DE2738204C3 - Verfahren zur Herstellung von Hochdruck-Entladungslampen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochdruck-Entladungslampen, deren Entladungsgefäß außer Quecksilber und Edelgas als Zusatz ein oder mehrere Metalle wenigstens zum Teil in Form von Halogeniden enthält, wobei die zu den Halogeniden sowie zu dem gegebenenfalls vorhandenen freien Halogen chemisch äquivalente Halogennienge in Form von Quecksilberhalogenid eingebracht wird.

Bei einem solchen bekannten Verfahren besteht die in das Entladungsgefäß vor dessen Evakuierung und Füllung mit Edelgas eingebrachte Füllung aus Quecksilberhalogeniden, denen leicht ionisierbare Metallhalogenide und ein oder mehrere Zusätze von Metallen beigemischt sind, beispielsweise Yttrium, Thorium, Magnesium, Hafnium, Aluminium und Metalle der Seltenen Erden. Bei der Inbetriebnahme der Lampe bilden sich aus dem Quecksilberhalogenid und den Metallen ein Metallhalogenid und Quecksilber. Durch das Vorhandensein des Metallhalogcnids wird die Zündspannung der Lampe während sehr langer Zeiträume im wesentlichen konstant gehalten (DE-OS 21 39 078).

Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die verwendeten Metalle bei Raumtemperatur und Anwesenheit von Luft oxidieren, was zu einer unerwünschten Verunreinigung der Füllung führt. Da es sich nicht vermeiden läßt, daß beim Einschalten der Lampe Metall der Füllung an der Wand des Entladungsgefäßes anliegt, ist eine chemische Reaktion dieses Metalls mit der Gefäßwand nicht zu vermeiden, wodurch die optischen und mechanischen Eigenschaften der Wand des Entladungsgefäßes beeinträchtigt werden. Außerdem führt der Verbrauch dieses Metalls durch die Reaktion mit der Quarzwand zu einer Veränderung der Zusammensetzung der Zusätze, die für die gewollten Reaktionen zur Verfugung stehen. Die Dosierung der in die Füllung einzubringenden Mengen der Zusätze ist äußerst schwierig, vor allem weil das Dosieren und das Einbringen der Füllung in das Entladungsgefäß feuchtefrei zu erfolgen hat. Schließlich hat sich noch gezeigt, daß das Erreichen eines stabilen Belriebszustands der Lampe relativ viel Zeit in Anspruch nimmt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß neben einer einfach und feuchtefrei zu erreichenden präzisen Substanzdosierung ein einwandfreier, also belagfreier Zustand der Wände des Enlladungsgefäßes gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten ArI dadurch gelöst, daß mindestens ein Metall der im Zusatz enthaltenen Metalle und Metallhalogenide sowie die mit dem Halogenid dieses Metal! chemisch äquivalente Menge desselben Metalls in Form seiner Quecksilberlegierung eingebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die genaue Dosierung der äußerst geringen

κι Zusatzmengen leicht durchführbar ist, weil die verwendete Quecksilberlegierung mit genau vorgeschriebener Zusammensetzung in größeren Mengen leich. hergestellt werden kann. Die Streuung der Dosierung ist somit immer zum Gcwichisverhältnis aus Legierung

ii und Zusatz proportional. Wenn die Quecksilberlegierung flüssig ist, ist die volumenmäßige Dosierung besonders einfach. Verglichen mit reinen Metallen oxidieren die Quecksilberlegierungcn dieser Metalle gewöhnlich nicht, so daß eine Verunreinigung der Füllung mil Sauerstoff oder Sauerstoffverbindungen verhindert wird. Während des Betriebs der Lampe verdampft das Quecksilber aus der Legierung, wobei ein Metall in äußerst feiner Verteilung zurückbleibt. Dies bedingt wieder eine rasche Reaktion mit den Dämpfen des verdampften Quccksilbcrhalogcnids, so daß bereits nach sehr kurzer Zeil eine Stabilisierung der Betriebsparameter der Lampe eintritt, während keine Möglichkeit besteht, daß die Metalle mit der Gefäßwand chemisch reagieren. Schließlich entfallen alle Opcratio-

JO nen, die stark hygroskopische Metallhalogcnidverbiridüngen erforderlich machen.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird im folgenden im Vergleich /u einem der bekannten Verfahren beschrieben.

Γι Es werden Ilochdriick-Hntlaclungslainpcn für 220 V und 250 W in Serien von jeweils sechs Stück nach dem bekannten Verfahren und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Das Volumen der aus Quarz bestehenden Entladungsgefäße beträgt 2,7 cm¹, der Elektrodenabstand 25 mm. Die Enden der Entladungsgefäße «:ind zur Verringerung der Wärmevcrluste in bekannter Weise mit einer Schicht aus ZrOj überzogen. In die Entladungsgefäße der ersten Serie von sechs Lampen werden jeweils 11,5 mg Quecksilber, 0,32 mg

•Γι einer Dy-Ho Legierung im Gewiehlsvcrhältnis von 1 : 1, 1,15 mg HgJ;, 0,48 mg CsJ und 0,48 mg TlJ eingegeben. Anschließend werden die Entladungsgefäße mit Argon auf einen Druck von 4000 Pa gefüllt und in bekannter Weise verschlossen. Nach einer Betriebszeit von 4

^r)ii Stunden bei 220 V Netzspannung über ein Vorschaltgerät stellt sich eine Stabilisierung der Lampenparameter ein. Die Spannungen der Lampen betragen 97, 101, 117, 121, 126,6 und 132 V. An den Innenflächen der Entladungsgefäße befinden sich bräunlich graue Flek-

^ri^r) ken als Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen der Gefäßwand und dem Dy und/oder Ho, die aufgrund des mit Cs) und/oder TIJ eingebrachten Wassers oxidiert sind.

In die Entladungsgefäße der anderen Serie von sechs

no Lampen werden der Anteil an CsJ und TI] des Zusatzes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebracht. Jedes Gefäß enthält dann 11,7 mg einer Quecksilberlegierung mit 2,10 Gewichtsprozent Cs und 2,53 Gewichtsprozent TI, 0,32 g einer Dy-Ho Legierung im

bi Gewichtsverhältnis von I :l sowie 1,9 mg llgh- Die atomaren Gesamtmengen aller Elemente entsprechen denen bei der ersten Serie verwendeten. Die in der vorher beschriebenen Weise erhaltenen Lampen

erreichen einen stabilen Zustand bereits nach 20 Minuten, wobei sich Spannungen von 96,99,5,98,99 und 101 V einstellen. Die Wand des Entladungsgefäßes ist völlig klar. Diese Klarheit bleibt auch während der späleren Brennzeit erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Hochdruck-Entladungslampen, deren Entladungsgefäß außer Quecksilber und Edelgas als Zusatz ein oder mehrere Metalle wenigstens zum Teil in Form von Halogeniden enthält, wobei die zu den Halogeniden sowie zu dem gegebenenfalls vorhandenen freien Halogen chemisch äquivalente Halogenmenge in Form von Quecksilberhalogenid eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Metall der im Zusatz enthaltenen Metalle und Metallhalogenide sowie die mit dem Halogenid dieses Metalls chemisch äquivalente Menge desselben Metalls in Form seiner Quecksilberlegierung eingebracht wird.