444A1; US6227926B1; US6215247B1; KR100497645B1

Abstract

Elektrodenaufbau für eine Hochdruckentladungslampe, die unter Beibehaltung einer hohen elektrischen Eingangsleistung verwendet wird, wobei die Entladungslampe Folgendes aufweist: ein aus einer Lumineszenzröhre mit einem bauchigen Teil in ihrer Mitte zusammengesetzte Röhre und eine Anode und eine Kathode, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Kathode aus einem Metall mit einer hohen Schmelztemperatur zusammengesetzt ist, das mit einer elektronenemittierenden Substanz dotiert ist und einen kegelförmig zulaufenden Teil in Richtung der Entladungsseite aufweist, wobei der abgeschrägte Teil des kegelförmig zulaufenden Teils einer Karburierung am kegelförmigen Teil unterzogen wurde und ein nicht-behandelter Teil an der Kante bzw. Spitze des kegelförmigen Teils ausgebildet wird, und zwar zusammenhängend bzw. im Anschluß an den karburierten Teil.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe, die unter Beibehaltung einer hohen elektrischen Eingangsleistung verwendet wird, und auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere betrifft die Erfindung die Konstruktion und das Herstellungsverfahren einer Elektrode, die leicht aufgebaut und über eine längere Zeitdauer standfest verwendet werden kann.
Beschreibung des Stands der Technik
Allgemein wird im Fall der Bildung eines Halbleiterverdrahtungsmusters eine ultraviolette Strahlen ausstrahlende Entladungslampe mit hoher elektrischer Eingangsleistung als Lichtquelle verwendet. Für die Verwendung einer solchen Entladungslampe auf ein Belichtungsgebiet, d. h. auf einen großflächigen Halbleiterwafer oder eine großflächige Flüssigkristallanzeige mit einem miniaturisierten Belichtungsmuster ist es bekannt, einen Blitzlichtbetrieb zu verwenden, bei welchem eine niedrige Eingangsleistung und eine hohe Eingangsleistung wechselweise wiederholt werden und die Belichtung während der Zeiten der hohen Eingangsleistung durchgeführt wird.
Es wurde auch vorgeschlagen, eine Kurzlichtbogentyp-Quecksilberentladungslampe auf ein miniaturisiertes Belichtungsmuster anzuwenden, die einen großen elektrischen Strom und eine geringere in der Entladungslampe enthaltene Quecksilbermenge verwendet, so daß ein i-Strahl, der eine Quecksilberlumineszenzlinie mit einer schmalen Halbbandweite ist, effektiv emittiert wird.
Der Aufbau der Entladungslampe gemäß dem Stand der Technik hat jedoch folgende Nachteile:
Im Fall der Verwendung der Entladungslampe im Blitzlichtbetrieb bzw. mit großen elektrischen Strömen wird die Kathode während des Verlaufs der Entladung ernstlich beschädigt, wobei die Kathode wesentlich aufgebraucht wird, und auf Grund des Aufbrauchens der Kathode wird die Röhrenwand der Entladungslampe geschwärzt. Das Schlimme ist, daß auf Grund der Deformation die Distanz zwischen der Anode und der Kathode verändert wird, wodurch die Lage der Bogenentladung verändert wird, was einer Verwendung der Entladungslampe entgegensteht.
Des weiteren tritt im Blitzlichtbetrieb auf Grund der starken Änderungen der Lichtbogenstärke zwischen der Kathode und der Anode eine fehlerhafte Belichtung auf und der unstabile Zustand des Lichtbogens kann nur schwer gesteuert werden. Des weiteren ist die verwendete Leistungsversorgung zur Steuerung eines stabilen Bogens kompliziert strukturiert und teuer.
Aus der DE 37 23 271 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem mit einer porösen Membran, beispielsweise aus einem Carbid, ein Teil mit Ausnahme eines Kantenteils der Kathode abgedeckt wird, und zwar derart, daß die Dicke der Membran graduell abnimmt, je näher man dem Kantenteil kommt, um das Aufbrauchen der Kathode zu unterdrücken. Jedoch erfordert diese Methode, die die Behandlung der Kathode an einem vorbestimmten Ort und einen Schritt des Entfernens des absorbierten Gases von der Abdeckung umfasst, einen großen Aufwand und ihre Durchführung ist kompliziert. Des weiteren wurde eine abnormale Entladung am Teil der Abdeckung der carbidbedeckten Kathode während der Startzeit des Entladungsbeginns beobachtet. Wenn die abnormale Entladung auftritt, wird die Carbidabdeckung geschmolzen und verflüssigt. Dies schafft das Problem, daß das Carbid an der Innenfläche des Glases der Entladungslampe haften bleibt.
Des weiteren ist aus der JP 4-137349 ein Verfahren bekannt, bei welchem eine Dispersion eines Kohlenstoffpulvers auf die Kathode angewandt wird, um einen karbonisierten Teil auf der Kathode auszubilden. Da jedoch die Karbonisierung während einer Stufe durchgeführt wird, während der die Dispersion des Kohlenstoffpulvers auf die Oberfläche der in diesem Verfahren verwendeten Kathode aufgetragen wird, wird der Kohlenstoff, der auf der Oberfläche der Kathode gebildet wird, im Verlauf des Zündens der Entladungslampe verteilt, was eine nachteilige Wirkung hat. Verunreinigungen (d. h. Kalium und Oxide auf der Oberfläche des Kohlenstoffs), die im Kohlenstoff enthalten sind, der auf der Kathode haftet, verkürzen die Betriebslebensdauer der Entladungslampe.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Elektrodenaufbau für eine Hochdruckentladungslampe vorzusehen, der den Verbrauch und die Beschädigung der Kathode auf ein geringstmögliches Maß unterdrückt, sogar wenn die Entladungslampe mit einer hohen Eingangsleistung verwendet wird, wobei das Leuchten der Entladungslampe über eine lange Zeitdauer in einem stabilen Zustand fortgesetzt werden kann. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Entladungslampe vorzusehen, mit dem eine Kathode leicht hergestellt werden kann, bei welcher der Steuerungsteil für die Leistungsquelle vereinfacht werden kann und bei welcher eine Behandlung mit Kohlenstoff durchgeführt werden kann, ohne die Betriebslebensdauer der Entladungslampe nachteilig zu beeinflussen. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektrodenaufbau für eine Hochdruckentladungslampe vorzusehen, die über eine längere Zeitdauer verwendet werden kann, indem die Anode einer Karburierung ausgesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung, die die zuvor genannten Probleme löst, ist ein Elektrodenaufbau für eine Hochdruckentladungslampe, die unter Beibehaltung einer hohen elektrischen Eingangsleistung verwendet wird, wobei die Entladungslampe eine Röhre aufweist, die aus einer Lumineszenzröhre mit einem in ihrer Mitte bauchigen Teil zusammengesetzt ist, und eine Anode und eine Kathode aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Kathode aus einem Metall mit einer hohen Schmelztemperatur zusammengesetzt ist, das mit einer elektronenemittierenden Substanz dotiert ist und einen kegelförmig zulaufenden Teil in Richtung der Entladungsseite aufweist, wobei der abgeschrägte Teil des kegelförmig zulaufenden Teils einer Karburierung am kegelförmigen Teil unterzogen wird, und wobei ein nicht-behandelter Teil an der Kante des kegelförmigen Teils anschließend an den karburierten Teil ausgebildet ist.
