EP1958238B1 - Metallhalogenidlampe - Google Patents

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EP1958238B1
EP1958238B1 EP06819826A EP06819826A EP1958238B1 EP 1958238 B1 EP1958238 B1 EP 1958238B1 EP 06819826 A EP06819826 A EP 06819826A EP 06819826 A EP06819826 A EP 06819826A EP 1958238 B1 EP1958238 B1 EP 1958238B1
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EP
European Patent Office
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mov
metal halide
halide lamp
leadthrough
pca
Prior art date
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EP06819826A
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Roland Hüttinger
Stefan Jüngst
Khanh Pham Gia
Steffen Walter
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/36Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366Seals for leading-in conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/32Seals for leading-in conductors
    • H01J5/34Seals for leading-in conductors for an individual conductor
    • H01J5/36Seals 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 find particular application in general lighting.
  • the bushing is a pin whose inner part is made of molybdenum.
  • the layer also has the additional purpose of being particularly resistant to halogens of the filling.
  • EP 0 052 844 A1 discloses a high pressure sodium discharge lamp with a feed made of a MoV alloy sealed by a frit in a PCA part.
  • a tube is used as the feedthrough, since it has more elastic properties than a pin.
  • the implementation has a MoV part, wherein the implementation may also have other parts, such as a niobium part as the outer part or a core of another material.
  • the MoV part is treated by means of an alitation process. Subsequently, this system is inserted directly into the open end of a PCA green body.
  • the PCA part is either a plug or the direct end of a discharge vessel of transparent Al 2 O 3 or similar. if necessary, it can also be a cermet part of the components Mo and Al 2 O 3 .
  • glass solder or ceramic is now dispensed with at this point.
  • a better adhesion of the implementation of the PCA part, in particular the end of the ceramic discharge vessel, is -ggf. waiving a cermet plug by a special adhesive layer, which is based on the activation of the surface of the implementation achieved.
  • aluminum is transferred to the surface of the molybdenum-vanadium alloy, in particular via the gas phase.
  • a high Al-containing layer is formed, hereinafter referred to simply as (MoV) 3Al8 layer. This happens in a diffusion process that is temperature- and time-dependent.
  • MoV tubes are placed in an Al-containing powder bed mixture and annealed at temperatures between 800 and 1200 ° C in a protective gas atmosphere.
  • a gradient structure of an Al-rich AlxMoyVz phase is formed on the outside, similar to an A18Mo3 phase, which is followed by Almeric phases AlwMoyVz phase, similar to Mo3Al, which further into the MoV. Structure of the tube passes.
  • the index w is significantly smaller than x.
  • the aluminum from this near-surface outer phase is capable of in the direct sintering of the green body, in which a shrinkage of the green body is achieved in the order of about 10 to 30%, which the execution provisionally seals--, as a result of the heat treatment in the direct sintering, a reaction with the oxygen of the PCA part, so the plug or preferably the end of the discharge vessel, each consisting predominantly of Al 2 O 3 (PCA), enter and thus a To create firm connection between the plug and the end of the discharge vessel and the implementation.
  • the adhesive layer converts partially or completely into a cermet of Mo, V and Al 2 O 3 .
  • this type of sealing can also be used for a system consisting of MoV part of the leadthrough and a cermet plug made of Mo and Al 2 O 3 , with the proportions Mo: V having to be chosen differently than in the case of adaptation of the thermal expansion coefficient pure Al 2 O 3 plug. however, in the following, the term PCA part will be used for all these variants.
  • the adhesive partner is the direct end of the discharge vessel, because then a completely glass solder-free simple and secure connection is possible, which allows a reliable seal by combining a direct sintering with additional adhesive layer.
  • a protective gas of inert gas such as in particular argon and / or nitrogen N2 is used, which in a specific embodiment contains a small proportion of 20 to 200 ppm oxygen O2.
  • the adhesive layer consists either only partially or more or less completely of a cermet of Mo, V and Al 2 O 3 , whereby proportions of the initially present MoxAlyVz layers can be obtained with gradient structure.
  • a MoV alloy in the sealing area of the bushing is used instead of Mo.
  • the alloy is adjusted so that its thermal expansion coefficient is about 8 x 10 -6 K -1 .
  • PCA ie polyceramic Al 2 O 3 .
  • the alloy can also be adjusted so that an adaptation to a cermet plug is possible by increasing the Mo content.
  • MoV is similar to pure Mo alitieren.
  • the Al portion of the alloy reacts well enough to accomplish an adhesive layer.
  • This Alitianssvon is time and temperature dependent, so that initially forms in the adhesive layer, a gradient structure with Al-richer and Al-poorer phases.
