HU223302B1 - Szinterezett elektród és eljárás annak előállítására - Google Patents

Szinterezett elektród és eljárás annak előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU223302B1
HU223302B1 HU9901361A HUP9901361A HU223302B1 HU 223302 B1 HU223302 B1 HU 223302B1 HU 9901361 A HU9901361 A HU 9901361A HU P9901361 A HUP9901361 A HU P9901361A HU 223302 B1 HU223302 B1 HU 223302B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
metal
particle size
powder
sintered
sintered electrode
Prior art date
Application number
HU9901361A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Altmann
Dietrich Fromm
Wolfram Graser
Peter Schade
Original Assignee
Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH. filed Critical Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Publication of HUP9901361A2 publication Critical patent/HUP9901361A2/hu
Publication of HUP9901361A3 publication Critical patent/HUP9901361A3/hu
Publication of HU223302B1 publication Critical patent/HU223302B1/hu

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/073Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H01J61/0735Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12042Porous component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063Nonparticulate metal component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12153Interconnected void structure [e.g., permeable, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12639Adjacent, identical composition, components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12639Adjacent, identical composition, components
    • Y10T428/12646Group VIII or IB metal-base
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12778Alternative base metals from diverse categories
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12819Group VB metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826Group VIB metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826Group VIB metal-base component
    • Y10T428/12833Alternative to or next to each other
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12806Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826Group VIB metal-base component
    • Y10T428/1284W-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12875Platinum group metal-base component

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

A találmány tárgya szinterezett elektród (1) nagynyomásúkisülőlámpákhoz, amely homogén szinterezett testként (2) vankialakítva, amelynek az anyaga magas olvadáspontú fém, így volfrám,tantál, ozmium, irídium, molibdén vagy rénium, vagy ezeknek a fémeknekegy ötvözete, és eljárás az elektród előállítására. A találmányszerinti elektródnál a szinterezett test (2) a fém vagy ötvözetlényegében gömbszemcsés, elsősorban egykristályos porából vanelőállítva, amelynek a közepes szemcsemérete 2 és 100 ?m között van, aszemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középértékkörül, továbbá a szinterezett elektród össztérfogatának 10– 40térfogat%-a a környezet felé nyitott pórusokból áll. ŕ