Die Kathode kann aus dem kegelförmigen Teil und einem sich daran anschließenden zylindrischen Teil zusammengesetzt sein, und der karburierte Teil wird vom kegelförmigen Teil aus zu einem vorbestimmten Teil des zylindrischen Teils hin ausgebildet.
Es ist ebenso vorteilhaft, daß auch die Anode einen nicht-behandelten Teil an ihrer Kante und einen durch Karburierung karburisierten Teil aufweist, der sich an dem nicht-behandelten Teil anschließt.
Der karburierte Teil kann auch Variationen in der Kohlenstoffverteilung aufweisen und/oder kann innerhalb des metallischen Bereichs ausgebildet sein.
Es ist vorteilhaft, daß der karburierte Teil über bzw. im Übergang mit einem dekarburierten Teil ausgebildet wird, der von der Oberfläche der Elektrode aus bis in eine vorbestimmte Tiefe ausgebildet ist, oder die Elektrode könnte aus Wolfram gefertigt sein und der karburierte Teil ist Wolframcarbid (W₂C).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe, das folgende Schritte aufweist:
Einen ersten Schritt des Auftragens einer Flüssigkeit, die ein Graphit enthaltendes gesintertes Medium aufweist, und zwar auf eine Kathode oder sowohl auf eine Kathode als auch auf eine Anode für eine Entladungslampe an Stellen mit Ausnahme des Kantenteils, und anschließendes Trocknen des Mediums,
einen zweiten Schritt einer Vorabwärmebehandlung der aufgetragenen Flüssigkeit im Vakuum bei einer für das Entfernen von in der Flüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen geeigneten Temperatur, um die Verunreinigungen zu entfernen,
einen dritten Schritt des Aufheizens der Flüssigkeit auf eine für das Sintern der Flüssigkeit in einem inerten Gas geeignete Temperatur, um das Sintermedium auf der Elektrode zu sintern,
einen vierten Schritt der Entfernung des gesinterten aufgetragenen Mediums, und
einen fünften Schritt des Aufheizens der Elektrode, von der das aufgetragene Medium entfernt wurde, und zwar im Vakuum bei einer Karburierungstemperatur, die geeignet ist, um eine gewünschte Tiefe der karburierten Schicht zu erhalten, die ausgebildet werden soll.
Der fünfte Schritt kann das Aufheizen der Elektrode aufweisen, von der das aufgetragene Medium entfernt wurde, und zwar im Vakuum bei einer Karburierungstemperatur, die geeignet ist, um eine gewünschte Tiefe der zu bildenden karburierten Schicht zu erhalten, um dadurch den Kohlenstoff von der Oberfläche der Elektrode bis zu einer vorbestimmten Tiefe zu entfernen und den karburierten Teil über bzw. im Übergang mit einem dekarburierten Teil auszubilden, der über die Oberflächendekarburierungsbehandlung ausgebildet wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Vorderansicht, die den gesamten Aufbau der Hochdruckentladungslampe zeigt, 1B ist eine Vorderansicht, in welcher der Elektrodenteil der Hochdruckentladungslampe in Längsrichtung gezeigt ist und eine teilweise geschnittene Vorderansicht desselben dargestellt ist;
2 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die den Elektrodenteil der Hochdruckentladungslampe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist eine Zeichnung, die das Prinzip des Elektrodenteils der Hochdruckentladungslampe gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt;
4A und B sind Vorderansichten, die den gesamten Aufbau der Hochdruckentladungslampe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und eine vergrößerte Vorderansicht zeigen, die den entsprechenden Elektrodenteil derselben zeigt;
5 ist eine Zeichnung, die das Prinzip der Elektrode gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Graph, der den Variationskoeffizienten der Entladungslampe zeigt.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1A gezeigt, ist eine Hochdruckentladungslampe 1 vom Kurzlichtbogentyp zusammengesetzt aus einer Röhre 2, einer Anode 3 und einer Kathode 6, die einander gegenüber innerhalb der Röhre 2 angeordnet sind, Klemmen 8 und 9, die an beiden Enden der Röhre 2 vorgesehen sind. Hochdruckentladungslampen, auf die die Elektrodenkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, sind solche, die eine hohe elektrische Verbrauchsleistung im Bereich von 1000 W bis 7000 W verwenden. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Hochdruckentladungslampe 1 eine elektrische Verbrauchsleistung von ungefähr 1750 W.
Die Röhre 2 hat einen bauchigen Teil in ihrer Mitte und ist aus einer Lumineszenzröhre 2a und abgedichteten Röhren 2b zusammengesetzt, die sich zylinderförmig erstrecken und an beiden Seiten der Lumineszenzröhre 2a angeordnet sind. Die Röhre 2 enthält eine vorbestimmte Menge an Quecksilber und gleichzeitig ein inertes Gas, das mit einem vorgeschriebenen Druck bei Normaltemperatur enthalten ist. Auch sind innerhalb der Lumineszenzröhre 2a der Röhre 2 die Anode 3 und die Kathode 6 so angeordnet, daß sie einander mit einem konstanten Abstand gegenüber liegen.
