DE845248C - Gegen Alkalidaempfe bestaendiges Glas - Google Patents
Gegen Alkalidaempfe bestaendiges GlasInfo
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Description
l. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 31. JULI 1952
B 12455 VIb /32 b
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Gläsern, die widerstandsfähig gegen den Angriff
von Alkalimetalldämpfen, z. B. von Natriumdampf, ausgebildet sind. Alkaliwiderstandsfähige Gläser
sind wertvoll im Zusammenhang mit der Herstellung der Kolben für elektrische Entladungslampen, bei
denen innerhalb des Kolbens ein Alkalimetall vorhanden ist, das während des Betriebes der Lampe
verdampft wird. Gläser, die widerstandsfähig gegen den Angriff von Alkalimetalldämpfen sind, besitzen
im allgemeinen nicht die Eigenschaften, die sie zur Ausbildung der Hohlkolben von elektrischen Entladungslampen
verwendbar erscheinen lassen. Bisher war es in der Praxis üblich, diese Kolben aus einem
Natrium-Kalk-Silicat-Glas herzustellen, das nicht
widerstandsfähig gegen Alkalimetalldämpfe ist, indessen andererseits Eigenschaften besitzt, die es als
Kolbenmaterial verwendbar machen. Dabei wird das Innere des Kolbens mit einem Überzug aus
einem Borsäureglas versehen, das widerstandsfähig gegen die betreffenden Angriffe ist.
Bei der Herstellung solcher Verbundglasgehäuse ist es offenbar von Bedeutung, daß das gegen Alkalimetalldämpfe
widerstandsfähige Glas einen Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, der sich nicht wesentlieh
von dem Koeffizienten des den größeren Teil oder den Grundteil des Kolbens bildenden Glases
unterscheidet, da bei einem wesentlichen Unter-
schied zwischen den thermischen Dehnungen die Gefahr besteht, daß das Gehäuse infolge seiner
Schwächung springt, wenn seine Temperatur während des Betriebes der Vorrichtung steigt oder
auch wenn die Temperatur während der Herstellung der Röhre, aus welcher das Gehäuse endgültig
gefertigt wird, fällt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Reihe von Glaszusammensetzungen vorzusehen, die sich
mit Bor-Silicat-Gläsern verbinden lassen und die so ausgebildet sind,·daß sie den Borsäuregläsern in
bezug auf die Verbindung mit Natrium-Kalk-Silicat-Gläsern
überlegen sind, die bisher bei zusammengesetzten Gegenständen der vorerwähnten Art benutzt wurden. Gläser gemäß der Erfindung
besitzen demnach die folgenden Gewichtsbestandteile:
Phosphorpentoxyd (P2O5) . . . 10 bis 33
Borsäure (B2O3) 26 bis 49
Tonerde (Al2O3) 15 bis 38
Calcium-, Magnesium- u. Bariumoxyd
(CaO, MgO und BaO) zusammen 15 bis 25
Kieselsäure (SiO2), weniger als . ... 10
Natrium- und Kaliumoxyd (Na2O+ K2O),
a5 weniger als 3
Gläser, deren Zusammensetzungen innerhalb dieses Bereichs fallen, können als Borophosphatgläser
bezeichnet werden. Diese Gläser eignen sich zur Herstellung alkaliwiderstandsfähiger Schichten
auf harten Bor-Silicat-Gläsern, wie sie zur Ausbildung der Kolben elektrischer Entladungslampen
dienen, die auf eine Temperatur erhitzt werden, die wesentlich über der während des Betriebes herrsehenden
atmosphärischen Temperatur liegt.
Als besonders vorteilhaft haben sich innerhalb des angegebenen Bereichs der Glaszusammensetzungen
gemäß der Erfindung die folgenden Gewichtsanteile erwiesen:
♦° P2O5. . 13 bis 20
B2O3 35bis46
Al2O3 20 bis 29
Ca O und / oder MgO und / oder
BaO mehr als 15
SiO2, weniger als 10
Na2O + K2O, weniger als 3
Diese Gläser schmelzen leicht bei normaler Glasschmelztemperatur und können mit Hilfe der normalen,
bisher schon benutzten Verfahren in Verbundröhren verarbeitet werden.
Eine besonders vorteilhafte Glaszusammensetzung gemäß der Erfindung besitzt beispielsweise
die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozenten:
P2O5 16
B2O3 39
Al2O3 23
CaO 5
MgO 12
SiO2 5
Ein Glas mit der in diesem Beispiel angegebenen Zusammensetzung eignet sich z. B. zum Zusammenschmelzen
mit einem Bor-Silicat-Glas etwa der
folgenden Zusammensetzung:
SiO2 66
Al2O3 2
B2O3 24
Alkali 8
Ein Verbundglasrohr dieser Art eignet sich für die Herstellung von Kolben für elektrische Entladungslampen
wie für die die Elektroden tragenden Halter solcher Kolben, falls derartige Halter verwendet
werden. Falls solche Halter in dem Glasrohr angeordnet werden, kann das alkaliwiderstandsfähige
Borophosphatglas in Form einer Schicht auf der äußeren Fläche des Grundglases
vorgesehen sein.