Description

A találmány tárgya szinterezett elektród, és eljárás annak előállítására. Az ilyen szinterezett elektródok nagynyomású kisülőlámpákhoz, például fém-halogenid lámpákhoz vagy nagynyomású nátrium kisülőlámpákhoz szolgálnak, és homogén szinterezett testként vannak kialakítva, amelynek az anyaga magas olvadáspontú fém, így volfrám, tantál, ozmium, irídium, molibdén vagy rénium, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözete.
A DE-OS 42 06 909 számú iratból ismert egy termionosan emittáló katódelem vákuum-elektroncsövekhez, amely 1 pm alatti közepes szemcseméretű, gömbszemcsés részecskékből készül. A szinterezett elektród össztérfogatának 5-90%-a töltetlen, a környezet felé nyitott pórusokból áll. A szomszédos részecskék (szemcsék) közötti távolság 1 pm-nél kisebb.
Az US-A 3,244,929 számú szabadalmi bejelentésből ismert egy szinterezett elektród, amely volfrám mellett az emitteranyag alkotóiként oxidokat, így alumínium-oxidot, bárium-oxidot, kalcium-oxidot vagy tórium-oxidot tartalmaz. A szinterezett test tömör anyagból készült, szilárd magszegen ül.
Az US-A 5,418,070 számú szabadalmi leírásból ismert egy katód, amely porózus volfrám beágyazóanyagból áll, és ennek pórusaiba emitteranyag van beépítve. A pórusokat úgy állítják elő, hogy a nyers beágyazóanyag-testet folyékony rézzel megtöltik, majd a rezet kioldják. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a pórusok szabálytalan alakúak, és tulajdonságaik meghatározatlanok. Az előállítás bonyolult és időigényes.
A DD-PS 292 764 számú szabadalmi iratból ismert egy fémkerámia szinterezett test. Ez volfrám és tórium-oxid, illetőleg alkáliföldfém oxidja keverékéből áll, és a szinterezett test porozitását az előállításkor egy kötőanyag definiált alkalmazásával vezérlik. A fémkerámia por részecskemérete 80-550 pm.
Az ismert szinterezett elektródoknál komoly gondot jelent, hogy porozitásúk az élettartam folyamán nem marad állandó, mivel a szinterezési folyamat a nagy hőmérsékleti terhelés következtében az elektród üzemeltetése közben tovább folyik. Ezért az ilyen lámpáknál rossz a fényáram értékének megtartása az élettartam alatt.
Emiatt a súlyos hátrány miatt a szinterezett elektródok eddig nem terjedtek el széles körben. Eddig inkább tóriumozott volfrám magszeggel ellátott spirális elektródokat vagy tóriumozott volffámból készült csapelektródokat kellett alkalmazni. Ezeket eddig mindig kompakt, tömör anyagból készítették.
A találmányunk elé kitűzött feladat a bevezetésben leírt jellegű olyan szinterezett elektród, amely nem tartalmaz tóriumot, hosszabb az élettartama, és amelyben az ív egyenletesebb. További feladat eljárás ilyen elektród előállítására.
Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a homogén szinterezett test a fém, illetőleg ötvözet lényegében gömbszemcsés, elsősorban egykristályos porából van előállítva, amelynek a közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van, a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középérték körül, továbbá a szinterezett elektród össztérfogatának 10-40 térfogat%-a a környezet felé nyitott pórusokból áll.
A találmány szerinti, nagynyomású kisülőlámpákhoz szolgáló szinterezett elektród tehát egy szinterezett testből áll, amely magas olvadáspontú fémből, így volfrámból, tantálból, ozmiumból, irídiumból, molibdénből vagy réniumból, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözetéből készül. A fémhez, illetőleg ötvözethez járulékosan hozzá lehet adni egy önmagában ismert oxidos adalékot (max. 5 tömeg%-ot), például egy lantán- vagy egy ittrium-oxidot.
A szinterezett test a fém, illetőleg ötvözet lényegében gömbszemcsés porából van előállítva, amelynek a közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van, a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középérték körül, továbbá a szinterezett elektród össztérfogatának 10-40 térfogat%-a a környezet felé nyitott pórusokból áll.
A pórusok lehetnek töltetlenek vagy tartalmazhatnak emitteradalékokat. Tipikus emitteradalékok az alkáliföldfémek, például bárium, kalcium, stroncium oxidjai vagy ezek keverékei. Alkalmasak aluminátok, valamint hafnium vagy cirkónium, vagy ritkaföldfémek (elsősorban Se, Y, La, Ce, Nd, Gd, Dy és Yb) oxidjai.
A gömbszemcsés por közepes szemcsemérete 5 és 70 pm között van.
A találmány egyik különösen előnyös kiviteli alakjában a szemcseméret eloszlása a középérték körül maximum 10%-kal ingadozik.
A szinterezett test az ismert módon tömör fémből készült magszegen van rögzítve. Ennek különös előnye, hogy a kötési eljárások, mint például forrasztás vagy hegesztés, elmaradhatnak. A mechanikai kötést csak rázsugorítás, illetőleg rászinterezés hozza létre.
A szinterezett test és a magszeg anyaga lényegében azonos, például tiszta volfrám. A szinterezett test lehet töltetlen vagy tartalmazhat emitteradalékokat (például lantán-oxidot). Magszegként alkalmas tiszta, káliummal adalékolt volfrám vagy rénium-volfrám ötvözet is.
