EP1958238A2 - Metallhalogenidlampe - Google Patents

Metallhalogenidlampe

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Publication number
EP1958238A2
EP1958238A2 EP06819826A EP06819826A EP1958238A2 EP 1958238 A2 EP1958238 A2 EP 1958238A2 EP 06819826 A EP06819826 A EP 06819826A EP 06819826 A EP06819826 A EP 06819826A EP 1958238 A2 EP1958238 A2 EP 1958238A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mov
metal halide
halide lamp
pca
adhesive layer
Prior art date
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EP06819826A
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English (en)
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EP1958238B1 (de
Inventor
Roland Hüttinger
Stefan Jüngst
Khanh Pham Gia
Steffen Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/32—Seals for leading-in conductors
    • H01J5/34—Seals for leading-in conductors for an individual conductor
    • H01J5/36—Seals for leading-in conductors for an individual conductor using intermediate part

Definitions

  • the invention relates to a metal halide lamp according to the preamble of claim 1. These are lamps with a ceramic discharge vessel, which are used in particular in general lighting.
  • a metal halide lamp is already known from US Pat. No. 6,590,342.
  • the bushing is sealed by means of glass solder ⁇ in a plug.
  • a layer of molybdenum aluminide, Mo3Al is applied to the bushing.
  • Other intermetallic components are also proposed for the layer.
  • the bushing is a pin, the inner part of which is made of molybdenum.
  • the layer also zusharm ⁇ union purpose of being particularly resistant to halogens development its fill.
  • the object of the present invention to make the sealing of the implementation possible permanently and achieve ei ⁇ ne improved adhesion between implementation and environment. This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous Ausgestaltun ⁇ gen can be found in the dependent claims.
  • a tube is preferably used as a bushing because it has more elastic properties than a pin.
  • said conducting also may comprise other parts, such as a Niobteil as an outer member or a core of a different material.
  • the MoV part is treated using an alitation process. Subsequently ⁇ this system is directly inserted into the open end of a PCA green body from d.
  • the PCA part is either a stopper or the direct end of a discharge vessel made of transparent Al 2 O 3 or the like, if necessary it can also be a Cermet part made of the components Mo and Al 2 O 3 .
  • a A18Mo3 phase to which further inside Al poorer phases AlwMoyVz phase, similar to Mo 3 Al, connect ⁇ , the further inward finally the outside is formed in the surface of carrying a gradient microstructure of an Al-rich phase AlxMoyVz, similar into the MoV structure of the tube.
  • the index w is significantly smaller than x.
  • the aluminum from this near-surface outer phase is capable of direct sintering of the green body, in which the green body shrinks by the order of about 10 to 30%, -A- which temporarily seals the procedure -, due to the heat treatment during direct sintering, a reaction with the oxygen of the PCA part, i.e.
  • the plug or preferably the end of the discharge vessel which mainly consist of Al 2 O 3 (PCA), to enter and da ⁇ to create a firm connection between the stopper or end of the discharge vessel and the implementation.
  • the adhesive layer is partially or completely converted into a cermet made of Mo, V and Al 2 O 3 .
  • this type can be of the seal for a system of MoV part of the leadthrough and a cerium met stopper made of Mo and Al 2 O 3 used, wherein for ANPAS ⁇ coefficient of thermal expansion solution, the proportions Mo: to choose V otherwise are than in the case of a pure Al 2 O 3 stopper, but in the following the term PCA part is used for all these variants.
  • the adhesive partner is preferably the direct end of the discharge vessel, because then a completely glass solder-free simple and secure connection is possible, which enables reliable sealing by combining direct sintering with an additional adhesive layer.
  • the adhesive layer either consists only partially or more or less completely of a cermet made of Mo, V and Al2O3, whereby portions of the initially existing MoxAlyVz layers with a gradient structure can be retained.
  • a MoV alloy is used in the sealing area of the bushing instead of Mo.
  • the alloy is adjusted so that its thermal expansion coefficient is around 8 x 10 * ⁇ 6 K "1. It is therefore ideally matched to that of so-called PCA, that is to say polyceramic Al 2 O 3.
  • PCA polyceramic Al 2 O 3.
