DE2262790A1

DE2262790A1 - Halogen lamp - contg aluminium halide

Info

Publication number: DE2262790A1
Application number: DE19722262790
Authority: DE
Inventors: Istvan Dipl Chem Dr Hangos; Jozsef Dipl Ing Hodacs; Laszlo Dipl Phys Varkonyi
Original assignee: Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
Current assignee: Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1972-12-21
Publication date: 1973-07-05
Also published as: ATA588672A; HU162781B; NL7217309A; AT326216B

Abstract

Suppression of the harmful action of residual gases and impurities in a gas filled incandescent lamp, esp. a halogen lamp, is effected during the operation of the lamp by introducing into the gas filled space of the lamp an Al cpd. of formula AlmXn (where X is a halogen atom, m is the number of al atoms, and n is the number of halogen atoms). The gas filled space of the lamp pref. contains an (in)org. Al cpd. which becomes converted to AlmXn during the prodn. of the lamp. The Al cpd. is pref. triethyl Al and an ethyl halide is introduced simultaneously. The cpd. AlmXn is dissolved in a solvent, and the soln is applied directly to the incandescent wire. The cpd. AlmXn is pref. a bromide.

Description

VERFAHREN ZUR GETTERUNG VON HALOGENLAMPEN (Priorität: 22. Dezember 1971, Ungarn, Nr. EE-1989) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Getterung von Halogenlampen. METHOD FOR SUSTAINING HALOGEN LAMPS (Priority: December 22nd 1971, Hungary, No. EE-1989) The invention relates to a method for gettering of Halogen lamps.

Es ist bekannt, daß die mit Halogenzusätzen gefüllte Gasentladungslampe, die sog. Halogenlampe durch Binden des vom Wolframglühfaden,s verdampften Wolframs, und Verhinderung der Entstehung eines Wolframspiegels an der Kolbenwand, eine wesentliche Fadentemperaturerhöhung und dadurch eine Lichteffektzunahme im Verhältnis zu den nicht halogengefüllten Lampen ermöglicht. Die Halogenlampe sichert gleichzeitig die Kontinuität des Lichtstromes der Glühlampe während der ganzen Lebensdauer. It is known that the gas discharge lamp filled with halogen additives, the so-called halogen lamp by binding the tungsten evaporated from the tungsten filament, and preventing the formation of a tungsten mirror on the bulb wall, an essential one Increase in thread temperature and thereby an increase in light effect in relation to the not halogen-filled lamps. The halogen lamp secures simultaneously the continuity of the luminous flux of the incandescent lamp over the entire service life.

In Vakuumlampen, und in den später hergestellten gasgefüllten Glühlampen wurden zur Bindung der im Füllgas vorhandenen Restgas, oder der an der Kolbenwand adsorbierten Verunreinigungen (z.B. Sauerstoff, Kohlendioxyd, Kohlenoxyd, Wasser, organische Dämpfe usw.) wihrend des Betriebsder Lampe aktive Stoffe sog. Getterstoffe verwendet. Diese Stoffe reagierten mit den Restgasen und Verunreinigungen,nicht jedoch mit dem Füllgas. In vacuum lamps and in the gas-filled incandescent lamps produced later were used to bind the residual gas present in the filling gas or the gas on the piston wall adsorbed impurities (e.g. oxygen, carbon dioxide, carbon oxide, water, organic vapors, etc.) active substances so-called getter substances during operation of the lamp used. These substances did not react with the residual gases and impurities but with the filling gas.

Solche Stoffe können aus Kolonne I und II des periodischen systems erhalten werden (Na, Ba, Ca, usw.) oder aus Kolonne V in Form von entsprechend ausgewählten sog. Säurebildungsstoffen (z.B. P). Diese Getterstoffe bilden mit den Verunreinigungen gut definierte Verbindungen niedriger Tension (Oxyde, Karbonate, Hydroxyde usw.), welche eine klare Farbe haben und bei entsprechender Lampenkonstruktion sich am Lampenhals abscheidend die Beständigkeit des Licht stromes nicht beeinflussen. Mit dieser Wirkung kann auch der sog. Langmuir'sche Kreisprozeß, welcher den Wolframglühfaden beschädigt, verhindert werden. Zufolge dieses Kreisprozesses würde an der Kolbenwand der schwarze Wolframspiegel entstehen.Such substances can be found in columns I and II of the periodic table be obtained (Na, Ba, Ca, etc.) or from column V in the form of appropriately selected so-called acidifying substances (e.g. P). These getter substances form with the impurities well-defined compounds of low tension (oxides, carbonates, hydroxides, etc.), which have a clear color and with the appropriate lamp construction are on Separating the lamp neck does not affect the stability of the luminous flux. With The so-called Langmuir cycle, which uses the tungsten filament, can also have this effect damaged, prevented. As a result of this cyclic process would occur on the piston wall the black tungsten mirror arise.