Az elektródból elsősorban elhagyható a tórium, és így nem lesz radioaktív.
A találmány szerinti elektródnak egy sor előnye van.
A találmány szerinti elektródot tartalmazó nagynyomású kisülőlámpák élettartama meghosszabbodik, a lámpa égési feszültségének emelkedése csökken, és a fényáram értékének fenntartása jelentősen javul. Ezenkívül csökken a kisülőedény falának feketedése. Emellett a lámpák üzemeltetésekor csökken az ív egyenetlensége és a remegés. Jóval egyszerűbbé válik az elektród előállítása. A hagyományos elektródokhoz képest az elektródspirális megtakarítható.
A feladatot a találmány értelmében a szinterezett test előállítására szolgáló eljárás tekintetében úgy oldjuk meg, hogy annak lépései a következők:
a) előkészítünk egy lényegében gömbszemcsés fémport magas olvadáspontú fémből, így volffámból, tantálból, ozmiumból, irídiumból, molibdénből vagy réniumból, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözetéből, és ennek a pornak az alábbi tulajdonságai vannak:
HU 223 302 Bl a fémpor közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van;
a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal (jellegzetesen 10%-kal) ingadozik a középérték körül; az erre a célra alkalmazott gömbszemcsés fémporrészecskék elsősorban egykristályosak.
b) sajtoljuk a port; az ehhez kifejtett nyomás jellegzetes értéke 100-400 MPa;
c) a sajtolt darabot az alkalmazott fém Kelvinben megadott olvadáspontja kb. 0,6-0,8-szeresével megegyező hőmérsékleten szinterezzük.
A por előnyös módon egykristályos. A por sajtolásakor a port elsősorban egy magszeg köré lehet sajtolni.
A szinterezés például volfrám esetében előnyös módon 2500-2800 K hőmérsékleten végezhető. Ötvözet esetében olvadásponton a legalacsonyabb hőmérsékleten olvadó alkotó olvadáspontját értjük.
A fémpor gömb alakja révén a présforma (matrica) töltésekor kedvezőek lesznek a folyási tulajdonságok. Ezért a sajtolás előnyös módon kötőanyag hozzáadása nélkül végezhető. Ezzel elmarad egy járulékos lépés, és megelőzzük az esetleges szennyeződéseket.
Egy másik előnyös eljárás a kokillaöntés. Ezt a módszert a párhuzamos 97P5568 lajstromszámú szabadalmi bejelentés írja le részletesebben. Ezt módosított formában a jelen találmányhoz is lehet használni. Az eljárás lefolyása röviden a következőképpen foglalható össze: alkalmas fémport annyi műanyaggal (úgynevezett kötőanyaggal) keverünk el, hogy ez a granulátumként rendelkezésre álló anyag felvegye a műanyag folyási tulajdonságait, és a műanyagfröccsöntéssel megegyezően lehessen tovább feldolgozni úgy, hogy bejuttatjuk egy fröccsöntő formába, amelynek a kontúrja megfelel a kívánt jövőbeli alkatrésznek. A fém alkatrész előállítása végett a nyerstestet kivesszük a fröccsöntő formából, majd a kötőanyagot hővel vagy oldószerrel eltávolítjuk az úgynevezett nyerstestből. Ezt a folyamatot viasztalanításnak (dewaxing) nevezik. Ezután az alkatrészt a klasszikus porkohászati módszenei nagy sűrűségű alkatrésszé szinterezzük.
A lényegében gömbszemcsés fémport az önmagában ismert módon állítjuk elő. Ennek során keletkezhetnek lekerekített vagy közel pontosan gömb alakú részecskék. Példa erre a karbonileljárás (New Types of Metál Powders, Ed. Hausner, Gordon and Breach Science Publishers, New York 1963, megjelent 23. kötetként a Metallurgical Society Conferences sorozatban). Különösen jó eredményeket értünk el egykristályos fémporral.
A gömbszerű, homogén méretű porszemcsék szinterezéskor poliéderek alakjában egyensúlyi felületeket hoznak létre. Ezek például [110]- vagy [11 l]-felületek. Meglepő módon kiderült, hogy ezek a poliéderfelületek nem szintereződnek tovább, úgyhogy ennek az újszerű szinterezett testnek a porozitása az élettartam alatt gyakorlatilag állandó marad. Itt úgynevezett nyitott porozitású szivacstestről van szó.
A szinterezett test működési módját a következőkben egy példa alapján ismertetjük részletesebben. Ezt a szinterezett testet tiszta (tehát ThO2-mentes) volffámból állítottuk elő.
A kiindulóanyag a lehető legegységesebb átmérőjű, vagyis a szemcseméret kis eloszlási szélességével rendelkező, gömbszemcsés volfrámpor. A por ilyen homogeneitásának végső soron a szinterezett test magas hőmérsékleteken fennálló nagy stabilitása a következménye, és a lámpa élettartama alatt megfelelően stabil viszonyokat eredményez. A port elsősorban közvetlenül egy ThO2-mentes magszeg köré lehet sajtolni. Ezután viszonylag alacsony, kb. 2350 (±100) °C hőmérsékleten szinterezünk. Ez az alacsony hőmérséklet, amely a volfrám olvadáspontjának körülbelül a 0,7-szeresével egyenlő, jelentős energiamegtakarítást jelent a kompakt volfrámanyag szokványos 2800-3000 °C szinterezési hőmérsékletével szemben.
További emitteradalékokra sok alkalmazásban nincs szükség, de ezek az adalékok szükség esetén az üregekbe vagy pórusokba bevihetőek.