Wie in der 1B gezeigt, ist die Kathode 6 aus einem Metall mit einer hohen Schmelztemperatur, wie beispielsweise Wolfram gefertigt, und mit einem kegelförmigen Teil 6a, der eine konisch zulaufende Form hat, einem zylindrischen Teil 6b, der mit dem kegelförmigen Teil 6a verbunden ist, und einem karburierten Teil 6c ausgebildet, der durch Karburierung des kegelförmigen Teils 6a mit der Ausnahme seiner Entladungsspitze geformt wird. Eine Metallfolie 5 ist mit dem zylindrischen Teil 6b mittels eines Unterstützungsglieds 7 verbunden. Die Metallfolie 5 ist typischerweise aus Molybdän gefertigt.
Die Kathode 6 wird zuvor mit einer elektronenabgebenden Substanz, wie Thoriumdioxid, dotiert. Unabhängig vom Durchmesser des kegelförmigen Teils 6a wird der karburierte Teil der Kathode im Wesentlichen mit einer konstanten Dicke ausgebildet, und die karburierte Schicht wird von der Oberfläche der Kathode aus in das Innere der Kathode hinein ausgebildet. Alternativ werden karburierte Schichten mit einer Dicke von einigen Mikrometern bis zu einigen zehn Mikrometern in der Kathode ausgebildet. Wenn die Kathode 6 aus Wolfram gefertigt ist, besteht der karburierte Teil 6c aus Wolframcarbid (W₂C).
Die Länge des nicht-behandelten Teils 6B hängt von der auf die Elektrode angewandten elektrischen Leistung ab und der nicht-behandelte Teil 6B ist ein Teil mit einem extremen Temperaturanstieg auf Grund der zwischen den Elektroden erzeugten Lichtbogenentladung.
Der Ausdruck "Karburierung", wie er hier verwendet wird, bedeutet die Behandlung, bei der eine Menge von Kohlenstoff auf der Metalloberfläche der Elektrode oder im Metall der Elektrode angehoben wird, und grenzt sich von der im Stand der Technik beschriebenen Karbonisierung ab, in welcher eine Beschichtung mit der karbonisierten Schicht nur an der Oberfläche der Elektrode vorgesehen ist. Bezugnehmend auf die Tiefe und die Dimension der karburierten Schicht, die auf und/oder in der Kathode ausgebildet ist, sollten diese nicht im speziellen eingeschränkt sein, so lange vermieden werden kann, daß Verunreinigungen absorbiert werden oder auf der Oberfläche der Kathode haften bleiben.
Der karburierte Teil 6c der Kathode 6 ist mit einer konstanten Dicke ausgebildet, und zwar unabhängig vom Durchmesser des vorragenden Teils 6a.
Auch wenn das Verfahren zum Bilden des karburierten Teils 6c nicht speziell eingeschränkt sein soll, ist beispielsweise das folgende Verfahren anwendbar.
[1. Schritt: Aufbringen und Trocknen des Auftragungsmediums]
Ein Auftragungsmedium (Flüssigkeit) mit in einem Sintermedium enthaltenen Graphit, wie alkalisches Wasserglas oder Keramik, wird auf den kegelförmigen Teil 6a mit Ausnahme seines nicht-behandelten Teils 6B aufgetragen, und dann wird es selbst trocknen gelassen. Bevorzugterweise wird Wasserglas verwendet, und zwar mit ungefähr 10 Gew.% Kaliumsilikat als Sintermedium, das im Wasser enthalten ist, jedoch können auch anorganische Substanzen wie Keramiken als Sintermedium verwendet werden. Die Verwendung von Kaliumsilikat ist effektiv für die Separierung der festen Substanzen, die während der Sinterbehandlung, die später beschrieben wird, gussintern.
[2. Schritt: Vorheizen der aufgetragenen Flüssigkeit]
In der Folge wird die Kathode 6, auf der das selbst getrocknete Auftragungsmedium haftet, auf eine Temperatur geheizt, die für ein Abtrennen von Verunreinigungen geeignet ist, die im Auftragungsmedium enthalten sind (d. h. auf ungefähr 800°C für ein Ausgasen im Fall der Verwendung des zuvor erwähnten Wasserglases, das ungefähr 10 Gew.% Kaliumsilikat enthält), und zwar über einen Zeitraum von ungefähr 15 Minuten im Vakuum, d. h. bei einem reduzierten Druck von 6,666 × 10^–3 Pa. Die Heizbedingungen in diesem Schritt, wie zum Beispiel die Heiztemperatur und/oder der Vakuumgrad hängen von der Konzentration des Kaliumsilikats, sofern es enthalten ist, der Art und der Konzentration des verwendeten Sintermediums ab. Das Vorheizen wird unter Bedingungen durchgeführt, die geeignet sind, um aus dem verwendeten Auftragungsmedium Verunreinigungen auszuscheiden. Im Allgemeinen wird das Vorheizen bevorzugterweise bei einer Temperatur von 600 bis 1000°C für 5 bis 30 Minuten durchgeführt.
[3. Schritt: Sinterbehandlung]
Die Sinterbehandlung wird in einer Atmosphäre aus inertem Gas, wie zum Beispiel Argon (Ar) und Xenon (Xe), durchgeführt, und zwar beispielsweise bei einer Temperatur von 1500° bis 1700°C für 15 bis 60 Minuten. Im oben genannten Fall, d. h. Behandlung im inerten Gas, ist die Temperatur eine Sintertemperatur des aufgetragenen Mediums bzw. Behandlungsmediums, aus welchem darin enthaltene Verunreinigungen entfernt wurden. Im vorliegenden Fall wird die Temperaturbehandlung bei 1600°C für ungefähr 30 Minuten durchgeführt. Die Sintertemperatur und die Sinterdauer hängen vom Auftragungsmedium ab, wobei das Sintern unter Bedingungen durchgeführt wird, bei denen die Sintertemperatur und die Sinterdauer geeignet für das verwendete Auftragungsmedium sind.
