DE3134905C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenidlampe gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 30 04 754 A1 ist eine Metallhalogenidlampe bekannt, bei der die Enden des rohrförmigen Entladungsgefäßes mit einem wärmerückstrahlenden Überzug (als Zirkoniumdioxid, Kobaltaluminat, Quarzwolle usw.) in einer die Stoffe MgO - MgCl₂ - H₂O enthaltenden Magnesiumoxychloridmischung, d. h. sog. Sorel- Zement, versehen sind. Die nach bekannten Verfahren hergestellten wärmerückstrah­ lenden Überzüge zeigen ausgezeichnete optische Eigenschaften; ihr Herstellungsverfahren ist relativ einfach und in der Mas­ senerzeugung auch günstig. Die hergestellte Schicht haftet gut an dem Grundstoff, insbesondere am Quarzglas, und die er­ wünschte Dicke kann immer leicht erreicht werden. Die mit So­ rel-Zement hergestellte Schicht macht kein Gas frei. Bei der Ab­ saugung des Außenkolbens der Metallhalogenidlampen entstehen jedoch durch die den Zement enthaltende Schicht gewisse Schwierigkeiten, da die effektive Oberfläche der Schicht wegen ihrer hohen Porosität groß ist und auf der Oberfläche Gasteilchen und Teilchen des Wasserdampfes leicht anhaften können. Das ist besonders wich­ tig bei der Anwendung des Sorel-Zements, da zur Ausbildung dieses Zements eine hohe Menge an Wasser benötigt wird. Das Vorhandensein des Wasserdampfes führt zu einer bedeutenden Verlängerung der Zeit der Absaugung des Außenkolbens, was insbesondere bei der Massenher­ stellung ungünstig ist, da die lange Zeit der Absaugung eine unge­ wünschte Verlängerung der Herstellungsdauer bewirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den obenerwähnten Nachteil der Haftung von Gasteilchen und Wasserdampf bei der Anwendung des Sorel-Zements zu vermeiden und die Effektvität der Absaugung zu verbessern.

Die Erfindung beruht darauf, daß die zur Bindung des Wasserdampfes gut anwendbaren glasbildenden Vorverbindungen, die in US-PS 39 27 224 und in DE 29 31 062 A1 mit spe­ ziellen Anwendungen beschrieben worden sind, zur Verminderung der Menge des von dem Sorel-Zement frei gewordenen Wasserdampfes sehr geeignet sind und gleichzeitig die ausgezeichneten opti­ schen Eigenschaften des wärmerückstrahlenden Überzugs gewährlei­ sten.

Die Vorverbindungen, die z. B. aus dem Artikel des B. E. Yoldas: Journal of Materials Science, 1977, Bd. 12, S. 1203-1208 und aus der späteren Fachliteratur bekannt sind, bilden metallorganische Verbindungen, worin die glasbildenden Komponenten in organischen und nichtorganischen Verbindungen vorhanden sind. Ihre Anwendung wurde zum Binden vorgeschlagen, jedoch hat es sich gezeigt, daß die der Erfindung zugrunde liegend Aufgabe mit einer so kleinen Menge an Vorverbindungen auch gelöst werden kann, die zum Binden der Komponenten des Sorel-Zements nicht ausreichend ist. Der gewünschte Effekt wird durch die Anwendung der Vorverbindungen derart erreicht, daß sie den Prozeß des Bindens der Kompo­ nenten des wärmerückstrahlenden Überzugs verzögern. Die Unter­ suchungen zur Erläuterung des Effekts bewiesen, daß einige Vorverbindungen, wie die Borsäure oder die Poli­ silikatsäure, auf den Stellen des wärmerückstrahlenden Überzugs haften, wo andernfalls der Wasserdampf sein würde.

Aufgrund der obigen Erkenntnis wurde zur Lösung der gestellten Aufgabe eine mit einem wärmerückstrahlenden Überzug ver­ sehene Metallhalogenidlampe hergestellt, die ein aus einem licht­ durchlässigen Hochschmelzenden Material, vorzugsweise aus Quarzglas be­ stehendes Entladungsgefäß aufweist, wobei das Entladungsgefäß Elektroden sowie neben Metallen und Halogen zugesetztes Edelgas enthält und zumindest auf einem Ende mit einem wärme­ rückstrahlenden Überzug aus einem wärmerückstrahlenden Material und einem Bindemittel versehen ist; das Bindemittel des Überzugs besteht aus einem MgO und MgCl₂ enthaltenden Zement, wobei er­ findungsgemäß der wärmerückstrahlende Überzug zusätzlich noch eine glasbildende Vorverbindung enthält.

Die glasbildende Vorverbindung enthält vorzugsweise als glasbildende Kompo­ nente Borsäure und Tetraäthylsilikat.

Die obenerwähnte Vorverbindung soll den Komponenten des wärmerückstrahlenden Überzugs in einer relativ kleinen Menge zu­ gemischt werden (z. B. etwa 3 bis 6%, bezogen auf den Trockengehalt des Überzuges), da in diesem Falle die vorhandenen Mengen des Siliziumdioxids und des Bortrioxids nicht ausreichend sind, den ungewünschten Prozeß der Schwindung des wärmerückstrahlenden Überzugs bei höheren Tempe­ raturen anfangen zu lassen.