A készre szinterezett szivacselektród maradó porozitását a kiindulóanyag gömbméretével célzottan be lehet állítani. A szivacselektródnál előnyös módon 5-70 pm méretű gömböket alkalmazunk. Ezzel kb. 15-30 térfogat% maradó porozitása érhető el.
A lámpában lévő szivacselektród különös előnyei a következők:
A kisülés a találmány szerinti elektródnál nagy felületen indul meg. Elkerüljük a szokványos elektródoknál ismert pont alakú lerakodást, ami ott gyakran helyileg nagyon magas hőmérsékleteket idéz elő és az égési folt mozgását okozza. A hőmérséklet eloszlása az egész szivacstesten lényegében egyenletes. Ezzel szemben a szokványos elektródnak nagy hőmérséklet-gradiense van. Elsősorban a csúcsnál jellegzetesen 500 K-nel magasabb a hőmérséklete, mind az elektród hátsó részében.
A lámpa gyújtása után az átmenet a parázsfénykisülésből az ívkisülésbe gyorsabban bekövetkezik, mint a szokványos tömör elektródnál, mivel a hőelvezetés az elektród csúcsától a lapítás irányába a szinterezett test szinterezett szemcséi közötti kis érintkezési felület következtében erősen lecsökken.
A szivacselektródnál ezenkívül függőleges működési helyzetben jobb a kisülőedény lapításhoz közeli részének felmelegedése. Ennek oka az elektród nagyobb felülete, ami több fényt sugároz. Ezért egy esetleges visszaverő réteg a bura végein kisebbre méretezhető vagy teljesen elhagyható. Ezzel nagyobb fényáramot érünk el.
Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az
1. ábra egy szinterezett elektród metszete, a
2. ábra egy fém-halogenid lámpa szinterezett elektróddal.
Az 1. ábrán látható, 150 W-os lámpához szolgáló 1 szinterezett elektród egy hengeres 2 szinterezett testből áll, amelynek a kisüléstől távolabb eső felébe tömör volfrám 5 magszeg van tengelyirányban besajtolva. A 2 szinterezett test volfrámból áll, amely 10 pm közepes szemcsenagyságú, gömbszemcsés fémporból van előállítva. A szemcseméret eloszlása a középérték körül 10%-kal ingadozik. A maradó porozitás kb. 15 térfogat%.
HU 223 302 ΒΙ
A magszeg átmérője kb. 0,5 mm, a szinterezett test külső átmérője kb. 1,5 mm.
A 2. ábrán alkalmazási példaként 150 W teljesítményű 9 fém-halogenid lámpa látható. A 9 fém-halogenid lámpa kvarcüveg 10 kisülőedényből áll, amely fém-halogenid töltetet tartalmaz. Két végén külső 11 áramhozzávezetések és 12 molibdénfóliák vannak 13 lapításokba beágyazva. A 12 molibdénfóliákon vannak az 1 szinterezett elektródok 5 magszegei rögzítve. Az elektródok benyúlnak a kvarcüveg 10 kisülőedénybe. A kisülőedény két vége cirkónium-oxid 14 hő visszaverő réteggel van ellátva.
Egy másik kiviteli alakban az elektród a kisülési oldalon lekerekített vagy hegyesen összefutó, szinterezett testből áll. A szinterezett test volfrámból készül, míg a besajtolt magszeg réniumból, réniummal bevont volfrámból vagy molibdénből áll.
A találmány szerinti szinterezett elektródot előállító különösen előnyös eljárás az önmagában ismert fém kokillaöntésen alapszik. Az elvet az ...ügyiratszámú (belső ügyiratszám 97P5568) párhuzamos szabadalmi bejelentés részletesen ismerteti. Erre a párhuzamos szabadalmi bejelentésre kifejezetten hivatkozunk. Egy áttekintés található P. J. Vervoort és társai „OverView of Powder Injection Molding” című cikkében (Advanced Performance Materials 3, pp. 121-151, 1996).
A találmány szerinti szinterezett elektród előállítására szolgáló eljárás lépései a következők:
- előkészítünk egy lényegében gömbszemcsés, elsősorban egykristályos fémport magas olvadáspontú fémből, így volfrámból, tantálból, ozmiumból, irídiumból, molibdénből vagy réniumból, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözetéből, és ennek a pornak az alábbi tulajdonságai vannak:
a fémpor közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van;
a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középérték körül;
- keveréket (úgynevezett ,,feedstock”-ot) állítunk elő porból és kötőanyagból (amit gyakran „viasznak” is neveznek) és esetleg polimerből;
- a keveréket befröccsentjük egy fröccsöntő formába;
- a kötőanyagot kémiailag és termikusán eltávolítjuk (viasztalanítás, úgynevezett „dewaxing”);
- szinterezünk az alkalmazott fém olvadáspontjának kb. 0,6-0,8-szeresével megegyező hőmérsékleten.
Az egyik különösen előnyös kiviteli alakban a keveréket a fröccsöntő formában egy magszeg köré fröccsentjük és azzal szinterezéskor összekötjük.
Az ilyen elektródoknak az élettartam tekintetében lényegesen jobb a viselkedése. 150 W-os fém-halogenid lámpákon végzett vizsgálatok szerint 5, illetőleg 20 pm szemcsenagyságú fémporok alkalmazásakor a fényáram megmaradása 1000 óra után mindkét esetben a kezdeti fényáram 95%-a volt. Összehasonlításképpen: a technika állása szerint (hagyományos pálcaelektród adalékolt volfrámanyagból) megfigyelhető, hogy a fényáram 1000 óra után 83-90%-ra csökken.

