Leuchtkörper für elektrische Glühlampen. Bei Temperaturstrahlern ist
für ihre Verwendbarkeit als Leuchtkörper ein hoher Schmelzpunkt Grundbedingung.
Aus diesem Grunde werden- Leuchtkörper meist aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere
aus dem bisher als höchstschmelzendes Metall bekannten Wolfram, hergestellt. Bekannt
ist jedoch, daß sich solche Leuchtkörper bei weitem nicht bis an den Schmelzpunkt
beanspruchen lassen, weil die Verdampfung bzw. Zerstäubung bereits weit unterhalb
des Schmelzpunktes unzulässig hohe Werte annimmt. Nun gibt es aber Stoffe, wie beispielsweise
gewisse Verbindungen des Tantals, wie Tantalnitrid und Tantalcarbid. die außer einem
hohen Schmelzpunkte auch eine geringere Verdampfungsneigung als alle bisher als
Leuchtkörper verwendeten Stoffe, selbst Wolfram, besitzen. Derartige Stoffe lassen
sich jedoch nicht in einer genügend dünnen, gleichmäßigen und mechanisch widerstandsfähigen
Form herstellen, weshalb Leuchtkörper aus diesen Stoffen praktisch noch nicht in
Verivendung gekommen sind. Nach der Erfindung können dennoch solche Stoffe brauchbare
Leuchtkörper ergeben, wenn man einen Kern aus einem der bisher als Leuchtkörper
verwendeten und bereits in genügend dünnem, gleichmäßigem und mechanisch widerstandsfähigem,
insbesondere duktilem Zustande bekannten schwer schmelzbaren Metalle, insbesondere
Wolfram, mit einem Mantel aus einem oder mehreren mit dem Kernmetalle nicht reagierenden
Stoffen versieht, deren Flüchtigkeit geringer als die des verwendeten schwer schmelzbaren
Kernmetalls ist, bzw. die bei gleicher Betriebstemperatur eine geringere Verdampfungsgeschwindigkeit
besitzen. Mantelsubstanzen mit derartigen Eigenschaften sind nach neueren Feststellungen
von E. Friederich und L. Sittig (vgl. Zeitschrift für anorganische und allgemeine
Chemie, Bd. 143, S. 293 bis 320, und Bd. zdq., S. 169 bis 189) beispielsweise
gewisse Verbindungen des Tantals, wie Tantalnitrid und Tantalcarbid. Bei einem mit
einem solchen Mantel versehenen Leuchtkörper kann das Kernmetall ohne Gefahr schädlicher
Verdampfung bis nahe an seinen Schmelzpunkt erhitzt werden, da seine Verdampfung
in diesem Falle durch den schwerer v erdampfbaren Mantel wirksam behindert wird;
denn dieser zeigt auch in der Nähe des Schmelzpunktes des Kernmetalls noch eine
unerhebliche Verdampfungsgeschwindigkeit. Es ist ersichtlich, daß man so Leuchtkörper
herstellen kann, die aus einem vorzugsweise duktilen Kernmetalle und einem spröden
Mantel bestehen und die bei höheren Temperaturen betrieben werden können als selbst
Wolfram.Luminous bodies for electric light bulbs. In the case of thermal radiators, a high melting point is a basic requirement for their usability as luminous bodies. For this reason, luminous bodies are usually made from high-melting metals, in particular from tungsten, which was previously known as the highest-melting metal. It is known, however, that such luminous bodies can by far not be stressed up to the melting point, because the evaporation or atomization already assumes inadmissibly high values far below the melting point. But there are substances such as certain compounds of tantalum, such as tantalum nitride and tantalum carbide. which, in addition to a high melting point, also have a lower tendency to evaporate than all substances previously used as luminous bodies, even tungsten. However, such substances cannot be produced in a sufficiently thin, uniform and mechanically resistant form, which is why luminous bodies made from these substances have practically not yet come into use. According to the invention, such substances can nevertheless result in usable luminous bodies if a core made of one of the previously used as a luminous body and already known in a sufficiently thin, uniform and mechanically resistant, in particular ductile state, difficult-to-melt metals, in particular tungsten, with a cladding made of one or provides several substances that do not react with the core metal, whose volatility is lower than that of the difficult-to-melt core metal used, or which have a lower evaporation rate at the same operating temperature. Coat substances with such properties are, according to recent findings by E. Friederich and L. Sittig (cf. Journal for inorganic and general chemistry, Vol. 143, pp. 293 to 320, and Vol. Zdq., Pp. 169 to 189), for example certain Compounds of tantalum such as tantalum nitride and tantalum carbide. In the case of a luminous element provided with such a jacket, the core metal can be heated to almost its melting point without the risk of harmful evaporation, since its evaporation is effectively hindered in this case by the more difficult to evaporate jacket; because this still shows an insignificant rate of evaporation even in the vicinity of the melting point of the core metal. It can be seen that it is possible in this way to produce luminous bodies which consist of a preferably ductile core metal and a brittle jacket and which can be operated at higher temperatures than even tungsten.
Man hat zwar schon in einer Zeit, als Wolfram als Leuchtkörpermaterial
noch nicht bekannt war und Glühlampen vornehmlich nur mit den bekanntlich nicht
sehr hoch belastbaren Kohlefadenleuchtkörpern
versehen wurden, den
Vorschlag gemacht, den Glühfaden zur Zurückdrängung der Zerstäubung mit einem Oberzugeaus
einer schwer schmelz- und schwer verdampfbaren Kohlenstoffverbindung schwer' schmelzbarer
Metalle, wie Eisen, Platin, Chrom, Wolfram und Molybdän, zu versehen. Praktische
Verwendung haben derartige Leuchtkörper jedoch nicht gefunden, da man sehr bald
durch Verwendung von schwer schmelzbaren Metallen, wie Osmium, Tantal und letzten
Endes Wolfram, zu Leuchtkörpern kam, die ohne Zerstäubungsgefahr mit einer viel
höheren Temperatur betrieben werden konnten als die damals als Cberzugsmaterial
vorgeschlagenen Metallkohlenstoffverbindungen. Vorgeschlagen wurde ferner auch schon,
Verbindungen, insbesondere Nitride schwer verdampfbarer Metalle, wie Zirkon, Uran,
Titan und Bor, zur Herstellung von Leuchtkörpern zu benutzen, die ausschließlich
aus solchen Verbindungen bestanden. Auch derartige Leuchtkörper haben jedoch keine
praktische Verwendung gefunden, und zwar wegen mangelnder Duktilität und zu schwieriger
Herstellung.It is true that at a time when tungsten was used as a filament material
was not yet known and incandescent lamps primarily only with the known not
very heavy-duty carbon filament luminous bodies
were provided, the
Made a suggestion to push the filament back with an upper puller
a hard-to-melt and hard-to-evaporate carbon compound is more difficult to melt
To provide metals such as iron, platinum, chromium, tungsten and molybdenum. Practical
Such luminous bodies have not found use, however, since they were soon to be used
by using difficult-to-melt metals such as osmium, tantalum and the last
Ended tungsten, came to luminaries that without the risk of atomization with a lot
could be operated at a higher temperature than that used as a coating material
proposed metal carbon compounds. It has also already been suggested
Compounds, especially nitrides of metals that are difficult to evaporate, such as zirconium, uranium,
Titanium and boron, to be used for the manufacture of lighting fixtures, exclusively
consisted of such connections. However, such luminous bodies also have none
found practical use because of lack of ductility and too difficult
Manufacturing.
Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Mantelsubstanz des neuen
Leuchtkörpers auch, wie beispielsweise das erst bei etwa 4ooo bis cj.IOo° abs. schmelzende
Tantalcarbid, einen höheren Schmelzpunkt als das Kernmetall aufweist. Es genügt
vielmehr durchaus, wenn der Mantel bei Temperaturen, bei denen das Kernmetall sonst
bei alleiniger Verwendung bereits lebhaft verdampft, noch nicht oder wenigstens
nicht merkbar verdampft. Tantalnitrid hat beispielsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt
(28oop C) als Wolfram, neigt jedoch bei einer Erhitzung auf 25oo bis 275o° C bei
weitem nicht so zur Zerstäubung und Verdampfung wie Wolfram. Die mit solchen Leuchtkörpern
versehenen Lampen können je nach Zusammensetzung des Mantels und Kernes mit einer
geeigneten Gasfüllung versehen werden, die beispielsweise bei Verwendung eines Tantalnitridmantels
aus Stickstoff besteht.It is not absolutely necessary that the shell substance of the new
Luminous body too, such as that only at around 4ooo to cj.IOo ° abs. melting
Tantalum carbide, has a higher melting point than the core metal. It is sufficient
on the contrary, if the jacket is at temperatures at which the core metal would otherwise
if used alone, vaporizes vigorously, not yet or at least
not noticeably evaporated. For example, tantalum nitride has a lower melting point
(28oop C) than tungsten, but tends to increase when heated to 25oo to 275o ° C
nowhere near as atomization and vaporization as tungsten. The ones with such flares
provided lamps can depending on the composition of the jacket and core with a
suitable gas filling are provided, for example when using a tantalum nitride jacket
consists of nitrogen.
Die Herstellung des Mantels kann z. B. in der Weise erfolgen, daß
auf einen als Kernmaterial dienenden Wolframdraht aus einer Atmosphäre von Tantalchloriddampf
nach bekannten-Verfahren Tantal niedergeschlagen wird, entweder durch Dissoziation
von Tantalchloriddampf am glühenden Wolframdrahte oder durch Abscheidung des Tantals
aus Chlorid in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise in Wasserstoff. Ist
gleichzeitig Stickstoff vorhanden, dann scheidet sich statt Tantal das gewünschte
Nitrid ab. Gegebenenfalls kann die Umwandlung in N itrid auch nachträglich in einer
Stickstoffatmosphäre erfolgen.The manufacture of the jacket can, for. B. be done in such a way that
on a tungsten wire serving as core material from an atmosphere of tantalum chloride vapor
according to known processes tantalum is precipitated, either by dissociation
by tantalum chloride vapor on the glowing tungsten wires or by deposition of the tantalum
from chloride in a reducing atmosphere, for example in hydrogen. is
nitrogen is present at the same time, then the desired one separates out instead of tantalum
Nitride. If necessary, the conversion to nitride can also be carried out subsequently in a
Take place in a nitrogen atmosphere.
Für die Seele des Drahtes wird man zweckmäßig Drähte verwenden, die
bereits durch Rekristallisation in den stabilen Zustand übergegangen sind.For the core of the wire you will expediently use wires that
have already passed into the stable state through recrystallization.