  • the alloy can also be adjusted in this way that an adaptation to a cermet stopper is possible by increasing the Mo portion.
  • MoV can be used as well as pure Mo.
  • the Al component of the alloy reacts well enough to create an adhesive layer. This Alitation process is time and temperature dependent, so that a gradient structure with Al-rich and Al poorer phases is initially formed in the adhesive layer.
  • the good adhesion is achieved by the temporary formation of an intermetallic structure, which is formed as Gra ⁇ serves structure from the Mo content of the base material to the practice in the ceramic inside. This significantly reduces the formation of cracks that previously originated at the interface between the passage and the ceramic.
  • the pipe dimensions of the MoV-containing bushing can be conventional, as set out in EP-A 528 428, for example.
  • a tube with a diameter of 0.5 to 3 mm is particularly preferred.
  • the wall thickness is, for example, 100 to 300 ⁇ m.
  • the outwardly located on the implementation of MoV or predominantly present there "(MOV) 3A18" layer reacts at the high temperature of the direct sintering process of ty ⁇ pisch 1700-1900 0 C with the oxygen at the Oberflä ⁇ surface of the ceramic so that in this layer, the Al is converted into Al 2 O 3 , the original (MoV) 3A18 becoming a phase that is poorer in Al.
  • This case corresponds standing cermet Mo-A1203 is in his reaction tet a toothed layer, which ensures particularly good adhesion slightest ⁇ .
  • the reaction in the cermet stopper takes place primarily on the surface of larger grains of Al 2 O 3 , where the Al is very reactive.
  • the treatment for generating the reactive oxygen is promoted in particular by using a protective gas during direct sintering, consisting of an inert gas / oxygen mixture, with only small amounts of oxygen being allowed to be added to the inert gas, preferably argon and / or nitrogen. These are of the order of magnitude of a partial pressure of 20 to 200 ppm, in particular at most 100 ppm. If more oxygen is added, the molybdenum on the surface oxidizes to Mo02 or MoO3. These substances are volatile and are not suitable for improving adhesion.
  • FIG. 1 shows a metal halide lamp, in section, schematically
  • Figure 2 is a schematic representation of the link mechanism
  • Figure 3 shows a detail from Figure 1, schematically.
  • FIG. 1 shows schematically a metal halide lamp with an outer bulb 1 made of tempered glass or quartz glass, which has a longitudinal axis and is closed on one side by a melted plate 2.
  • Two power leads are routed to the outside of the plate melt 2 (not visible). They end in a base 5.
  • a ceramic discharge vessel 10 made of Al 2 O 3 (PCA) with a metal halide filling is sealed axially in the outer bulb.
  • the discharge vessel 10 can be cylindrical or internally spherical or elliptical with capillary ends 21.
  • Electrodes 3 which are fastened to bushings made of MoV, protrude into the discharge vessel.
  • the feedthrough is preferably a tube, but can also be a pin.
  • the implementation can also be divided into two and only the front end of the implementation can consist of MoV.
  • ignitable gas from the group of noble gases there is an ignitable gas from the group of noble gases in the discharge vessel.
  • metal halides as known per se in the discharge vessel, for example iodides of Na Tl and Dy and, if appropriate, mercury. Ca can also be used as the halide.
  • FIG 2 the connection between the MoV pipe and an Al 2 0 3 plug is shown in detail.
  • the bushing 6 made of a molybdenum-vanadium alloy with 30% by weight of vanadium is shown as a base material 11, on the surface of which a thin first layer 12 of Alx-MoyVz with a high proportion of Al is formed. This layer is formed by an alitation process. Under ge ⁇ suitable reaction conditions chosen diffuses A- luminium into deeper layers of implementation, so that one or more thin layers 13 of AlxMoyVz arise which contain less proportion of Al, and the see intermediate the first thin layer and the base body of MoV is trained. This sequence of layers is achieved by the diffusion of the aluminum into the surface of the MoV pipe.
  • the alitation takes place at 700 to 1200 0 C over a period of the order of a few hours.
  • the alitated MoV pipe is now inserted in the green stopper and sintered directly.
