DE2707295B2

DE2707295B2 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2707295B2
Application number: DE2707295A
Authority: DE
Inventors: Jan Bloem; Albert Bouwknegt
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1979-04-05
Also published as: NL7602232A; ATA135077A; GB1572657A; CA1067561A; JPS577463B2; FR2343329B1; BE852008A; HU178322B; NL177163C; JPS52107178A; FR2343329A1; AU499993B2; ES456452A1; AT354563B; DE2707295C3; DE2707295A1; US4093889A; AU2274077A

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem an Quecksilber armen Amalgam, das Wismut, Zinn und Blei enthält

Bei Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen ist die Ausbeute der Umsetzung der zugeführten elektrischen Energie in Ultraviolettstrahlung bei einem Quecksilberdampfdruck maximal, der im Betrieb nicht sehr viel von 0,8 Pa abweicht. Er ist ein Dampfdruck, der mit flüssigem Quecksilber bei einer Temperatur von ungefähr 40⁰C im Gleichgewicht ist.

Die im Entladungsraum einer Lampe herrschende Temperatur wird im wesentlichen durch die der Lampe zugeführte Energiemenge und durch die Temperatur der Umgebung, in der sie brennt, bestimmt. Steigt die zugeführte Energie stark an oder überschreitet die Umgebungstemperatur bei gleicher zugeführter Energie einen bestimmten Wert, steigt der Dampfdruck in *o der Lampe an und sinkt infolgedessen die Umsetzungsausbeute. Ein bekanntes Mittel zum Aufrechterhalten des Quecksilberdampfdruckes im Entladungsraum auf einem Wert von etwa 0,8 Pa trotz des Temperaturanstiegs durch eine der oben erwähnten Ursachen ist die Verwendung eines Amalgams. Das Amalgam wird vorzugsweise an einer Stelle angebracht, die bei den vorgeschriebenen Betriebsbedingungen eine derartige Temperatur annimmt, daß der über dem Amalgam herrschende Quecksilberdampfdruck einen Wert an- ⁵ⁿ nimmt, der möglichst wenig von 0,8 Pa abweicht.

Obgleich die Verwendung eines Amalgams in der Lampe zu einer hohen Umsetzungsausbeute bei Temperaturen über 40° C führt, ist es bekannt, daß die Zündung von Lampen mit Amalgam bei Raumtemperatür mangelhafter ist als bei Lampen ohne Amalgam. Dies wird dadurch verursacht, daß der Quecksilberdampfdruck bei Raumtemperatur in Lampen mit Amalgam niedriger als bei Lampen mit reinem Quecksilber ist. Außerdem dauert es auch nach dem Zünden der Lampe noch ziemlich lange, ehe der Dampfdruck den für oben erwähnte Umsetzung optimalen Wert erreicht, so daß die Lichtausbeute nach dem Zünden noch lange Zeit auf einem niedrigen Pegel bleibt.

Aus der DE-AS 12 65 300 ist eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem an Quecksilber armen Amalgam bekannt, das Wismut, Zinn und Blei

enthalten kana

Bei den aus der DE-AS 1\ 18 766 bekannten Leuchtstofflampen mit einem Amalgam von Blei, Wismut und mindestens 15% Quecksilber verringert sich die Lichtausbeute schon bei Temperaturen von 50° C stark. Auch der Quecksilberdampfdruck fällt daher bei ungefähr 50⁰C stark ab. In dieser DE-AS ist angegeben, daß ein Amalgam mit 20 Atomprozent Quecksilber am zweckmäßigsten ist

Aus der DE-AS 21 18 767 sind Leuchtstofflampen mit Amalgamen bekannt, die Cadmium, Zinn, Wismut und Quecksilber enthalten, wobei in allen Fällen mindestens 15 Atomprozent Quecksilber vorhanden ist Bei niedrigen Temperaturen ist deren Lichtausbeute im Vergleich zu Lampen mit reinem Quecksilber gering. Daraus ergibt sich, daß bei niedrigen Temperaturen auch der Quecksilberdampfdruck bei diesen Lampen niedrig ist Im übrigen läßt sich dieser DE-AS die Lehre entnehmen, daß mit sinkendem Quecksilberanteil auch die Lichtausbeute bei Raumtemperatur schlechter wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem Amalgam zu schaffen, das schnell den für eine sofortige Zündung bei Raumtemperatur erforderlichen Quecksilberdampfdruck liefert, der praktisch gleich groß ist wie in Lampen, die nur reines Quecksilber enthalten.

Diese Aufgabe wird bei einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß das Verhältnis der Summe der Anzahl der Wismut-, Zinn- und Bleiatome zur Anzahl der Quecksilberatome zwischen 0,85 :0,15 und 0,98 :0,02 liegt.

Bei diesen Lampen weicht der Wert des Quecksilberdampfdruckes über einen großen Temperaturbereich nicht viel von dem für die Umsetzung elektrischer Energie in Ultraviolettstrahlung optimalen Wert von 0,8 Pa ab. Dieser Wert wird bereits bei ziemlich niedriger Amalgamtemperatur erreicht, so daß eine gute Zündung bei Raumtemperatur und eine gute Dampfdruckstabilisierung bis etwa 85° C gewährleistet ist.

