DE391760C

DE391760C - Filament made of tungsten with an addition of iron for electric light bulbs

Info

Publication number: DE391760C
Application number: DEJ20542D
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1919-07-17
Filing date: 1920-07-09
Publication date: 1924-03-08

Description

Aus Wolfram mit einem Zusatz von Eisen bestehender Glühfaden für elektrische Glühlampen. Die meist aus Wolfrarn bestehenden Fäden für elektrische Glühlampen, Elektronenröhren und ähnliche Vorrichtungen, welche bei nortnaler Benutzung auf hohen Temperaturen gehalten werden, zerstäuben bekanntlich. Durch die Erfindung wird dieser Nachteil wesentlich verringert und außerdem der sich durch eine Ouerverschiebung der Fadenteile gegeneinander schädigendbemerkbar machende Einfluß des Wechselstromes verhütet. Eine solche Ouerverschiebung tritt bekanntlich sonst nach längerem Glühen ein, macht den vorher glatten Draht »stufig« und führt Brüche herbei. Der neue Wolframfaden enthält erfindungsgemäß o,i bis i Gewichtsprozent Eisen, das so mit dem Wolfram verbunden ist, daß die kristallinische Struktur auch nach langer Einwirkung hoher Temperaturen im ganzen feinkörnig bleibt. Die neuen Fäden haben infolge dieses Zusatzes bei den üblichen Betriebstemperaturen eine längere Lebensdauer bzw. bei höheren Temperaturen eine höhere Leistung bei gleicher Lebensdauer als die gewöhnlichen Wolframfäden.Electric filament made of tungsten with the addition of iron Lightbulbs. The threads for electric light bulbs, mostly made of tungsten, Electron tubes and similar devices which, when used locally are maintained at high temperatures, it is known to atomize. Through the invention this disadvantage is significantly reduced and also the result of a cross-shift of the thread parts mutually damaging and noticeable influence of the alternating current prevent. As is well known, such an offset occurs after a long glow one, makes the previously smooth wire "stepped" and causes breaks. The new tungsten filament According to the invention contains 0.1 to 1 percent by weight of iron, the same as that with tungsten connected is that the crystalline structure is higher even after long exposure Temperatures on the whole remain fine-grained. The new threads have as a result of this addition a longer service life at normal operating temperatures or at higher temperatures Temperatures a higher performance with the same service life than the ordinary Tungsten filaments.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, dem Wolfram bei der Herstellung der Fäden Eisen, Nickel, Uran o. dgl., z. B. 5 Prozent oder mehr Eisen, zuzusetzen, das nachher wieder entfernt wird. So hergestellte Fäden haben sich aber nicht bewährt. Nach der Erfindung haben sich bei Herstellung von Fäden nach dem Spritzverfahren die besten Resultate mit Mischungen ergeben, «-elche zunächst 1/_ oder i Gewichtsprozent Eisen enthalten. Diese Fäden werden bis zu 15 Stunden mit der hierfür als günstig festgestellten Temperatur von etwa z ioo° C behandelt. Dadurch verbindet sich das Wolfram mit dem Eisen zu einer mehr] oder weniger beständigen Legierung oder festen Lösung, wobei, ehe die Verbindung der beiden Metalle vollständig ist, bis zu .8o Prozent des Eisens verdampfen. Die Herstellung der zieuen Fäden kann im übrigen nach irgendeinem der allbekannten Verfahren (Paste-, Amalgam-, Ziehverfahren o. dgl.) erfolgen.It has already been suggested to use tungsten in its manufacture of the threads iron, nickel, uranium or the like, z. B. 5 percent or more iron, add, which is then removed again. However, threads produced in this way have not proven their worth. According to the invention, in the manufacture of threads by the injection molding process give the best results with mixtures, "-which initially 1 / _ or 1 percent by weight Contain iron. These threads will take up to 15 hours for this to be beneficial determined temperature of about z ioo ° C treated. This connects the Tungsten with iron to form a more or less permanent alloy or solid Solution, whereby, before the connection of the two metals is complete, up to .8o Percent of the iron will evaporate. The production of the drawn threads can also be done by any of the well-known processes (paste, amalgam, drawing processes, etc.) like.) take place.

Die nach vorliegender Erfindung hergestellten Fäden besitzen bei gleicher Belastung eine höhere Lebensdauer als die bisher bekannten Leuchtkörper aus Wolfram.The threads produced according to the present invention have the same Load has a longer service life than the previously known tungsten illuminants.