Durch Herstellung von Halogenlampen wurden alle bis jetzt den Glühlampen zugesetzten Getterstoffe unverwendbar, da die mit den Halogenenbei allen in der Lampe herrschenden Temperaturen - abgenehen von der unmittelbaren Umgebung des Glühfadens- viel stabilerer Verbindungen bilden, als mit den Restgases und Verunreinigungen. By making halogen lamps, all of the incandescent lamps have been made up until now added getter substances are unusable, since those with the halogens in all in the Temperatures prevailing in the lamp - apart from the immediate vicinity of the filament - much more stable connections than with the residual gas and Impurities.

Da die Lebensdauer von Halogenlampen durch die Reinheit des Füllgases und durch seine Zusammensetzung in entscheidendem Maße beeinflußt wird, wurde bei der Ehtwicklung des Herstellungsprozesseß nach Einführung von neuartigen Getterstoffen gestrebt. Because the service life of halogen lamps is due to the purity of the filling gas and is influenced to a decisive extent by its composition, was at the development of the manufacturing process after the introduction of new getter materials aspired.

Der erste solche Versuch bestand in der Einführung der Kohle als adsorptivem Getterstoff, welche in der Lampe bei Zersetzung von organischen Verbindungen entsteht. Diese organische Verbindung kann selbstverständlich auch eine Halogenverbindung sein. The first such attempt consisted in the introduction of coal as a adsorptive getter, which in the lamp when organic compounds decompose arises. This organic compound can of course also be a halogen compound be.

Das bisher verwendete P kann wegen der Phosphortrihalo genidbildung nicht unmittelbar als Getterstoff verwendet werden. Diese Schwierigkeit haben einige Autoren durch die Verwendung einer primären Phosphorstickstoffverbindung umgegangen (siehe J.M. Reisz: Lighting Research and Technology, Vol. 2. No. 4., 1970)* In diesem Falle wird im allgemeinen der mit derallgemeinen Bormel(P X2 N)) gekennzeichnete Getterstoff verwendet, welcher sich in apolarem Lösungsmittel löst und somit gut dolerbar ist. The previously used P can genidbildung because of the Phosphortrihalo cannot be used directly as a getter material. Some have this difficulty Authors circumvented it by using a primary phosphorus nitrogen compound (see J.M. Reisz: Lighting Research and Technology, Vol. 2. No. 4., 1970) * In this The case is generally identified by the general formula (P X2 N)) Getter material used, which dissolves in non-polar solvent and is therefore good is tolerable.

Nach Eintrocknen des Lösungsmittels wird fester* nicht hygroskopischer Getterstoff erhalten, nach dessen thermischer Zersetzung teils Phosphor, teils Phosphortribromid entsteht. Dieser Getterstoff ist bereits zur Sauerstoffbindung geeignet, aber im Falle von Wasserdampf, Kohlendioxyd, Kohlenoxyd ist nicht mehr so wirkungsvoll, da. die Phosphorhalogenide im allgemeinen stabiler sind.After the solvent has dried, it becomes more solid * not more hygroscopic Getter material obtained after its thermal decomposition partly phosphorus, partly phosphorus tribromide arises. This getter material is already suitable for binding oxygen, but in Trap of water vapor, carbon dioxide, carbon oxide is no longer so effective there. the phosphorus halides are generally more stable.