Claims (12)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Szinterezett elektród (1) nagynyomású kisülőlámpákhoz, amely homogén szinterezett testként (2) van kialakítva, amelynek az anyaga magas olvadáspontú fém, így volfrám, tantál, ozmium, irídium, molibdén vagy rénium, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözete, azzal jellemezve, hogy a szinterezett test (2) a fém vagy ötvözet lényegében gömbszemcsés, elsősorban egykristályos porából van előállítva, amelynek a közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van, a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középérték körül, továbbá a szinterezett elektród össztérfogatának 10-40 térfogat%-a a környezet felé nyitott pórusokból áll.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy a pórusok töltetlenek vagy emitteradalékokat tartalmaznak.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy közepes szemcsemérete 5 és 70 pm között van.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy a szemcseméret eloszlása a középérték körül maximum 10%-kal ingadozik.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy a szinterezett test (2) tömör fémből készült magszegen (5) van rögzítve.
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy a szinterezett test (2) és a magszeg (5) anyaga lényegében azonos.
  7. 7. Az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród, azzal jellemezve, hogy a fém tartalmaz legfeljebb 5 térfogat% adalék anyagot.
  8. 8. Eljárás az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród előállítására, azzal jellemezve, hogy annak lépései a következők:
    - előkészítünk egy lényegében gömbszemcsés fémport magas olvadáspontú fémből, így volfrámból, tantálból, ozmiumból, irídiumból, molibdénből vagy réniumból, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözetéből, és ennek a pornak az alábbi tulajdonságai vannak:
    a fémpor közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van;
    a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal (jellegzetesen 10%-kal) ingadozik a középérték körül; az erre a célra alkalmazott gömbszemcsés fémporrészecskék elsősorban egykristályosak.
    - sajtoljuk a port;
    - szinterezünk az alkalmazott fém olvadáspontja 0,6-0,8-szeresével megegyező hőmérsékleten.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a port egy magszeg köré sajtoljuk, és ezzel szinterezéskor összekötjük.
  10. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sajtolást kötőanyag hozzáadása nélkül végezzük.
  11. 11. Eljárás az 1. igénypont szerinti szinterezett elektród előállítására, azzal jellemezve, hogy a következő lépésekből áll:
    - előkészítünk egy lényegében gömbszemcsés, elsősorban egykristályos fémport magas olvadáspontú fémből, így volfrámból, tantálból, ozmiumból, irídium4
    HU 223 302 Bl ból, molibdénből vagy réniumból, vagy ezeknek a fémeknek egy ötvözetéből, és ennek a pornak az alábbi tulajdonságai vannak:
    a fémpor közepes szemcsemérete 2 és 100 pm között van; 5 a szemcseméret eloszlása maximálisan 20%-kal ingadozik a középérték körül;
    - keveréket (úgynevezett ,,feedstock”-ot) állítunk elő porból és kötőanyagból (amit gyakran „viasznak” is neveznek);
    - a keveréket befröccsentjük egy fröccsöntő formába;
    - a kötőanyagot kémiailag és termikusán eltávolítjuk;
    - szinterezünk az alkalmazott fém olvadáspontjának kb. 0,6-0,8-szeresével megegyező hőmérsékleten.
  12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keveréket a fröccsöntő formában egy magszeg köré fröccsentjük, és azzal szinterezéskor össze10 kötjük.
HU9901361A 1996-12-18 1997-11-11 Szinterezett elektród és eljárás annak előállítására HU223302B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19652822A DE19652822A1 (de) 1996-12-18 1996-12-18 Sinterelektrode
PCT/DE1997/002640 WO1998027575A1 (de) 1996-12-18 1997-11-11 Sinterelektrode