[4. Schritt: Entfernung von Feststoff]
Wenn das Sintern, wie zuvor beschrieben, durchgeführt wird, wird die auf der Kathode gebildete Membran vollständig gesintert und verfestigt. Der Feststoff wird völlig abgeschält und von der Kathode 6 entfernt, beispielsweise mittels einer Pinzette. Mit dieser Behandlung ist der Kohlenstoff leicht innerhalb der Kathode 6 karburiert.
[5. Schritt: Karburierung]
Schließlich wird entsprechend der Dicke des Teils 6c, der karburiert werden soll, die Wärmebehandlung im Vakuum durchgeführt. Im vorliegenden Fall wird die Karburierung durch Heizen des Auftragungsmediums auf eine Temperatur von ungefähr 1900°C für eine Dauer von ungefähr 30 Minuten durchgeführt. Diese Karburierung bewirkt, daß der Kohlenstoff in die Kathode 6 sicher bzw. zuverlässig dispergiert, um so den karburierten Teil 6c mit einer gleichförmigen Kohlenstoffverteilung zu bilden oder den karburierten Teil in einen Bereich von einigen Mikrometern unter der Oberfläche zu bilden, und gleichzeitig kann das als Auftragungsmedium für die Oberfläche verwendete Wasserglas vollkommen entfernt werden.
Beim Durchführen der Karburierung kann, da die Dicke der karburierten Schicht durch die Heiztemperatur und die Heizdauer gesteuert werden kann, die Dicke der karburierten Schicht auf eine gewünschte Dicke eingestellt werden. Demzufolge kann die Karburierung stabil durchgeführt werden.
Demgemäß, wenn die die Kathode 6 mit dem karburierten Teil 6c enthaltende Hochdruckentladungslampe mit einer elektrischen Leistung von 1000 W oder mehr verwendet wird, dispergieren die in der auf Grund der Entladung auf einer hohen Temperatur liegenden Kathode 6 gebildeten Thoriumatome entlang den Korngrenzen, um eine einatomige Schicht auf der Oberfläche auszubilden. Diese einatomige Schicht bildet eine elektrische Doppelschicht, die die Austrittsarbeit der Oberfläche der Kathode 6 reduziert. Des Weiteren wird im Bereich des karburierten Teils 6c die Reduktion des Thoriums beschleunigt und gleichzeitig die Destillation des Thoriums unterdrückt.
Wie in 2 gezeigt, ist die Kathode 6 bevorzugterweise aus einem karburierten Teil 6c, der am kegelförmigen Teil 6a angeordnet ist, und einem weiteren karburierten Teil 6d zusammengesetzt, der am anschließend ausgebildeten zylindrischen Teil 6b angeordnet ist. Wie zuvor beschrieben, wird durch das Vorliegen des karburierten Teils 6d am zylindrischen Teile 6b die Stabilität verbessert und gleichzeitig der Verlust auf Grund des Verbrauchs der Kathode auf ein Maß so klein wie möglich unterdrückt.
Wie in der 3 gezeigt, wird der karburierte Teil 6c so ausgebildet, daß die Kohlenstoffverteilung bzw. die Kohlenstoffdichte in Richtung der Ermitterspitze dünner bzw. weniger dicht wird. Im vorliegenden Fall kann, da der karburierte Teil 6c und die Grenze zum Kantenteil im völligen Gleichgewicht sind (d. h. einen homogenen Übergang aufweisen), die Hochdruckentladungslampe mit überragender Standfestigkeit erhalten werden, die einen verbesserten elektrischen Widerstand und thermische Leitfähigkeit hat, und mit wesentlich höherer Stabilität verwendet werden kann.
Um den karburierten Teil 6c im in 3 gezeigten Zustand auszubilden, wird ein als Sintermedium verwendetes alkalisches Wasserglas mit unterschiedlichen Graphitkonzentrationen auf die Kathode 6 mit Ausnahme des Kantenteils aufgetragen und der zuvor beschriebene Sintervorgang wiederholt. Im Ausführungsbeispiel, in dem die Kohlenstoffverteilung im karburiertem Teil 6c variiert wird, ist es möglich, den karburierten Teil 6c so aufzubauen, daß die Kohlenstoffverteilung für tiefere Schichten des karburierten Teils 6c weniger dicht wird, oder daß die Kohlenstoffverteilung in der Abfolge von der Oberflächenseite aus auf geringe Dichte – hohe Dichte – geringe Dichte eingestellt wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Hochdruckentladungslampe 10 ist als Quecksilberdampfentladungslampe des Kurzlichtbogentyps ausgebildet, deren Verbrauchsleistung 5 kW ist. Diese Hochdruckentladungslampe 10 ist aus einem für ultraviolette Strahlung durchlässigen Material, wie zum Beispiel Quarzglas gefertigt und ist zusammengesetzt aus einer Röhre 17 mit einem bauchigen Teil 12 in seiner Mitte und abgedichteten Röhren 16, die an beiden Enden des bauchigen Teils 12 angeordnet sind, und einer Anode 13 und einer Kathode 11, die im Lumineszenzraum einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Klemmen 18 und 19 sind an den Enden der abgedichteten Röhren 16 angeordnet und ein Raum zwischen den Klemmen 18 oder 19 und den Elektroden 11 und 13 ist mittels einer Molybdänfolie (nicht gezeigt) mit einer Dicke von ungefähr 0,02 mm verbunden.
In der Röhre 17 sind Quecksilber und als inertes Gas wirkendes Xenongas oder Argongas enthalten.
Die Anode 13 ist aus Wolfram gefertigt und in der Mitte des angefasten Kantenteils 13B ist eine sphärische Aushöhlung 20 ausgebildet. Beispielsweise hat die Aushöhlung 20 einen Durchmesser von 10 mm und eine Tiefe von 2 mm. Der Abstand zwischen der Anode 13 und der Kathode 11 ist 4 mm.