  • the proportion of vanadium in the molybdenum-vanadium alloy (MoV), the adaptation to pure PCA should be below 50 wt .-%.
  • the proportion of vanadium should be much smaller in Range of, for example, about 8 to 25 wt .-%, since the coefficient of thermal expansion of vanadium in the order of 9.6 x 10 * -6 K -1 .
  • that of molybdenum is much smaller, it is about 5.7 x 10 * -6 K -1 .
  • the good adhesion is achieved by the temporary formation of an intermetallic microstructure which forms as a gradient structure from the Mo content of the base material of the feedthrough to the ceramic.
  • the tube dimensions of the MoV-containing bushing may be conventional, such as in EP-A 528 428 explained.
  • the passage is preferably a tube with a diameter of 0.5 to 3 mm.
  • the wall thickness is for example 100 to 300 microns.
  • the (MoV) 3A18 "layer located on the outside of the leadthrough from MoV reacts with the oxygen at the surface of the ceramic, so that in this layer Al is converted to Al 2 O 3 , whereby the original (MoV) 3A18 becomes an Al poorer phase.
  • This resulting Cermet Mo-A1203 forms in its reaction a toothed layer, which ensures particularly good adhesion.
  • the reaction in the cermet plug occurs mainly on the surface of larger grains of Al 2 O 3 , where the Al is very reactive.
  • the treatment for producing the reactive oxygen is promoted in particular by using a protective gas during the direct sintering, consisting of an inert gas-oxygen mixture, wherein only small amounts of oxygen may be added to the inert gas, preferably argon and / or nitrogen. These are in the order of a partial pressure of 20 to 200 ppm, in particular at most 100 ppm. If more oxygen is added, molybdenum on the surface oxidizes to MoO2 or MoO3. These substances are volatile and are not suitable for improving adhesion.
  • a protective gas during the direct sintering consisting of an inert gas-oxygen mixture, wherein only small amounts of oxygen may be added to the inert gas, preferably argon and / or nitrogen. These are in the order of a partial pressure of 20 to 200 ppm, in particular at most 100 ppm. If more oxygen is added, molybdenum on the surface oxidizes to MoO2 or MoO3. These substances are volatile and are not suitable for improving adhesion.
  • FIG. 1 schematically is a metal halide lamp shown 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 plate smelting 2. At the plate smelting 2, two power supply lines are led outwards (not visible). They end in a base 5.
  • a two-sided sealed ceramic discharge vessel 10 made of Al 2 O 3 (PCA) with a filling of metal halides is inserted axially.
  • the discharge vessel 10 may be cylindrical or inwardly spherical or elliptical with capillary ends 21.
  • Electrodes 3 which are fastened to feedthroughs made of MoV, protrude into the discharge vessel.
  • the passage is preferably a tube, but may also be a pin.
  • the implementation may also be divided into two and consist only of the front end of the implementation of MoV.
  • ignitable gas from the group of noble gases in the discharge vessel.
  • a mixture of metal halides as known per se for example, iodides of Na Tl and Dy and possibly mercury.
  • Ca can also be used as a halide.
  • FIG. 2 schematically the connection between MoV tube and an Al 2 O 3 stopper is shown in detail.
  • the passage 6 made of a molybdenum-vanadium alloy with 30 wt .-% vanadium is shown as a base material 11, on the surface of a thin first layer 12 of AlxMoyVz formed with a high proportion of Al.
  • This layer is formed by an Alit michsvon.
  • the aluminum diffuses into deeper layers of the leadthrough to form one or more AlxMoyVz thin layers 13 containing less Al and formed between the thin first layer and the MoV backbone. This layer sequence is achieved by the diffusion of the aluminum into the surface of the MoV tube.
  • the Alit ist takes place at 700 to 1200 ° C over a duration, which is in the order of a few hours.
  • the aluminized MoV tube is now inserted into the green plug and directly sintered.
  • the aluminum from the layer of AlxMoyVz on the surface of the bushing reacts with the direct sintering with the oxygen content of the stopper 14 made of Al 2 O 3 , so that a thin adhesive layer 20 is formed on the surface of the plug above the base body 15.
  • the layers 12, 13 of the intermetallic phases together form the new adhesive layer 20, which consists partly, predominantly or completely of a cermet of Mo and Al 2 O 3 .
  • FIG. 3 shows another embodiment in which a MoV tube is inserted directly into the end 21 of a ceramic discharge vessel. It is in it by direct sintering held, similar to FIG. 2 described.
  • the implementation is shown as a MoV tube 11, to which the end 21 is connected via the novel adhesive layer 20 to the outside.
  • the gearing is not shown to scale.
  • the implementation does not have to consist entirely of molybdenum-vanadium alloy. It is sufficient if it consists partially, in the sealed part of MoV.
  • a back part of the bushing may be niobium, as known per se, or the MoV part may have a core of other material, as also known per se.
  • the PCA part, in which the bushing is sintered directly can be, for example, a plug, or the end of the discharge vessel, or else another intermediate part.
  • PCA stands for polykeramic Al 2 O 3 , as known per se.