  • the aluminum from the AlxMoyVz layer on the surface of the bushing reacts with the oxygen portion of the plug 14 made of Al 2 O 3 , so that a thin adhesive layer 20 forms on the surface of the plug above the base body 15.
  • the layers 12, 13 made of the intermetallic phases together form the new adhesion layer 20, the partially full text or predominantly consists ⁇ dig from a cermet consisting of Mo and Al 2 O 3.
  • FIG. 3 shows another exemplary embodiment in which a MoV tube is inserted directly into the end 21 of a ceramic discharge vessel. It is through direct sintering, similar to that described in Figure 2.
  • the implementation is shown as a MoV pipe 11, to which the end 21 is connected to the outside via the novel adhesive layer 20.
  • the toothing is not shown to scale.
  • the implementation does not have to completely Molyb ⁇ Danish-vanadium alloy. It is sufficient if it partly consists of MoV in the part to be sealed. In ⁇ play a rear part of the bushing can be made of niobium, as known per se, or the MoV part may have a core of another material, as is also known per se.
  • the PCA part in which the bushing is sintered directly can be, for example, a stopper, or the end of the discharge vessel, or another intermediate part.
  • PCA stands for polyceramic Al 2 O 3 , as is known per se.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Metallhalogen idlampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenidlampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei um Lampen mit keramischem Entladungsgefäß, die insbesondere Anwendung in der Allgemeinbeleuchtung finden.
Stand der Technik Aus der US-B 6 590 342 ist bereits eine Metallhalogenidlampe bekannt. Die Durchführung ist mit¬ tels Glaslot in einem Stopfen abgedichtet. Um den thermischen Ausdehnungskoeffizienten besser anzupassen, wird dort eine Schicht aus Molybdänaluminid, Mo3Al, auf die Durchführung aufgebracht. Auch andere intermetallische Komponenten werden für die Schicht vorgeschlagen.
Die Durchführung ist ein Stift, dessen innerer Teil aus Molybdän besteht. Dabei hat die Schicht auch den zusätz¬ lichen Zweck, besonders resistent gegen Halogene der Fül- lung zu sein.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abdichtung der Durchführung möglichst dauerhaft zu gestalten und ei¬ ne verbesserte Haftung zwischen Durchführung und Umgebung zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die Verschlusstechnik für Hochdruckentladungslampen mit keramischem Entladungsgefäß war bisher noch nicht zufrie¬ denstellend gelöst. Für den Verschluss werden jetzt Durchführungen aus einer MoV-Legierung als Rohr oder Stift direkt in das Ende eines Entladungsgefäßes aus Al2O3 eingesetzt. Dabei bedarf es jetzt keines Stopfens aus einem Cermet mehr, das aus Anteilen Mo und Al2O3 be¬ steht.
Bevorzugt wird als Durchführung ein Rohr verwendet, da es mehr elastische Eigenschaften besitzt als ein Stift. We¬ sentlich ist, dass die Durchführung ein MoV-Teil besitzt, wobei die Durchführung auch noch andere Teile aufweisen kann, beispielsweise ein Niobteil als Außenteil oder ein Kernstück aus einem anderen Material. Das MoV-Teil wird mittels eines Alitierungsprozesses behandelt. Anschlie¬ ßend wird dieses System direkt in das offene Ende eines Grünkörpers aus PCA eingesetzt. Das PCA-Teil ist entweder ein Stopfen oder das direkte Ende eines Entladungsgefäßes aus transparentem Al2O3 o.a. ggf. kann es auch ein Cer- met-Teil aus den Komponenten Mo und Al2O3 sein.