Am Seitenteil der Anode 13 ist ein Teil 13a ausgebildet, das einer Karburierung unterzogen wurde, und zwar so, daß die Kohlenstoffverteilung im karburierten Teil 13a gleichmäßig ist. Im Fall der Kathode 11 ist ein karburierter Teil 11c an ihrem vorstehenden Teil 11a mit Ausnahme des Kantenteils 11B ausgebildet. Das Verfahren für die Ausbildung des karburierten Teils 11c wird hier nicht weiter beschrieben, da es gleich dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ist.
In den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist der karburierte Teil an der Oberfläche des metallischen Bereichs der Kathode ausgebildet. Jedoch kann, wie in 5 gezeigt, der karburierte Teil auch innerhalb des Metalls ausgebildet sein. Genauer gesagt wird, wie in 5 gezeigt, der karburierte Teil 6c bei einem Abstand D von der Metalloberfläche 26A ausgebildet und der nicht-behandelte Teil 26B wird an der Kante bzw. Spitze der Kathode 26 ausgebildet. Der karburierte Teil wird entlang der Schräge des kegelförmigen Teils 26a der Kathode 26 und innerhalb des schrägen Teils bei einem Abstand D (d. h. ungefähr 3 μm) von der Metalloberfläche 26A ausgebildet. Demzufolge ist der karburierte Teil 26c nicht an der Oberfläche 26A der Elektrode ausgesetzt.
Im vorliegenden Fall kann der karburierte Teil 26c mittels des zuvor beschriebenen Prozesses gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, vorausgesetzt, daß die Karburierungsbehandlung bei einer höheren Temperatur für eine längere Dauer (d. h. bei ungefähr 2000°C für 60 Minuten) durchgeführt wird. In dem in 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der karburierte Teil 26c innerhalb des kegelförmigen Teils 26a der Kathode ausgebildet, jedoch kann ein karburierter Teil auch innerhalb des zylindrischen Teils und/oder innerhalb der Metalle der Elektroden ausgebildet werden.
Im in 5 gezeigten Fall des Ausbildens der Kathode 26 kann der karburierte Teil 26c im Übergang mit bzw. über einen dekarburierten Teil 26c ausgebildet werden, der von der Metalloberfläche aus bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe mittels Oberflächendekarburierung ausgebildet wurde. Auch kann im Fall, daß die Kathode 26 aus Wolfram gefertigt ist, der karburierte Teil 26c aus Wolframcarbid (W₂C) zusammengesetzt sein. Wie in 5 gezeigt, wird der dekarburierte Teil 26e von der Metalloberfläche bis zu der Tiefe "D" ausgebildet. Der dekarburierte Teil wird mittels Oberflächendekarburierung durch die Entfernung von Kohlenstoff (C) aus Wolframcarbid (W₂C) ausgebildet. Die Oberflächendekarburierung wird erreicht, indem der Karburierungsschritt für eine Dauer, die länger als die vorgeschriebene Zeit ist, bei einer höheren Temperatur durchgeführt wird. Durch eine solche Behandlung wird Kohlenstoff (C), der Bestandteil von Wolframcarbid (W₂C) ist, versenkt, und zwar in eine tiefer liegende Schicht von der Metalloberfläche aus mit einem Abstand D, und daher liegt im Bereich von der Metalloberfläche aus bis zum Abstand D kein Kohlenstoff (C) vor. Die Kohlenstoffverteilung im karburierten Teil 26 kann gleichmäßig oder ungleichmäßig sein.
Die Länge des nicht-behandelten Teils 26B hängt von der elektrischen Leistung ab, die der Elektrode zugeführt wird, und der nicht-behandelte Teil 6B kann ein Teil mit extremem Temperaturanstieg auf Grund der zwischen den Elektroden erzeugten Lichtbogenentladung sein (im vorliegenden Fall ist die Länge ungefähr 4 mm).
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun bezugnehmend auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Jedoch sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
(Herstellung der Elektroden)
Eine Kante bzw. ein Stück eines zylinderförmigen Legierungsmaterials mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 100 mm, das 98 Gew.% Wolfram und 2 Gew.% Thoriumdioxid aufweist, wurde zur Herstellung einer Kathode in einen Kegel geschnitten. Auf die Kathode wurde eine wässrige Kohlenstoffdispersion aufgetragen, die ungefähr 10 Gew.% Kaliumsilikat enthält, und zwar an der Stelle 3 mm von der Kante bzw. Spitze bis 11 mm von der Kante bzw. Spitze entfernt, und dann anschließend spontan bzw. von selbst getrocknet. Nach dem Trocknen wurde der behandelte Teil bei einer Temperatur von 800°C unter einem Vakuum von 6,666 × 10^–3 Pa über eine Dauer von 15 Minuten vorbehandelt, um ein Ausgasen der wässrigen Dispersion im Vakuum durchzuführen, worauf eine Sinterbehandlung bei ungefähr 1600°C für 30 Minuten in Argonatmosphäre durchgeführt wurde. Dies sinterte und verfestigte den Film, der die Kathode bedeckt. Der Feststoff wurde völlig von der Kathode mittels einer Pinzette abgeschält. Bei dieser Behandlung wurde beobachtet, daß der Kohlenstoff auf der Oberfläche der Kathode leicht karburiert war. Die Karburierung wurde weiter bei einer Temperatur von ungefähr 1900°C bei einem Vakuum von 6,666 × 10^–3 Pa über eine Dauer von 30 Minuten durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Karburierung der Kathode von der Oberfläche aus bis ungefähr zu einer Tiefe von 3 μm reicht. So wurde die Kathode des Beispiels 1 mit einem karburierten Teil gefertigt.
Eine nicht-behandelte Kathode wurde als Kathode für das Vergleichsbeispiel 1 verwendet.
Eine unbehandelte Kathode wurde, wie in der DE 37 23 271 A1 behandelt, um eine Kathode für das Vergleichsbeispiel 2 herzustellen.
Eine unbehandelte Kathode wurde wie in der JP 4-137349 beschrieben behandelt, um eine Kathode für ein Vergleichsbeispiel 3 herzustellen.
(Herstellung der Anode)
Für Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurde eine aus reinem Wolfram hergestellte Anode verwendet. Für Beispiel 2 wurde, wie zuvor beschrieben, die aus reinem Wolfram hergestellte Anode, wie im Fall der Kathode, karburiert.
(Herstellung der Hochdruckentladungslampe)
Die Kathoden und Anoden, die gemäß der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt wurden, wurden in der Hochdruckentladungslampe, wie in 1 gezeigt, einander gegenüberliegend angeordnet. Die Betriebsbedingungen für die gemäß der zuvor beschriebenen Vorgangsweise erhaltenen Hochdruckentladungslampen wurden wie folgt untersucht:
Annähernd konstante Leistung von 1750 W wurde kontinuierlich in die Hochdruckentladungslampe eingegeben, um die Betriebslebensdauer der Lampe, die in 6 gezeigte Variation der Bogenstärke, die durch die im Folgenden gezeigte Formel (1) definiert ist, das Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ultraviolettausstrahlung, und zwar mit der anfänglichen Ultraviolettausstrahlung als 100 % genommen und das Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts zu prüfen. Der angelegte elektrische Strom war ungefähr 70 A.
Variation der durchschnittlichen Lichtbogenstärke:
Das von der Hochdrucklampe abgehende Licht ist proportional zur Stärke des Lichtbogens, wobei dieses Licht eine Fluktuation aufweist. Der Grad der Fluktuation verändert sich und variiert, wie in 6 gezeigt. Der Durchschnitt der Lichtbogenstärke ist definiert als ein "Lichtbogenstärkendurchschnitt" und die Variation des Lichtbogenstärkendurchschnitts wird durch die folgende Formel (1) berechnet:
Variation des Lichtbogenstärkendurchschnitts = b/a × 100(%) (1)wobei a einen Lichtbogenstärkendurchschnitt repräsentiert und b die maximale Variationsbreite der Lichtbogenstärke repräsentiert.
Die Variation des Lichtbogenstärkendurchschnitts ist ein Indikator, der mit einem niederen Wert zeigt, daß die Entladungslampe stabiler läuft.
Das Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ultravio lettausstrahlung relativ zur anfänglichen Ultraviolettausstrahlung und das Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts:
Eine Lampe wird dunkler, wenn sie für eine längere Zeitdauer benutzt wird. Als Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Dunklungsgrads werden das Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ultraviolettausstrahlung relativ zur anfänglichen Ultraviolettausstrahlung und ein Beibehaltungsverhältnis des integrierten Werts über die Ultraviolettorientierung verwendet.
Das Beibehaltungverhältnis der horizontalen Ultraviolettausstrahlung relativ zur anfänglichen Ultraviolettausstrahlung ist eine Größe, die das Altern der Lampe selbst zeigt, und bedeutet, daß das Beibehaltungsverhältnis der Ausstrahlung bestimmt, wie die verwendete Lampe eine Ausstrahlung in die horizontale Richtung im Vergleich mit der einer unbenutzten Lampe beibehält. Je näher der Wert bei 100 % ist, desto besser.

Von der Lampe ausgestrahltes Licht liegt nicht nur in der horizontalen Richtung vor, sondern auch in allen anderen Richtungen. Das Beibehaltungsverhältnis der Ausstrahlung für Licht, das in alle Richtungen ausgestrahlt wird, wird Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts genannt. Wenn beispielsweise der Fluchtpunkt der Hochdruckentladungslampe im ersten Fokuspunkt eines elliptischen Spiegels angeordnet ist, kann das ganze abgestrahlte Licht gesammelt werden (was als Lichtintegration bezeichnet wird). Das Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts bedeutet das Beibehaltungsverhältnis des ausgestrahlten Lichts, das im zweiten Fokuspunkt gesammelt wird. Im vorliegenden Fall wurde die Ultraviolettwellenlänge bestimmt, um das Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts zu erhalten. Je näher der Wert bei 100 % ist, desto besser. Tabelle 1

	Beispiel 1	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
Behandlung der Kathode	karburiert	karburiert	keine	gemäß DE 37 23 271 A1	gemäß JP 4-137349
Behandlung der Anode	keine	karburiert	keine	keine	keine
Betriebslebensdauer (Stunden)	1 500	1 500	400	750	750
Variation (%)	1–2%	1–2%	3% und mehr	2–4%	2–4%
Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ausstrahlung (%)	85%	85%	75%	75%	75%
Beibehaltungsverhältnis der UV-Ausstrahlung (%)	70%	75%	70%	70%	70%

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Hochdruckentladungslampe, die eine karburierte Kathode gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, eine herausragende Betriebslebensdauer im Vergleich zu jenen hat, die die herkömmlichen Kathoden verwenden. Die gemäß der vorliegenden Erfindung karburierten Elektroden haben bemerkenswert hohe Beibehaltungsverhältnisse im Vergleich zu den herkömmlichen Elektroden, was zeigt, daß die Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung Licht mit stabiler Ausstrahlung während des Verlaufs ihres Betriebslebens erzeugen können. Insbesondere im Fall, wenn sowohl die Kathode als auch die Anode gemäß der vorliegenden Erfindung karburiert sind, wurden die Effekte als bedeutsam erachtet.
Beispiele 3 und 4 und Vergleichsbeispiele 4 bis 6
Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele beziehen sich auf Elektroden für die 5 kW-Kurzlichtbogentyp-Entladungsslampe, wie sie in 4 gezeigt ist. Die Kathoden wurden wie in Beispiel 1 und 2 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 behandelt mit der Ausnahme, daß eine Kathode 98 Gew.% Wolfram und 2 Gew.% Thoriumdioxid aufweist und einen Durchmesser von 12 mm und eine Länge von 100 mm hat, wobei die Kante in eine Kegelform geschnitten wurde. Als Anode wurde reines Wolfram mit einem konkaven Teil mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Tiefe von 2 mm verwendet. Im Beispiel 3 und den Vergleichsbeispielen 4 bis 6 wurde die Anode nicht behandelt, in Beispiel 4 jedoch wurde die Anode wie in Beispiel 2 behandelt.
Die für die Beispiele 3 und 4 und die Vergleichsbeispiele 4 bis 6 erhaltenen Kathoden und Anoden wurden in der in 4 gezeigten Hochdruckentladungslampe einander gegenüberliegend mit einen Abstand von 4 mm platziert und ungefähr 40 mg/cm³ Quecksilber wurde in die Lampe eingeführt und ein Entladungsstrom von 100 A eingestellt. Die Betriebsbedingungen der Lampe wurden, wie im Fall der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, untersucht, wobei Ergebnisse für diese Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten wurden. Die Betriebslebensdauer für Beispiel 3, bei welchem nur die Kathode karburiert war, war 750 Stunden; und im Fall des Beispiels 4, bei welchem beide Elektroden karburiert waren, war sie 1000 Stunden; im Fall des Vergleichsbeispiels 4, in welchem keine Behandlung durchgeführt wurde, war sie 250 Stunden; im Fall des Vergleichsbeispiels 5, in welchem die Kathode gemäß der zuvor genannten deutschen Patentanmeldung behandelt wurde, war sie 400 Stunden; und im Fall des Vergleichsbeispiels 6, in welchem die Kathode gemäß der zuvor erwähnten japanischen Patentveröffentlichung behandelt wurde, war sie 400 Stunden.
Beispiele 5 und 6 und Vergleichsbeispiele 7 bis 9
Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen Ausführungsbeispiele einer 1750 W-Kurzlichtbogentyp-Entladungslampe, die wie in 4 aufgebaut ist. Eine Kante bzw. Stück eines zylinderförmigen Legierungsmaterials mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 100 mm, das 98 Gew.% Wolfram und 2 Gew.% Thoriumdioxid aufweist, wurde in eine Kegelform geschnitten, um eine Kathode herzustellen. Der karburierte Teil 26c, der aus Wolframcarbid (W₂C) zusammengesetzt ist, wurde im Übergang mit bzw. über einen dekarburierten Teil 26e ausgebildet, der sich von der Metalloberfläche bis zu einer Tiefe D (3 μm) erstreckt. In den Beispielen 5 und 6 wurde der karburierte Teil 26c unter denselben Bedingungen wie in den Beispielen 1 und 2 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß der Karburierungsschritt bei einer höheren Temperatur und für eine längere Dauer durchgeführt wurde (im vorliegenden Fall ungefähr 2000°C für 60 Minuten). Als Vergleichsbeispiele wurden die Kathoden und Anoden, die in Tabelle 2 gezeigt sind, wie für die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt.

Die wie zuvor beschrieben hergestellten Anoden und Kathoden wurden einander gegenüberliegend in der Hochdruckentladungslampe mit einer Distanz von 4 mm, wie in 1A gezeigt, angeordnet. Darin waren ungefähr 40 mg/cm³ an Quecksilber enthalten. Ein Entladungsstrom mit einem Betrag von 100 A wurde angelegt und die Betriebsbedingungen wurden wie in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Anhand von Tabelle 2 kann gezeigt werden, daß die Hochdruckentladungslampe unter der Verwendung der Kathode, bei welcher eine Karburierung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, eine herausragende Betriebslebensdauer im Vergleich mit der Hochdruckentladungslampe hat, die eine Kathode verwendet, die gemäß dem Stand der Technik behandelt wurde oder nicht behandelt wurde. Auch ist aus Tabelle 2 ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung karburierte Elektroden bemerkenswert hohe Beibehaltungsverhältnisse im Vergleich mit herkömmlichen Elektroden haben, was zeigt, daß Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung mit stabiler Strahlung während des Verlaufs ihres Betriebslebens leuchten können. Insbesondere im Fall, wenn sowohl die Kathode als auch die Anode gemäß der vorliegenden Erfindung karburiert wurden, wurden die Auswirkungen als sehr signifikant gefunden. Des Weiteren zeigen die Beispiele 5 und 6 im Vergleich mit den Beispielen 1 und 2 ein kleines Variationsverhältnis, ein hohes Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ultraviolettausstrahlung relativ zur anfänglichen Ultraviolettausstrahlung und ein hohes Beibehaltungsverhältnis des Ultraviolettorientierungintegrationswerts. Daraus kann hergeleitet werden, daß beim Aufbau der Kathode, bei welchem der karburierte Teil 26c im Übergang mit bzw. über den dekarburierten Teil 26e angeordnet ist, ein Verbleiben von Verunreinigungen auf der Metalloberfläche sicher unterbunden werden kann. Tabelle 2

	Beispiel 5	Beispiel 6	Vergleichsbeispiel 7	Vergleichsbeispiel 8	Vergleichsbeispiel 9
Behandlung der Kathode	karburiert und oberflächendekarburiert	karburiert und oberflächendekarburiert	keine	gemäß DE 37 23 271 A1	gemäß JP 4-137349
Behandlung der Anode	keine	karburiert und oberflächendekarburiert	keine	keine	keine
Betriebslebensdauer (Stunden)	1 500	1 500	400	750	750
Variation (%)	1% oder weniger	1% oder weniger	3% oder mehr	2–4%	2–4%
Beibehaltungsverhältnis der horizontalen Ausstrahlung (%)	90%	90%	75%	75%	75%
Beibehaltungsverhältnis der UV-Ausstrahlung (%)	80%	85%	70%	70%	70%

Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, daß die Hochdruckentladungslampe unter Verwendung einer Kathode, die karburiert und dekarburiert gemäß der vorliegenden Erfindung wurde, mit einer hervorragenden Betriebslebensdauer gefunden wurde und daß sie mit stabiler Ausstrahlung während des Verlaufs ihres Betriebslebens leuchten kann. Insbesondere im Fall, wenn beide Elektroden karburiert und dekarburiert wurden, waren die Effekte bemerkenswert.
Wie zuvor beschrieben, hat die vorliegende Erfindung folgende vorteilhafte Auswirkungen:
Mittels der Karburierung einer Kathode einer Hochdruckentladungslampe, unter Ausnahme des Kantenteils, können, wenn die Entladungslampe unter Beibehaltung einer großen Menge von elektrischem Strom angeschaltet wird, der Verbrauch und die Beschädigung der Kathode auf ein geringstmögliches Maß reduziert werden. Des Weiteren kann die Entladungslampe über eine lange Zeitdauer mit einem stabilen Variationsverhältnis (Lichtbogenstabilität) verwendet werden.
