RU2455726C2

RU2455726C2 - Фольговый соединитель для лампы

Info

Publication number: RU2455726C2
Application number: RU2008148937/07A
Authority: RU
Inventors: Дидер М. АУРОНГЗЕБ (US); Дидер М. АУРОНГЗЕБ
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2012-07-10
Also published as: JP5026510B2; PL2020019T3; MX2008014238A; HUE025124T2; WO2007133926A3; EP2020019B1; US20070262688A1; EP2020019A2; CN101438379A; CN101438379B; RU2008148937A; JP2009537064A; US7719194B2; WO2007133926A2

Abstract

Фольговый соединитель (28, 30) предназначен для использования в газоразрядной лампе (1) со сжатым спаем, в который при сжатии вставлена молибденовая фольга. Фольговый соединитель включает в себя слой подложки, образованный из фольги (40), на котором предусмотрено покрытие (42). Это покрытие (42) включает в себя первый слой (44) покрытия на подложке, содержащий благородный металл, и второй слой (46) покрытия, отделенный от подложки первым слоем (44) покрытия. Второй слой (46) покрытия также содержит благородный металл. В каждом из первого и второго слоев покрытия благородный металл содержит в качестве первичного компонента, по меньшей мере, одно из золота, платины и никеля. Технический результат - повышение долговечности герметичных спаев лампы за счет повышения стойкости подложки к окислению во время работы лампы. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предпосылки создания изобретения

В общем, изобретение относится к электрическим лампам, образованным со сжатым спаем, в который при сжатии встроена проводящая фольга. В частности, оно относится к молибденовой фольге, которая защищена от окисления слоем, который замедляет окисление фольги.

Электрические лампы, имеющие ламповую колбу из кварцевого стекла, часто имеют внешние проводники тока из молибдена, которые соединены с внутренними электродами молибденовой фольгой. Фольга используется в области сжатого спая. Будучи более гибкой, чем более толстый молибденовый проводник, она обладает лучшей способностью поглощать механические напряжения, прилагаемые к проводнику в области сжатия. Молибден быстро окисляется в окисляющей окружающей среде, такой как воздух, при температурах примерно 350°С и выше. В случае молибденовой фольги, используемой для герметичных сжатых и образуемых под вакуумом спаев, это окисление может приводить к разрыву цепи или может нарушать герметичность спая из-за растрескивания, при этом любое из них приводит к выходу лампы из строя. Считается, что реакция окисления происходит потому, что во время операции запаивания вокруг проволочных выводов образуются микроскопические каналы по мере того как стекловидный материал охлаждается. Эти каналы позволяют кислороду проникать в область фольги в спае лампы.

Для уменьшения окисления Mo-Nb фольгово-штыревого узла во время работы лампы были разработаны процессы хромирования. При таких процессах на фольгу осаждают относительно толстый слой хрома. Эти процессы часто дают неудовлетворительные результаты вследствие трудностей при контроле процесса. Кроме того, хромированный слой позволяет только в умеренной степени повышать температуру фольги до того, как начинается окисление. Также было предложено покрывать молибден в области спая, который подвергается воздействию окисляющей окружающей среды, силикатом щелочного металла.

Краткое описание изобретения

В примерном варианте реализации настоящего изобретения предложен фольговый соединитель для лампы. Фольговой соединитель включает в себя слой подложки, образованный из электропроводного материала, покрытие для уменьшения окисления подложки во время работы лампы, причем это покрытие включает в себя первый слой покрытия на подложке, содержащий благородный металл, второй слой покрытия, отделенный от подложки первым слоем покрытия, причем этот второй слой покрытия содержит благородный металл, и, необязательно, третий слой покрытия, отделенный от подложки первым и вторым слоями покрытия, причем этот третий слой покрытия содержит благородный металл.

Согласно другому аспекту предложена лампа. Лампа включает в себя колбу. Предусмотрен, по меньшей мере, один внутренний электрод для генерации разряда внутри колбы во время работы лампы. Лампа также включает в себя внешний соединитель и фольговый соединитель, который электрически соединяет внешний соединитель с внутренним электродом. Фольговый соединитель включает в себя слой подложки, образованный из электропроводного материала. Первый слой покрытия на подложке включает в себя благородный металл. Второй слой покрытия отделен от подложки первым слоем покрытия. Второй слой покрытия включает в себя благородный металл. Необязательно, третий слой покрытия отделен от подложки первым и вторым слоями покрытия, причем этот третий слой покрытия, если он присутствует, включает в себя благородный металл.

Согласно еще одному аспекту способ формирования фольгового соединителя включает в себя обеспечение слоя подложки, который включает в себя электропроводный материал. На подложку осаждают благородный металл с образованием на подложке первого слоя. Осаждение благородного металла прекращают на некоторый период времени. После этого благородный металл осаждают поверх первого слоя с образованием на подложке второго слоя, более толстого, чем первый слой. Необязательно, осаждение благородного металла прекращают на второй период времени и после этого благородный металл осаждают поверх второго слоя с образованием на подложке третьего слоя.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид сбоку в разрезе лампы, включающей в себя фольговый соединитель в соответствии с одним аспектом примерного варианта реализации;

фиг.2 представляет собой увеличенный вид в перспективе, иллюстрирующий фольговый соединитель по фиг.1; и

фиг.3 представляет собой увеличенный вид в сечении участка покрытой фольги для лампы по фиг.1 согласно одному варианту реализации.