Ein Gehalt von mehr als etwa i Prozent Eisen verkürzt die Lebensdauer, und mit weiterem Wachsen des Eisengehalts: wird die Lebensdauer bis zum Durchbrennen dauernd kürzer, bis sie schließlich geringer wird als bei gewöhnlichen Wolframfäden, während bei einem noch größeren Eisengehalt der Schmelzpunkt unter die normale Betriebstemperatur des Fadens sinken kann. Bei wesentlich weniger als o,i Prozent Eisen erzielt man gar keine oder eine nur geringe Wirkung. Mithin ergeben sich die charakteristischen Verbesserungen nur mit bestimmten geringen Mengen von Eisen, das sich unter diesen Bedingungen in dauerhafter Verbindung mit dem Wolfram befindet, wodurch der Dampfdruck oder die Zerstäubung des Fadens bei hoher Temperatur gegenüber dem gewöhnlichen Wolframfaden stark herabgemindert wird. Der Schmelzpunkt des eisenhaltigen Fadens ist etwas niedriger als der des Wolframs, da aber die Betriebstemperatur (ie Fadens selbst bei gasgefüllten Lampen erheblich niedriger ist als der Schmelzpunkt der Legierung, ist dies ohne Einfluß..A content of more than about 1 percent iron shortens the service life, and as the iron content continues to grow: the life until it burns through becomes longer continuously shorter until it finally becomes smaller than with ordinary tungsten filaments, while with an even higher iron content the melting point is below the normal operating temperature of the thread can sink. With significantly less than 0.1 percent iron you get at all little or no effect. Hence the characteristic ones result Improvements only with certain small amounts of iron that are found among these Conditions in permanent association with the tungsten, reducing the vapor pressure or the atomization of the thread at a high temperature over the ordinary Tungsten filament is greatly reduced. The melting point of the ferruginous thread is slightly lower than that of tungsten, but since the operating temperature (ie filament even with gas-filled lamps is considerably lower than the melting point of the Alloy, this is without influence ..

Durch die Erfindung wird bei Herstellung der Fäden nach dem Ziehprozeß die eingangs erwähnte schädliche Querverschiebung verhindert oder doch verringert, wie eine Vergleichung des kristallinischen Gefüges in O_uerschnitten von Fäden mit und ohne Eisenzusatz deutlich zeigt. Die Kristallgröße bei den auf Lebensdauer untersuchten Lampenfäden war am größten bei Fäden ohne Eisen und am kleinsten bei Fäden mit etwa o,i Prozent Eisen. Mit steigerndem Eisengehalt wächst die Korngröße fortschreitend, bis sie bei etwa i Prozent ungefähr so grob wie die von Wolfram ohne Eisen geworden ist. Dieser Unterschied in der Kristallgröße bei Eisengehalten in den angegebenen Grenzen zeigt sich bei den Fäden schon unmittelbar nach ihrer Herstellung, und die Kristallgröße ändert sich für jeden im Rahmen der Erfindung liegenden Eisengehalt während der Lebensdauer des Fadens nur wenig. Es hat sich z. B. gezeigt, d-aß die Korngröße bei den neuen Fäden, die q. 000 Stunden hindurch in Argongas bei 2 6oo° C gebrannt haben, nur wenig zunimmt. Diese Erhaltung kleiner Kristalle verhindert die Bildung von großen Spaltflächen innerhalb der Kristalle durch den Faden hindurch und verringert dementsprechend die Neigung des Fadens zur schädlichen Querverschiebung im Betriebe. Da außerdem eine kleine Kristallgröße oder ein feines Korn gewöhnlich mit einer erhöhten Zugfestigkeit und einer verringerten Sprödigkeit verbunden ist, so zeigen die neuen Fäden mit weniger als o,2 Prozent Eisen eine ungewöhnliche Festigkeit.The invention prevents or at least reduces the damaging transverse displacement mentioned at the beginning during the production of the threads after the drawing process, as a comparison of the crystalline structure in cross sections of threads with and without the addition of iron clearly shows. The crystal size of the lamp filaments examined for service life was largest for filaments without iron and smallest for filaments with about 0.1 percent iron. As the iron content increases, the grain size grows progressively until it is roughly as coarse as that of tungsten without iron at about 1 percent. This difference in the crystal size with iron contents within the specified limits is evident in the threads immediately after their production, and the crystal size changes only slightly for each iron content within the scope of the invention during the life of the thread. It has z. B. shown, d-aß the grain size of the new threads, the q. Burned for 000 hours in argon gas at 26oo ° C, increases only slightly. This preservation of small crystals prevents the formation of large cleavage surfaces within the crystals through the thread and accordingly reduces the tendency of the thread to detrimental transverse displacement in operation. In addition, since a small crystal size or fine grain is usually associated with increased tensile strength and reduced brittleness, the new filaments with less than 0.2 percent iron show unusual strength.

Die erwähnte geringe Kristallgröße ist sowohl den gespritzten wie den gezogenen Fäden eigen.The mentioned small crystal size is both the sprayed and the peculiar to the threads drawn.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Filament made of tungsten with an addition of iron for electric incandescent lamps, characterized by an iron content between o, i percent and i percent.

2. A method for making a filament according to claim i, characterized in that tungsten with an addition of as the starting material a maximum of 2 percent iron is used and the excess iron is known Way is expelled by heating.