Dagegen ist bei der bisherigen Technik unter Verwendung von Glaslot die Grenzflächenverbindung zwischen einer Molybdän-Durchführung, insbesondere einem Rohr, und einem Stopfen oder Ende des Entladungsgefäßes unbefriedigend, weil das inerte Molybdän keine Reaktion mit Glaslot ein¬ geht. Somit besteht zwischen einer Molybdän-Durchführung und einem Glaslot lediglich eine physikalische Bindung mit schlechter Haftwirkung. Im ständigen Temperaturwechsel zwischen Betriebszustand und ausgeschalteter Lampe kommt es daher zur Bildung von Rissen, die letztendlich zur Undichtigkeit und damit zum Lampenausfall führt. Erfindungsgemäß wird an dieser Stelle jetzt auf Glaslot oder Schmelzkeramik verzichtet. Eine bessere Haftwirkung der Durchführung gegenüber dem gegenüber dem PCA-Teil, insbesondere dem Ende des keramischen Entladungsgefäßes, wird -ggf. unter Verzicht auf einen Cermet-Stopfen- durch eine spezielle Haftschicht, die auf der Aktivierung der Oberfläche der Durchführung beruht, erreicht. Mittels ei¬ nes Alitierungsprozesses, auch Alumetierungsprozess ge¬ nannt, wird Aluminium reaktiv, insbesondere über die Gas¬ phase, in die Oberfläche der Durchführung aus Molybdän- Vanadium-Legierung übertragen. Dabei bildet sich zunächst eine hoch Al-haltige Schicht, im folgenden vereinfacht als (MoV) 3A18-Schicht bezeichnet. Dies geschieht in einem Diffusionsprozess, der temperatur- und zeitabhängig ist. Dafür werden insbesondere MoV-Rohre in einer Al-haltigen Pulverbettmischung gelegt und bei Temperaturen zwischen 800 und 1200 0C in Schutzgasatmosphäre geglüht. Dabei entsteht in der Oberfläche der Durchführung außen ein Gradientengefüge aus einer AI-reichen AlxMoyVz-Phase, ähnlich einer A18Mo3-Phase, an die sich weiter innen Al- ärmere Phasen AlwMoyVz-Phase, ähnlich wie Mo3Al, an¬ schließen, die weiter innen schließlich in das MoV-Gefüge des Röhrchens übergeht. Dabei ist der Index w deutlich kleiner als x. Das Aluminium aus dieser oberflächennahen äußeren Phase ist imstande, bei der Direktsinterung des Grünkörpers, bei der eine Schrumpfung des Grünkörpers in der Größenordnung von etwa 10 bis 30 % erreicht wird, — -A- was die Durchführung provisorisch abdichtet--, infolge der Wärmebehandlung bei der Direktsinterung eine Reaktion mit dem Sauerstoff des PCA-Teils, also des Stopfens oder bevorzugt des Endes des Entladungsgefäßes, die jeweils überwiegend aus Al2O3 (PCA) bestehen, einzugehen und da¬ mit eine feste Verbindung zwischen Stopfen bzw. Ende des Entladungsgefäßes und der Durchführung zu schaffen. Dabei wandelt sich die Haftschicht teilweise oder vollständig in ein Cermet aus Mo, V und Al2O3 um. Im Prinzip lässt sich diese Art der Abdichtung auch für ein System aus MoV-Teil der Durchführung und einem Cer- met-Stopfen aus Mo und Al2O3 verwenden, wobei zur Anpas¬ sung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten die Anteile Mo: V anders zu wählen sind als bei einem reinen Al2O3- Stopfen, im folgenden wird jedoch für all diese Varianten den Begriff PCA-Teil verwendet.
Auf diese Weise wird die Abdichtung zwischen der MoV- haltigen Durchführung bzw. dem MoV-Teil der Durchführung und dem PCA-Teil, insbesondere Stopfen bzw. Ende des Ent- ladungsgefäßes, entscheidend verbessert. Bevorzugt ist der Haftpartner das direkte Ende des Entladungsgefäßes, weil dann eine völlig glaslotfreie einfache und sichere Verbindung möglich wird, die eine zuverlässige Abdichtung durch die Kombination einer Direkteinsinterung mit zu- sätzlicher Haftschicht ermöglicht.
Besonders bevorzugt wird während des Direktsintervorgangs ein Schutzgas aus Inertgas wie insbesondere Argon und/oder Stickstoff N2 verwendet, das in einer speziellen Ausführungsform einen geringen Anteil von 20 bis 200 ppm Sauerstoff 02 enthält. Dieser verbessert die Umsetzung in der Haftschicht. Je nach Verfahrensführung besteht daher die Haftschicht entweder nur teilweise oder auch mehr o- der weniger vollständig aus einem Cermet aus Mo, V und AI2O3, wobei Anteile der zunächst vorhandenen MoxAlyVz- Schichten mit Gradientengefüge erhalten bleiben können.