Die Zielsetzung der Erfindung besteht in der Verwendung eines Getterstoffes in Halogenlampen, welcher mit dem im Füllgas anwesenden Ralogenzusatz nicht reagiert, das neutrale Füllgas nicht bindet, gleichzeitig Jedoch mit Jeder eventuellen Gasverunreinigung in eine chemische Reaktion tritt und mit diesen eine feste Verbindung bildet, welche auch bei der relativ hohen Arbeitstemperatur der Halogenlampe einen niedrigen Dampfdruck besitzt und fest, durchsichtig bzw. weiß ist. Für diesen Zweck eignen weich die Halogenverbindungen der Zusammensetzung A113 am besten, jede Aluminiumhalogenverbindung der allgemeinen Formel AlmXn kann Jedoch zur Verwendung gelangen. Die kennzeichnende Eigenschaft der obigen Verbindungen besteht darin, daß dieselbe bei Zimmertemperatur im Festzustand, in apolarem, wasserfreiem Lösungsmittel gut lösbar, an der Temperatur der Halogenlampenwand bereits gasförmig sind (d.h. sich vollständig im Gasraum befinden) und mit den Restgasen sowie Verunreinigungen letzten Endes das Aluminium-Oxyd, welches stabiler als jenes von Aluminiuinhalogeniden ist, bilden. The aim of the invention is to use a getter substance in halogen lamps, which with the ralogen additive present in the filling gas does not react, does not bind the neutral filling gas, but at the same time with everyone possible gas contamination enters into a chemical reaction and with this one Forms solid connection, which even at the relatively high working temperature of the Halogen lamp has a low vapor pressure and is solid, transparent or white is. The halogen compounds of the composition A113 are suitable for this purpose at best, however, any aluminum halogen compound of the general formula AlmXn can come to use. The distinguishing feature of the above compounds consists in keeping it at room temperature in the solid state, in apolar, anhydrous Solvents easily soluble, already gaseous at the temperature of the halogen lamp wall (i.e. are completely in the gas space) and with the residual gases and impurities ultimately aluminum oxide, which is more stable than that of aluminum halides is to form.

Das erhaltene Aluminiumoxyd stört nicht den weiteteren Betrieb, da es weiß und seine Stabilität und sein Schmelzpunkt hochund sein Druck gering ist und somit, an den kühleren Stellen (Halt er, Wand usw.) der Halogenlampe abgeschieden,die Verunreinigungen bindet. The aluminum oxide obtained does not interfere with further operation, since it is white and its stability and melting point is high and its pressure is low and thus, deposited in the cooler places (Halt er, wall, etc.) of the halogen lamp, the Binds impurities.

Die Anwendung der erfindungsgemaß vorgeschlagenen Verbindungen hat gegenüber den bereits beschriebenen primären Phosphor-Stickstoffhalogeniden noch den Vorteil, daß die selben billiger und leichter herstellbar sind und im Hinblick auf Eohlenoxyd, Kohlendioxyd und Wasser selbst in Halogen enthaltender Atmosphäre eine viel vorteilhaftere Getterwirkung aufweisen. Zur Illustrations dieser Wirkung werden die Stabilitätsverhältnisse von Phosphor und Aluminiumtribromid in dem in der Halogenlampe herrschenden Temperaturbereich vom 600-3400°K anhand Fig. 1 veranschaulicht. The use of the compounds proposed according to the invention has compared to the primary phosphorus nitrogen halides already described the advantage that the same are cheaper and easier to manufacture and in terms of on Carbon dioxide, carbon dioxide and water are one even in a halogen-containing atmosphere have much more advantageous gettering. Be used to illustrate this effect the stability ratios of phosphorus and aluminum tribromide in that in the halogen lamp the prevailing temperature range of 600-3400 ° K with reference to FIG. 1 illustrates.

Die Fig. 1 zeigt die Stabilitätsverhältnisse von Phosphoftribromid und Aluminiiinitrib:oinid in dem Temperaturbereich von 600-3400 OR. Fig. 1 shows the stability relationships of phosphorous tribromide and aluminum nitrib: oinide in the temperature range of 600-3400 OR.

Es ist ersichtlich, daß Phosphortribromid und Aluminiumtribromid in der Fadennähe zersetzt werden, d.h. It can be seen that phosphorus tribromide and aluminum tribromide decomposed in the vicinity of the thread, i.e.

die Getterwirkung in der Umgebung des Fadens durch den Aluminiumdampf hoher Temperatur erhöht wird.the getter effect in the vicinity of the thread due to the aluminum vapor high temperature is increased.

Der nicht reagierte Teil des Aluminiumdampfs bewirkt keine schädlichen Reaktionen mit dem Giühfaden und verbessert im Gegenteil die mechanischen Eingenschaften desselben. Auch das Phosphortribromid und Aluminiumtribromid selbst üben auf den Sauerstoff ebenfalls gute Gettereigenschaften aus. Dies wird anhand Fig. 2 veranschaulicht. The unreacted part of the aluminum vapor does not cause any harmful effects Reactions with the thread and, on the contrary, improves the mechanical properties same. Also the phosphorus tribromide and aluminum tribromide exercise themselves on the Oxygen also has good gettering properties. This is illustrated with reference to FIG. 2.

Fig. 2 zeigt das Verhalten von Phosphortribromid und Aluminiumtribromid gegenüber Sauerstoffverunreinigungen. Fig. 2 shows the behavior of phosphorus tribromide and aluminum tribromide against oxygen impurities.