Ein Verhältnis der Summe der Anzahl der Wismut-, Zinn- und Bleiatome zur Anzahl der Quecksilberatome zwischen 0,85:0,15 und 0,94:0,06 ist besonders vorteilhaft, da dabei der Quecksilberdampfdruck bei Raumtemperatur nicht nur verhältnismäßig hoch ist, sondern auch, weil sich der Wert des Quecksilberdampfdruckes bei Raumtemperatur als Funktion des Quecksilberprozentsatzes im Amalgam kaum ändert Eine Verringerung des Quecksilberprozentsatzes, beispielsweise durch Absorption von Quecksilber in die Leuchtstoffschicht führt dabei weniger schnell zur Verschlechterung der Zündung durch Verringerung des Quecksilberdampfdruckes als bei einem Amalgam mit niedrigeren Quecksilberprozentsätzen.

Eine Zusammensetzung einer Legierung mit einem Verhältnis der Anzahl der Wismutatome zur Anzahl der Zinnatome zur Anzahl der Bleiatome von 48 :24 :28 ist vorteilhaft, weil bei diesem Verhältnis ein Eutektikum vorliegt und somit bei der Herstellung der Legierung praktisch keine Entmischung in die gesonderten Komponenten auftritt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem Amalgam,

F i g. 2 eine graphische Darstellung des Quecksilberdampfdruckes in logarithmischem Maßstab als Funktion der Temperatur für reines Quecksilbe'· bzw. für verschiedene Amalgame von Quecksilber, Wismut, Zinn und BIeL

Die Lampe nach Fig. 1 besitzt einen Glaskolben 1 mit einer Leuchtstoffschicht 2, beispielsweise Kalziumhalophosphat, das mit Mangan und Antimon aktiviert ist Die Lampe ist mit Quecksilberdampf und einem Edelgas oder mit einer Kombination von Edelgasen, beispielsweise Argon und Neon, unter einem Druck von 2 bis 4 Torr gefüllt An den Enden des Entladungsraums befinden sich thermisch emittierende Elektroden 3 bzw. 4. Im Entladungsraum befindet sich auf dem Teil 5 bzw. 6 der Gestelle eine Menge von 125 mg einer Wismut-, Zinn- und Bleilegierung 7, der 15 mg Quecksilber zugesetzt ist das mit der Legierung ein Amalgam bilden kann.

In Fig.2 ist die Kurve, die den Quecksilberdampfdruck über reinem Quecksilber als Funktion der Temperatur angibt mit A bezeichnet Die Kurve, die den Quecksilberdampfdruck über einem Amalgam aus Quecksilber, Wismut Zinn und Blei als Funktion der Temperatur angibt, ist mit B, C bzw. D bezeichnet. Die Kurve B gibt den Dampfdruck für ein Amalgam mit einem Verhältnis in Atomen von Quecksilber, Wismut Zinn und Blei von 12 :42 :21 :25. Die Kurve C bezieht sich auf den Quecksilberdampfdruck über einem Amalgam mit einem Atomverhältnis von 6 :45 :23 :26. Schließlich bezieht sich die Kurve D auf den Quecksilberdampfdruck über einem Amalgam mit einem Atomverhältnis von 3 :47 :23 :27. Aus dieser graphischen Darstellung geht hervor, daß der Dampfdruck über einem Amalgam immer niedriger ist als der von reinem Quecksilber. Weiter zeigt sich, daß der Dampfdruck über dem Amalgam bei niedrigen Temperaturen mit dem reinen Quecksilber vergleichbar ist Die Folge davon ist daß das Zünden von Lampen mit Amalgamen der erwähnten Zusammensetzungen bei dieser Temperatur einen raschen Verlauf hat Es geht weiter aus dieser graphischen Darstellung hervor, daß beim Absinken des Quecksilberprozentsatzes im Amalgam das Temperaturgefälle an den Stellen, an denen sich der Dampfdruck stabilisiert breiter wird. Weiter zeigt es sich, daß die Kurven B und C trotz der verschiedenen Verhältnisse von Quecksilber zu den übrigen Komponenten unter 70°C nahezu zusammenfallen. Die Kurve D zeigt daß beim Absinken des Quecksilberprozentsatzes im Amalgam auf Werte unter fünf die Quecksilberdampfdruckkurven bei niedrigen Temperaturen (unter 70⁰C) etwas niedriger als bei höheren Prozentsätzen liegen.

Das atomare Verhältnis von Wismut, Zinn und Blei liegt bei den Kurven B, C und D nahe dem Eutektikum 48 :24 :28; geringe Abweichungen von der Zusammensetzung des Gemisches sind dabei möglich, wenn nur die Temperatur des Gerinnungspunktes der Mischung nicht mehr als 5° C von der Gerinnungstemperatur der Mischung mit der eutektischen Zusammensetzung abweicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem an Quecksilber armen Amalgam, das Wismut, Zinn und Blei enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Anzahl der Wismut-, Zinn- und Bleiatome zur Anzahl der Quecksilberatome zwischen 0,85:0,15 und 0^8:0,02 liegt

2. Niederdmckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Anzahl der Wismut-, Zinn- und Bleiatome zur Anzahl der Quecksilberatome zwischen 0,85 :0,15 und 0,94 :0,06 liegt

3. Niederdruckquecksilberdan.pfentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis der Anzahl der Wismutatome zur Anzahl der Zinnatome zur Anzahl der Bleiatome nahe dem eutektischen Verhältnis 48 :24 :28 liegt