Da es bei der Verwendung von unlegierten reinen Mo-Rohren als Durchführung aufgrund des unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten nach dem Sinterprozess trotz guter Haftung zur Rissbildung kommt, wird statt Mo eine MoV-Legierung im Abdichtungsbereich der Durchführung verwendet. Die Legierung ist so eingestellt, dass ihr thermischer Ausdehnungskoeffizient bei etwa 8 x 10*~6 K"1 liegt. Damit ist er dem von sog. PCA, also polykeramischem Al2O3, ideal angepasst. Die Legierung lässt sich aber auch so einstellen, dass durch Erhöhung des Mo- Anteils eine Anpassung an einen Cermet-Stopfen möglich wird.
MoV lässt sich ähnlich gut wie reines Mo alitieren. Dabei reagiert der AI-Anteil der Legierung ausreichend gut, um eine haftfähige Schicht zu bewerkstelligen. Dieser AIi- tierungsprozess ist zeit- und temperaturabhängig, so daß sich zunächst in der Haftschicht ein Gradientengefüge mit AI-reicheren und AI-ärmeren Phasen ausbildet.
Der Anteil des Vanadiums in der Molybdän-Vanadium- Legierung (MoV) , sollte die Anpassung an reines PCA unter
50 Gew.-% liegen. Bevorzugt ist ein Anteil des Vanadiums im Bereich von 20 bis 40 Gew.-%, da dann die relativen
Ausdehnungsunterschiede genügend klein gehalten werden können. Im Falle der Anpassung an ein Cermet aus Mo und Al2O3 sollte der Anteil des Vanadiums deutlich kleiner im Bereich von beispielsweise etwa 8 bis 25 Gew.-% liegen, da der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Vanadium in der Größenordnung von 9,6 x 10*~6 K"1 liegt. Dagegen ist der von Molybdän deutlich kleiner, er liegt bei etwa 5,7 x 10*~6 K"1 .
Die gute Haftung wird durch die vorübergehende Bildung eines intermetallischen Gefüges, welches sich als Gra¬ dientenstruktur vom Mo-Anteil des Grundmaterials der Durchführung bis in die Keramik hinein bildet, erreicht. Die Bildung von Rissen, die ihren Ursprung bisher an der Grenzfläche Durchführung/Keramik hatten, wird dadurch deutlich reduziert.
Die Rohrabmessungen der MoV-haltigen Durchführung können konventionell sein, wie beispielsweise in EP-A 528 428 dargelegt. Bevorzugt ist insbesondere die Durchführung ein Rohr mit einem Durchmesser von 0,5 bis 3 mm. Die Wandstärke ist beispielsweise 100 bis 300 μm.
Die außen an der Durchführung aus MoV befindliche bzw. dort überwiegend vorhandene " (MoV) 3A18"-Schicht reagiert bei der hohen Temperatur der Direktsintervorgangs von ty¬ pisch 1700 bis 1900 0C mit dem Sauerstoff an der Oberflä¬ che der Keramik, so dass in dieser Schicht das Al in Al2O3 umgewandelt wird, wobei aus dem ursprünglichen (MoV) 3A18 eine an Al ärmere Phase wird. Dieses dabei ent- stehende Cermet Mo-A1203 bildet bei seiner Reaktion eine verzahnte Schicht, die besonders gute Haftung gewährleis¬ tet. Die Reaktion im Cermet-Stopfen läuft vor allem an der Oberfläche größerer Körner aus Al2O3 ab, wo das Al sehr reaktiv ist. Die Behandlung zur Erzeugung des reaktiven Sauerstoffs wird insbesondere gefördert durch Verwendung eines Schutzgases während der Direktsinterung, bestehend aus einem Inertgas-Sauerstoffgemisch, wobei nur geringe Men- gen an Sauerstoff dem Inertgas, bevorzugt Argon und/oder Stickstoff, zugegeben werden dürfen. Diese liegen in der Größenordnung eines Partialdrucks von 20 bis 200 ppm, insbesondere höchstens 100 ppm. Gibt man mehr Sauerstoff zu, oxidiert das Molybdän an der Oberfläche zu Mo02 oder MoO3. Diese Substanzen sind leicht flüchtig und eignen sich nicht zur Verbesserung der Haftung.
Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Metallhalogenidlampe, im Schnitt, schema- tisch;
Figur 2 eine Darstellung des Verbindungsmechanismus, schematisch;
Figur 3 ein Detail aus Figur 1, schematisch.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In Figur 1 ist schematisch eine Metallhalogenidlampe ge- zeigt mit einem Außenkolben 1 aus Hartglas oder Quarzglas, der eine Längsachse besitzt und einseitig durch ei¬ ne Tellereinschmelzung 2 verschlossen ist. An der Tellereinschmelzung 2 sind zwei Stromzuführungen nach außen (nicht sichtbar) geführt. Sie enden in einem Sockel 5. Im Außenkolben ist ein zweiseitig abgedichtetes keramisches Entladungsgefäß 10 aus Al2O3 (PCA) mit einer Füllung aus Metallhalogeniden axial eingesetzt. Das Entladungsgefäß 10 kann zylindrisch oder innen kugelförmig oder elliptisch sein mit Kapillarenden 21.
In das Entladungsgefäß ragen Elektroden 3, die an Durchführungen aus MoV befestigt sind. Die Durchführung ist bevorzugt ein Rohr, kann aber auch ein Stift sein. Insbesondere kann die Durchführung auch zweigeteilt sein und nur das vordere Ende der Durchführung aus MoV bestehen.
Es befindet sich ein zündfähiges Gas aus der Gruppe der Edelgase im Entladungsgefäß. Des weitern befindet sich in dem Entladungsgefäß eine Mischung von Metallhalogeniden wie an sich bekannt, beispielsweise Jodide des Na Tl und Dy sowie ggf. Quecksilber. Auch Ca kann als Halogenid verwendet werden.
In Figur 2 ist schematisch die Verbindung zwischen MoV- Rohr und einem Al203-Stopfen im Detail gezeigt. Dabei ist die Durchführung 6 aus einer Molybdän-Vanadium-Legierung mit 30 Gew.-% Vanadium als ein Grundmaterial 11 gezeigt, an deren Oberfläche eine dünne erste Schicht 12 aus AIx- MoyVz mit hohem Anteil Al ausgebildet ist. Diese Schicht wird durch einen Alitierungsprozess gebildet. Unter ge¬ eignet gewählten Reaktionsbedingungen diffundiert das A- luminium in tiefere Schichten der Durchführung ein, so dass eine oder mehrere dünne Schichten 13 aus AlxMoyVz entstehen, die weniger Anteil Al enthalten, und die zwi- sehen der dünnen ersten Schicht und dem Grundkörper aus MoV ausgebildet ist. Diese Schichtenfolge wird durch die Diffusion des Aluminiums in die Oberfläche des MoV-Rohrs erzielt. Die Alitierung erfolgt bei 700 bis 1200 0C über eine Dauer, die in der Größenordnung einiger Stunden liegt. Je nach Verfahrensführung entstehen bis zu sechs analytisch nachweisbar unterschiedliche Schichten, die mehr oder weniger kontinuierlich ineinander übergehen können. Ein typisches Beispiel sind vier Schichten, die eine mittlere empirische Formel für AlxMoyVz mit der Nor- mierung x+y+z =1 von AlO, 71V0, 12MoO, 17 für die erste Schicht, AlO, 66V0, 07MoO, 27 für die zweite Schicht, AlO, 40V0, 34MoO, 26 für die dritte Schicht und AlO, 22V0, 31MoO, 47 für die vierte Schicht aufweisen.
Das alitierte MoV-Rohr wird nun in den grünen Stopfen eingesetzt und direkt versintert. Das Aluminium aus der an der Oberfläche der Durchführung befindlichen Schicht aus AlxMoyVz reagiert bei der Direkteinsinterung mit dem Sauerstoff-Anteil des Stopfens 14 aus Al2O3, so dass sich an der Oberfläche des Stopfens über dem Grundkörper 15 eine dünne Haftschicht 20 ausbildet. Diese entsteht durch teilweise oder vollständige Umwandlung der intermetalli¬ schen AlxMoyVz -Phasen des MoV-Rohrs und schafft so eine chemische, dauerhafte Verbindung. Die Schichten 12, 13 aus den intermetallischen Phasen bilden zusammen die neue Haftschicht 20, die teilweise, überwiegend oder vollstän¬ dig aus einem Cermet aus Mo und Al2O3 besteht.