Ein entscheidender Vorteil von Aluminiumbromidget ter gegenüber (PNBr2)3 liegt in seinem-Verhalten gegenüber Wasserdampf. Die Reaktion von Phosphordampf bzw. Phosphortribromid mit Wasserdampf findet nicht über 2000 °K statt, während aber so der Aluminiumdampf, wie auch das Aluminiumbromid über 2000 °K intensiv reagieren. Der entstehende Wasserstoff ist auch alsPuffer vom Gesichtspunkt der Korrosion vorteilhaft. A decisive advantage of aluminum bromide getter compared to (PNBr2) 3 lies in its behavior towards water vapor. The reaction of phosphorus vapor or phosphorus tribromide with water vapor does not take place above 2000 ° K, while but the aluminum vapor as well as the aluminum bromide react intensively above 2000 ° K. The resulting hydrogen is also advantageous as a buffer from the point of view of corrosion.

Die den Langmuir-Kreisprozeß verhindernde Wirkung von iluminiumdampf wird anhand Fig. 3 veranschaulicht. The effect of aluminum vapor preventing the Langmuir cycle is illustrated with reference to FIG. 3.

Fig. 3 zeigt die Getterwirkung des aus Aluminiumtribromid erhaltenen liuminiumdampfes bei einer Temperatur von 1000 bis 3400 °K. Fig. 3 shows the getter effect of that obtained from aluminum tribromide liuminium vapor at a temperature of 1000 to 3400 ° K.

Falls Wolframoxyde im Augenblick der Einschaltung infolge am Wolframfaden anwesender Sauerstoff- oder Wasserdampfspuren entstehen, schalten die bei etwa 2000 °C entstehenden Aluminiungase diese Wirkung aus, wie dies anhand Fig. 4 veranschaulicht wird. If tungsten oxide is present on the tungsten filament at the moment of switching on If there are any traces of oxygen or water vapor that are present, they switch off at around 2000 ° C resulting aluminum gases exert this effect, as illustrated with reference to FIG. 4 will.

Fig. 4 zeigt die Getterwirkung von Aluminiumdampfen 0 im Falle von Wolframoxyde'n, über 2000 0. Fig. 4 shows the getter effect of aluminum vapors 0 in the case of Tungsten oxides, over 2000 0.

Das erhaltene Metallwolfram und im Gasraum vorhandene Halogen treten in den Kreisprozeß ein. In dieser Weise entsteht kein Wolframspiegel. The metal tungsten obtained and the halogen present in the gas space occur into the cycle. No tungsten mirror is created in this way.

Ein weiterer Vorteil besteht in dem niedrigen Siedepunkt der Aluminiumhalogenide. Da derselbe unter derTemperatur der Kolbenwand der Halogenlampe liegt, erübrigt sich die Ausgestaltung eines Getterspiegels. Die Getterwirkung entsteht in der homogenen Gasphase Außerdem sind diese Verbindungen gut dosierbar, in ihren üblichen Lösungen können sie ohne Zersetzung aufbewahrt werden und sind stabil. Ihre Anordnung kann vor oder während der Zufuhrung von Füllgas in die Lampe, oder unmittelbar vor dem Abschmelzen der Lampe entweder an der Lampenwand, oder auf dem Glühfaden, oder an einem der Metallträger erfolgen, welcher im Betrieb zumindest den Siedepunkt- des betreffenden Halogens erreicht. Another advantage is the low boiling point of the aluminum halides. Since it is below the temperature of the bulb wall of the halogen lamp, it is not necessary the design of a getter mirror. The getter effect occurs in the homogeneous Gas phase In addition, these compounds can be easily metered in their usual solutions they can be stored without decomposition and are stable. Your arrangement can before or during the supply of filling gas into the lamp, or immediately before the Melting away the lamp either on the lamp wall, or on the Filament, or take place on one of the metal supports, which in operation at least reaches the boiling point of the halogen in question.

Die Erfindung wird anhand des untenstehenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne jedoch den Erfindungsgedanken auf dieses einzige Beispiel zu beschränken. The invention is based on the exemplary embodiment below explained in more detail, however, without the inventive concept on this single example to restrict.

7,0 g wasserfreies Al-Bromid werden aus 10,O, 99,99%-igem Al durch Bromieren in neutraler Atmosphäre hergestellt. Das Präparat wird unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit in 0,1 g Ampullen eingelötet. Die 0,1 g Al-Bromid enthaltende Ampulle wird in 100 ml über CaO destilliertem Azeton gelegt und zerbrochen. 7.0 g of anhydrous Al bromide are made from 10, O, 99.99% Al Brominating produced in a neutral atmosphere. The preparation is excluded of air and moisture soldered into 0.1 g ampoules. The 0.1 g Al bromide containing The ampoule is placed in 100 ml of acetone distilled over CaO and broken.