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP9901361A2 HUP9901361A2 (hu) 1999-08-30
HUP9901361A3 HUP9901361A3 (en) 2000-04-28
HU223302B1 true HU223302B1 (hu) 2004-05-28

Family

ID=7815235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9901361A HU223302B1 (hu) 1996-12-18 1997-11-11 Szinterezett elektród és eljárás annak előállítására

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6218025B1 (hu)
EP (1) EP0882307B1 (hu)
JP (1) JP2000505939A (hu)
KR (1) KR19990082364A (hu)
CN (1) CN1123053C (hu)
CA (1) CA2246517C (hu)
DE (2) DE19652822A1 (hu)
HU (1) HU223302B1 (hu)
WO (1) WO1998027575A1 (hu)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705914B2 (en) * 2000-04-18 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming spherical electrode surface for high intensity discharge lamp
DE10307716B4 (de) * 2002-03-12 2021-11-18 Taniobis Gmbh Ventilmetall-Pulver und Verfahren zu deren Herstellung
CN101292324B (zh) * 2003-05-26 2012-11-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有改进的颜色稳定性的无钍电极
KR20070074656A (ko) * 2004-11-02 2007-07-12 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 방전 램프 및 방전 램프의 구성 요소를 제조하는 방법
EP1810316A2 (en) * 2004-11-02 2007-07-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Discharge lamp, electrode, and method of manufacturing an electrode portion of a discharge lamp
WO2006072858A2 (en) * 2005-01-03 2006-07-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Lighting assembly and method of operating a discharge lamp
JP2006283077A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Ngk Insulators Ltd 複合体
JP4454527B2 (ja) 2005-03-31 2010-04-21 日本碍子株式会社 発光管及び高圧放電灯
JP4614908B2 (ja) * 2005-05-11 2011-01-19 日立粉末冶金株式会社 冷陰極蛍光ランプ用電極
DE102005035190A1 (de) * 2005-07-27 2007-02-01 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Haltestab
JP2007095665A (ja) 2005-09-02 2007-04-12 Sony Corp ショートアーク型高圧放電電極、ショートアーク型高圧放電管、ショートアーク型高圧放電光源装置、及びそれらの各製造方法
US7652415B2 (en) * 2005-10-20 2010-01-26 General Electric Company Electrode materials for electric lamps and methods of manufacture thereof
KR100682313B1 (ko) * 2005-12-13 2007-02-15 안의현 냉음극 형광램프의 전극 및 그 제조방법
CN101427342B (zh) * 2006-03-16 2010-11-17 株式会社东芝 冷阴极管用烧结电极、使用了该烧结电极的冷阴极管以及液晶显示装置
US20070236125A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Federal-Mogul World Wide, Inc. Spark plug
DE102007013990A1 (de) * 2007-03-23 2008-09-25 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Material für Elektroden oder Leuchtkörper und Elektrode bzw. Leuchtkörper
WO2010001316A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Mercury-free and zinc-free high intensity gas-discharge lamp
JP5224281B2 (ja) * 2008-09-16 2013-07-03 独立行政法人物質・材料研究機構 冷陰極蛍光管用電極およびこれを用いた冷陰極蛍光管
DE102009005446A1 (de) 2009-01-21 2010-07-22 Schott Ag Granulat, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
WO2011018741A2 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mercury-free high intensity gas-discharge lamp
DE102009055123A1 (de) 2009-12-22 2011-06-30 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 81543 Keramische Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe
CN101831568A (zh) * 2010-05-21 2010-09-15 西北有色金属研究院 粉末冶金法制备耐超高温铱合金的方法
CN102366837A (zh) * 2011-08-10 2012-03-07 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 一种高压气体放电灯用钍钨-钨复合电极的制作方法
CN104584185B (zh) * 2012-07-31 2016-11-16 东芝高新材料公司 放电灯用阴极、放电灯用阴极的制造方法、放电灯
US20140041589A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Veeco Instruments Inc. Heating element for a planar heater of a mocvd reactor
AT16085U1 (de) * 2017-09-22 2019-01-15 Plansee Se Kathode