Real bildet sich dabei keine glatte Grenzfläche, sondern ein allmählicher Gradient, wobei diese Schichten fließend ineinander übergehen. Insbesondere ist die Grenzfläche gleicher Konzentration sprunghaft schwankend, so dass ei¬ ne enge Verzahnung entsteht, ähnlich wie in Figur 3 sche¬ matisch dargestellt.
Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem ein MoV-Rohr direkt in das Ende 21 eines keramischen Ent- ladungsgefäßes eingesetzt ist. Es ist darin durch Direkt- sinterung gehaltert, ähnlich wie bei Figur 2 beschrieben. Dabei ist die Durchführung als MoV-Rohr 11, dargestellt, an den nach außen das Ende 21 über die neuartige Haft¬ schicht 20 angebunden ist. Die Verzahnung ist dabei nicht maßstäblich dargestellt.
Die Durchführung muss dabei nicht vollständig aus Molyb¬ dän-Vanadium-Legierung bestehen. Es genügt wenn sie teilweise, im abzudichtenden Teil, aus MoV besteht. Bei¬ spielsweise kann ein hinteres Teil der Durchführung aus Niob bestehen, wie an sich bekannt oder das MoV-Teil kann einen Kern aus anderem Material besitzen, wie ebenfalls an sich bekannt.
Das PCA-Teil, in dem die Durchführung direkt eingesintert ist, kann beispielsweise ein Stopfen, oder das Ende des Entladungsgefäßes, oder auch ein anderes Zwischenteil sein. PCA steht für polykeramisches Al2O3, wie an sich bekannt .

Claims

Ansprüche
1. Metallhalogenidlampe, die ein lichtdurchlässiges kerami¬ sches Entladungsgefäß aus Al2O3 (PCA) umfasst, wobei Durchführungen in das Entladungsgefäß durch Öffnungen an seinen Enden hineinragen, wobei jede Durchführung zumin- dest teilweise aus Molybdän-Vanadium-Legierung gefertigt ist, im folgenden als MoV-Teil bezeichnet, und eine E- lektrode trägt, wobei die Durchführung in der Öffnung ab¬ gedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das MoV-Teil der Durchführung über eine Haftschicht, die gleichzeitig Al und Mo enthält, in einem PCA-Teil abgedichtet ist.
2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht zum Teil aus einer interme¬ tallischen Schicht AlxMoyVz aufgebaut ist, die einen Gra¬ dienten aufweist.
3. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Durchführung ein Rohr ist.
4. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Durchführung mit dem PCA-Teil, das entweder ein Stopfen oder direkt das Ende des Entladungs- gefäßes ist, verbunden ist, bevorzugt unter Anwendung ei¬ ner Direktsinterung.
5. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Haftschicht teilweise oder vollständig aus einem Cermet aufgebaut ist, das Mo, V und Al2O3 ent- hält.
6. Verfahren zur Herstellung einer Metallhalogenidlampe gemäß Anspruch 1, wobei eine Verbindung zwischen einem PCA- Teil und dem MoV-Teil der Durchführung durch folgende Schritte erzielt wird: (a) mittels eines Alitierungspro- zesses wird Al in die Oberfläche des MoV-Teils eindiffun¬ diert; (b) das alitierte MoV-Teil wird in das grüne PCA- Teil eingesetzt; (c) Direkteinsinterung unter Wärmebe¬ handlung, ggf. unter Zufuhr eines Schutzgases, das insbe¬ sondere einen geringen Anteil Sauerstoff von höchstens 200 ppm aufweist, wobei sich eine Haftschicht im Bereich der Alitierung ausbildet.
EP06819826A 2005-12-09 2006-11-29 Metallhalogenidlampe Not-in-force EP1958238B1 (de)

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