Nach der vollständigen Auflösung wird die Losung in mit geschliffenen Tropfen ausgestatteten Tropfapparaten versehenen Flaschen von je 100 g aufbewahrt. After complete dissolution, the solution is sanded in with Bottles of 100 g each equipped with drop devices are stored.

Bei dem Beginn der einzelnen Herstellungsserien von Halogenlampen wird dem Glühfad,enzuführungsteil Jeder fertigen Leuchte an beiden Seiten je ein Tropfen obiger Lösung hinzugefügt, sodann die Halogenlampe in der üblichen Weise in Schutzgasatmosphäre durch Quarz-Molybdänabstechen. abgeschlossen. Falls sich zufolge der Lampenkonstruktion die Tropfstelle bei der Quetschung a-uf eine über 450 OC liegende Temperatur erwarmen wurde, wird auf den entsprechenden Teil der Lampe ein kleiner Auslegerfaden angebracht und der Getterstoff diesem zugeleitet. At the beginning of the individual production series of halogen lamps is the filament, en feed part of each finished luminaire on each side Add drops of the above solution, then the halogen lamp in the usual way in a protective gas atmosphere through quartz-molybdenum tapping. closed. If According to the lamp design, the drip point when squeezed a-uf an over 450 OC is heated to the corresponding part of the Lamp attached a small cantilever thread and fed the getter material to this.

Sodann wird, der technologische Prozeß fortgesetzt und, das Aufblitzen des Fadens wird in solcher Weise durchgeführt, daß der getterhalternde Teil nicht auf eine 250 0C überschreitende Temperatur erwärmt wird.Then, the technological process continues, and so does the flash the thread is carried out in such a way, that the getter-holding Part is not heated to a temperature exceeding 250 ° C.

Bei Einschaltung der fertigen Lampe wird der Getterträger erwärmt und das Aluminiumbromid, gelangt in den Dampfraum. When the finished lamp is switched on, the getter carrier is heated and the aluminum bromide, enters the vapor space.

Selbstverständlich wurde im obigen Bespiel nur eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens beschrieben, die erfindungsgemäßen Prinzipien können auf vielerlei Artund Weiseund in den verschiedensten Phasen der Technologie Verwendung finden, entsprechend der Lampenherstellungstechnologie und der Beschaffenheit der verwendeten Maschinen. Of course, only one was exemplified in the above example Embodiment of the inventive method described, the inventive Principles can be used in many ways and at various stages of the Technology find use according to the lamp manufacturing technology and the nature of the machines used.

PatentansprücheClaims

Claims

PATENT CLAIMS Process to process for eliminating harmful Effect of residual gases and impurities in gas-filled incandescent lamps, in particular gas-filled incandescent lamps with added halogen, so-called halogen lamps, during operation of the lamp, by the fact that the gas space of the lamp has a Aluminum compound of the composition AlmXn is supplied, where m is the atomic number of aluminum and n for the atomic number of halogen, and X the designation of Halogens, which consist of iodine, bromine, chlorine and / or fluorine means.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h-n e t that the gas space of the lamp contains such an organic or inorganic aluminum compound, or aluminum metal is added, which in the course of the known production the lamp produce the compound of the formula AlmXiiri according to claim 1.

3. The method according to any one of claims 1 to 2 ,.

in that the halogen lamp is more indifferent Gas filling, additives containing iodine, bromine or chlorine, or a mixture thereof contains.

4. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized g e k e n It is noted that the halogen lamp also contains a Bluor compound as an additive contains.

5. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized g e k e n it is noted that the material aluminum-triethyl, introduced at the same time as the filling gas, respectively. Contains ethyl halides in appropriate proportions.

6. The method according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the getter material of the composition AlmXn in the course of lamp manufacture in the form of a solution consisting of anhydrous solvent, after removal of the solvent prior to the closure of the lamp envelope, introduced into the envelope will.

7. The method according to claim 6, characterized in es.e -k e n n z e i c h n e t that the getter material dissolved in the solvent immediately before the production of the Quartz-molybdenum compound applied to the metal parts holding the filament will,

8. The method according to claim 6, characterized in that g e '-k e n n z e i c h n e t that a corresponding separate carrier part for the dropwise supply of the liquid is placed in the lamp.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized g e k e n It is noted that the halogen lamp contains a bromine compound and the getter substance consists of halobromide.

L e r s e i t e