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE292764C (hu)
GB816135A (en) 1955-01-28 1959-07-08 Ass Elect Ind Workable alloys of molybdenum and tungsten containing rhenium
GB639797A (en) * 1947-08-14 1950-07-05 Gen Electric Co Ltd Improvements in and relating to oxide-coated electrodes for electric discharge lamps
US2721372A (en) * 1951-06-30 1955-10-25 Philips Corp Incandescible cathodes
NL96177C (hu) * 1952-02-27
NL272981A (hu) 1961-01-02
GB977545A (en) * 1961-12-09 1964-12-09 Hitachi Ltd Improvements relating to the production of hollow cathodes
AU527753B2 (en) * 1978-09-07 1983-03-24 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Discharge lamp electrode
US4303848A (en) * 1979-08-29 1981-12-01 Toshiba Corporation Discharge lamp and method of making same
US4415835A (en) * 1981-06-22 1983-11-15 General Electric Company Electron emissive coatings for electric discharge devices
US4830822A (en) * 1985-08-26 1989-05-16 Gte Products Corporation Variable density article and method for producing same
NL8700935A (nl) * 1987-04-21 1988-11-16 Philips Nv Geimpregneerde kathodes met een gekontroleerde porositeit.
US5418070A (en) * 1988-04-28 1995-05-23 Varian Associates, Inc. Tri-layer impregnated cathode
DE4206909A1 (de) 1992-03-05 1993-09-09 Philips Patentverwaltung Thermionisch emittierendes kathodenelement
GB9413973D0 (en) * 1994-07-11 1994-08-31 Rank Brimar Ltd Electrode structure
JPH09231946A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ

Also Published As

Publication number Publication date
CN1123053C (zh) 2003-10-01
EP0882307B1 (de) 2004-01-28
DE59711260D1 (de) 2004-03-04
DE19652822A1 (de) 1998-06-25
CN1211341A (zh) 1999-03-17
JP2000505939A (ja) 2000-05-16
KR19990082364A (ko) 1999-11-25
WO1998027575A1 (de) 1998-06-25
US6218025B1 (en) 2001-04-17
EP0882307A1 (de) 1998-12-09
CA2246517C (en) 2005-08-09
HUP9901361A2 (hu) 1999-08-30
CA2246517A1 (en) 1998-06-25
HUP9901361A3 (en) 2000-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU223302B1 (hu) Szinterezett elektród és eljárás annak előállítására
US6211615B1 (en) Powder metal electrode component for discharge lamps
HU215321B (hu) Nagynyomású kisülőlámpa kerámia kisülőedénnyel, ehhez alkalmas fényáteresztő, polikristályos szinterelt test, valamint eljárás a szinterelt test előállítására
US3911309A (en) Electrode comprising a porous sintered body
EP0489463B1 (en) Low pressure discharge lamp
EP3016132A1 (en) Discharge lamp
JPH11329361A (ja) ランプ用サ―メットおよびセラミック製放電ランプ
JP2020521294A (ja) 陰極材料
US8758652B2 (en) Tungsten cathode material
JP4296389B2 (ja) 放電ランプ用電極
KR100335865B1 (ko) 캐소드 구조체 및 그를 탑재한 칼라 브라운관
JPH11273618A (ja) 放電電極材料及びその製造方法
JP2005285587A (ja) 冷陰極管用電極及び該電極を用いた冷陰極管
JP3034703B2 (ja) 放電灯用電極の製造方法
JP2002110089A (ja) 電極とそれを用いた放電ランプおよび光学装置
JPH1154086A (ja) タングステン系電極材及びその製法
JP3113186B2 (ja) 電極およびその製造方法
JP4120800B2 (ja) 放電ランプ用電極
HU215045B (hu) Nagynyomású kisülőlámpa
KR20000017442A (ko) 방전램프 및 방전램프용 전극
HU181975B (en) Sintered electrode applicable in discharge lamps and method for making thereof
JPH0976092A (ja) タングステン電極材料
JP2002260580A (ja) 放電灯用電極
JPH04370649A (ja) 高輝度放電灯用発光管
JPH11297196A (ja) 放電ランプ用陰極の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20040331

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees