DE2065299A1

DE2065299A1 - Masse und verfahren zum dichten verbinden von zwei teilen aus keramischem material

Info

Publication number: DE2065299A1
Application number: DE19702065299
Authority: DE
Inventors: Norman Burgess; Maurice George Clarke
Original assignee: Thorn Lighting Ltd
Current assignee: Thorn Lighting Ltd
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1970-01-14
Publication date: 1973-04-26
Also published as: CA922740A; DE2001425C3; DE2001425B2; SE356845B; DE2001425A1; GB1274931A

Description

Masse und Verfahren, zum dichten Verbinden von Teilen aus keramischem Material.

Die Erfindung betrifft eine Masse zum dichten Verbinden von Teilen aus keramischem Material, insbesondere von Kolben— enden elektrischer Entladungslampen mit Abschlußscheiben, welche Aluminiumoxyd, Calciumoxyd und Siliziumdioxyd enthält

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zwei Teile aus keramischem Material, beispielsweise das Ende des Kolbens einer elektrischen Entladungslampe, mit einer Abschlußscheibe unter Verwendung einer Masse abzudichten, die aus mindestens fünf Komponenten gebildet ist und folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten hat (vgl. DOS 1 639 088):

Al₂O₃
OaO
MgO
BaO

^B2°3

35-55 30-4-0 3-8 5-10 1-7 0-2 0-2

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ORKaINAt INSPECTED

Bei der Herstellung dieser Entladungslampe wird ein aus den vorgenannten Komponenten unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels hergestellter erster Ring zwischen eine in einen Kolben aus dichtgesintertem Aluminiumoxyd bündig mit dem Kolbenende festeingesinterte Innenscheibe gleichen Materials und eine Abschlußscheibe größeren Durchmessers angeordnet. Ein zweiter derartiger Ring befindet sich auf der Außenseite der Abschlußscheibe. Hach Erhitzen der Ringe auf etwa 1200 G bis zum Schmelzen ergibt sich eine dichte Verbindung zwischen dem Kolben, den beiden Scheiben und einer die beiden Scheiben in der Mitte durchdringenden Stromzuführung. Wie oben ersichtlich, weist die Masse dieser Schmelzringe bis zu acht verschiedene Komponenten auf.

Demgegenüber besteht die erfindungsgemäße Masse nur aus höchstens vier Bestandteilen, nämlich aus Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd und entweder Calciumoxyd oder einem Gemisch von Calciumoxyd und Magnesiumoxyd. Dabei beträgt das Molverhältnis des Calciumoxyds oder des Gemisches von Calciumoxyd und Magnesiumoxyd zum Aluminiumoxyd zwischen 3,4-; 1 und I₁,8:1 und das Siliziumdioxyd liegt in einem Anteil von bis zu 20 Gewichtsprozent der übrigen Bestandteile vor. Soweit Magnesiumoxyd vorhanden ist, ist das Molverhältnis von oalciumoxyd zu Magesiumoxyd mindestens 10:1. _ -

Die erfindungsgemäße Masse zum dichten Verbinden von Teilen aus keramischem Material kann beispielsweise als Dichtmasse in dem Verfahren gemäß Patent .... (Patentanmeldung P 20 01 4-25-9) zur Herstellung einer elektrischen Entladungslampe Anwendung finden, wo ebenfalls das dichte Einsetzen eines Stromzuführungselementes in die Kolbenöffnung eines keramischen Lampenkolbens beschrieben wird.

Die Masse gemäß der Erfindung ist für lampen mit einer Füllung geeignet, die Eatrium enthält» Obwohl Siiiziumäioxyd mit Natrium heftig bei femperaturen reagiert, die weit wintej? den Betriebstemperaturen der Laspe» liegen, wurde gefiüKien, daß Verbiaämigeii» bei deröB Sejcstelluag SiXiziiiniaioiiyd mit Öalciya-Äluaiiiiat oder CaIcium-Magnesium-Aluminat in Reaktion

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gebracht wurden, gegen Natriumangriff beständig sind.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum dichten Verbinden von zwei Teilen aus keramischem Material, bei dem eine Masse in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zwischen den Teilen angeordnet und bis zum Schmelzen erhitzt wird, und danach die zwei Teile gegeneinander gepreßt werden.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verfahren zum dichten Verbinden eines Stromzuführungselementes mit dem Kolbenende eines elektrischen Lampenkolbens beschrieben, bei dem die erfindungsgemäße Masse Anwendung finden kann. ^ |

Der Lampenkolben 1 einer elektrischen Entladungslampe aus Aluminiumoxyd weist am Kolbenende 2 eine zur Kolbenachse senkrechte Endfläche auf, die entweder durch eine geeignete Bearbeitung vor dem Sintern oder nach dem Sintern durch Schneiden mit einer Diamantschleifscheibe erhalten wird. Eine Innenscheibe 3 und eine Außenscheibe 4 mit jeweils einer öffnung in der Mitte bestehen aus einem keramischem Material, das dem des Lampenkol-» bens im wesentlichen ähnlich ist. Die Scheiben sind auf ein Stromzuführung sei ement 5 mit einer vorgepreßten Schmelzscheibe 6 aus einer Dichtungsmasse gemäß der Erfindung aufgeschoben, die vorzugsweise aus CaO, Al^O, und SiO₉ im Molverhältnis -I:Q-,35sO,-17 besteht und zwischen den Scheiben 3 und 4 angeordnet ist. Die \ Innenscheibe 3 hat einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Lampenkolbens ist, während die Außenscheibe 4 einen Außendurchmesser aufweist, der annähernd gleich dem Kolbenaußendurchmesser ist. Bei der Herstellung der dichten Verbindung wird die aus der Innenscheibe 3» der Außen— scheibe 4, der Schmelzscheibe 6 und dem Stromzuführungselement 5 bestehende Gruppe in das Kolbenende 2 des Lampenkolbens 1 so eingesetzt, daß sich die kleinere Innenscheibe 3 und die Schmelzscheibe 6 aus der erfindungsgemäßen Masse innerhalb des

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Lampenkolbens befinden und die größere Außenscheibe 4- gegen das Kolbenende 2 des Lampenkolbens 1 gepreßt wird. Hieceuf wird dadurch auf die Schmelzscheibe 6 aus der Dichtungsmasse ein ^% Druck ausgeübt, daß am Stromzuführungselement 5 gezogen wird, welches auf der Innenseite der Innenscheibe 5 mit einem sich seitlich erstreckenden Querstift 7 verbunden ist, so daß der Querstift 7 gegen die Innenscheibe 3 drückt, wobei die Außenscheibe 4- gegen das Kolbenende 2 gehalten wird. Die Temperatur wird erhöht, um die Schmelzscheibe 6 zu schmelzen, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Scheiben 3 und 4-hat. Dies hat zur Folge, daß die geschmolzene Dichtungsmasse der Jjf Schmelz scheibe 6 einerseits nach insn in die Spalte am Umfang des Stromzuführungselementes 5 gepreßt wird, wo sie durch die Scheiben 3 und 4- hindurchtritt, und andererseits auch nach außen zur Abdichtung der Spalte zwischen dem Umfang der Scheiben 3 und 4- und des Lampenkolbens 1 gepreßt wird.

Bei der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Masse der Schmelzscheibe 6 kann das Calciumoxid teilweise Mol für Mol durch Magnesiumoxyd ersetzt werden.

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Claims

• ■■ - — 5 — ■■ " " ■■ " Patentansprüche

1. Masse zum dichten Verbinden von Teilen aus keramischem Material, insbesondere von Kolbenenden elektrischer Entladungslampen mit Abschlußscheiben, welche Aluminiumoxyd, Calciumoxid und Siliziumdioxyd enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd und entweder Calciumoxyd oder einem Gemisch von Calciumoxid und Magnesiumoxyd besteht, und daß das Molverhältnis des Calciumoxyds oder des Gemisches von Calciumoxyd und Magnesiumoxyd zum Aluminiumoxyd zwischen 3»4-:1 und 1,8:1 beträgt und das Siliziumdioxyd in einem Anteil von bis zu 20 Gewichtsprozent der übrigen Bestandteile vorliegt, wobei, soweit Magnesium- *

oxyd vorhanden ist, das Molverhältnis von Calciumoxyd zu Magnesiumoxyd mindestens 10:1 ist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Calciumoxyd, Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd im Molverhältnis von 1:0,35:0,17 enthält.

3. Verfahren zum dichten Verbinden von zwei Teilen aus keramischem Material mittels einer Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Masse zwischen den Teilen angeordnet und bis zum Schmelzen erhitzt

wird, und danach die zwei Teile gegeneinander gepreßt werden. g

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