Das Verbundglasrohr gemäß dem vorstehend gegebenen Beispiel besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Größenordnung 50 · io~7 und ist
infolgedessen zur Ausbildung eines hermetischen Verschlusses mit einem Metallglied geeignet, das
aus Molybdän oder aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung besteht. Die Zusammensetzung solcher
Legierungen ist z. B. in der britischen Patentschrift 358 934 angegeben.
In einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundglasröhre können aus Metall oder Legierungen
dieser Art bestehende Einführungsdrähte eingeschmolzen werden, so daß ein hermetischer Abschluß
an den Einführungsstellen gebildet wird, und diese Einführungsdrähte können dann innerhalb
des Kolbens zur Aufnahme einer Elektrode einer elektrischen Entladungslampe dienen. Infolgedessen
können, wenn kein besonderer, die Elektroden aufnehmender Halter vorgesehen ist,
die Einführungsdrähte der in der äußeren Oberfläche mit Borophosphatglas versehenen Verbundglasrohre
hermetisch eingeschmolzen werden, wobei die so verkleideten Einführungsdrähte in einer
Verengung eingeschmolzen werden, die unmittelbar in dem den Kolben bildenden, zusammengesetzten
Röhrenmaterial vorgesehen ist und deren Innenfläche mit dem Borophosphatglas verkleidet ist.
Claims (8)
1. Glas, dadurch gekennzeichnet, daß seine Zusammensetzung im Bereich der folgenden u0
Gewichtsteile liegt: Phosphorpentoxyd 10 bis 33, Borsäure 26 bis 49, Tonerde 15 bis 38.
Calcium-, Magnesium- und Bariumoxyd, zusammen 15 bis 25, wobei Kieselsäure und
Alkalimetalloxyde, falls solche verwandt werden, auf weniger als 10 bzw. auf weniger als 3
beschränkt werden.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gewichtsprozenten .ausgedrückten
Bereiche der Bestandteile die folgenden sind: P2O5 13 bis 20, B2O3 35 bis 46, Al2O3
20 bis 29, CaO, MgO und BaO mehr als 15, SiO2 weniger als 10 und Na9O + K2O weniger
als 3.
3. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile, in Gewichts-
Prozenten ausgedrückt, folgende sind: P2O5 16,
B2O3 39>
Al2O3 23, CaO 5, MgO 12, SiO2 5.
4. Verwendung eines Glases nach Anspruch 2 zur Herstellung einer inneren oder äußeren
alkaliwiderstandsfähigen Schicht an einem Bor-Silicat-Glas,
so daß eine Verbundglasröhre gebildet wird.
5. Verwendung eines Glases nach Anspruch 3 zur Herstellung einer inneren oder äußeren
ίο Schicht auf einer aus Bor-Silicat-Glas bestehenden
Röhre, die etwa eine Zusammensetzung von (>6% Kieselsäure, 2% Tonerde, 24% Borsäure
und 8% Alkalioxyde besitzt, so daß eine Verbundglasröhre gebildet wird.
6. Verbundglas-Metall-Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre
entsprechend Anspruch 4 oder 5 enthält, von der ein Teil hermetisch durch Einschmelzen
eines z. B. aus Molybdän bestehenden Metallgliedes abgeschlossen ist.
7. Verbundglas-Metall-Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre
gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält, von der ein Teil durch Einschmelzen eines Metallgliedes
hermetisch abgeschlossen ist, wobei as letzteres aus Molybdän oder aus einer Legierung
besteht, die 28 bis 34% Nickel, 5 bis 20% Kobalt sowie im Restteil hauptsächlich Eisen
enthält.
8. Kolben für elektrische Entladungslampen mit alkaliwiderstandsfähiger Innenfläche, dadurch
gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält
und seine innere Schicht durch einBorophosphatglas gebildet wird, wobei wenigstens eine Elektrode
in dem Kolben vermittels eines verengten Teils eingeschmolzen ist, welcher eine ähnliche
Verbundglasröhre mit Borophosphatglas als äußerer Schicht umfaßt, wobei die Elektrode
durch den Halter vermittels eines Einführungsdrahtes oder von Einführungsdrähten getragen
wird, mit der Maßgabe, daß der Draht oder die Drähte hermetisch durch Verschmelzen m'it dem
Halter abgeschlossen sind, und der Einführungsdraht oder die Drähte aus Molybdän oder aus
einer Legierung bestehen, die aus 28 bis 34% Nickel, 5 bis 20% Kobalt und im Restteil hauptsächlich
aus Eisen zusammengesetzt ist.
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