Description

    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 mittels 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 zusätzlichen Zweck, besonders resistent gegen Halogene der Füllung zu sein.
  • Die Druckschrift EP 0 052 844 A1 offenbart eine Natriumhochdruckentladungslampe mit einer aus einer MoV-Legierung gefertigten Durchführung, die mittels einer Fritte in einem PCA-Teil abgedichtet ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abdichtung der Durchführung möglichst dauerhaft zu gestalten und eine verbesserte Haftung zwischen Durchführung und Umgebung zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Verschlusstechnik für Hochdruckentladungslampen mit keramischem Entladungsgefäß war bisher noch nicht zufriedenstellend 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 besteht.
  • Bevorzugt wird als Durchführung ein Rohr verwendet, da es mehr elastische Eigenschaften besitzt als ein Stift. Wesentlich 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. Anschließend 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.ä. ggf. kann es auch ein Cermet-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 eingeht. 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 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 eines Alitierungsprozesses, auch Alumetierungsprozess genannt, wird Aluminium reaktiv, insbesondere über die Gasphase, in die Oberfläche der Durchführung aus Molybdän-Vanadium-Legierung übertragen. Dabei bildet sich zunächst eine hoch Al-haltige Schicht, im folgenden vereinfacht als (MoV) 3Al8-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 °C in Schutzgasatmosphäre geglüht. Dabei entsteht in der Oberfläche der Durchführung außen ein Gradientengefüge aus einer Al-reichen AlxMoyVz-Phase, ähnlich einer A18Mo3-Phase, an die sich weiter innen Alärmere Phasen AlwMoyVz-Phase, ähnlich wie Mo3Al, anschließen, 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,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 damit 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 Cermet-Stopfen aus Mo und Al2O3 verwenden, wobei zur Anpassung 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 Entladungsgefäßes, 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 zusätzlicher 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 oder weniger vollständig aus einem Cermet aus Mo, V und Al2O3, 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 Al-Anteil der Legierung ausreichend gut, um eine haftfähige Schicht zu bewerkstelligen. Dieser Alitierungsprozess ist zeit- und temperaturabhängig, so daß sich zunächst in der Haftschicht ein Gradientengefüge mit Al-reicheren und Al-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 Gradientenstruktur 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 typisch 1700 bis 1900 °C mit dem Sauerstoff an der Oberfläche 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 entstehende Cermet Mo-A1203 bildet bei seiner Reaktion eine verzahnte Schicht, die besonders gute Haftung gewährleistet. 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 Mengen 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 MoO2 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 gezeigt mit einem Außenkolben 1 aus Hartglas oder. Quarzglas, der eine Längsachse besitzt und einseitig durch eine 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 Al2O3-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 AlxMoyVz mit hohem Anteil Al ausgebildet ist. Diese Schicht wird durch einen Alitierungsprozess gebildet. Unter geeignet gewählten Reaktionsbedingungen diffundiert das Aluminium in tiefere Schichten der Durchführung ein, so dass eine oder mehrere dünne Schichten 13 aus AlxMoyVz entstehen, die weniger Anteil Al enthalten, und die zwischen 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 °C 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 Normierung x+y+z =1 von A10,71V0,12Mo0,17 für die erste Schicht, A10, 66V0, 07Mo0, 27 für die zweite Schicht, A10, 40V0, 34Mo0, 26 für die dritte Schicht und A10, 22V0, 31Mo0, 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 intermetallischen 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 vollständig 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 eine enge Verzahnung entsteht, ähnlich wie in Figur 3 schematisch dargestellt.
  • Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem ein MoV-Rohr direkt in das Ende 21 eines keramischen Entladungsgefäßes eingesetzt ist. Es ist darin durch Direktsinterung 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 Haftschicht 20 angebunden ist. Die Verzahnung ist dabei nicht maßstäblich dargestellt.
  • Die Durchführung muss dabei nicht vollständig aus Molybdän-Vanadium-Legierung bestehen. Es genügt wenn sie teilweise, im abzudichtenden Teil, aus MoV besteht. Beispielsweise 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 (6)