Durch die Verwendung von glasbildenden Vorverbindungen wird bei der Herstellung der Metallhalogenidlampen die Absaugung effektiver, da der Wasserdampf den Überzug beim Ab­ saugen schnell verläßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Aus­ führungsbeispiele näher erläutert.

Die Metallhalogenidlampen werden auf die bekannte Weise her­ gestellt. Während der Herstellung der Lampe werden die Komponenten des wärmerückstrahlenden Überzugs nach den bekannten Methoden vorbereitet: z. B. wird eine Mischung von 400 g ZrO₂ und 20 g MgO in 400 ml Alkohol zu einer homogenen Suspension mit minima­ ler Kornstärke von 1 bis 2 µm zermahlen, bzw. wird eine andere Mischung aus 20 g MgCl₂, 20 mg Alkohol und 3 ml Wasser vorbereitet. Die Suspension und die Mischung werden vor der Anwendung gemischt und mittels bekannten technologischen Schritten auf die Ober­ fläche angebracht. Gemäß der Erfindung wird eine bestimmte Menge von glasbildenden Vorverbindungen dem Zirkoniumdioxid und Sorel-Zement enthal­ tenden Stoff zugesetzt. Die Vorverbindung wird z. B. aus Borsäure und Tetraäthylsilikat vorbereitet und dem obenerwähnten Stoff in solcher Menge zugemischt, die die günstige Struktur des herzustellenden Überzugs gewährleistet. Bei der erwähnten Vor­ verbindung bedeutet die obige Forderung eine solche Auswahl der Menge, daß im Trockengehalt des fertigen wärmerückstrahlenden Überzugs die Komponente der Vorverbindung etwa 3 bis 6% be­ trägt. Bei anderen Vorverbindungen müssen die Proportionen durch Untersuchungen bestimmt werden. Damit wird gesichert, daß nach etwa 1000 bis 2000 Arbeitsstunden die ungünstigen Prozesse der Abänderungen des Überzugs in der Metallhalogenidlampe noch nicht anfangen können.

Nach der Zumischung der Vorverbindung wird der Stoff des wärmerückstrahlenden Überzugs auf übliche Weise auf die aus­ gewählte Oberfläche aufgebracht. Das Binden der Komponente des Sorel-Zements dauert etwa 1,5 Stunden und in dieser Zeit wird das Entladungsgefäß einer Wärmebehandlung ausgesetzt: et­ wa 20 bis 30 Minuten lang soll es auf einer Temperatur von 500 bis 520°C gehal­ ten werden. Mittels dieser bei der Herstellung des wärmerückstrahlenden Überzugs üblichen Bearbeitung kommen in dem Stoff der Vorverbindung Abänderungen zustande, verliert der Stoff ei­ nen bedeutenden Teil seiner Fähigkeit zur Bindung des Wasser­ dampfes und die ganze wärmerückstrahlende keramische Schicht sichert eine günstige Wasserabgabe. Der Außenkolben der Metallhaloge­ nidlampe wird hiernach auf übliche Weise mit der gewöhnli­ chen Geschwindigkeit abgesaugt.

Die Herstellung der glasbildenden Vorverbindung wird beispielsweise an­ hand einer die Borsäure und das Tetraäthylsilikat enthaltenden Mischung erläutert.

Zwei Lösungen werden vorbereitet:

• 1. In 45 ml Methylalkohol wird unter Erwärmung 2,25 g Bor­ säure gelöst und die Lösung mit wasserfreiem Aceton verdünnt.
• 2. 25 ml Tetraäthylensilikat wird 15 ml wasserfreies Ace­ ton zugemischt und der Mischung 1 ml Kaliumhydroxid zuge­ setzt.

Nach einer bestimmten Zeitdauer sollen die zwei Lösungen vereinigt werden und damit wird die Grundmischung der Vor­ verbindung hergestellt. Bei der Lampenerzeugung wird die Grund­ mischung mit in Methylalkohol gelöstem Magnesiumchlorid er­ gänzt, das eine der Komponenten des Sorel-Zements bildet.

Der Stoff des wärmerückstrahlenden Überzugs kann, wie oben er­ wähnt wurde, auf übliche Weise vorbereitet werden. Die Basis des Überzugs bildet das Zirkoniumdioxid oder das Alumi­ niumtrioxid. Die Suspension wird abgefiltert und unmittelbar vor der Vorbereitung des Überzugs mit den obigen Komponenten der Vorverbindung gut vermischt, z. B. zusammengeschüttert.

Claims (2)

1. Metallhalogenidlampe, die ein aus einem lichtdurch­ lässigen hochschmelzenden Material, vorzugsweise aus Quarzglas, bestehendes Entladungsgefäß aufweist, das zumindest auf einem Ende mit einem wärmerückstrahlenden Überzug aus einem wärmerückstrahlenden Material und einem Bindemittel versehen ist, wobei das Bindemittel aus einem MgO und MgCl₂ enthaltenden Zement besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmerückstrahlende Überzug zusätzlich noch eine glasbildende Vorverbindung enthält.

2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glasbildende Vorverbindung als glasbildende Komponenten Borsäure und Tetraäthylsilikat enthält.