Wenn ein karburierter Teil auf dem hervorstehenden Teil und dem zylindrischen Teil der Kathode vorgesehen wird, kann die Entladungslampe über eine lange Zeitdauer mit stabilerem Variationsverhältnis verwendet werden. Zusätzlich kann im Fall, wenn die Kathode einer Karburierung unterzogen wurde, die Entladungslampe über eine lange Zeitdauer mit einem stabilen Variationsverhältnis sogar dann verwendet werden, wenn sie mit einem großen elektrischen Strom betrieben wird.
Da die karburierte Schicht leicht zusammenhängend mit der Metalloberfläche oder in einem Abstand von der Metalloberfläche mit einer konstanten Dicke ausgebildet werden kann, während die Kohlenstoffverteilung beibehalten oder variiert wird, kann die Steuerung der Karburierung und ihre Regelung leicht durchgeführt werden.
Wenn der/die karburierten Teil/e in der Kathode oder sowohl der Kathode als auch der Anode ausgebildet wird/werden, und zwar an einer Stelle innerhalb des Metalls, wird das Verbleiben von Verunreinigungen zuverlässig und sicher unterbunden. Wenn Wolframcarbid (W₂C) als ein karburierter Teil in der Elektrode an einer Stelle im Übergang zu einem an der Metalloberfläche vorliegenden dekarburierten Teil ausgebildet wird, kann eine Schwärzung der Elektrode auf ein geringstmögliches Maß reduziert werden, und gleichzeitig kann die Entladungslampe über eine lange Zeitdauer stabil leuchten.
Des weiteren kann im Fall, daß der karburierte Teil zumindest entweder auf der Kathode und/oder der Anode ausgebildet ist, und zwar mittels der Verwendung eines Auftragungsmediums, das gesintert wird, gefolgt vom Entfernen des Auftragungsmediums, gefolgt vom Durchführen der Karburierung, und gefolgt von einer optionalen Durchführung einer Dekarburierung, eine Hochdruckentladungslampe hergestellt werden, bei welcher der Verbrauch und die Beschädigung der Elektroden auf ein geringstmögliches Maß unterdrückt sind, und die über einen verlängerten Zeitraum mit einem stabilen Variationsverhältnis verwendet werden kann.

Claims

Elektrodenaufbau für eine Hochdruckentladungslampe, die unter Beibehaltung einer hohen elektrischen Eingangsleistung verwendet wird, wobei die Entladungslampe Folgendes aufweist: ein aus einer Lumineszenzröhre mit einem bauchigen Teil in ihrer Mitte zusammengesetzte Röhre und eine Anode und eine Kathode, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Kathode aus einem Metall mit einer hohen Schmelztemperatur zusammengesetzt ist, das mit einer elektronenemittierenden Substanz dotiert ist und einen kegelförmig zulaufenden Teil in Richtung der Entladungsseite aufweist, wobei der abgeschrägte Teil des kegelförmig zulaufenden Teils einer Karburierung am kegelförmigen Teil unterzogen wurde und ein nicht-behandelter Teil an der Kante bzw. Spitze des kegelförmigen Teils ausgebildet wird, und zwar zusammenhängend bzw. im Anschluß an den karburierten Teil.
Elektrodenaufbau nach Anspruch 1, wobei die Kathode aus einem kegelförmigen Teil und einem daran anschließenden zylindrischen Teil zusammengesetzt ist, und der karburierte Teil vom kegelförmigen Teil aus bis zu einem vorbestimmten Teil des zylindrischen Teils ausgebildet ist.
Elektrodenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, wobei auch die Anode einen nicht-behandelten Teil an ihrer Kante und einen karburierten Teil aufweist, der mittels Karburierung im Anschluß an den nicht-behandelten Teil ausgebildet ist.
Elektrodenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der karburierte Teil eine variierende Kohlenstoffverteilung aufweist.
Elektrodenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der karburierte Teil innerhalb des metallischen Bereichs der Elektrode ausgebildet ist.
Elektrodenaufbau nach Anspruch 5, wobei der karburierte Teil im Übergang mit einem dekarburierten Teil ausgebildet ist, der von der Oberfläche der Elektrode bis in eine vorbestimmte Tiefe ausgebildet ist.
Elektrodenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Elektrode aus Wolfram gefertigt ist und der karburierte Teil Wolframcarbid (W₂C) ist.
Herstellungsverfahren für eine Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe, das folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt der Auftragung einer Flüssigkeit, die ein Graphit enthaltendes Sintermedium aufweist, und zwar auf eine Kathode oder sowohl auf die Kathode als auch eine Anode für eine Entladungslampe, und zwar an einer Stelle mit Ausnahme des Kantenteils, und anschließendes Trocknen des Mediums, einen zweiten Schritt einer Vorabwärmebehandlung für die aufgetragene Flüssigkeit im Vakuum bei einer zur Entfernung von in der Flüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen geeigneten Temperatur, um die Verunreinigungen zu entfernen, einen dritten Schritt des Aufheizens der Flüssigkeit auf eine zur Sinterung der Flüssigkeit in einem inerten Gas geeignete Temperatur, um das Sintermedium auf der Elektrode zu sintern, einen vierten Schritt des Entfernens des gesinterten aufgetragenen Mediums, und einen fünften Schritt des Heizens der Elektrode, von der das aufgetragene Medium entfernt wurde, und zwar im Vakuum bei einer Karburierungstemperatur, die geeignet ist, eine gewünschte Tiefe für die zu bildende Karburierungsschicht zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der fünfte Schritt das Heizen der Elektrode aufweist, von der das aufgetragene Medium entfernt wurde, und zwar im Vakuum bei einer Karburierungstemperatur, die geeignet ist, eine gewünschte Tiefe der zu bildenden Karburierungsschicht zu erhalten, um dadurch den Kohlenstoff von der Oberfläche der Elektrode bis zu einer vorbestimmten Tiefe zu entfernen und den karburierten Teil im Übergang mit bzw. im Anschluß an einen dekarburierten Teil auszubilden, der durch die Oberflächendekarburierungsbehandlung ausgebildet wird.