  1. Metallhalogenidlampe, die ein lichtdurchlässiges keramisches Entladungsgefäß 10 aus Al2O3 (PCA) umfasst, wobei Durchführungen 6 in das Entladungsgefäß 10 durch Öffnungen an seinen Enden 21 hineinragen, wobei jede Durchführung 6 zumindest teilweise aus Molybdän-Vanadium-Legierung gefertigt ist, im folgenden als moV-Teil 11 bezeichnet, und eine E-lektrode 3 trägt, wobei die Durchführung in der Öffnung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das MoV-Teil 11 der Durchführung über eine Haftschicht 20 die gleichzeitig Al und Mo enthält, in einem PCA-Teil 20 abgedichtet ist.
  2. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht zum Teil aus einer intermetallischen Schicht AlxMoyVz aufgebaut ist, die einen Gradienten aufweist.
  3. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung ein Rohr ist.
  4. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung mit dem PCA-Teil, das entweder ein Stopfen oder direkt das Ende des Entladungsgefäßes ist, verbunden ist, bevorzugt unter Anwendung einer Direktsinterung.
  5. Metallhalogenidlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht teilweise oder vollständig aus einem Cermet aufgebaut ist, das Mo, V und Al2O3 enthält.
  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 Alitierungsprozesses wird Al in die Oberfläche des MoV-Teils eindiffundiert; (b) das alitierte MoV-Teil wird in das grüne PCA-Teil eingesetzt; (c) Direkteinsinterung unter Wärmebehandlung, ggf. unter Zufuhr eines Schutzgases, das insbesondere 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)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005058895A DE102005058895A1 (de) 2005-12-09 2005-12-09 Metallhalogenidlampe
PCT/EP2006/069038 WO2007065819A2 (de) 2005-12-09 2006-11-29 Metallhalogenidlampe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1958238A2 EP1958238A2 (de) 2008-08-20
EP1958238B1 true EP1958238B1 (de) 2009-09-30

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EP06819826A Not-in-force EP1958238B1 (de) 2005-12-09 2006-11-29 Metallhalogenidlampe

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US (1) US7863819B2 (de)
EP (1) EP1958238B1 (de)
JP (1) JP4773527B2 (de)
CN (1) CN100578726C (de)
AT (1) ATE444562T1 (de)
CA (1) CA2631372A1 (de)
DE (2) DE102005058895A1 (de)
WO (1) WO2007065819A2 (de)

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