Подробное описание изобретения

Аспекты примерных вариантов реализации относятся к системам и способам для повышения стойкости к окислению электропроводного фольгового соединителя для газоразрядной лампы, такого как молибденсодержащая фольга, который может обеспечивать электрическое соединение между внутренним и наружным электродами электрической лампы, например в сжатом спае между молибденом и стекловидным материалом. В различных аспектах примерный способ повышает стойкость к окислению молибдена, подвергаемого воздействию окисляющей окружающей среды при температурах от примерно 250°С до примерно 700°С. В результате может быть повышена долговечность герметичных спаев вокруг молибденовой фольги и электрических ламп с использованием таких спаев. Примерная фольга включает в себя покрытие поверх, по меньшей мере, части молибдена в области спая, подвергаемой воздействию окисляющей окружающей среды.

Было обнаружено, что лампы, которые номинально работают при условиях, которые вызывают достижение молибденовой фольгой температуры, примерно 400-450°С, могут достигать более высоких температур, когда электрическое напряжение не регулируется надлежащим образом. Например, когда электрические напряжения регулируются плохо, фольга может достигать температур в 500-550°С. Это особенно справедливо для ламп большой мощности, таких как используемые для зрелищных мероприятий, например театрального освещения, освещения ночных клубов и т.п. Соответственно отказы ламп могут происходить намного быстрее, чем это прогнозировалось бы в норме. Примерное покрытие ингибирует окисление молибденовой фольги, так что даже в случае когда фольга достигает температур свыше 450°С, таких как 500-600°С или выше, в течение продолжительных периодов времени во время работы, скорость окисления фольгового соединителя не является достаточно высокой для того, чтобы быть определяющим фактором при отказе лампы.

Обращаясь к фиг.1, примерная лампа 10 включает в себя источник 12 света, такой как галогенная трубка. Трубка 12 включает в себя светопропускающую колбу 14, которую обычно формируют из прозрачного стекловидного материала, такого как кварц, кварцевое стекло или алюмосиликат. Колба образует внутреннюю камеру 16. В случае необходимости колба 14 может быть покрыта отражающим ультрафиолетовое (УФ) или инфракрасное излучение покрытием. Примерная лампа может быть разрядной лампой высокой интенсивности (HID), которая работает при мощности, по меньшей мере, примерно, 500 Вт, например, по меньшей мере, примерно, 1000 Вт, а в одном варианте реализации - до, примерно, 4 кВт или выше. Соответственно такая лампа может становиться относительно горячей.

Внутри камеры 16 имеется герметизированный галогенный наполнитель, обычно содержащий инертный газ, такой как ксенон или криптон, и источник галогена, такой как алкилгалогенид, например метилбромид или другой бромметан. Пара внутренних электродов 18, 20 простирается горизонтально в камеру 16 от противоположных ее концов и образует промежуток 22 для поддержания электрического разряда во время работы лампы. Хотя примерная лампа описывается на примере вольфрамовых электродов 18, 20, образующих возбуждаемый элемент, предполагаются и другие возбуждаемые элементы, такие как нить накала.

В нижеследующем описании все процентные содержания выражаются по массе, если не указано иное.

Внутренние электроды 18, 20 могут быть образованы в первую очередь из электропроводного материала, такого как вольфрам, например, по меньшей мере, 50% вольфрама, а в одном варианте реализации - по меньшей мере, примерно, 80% или, по меньшей мере, 99% вольфрама. Продольная ось внутренних электродов 18, 20 совпадает с продольной осью Х-Х камеры 16. Внутренние электроды 18, 20 электрически соединены с внешними соединителями или штырями 24, 26 посредством фольговых соединителей 28, 30, описанных более подробно ниже. Хотя в проиллюстрированном варианте реализации электрод 18 соединен с внешним соединителем 24 непосредственно фольгой 28, также предполагается, что один или более промежуточных соединителей могут отделять фольговый соединитель 28 от электрода 18 и точно так же от электрода 20. Кроме того, хотя соединители 24, 26 показаны простирающимися от противоположных концов лампы, также предполагается, что они могут простираться параллельно от одного и того же конца лампы.

Внешние соединители 24, 26 простираются наружу до цоколей 32, 34 на соответствующих концах колбы 14 для электрического соединения с источником питания. Соединители 24, 26 могут быть в форме штырей или трубок и могут быть образованы в первую очередь из электропроводного материала, такого как молибден или ниобий, например, по меньшей мере, примерно, 50% молибдена, а в одном варианте реализации - по меньшей мере, примерно, 80% или, по меньшей мере, 99% молибдена. Кроме того, предполагаются и другие электропроводные материалы, такие как молибденовый сплав, например никель-молибденовый сплав.

Как показано на фиг.2, фольговые соединители 28, 30 имеют толщину перпендикулярно продольной оси, которая существенно меньше, чем толщина смежных соединителей 24, 26 и внутренних электродов 18, 20. Фольговые соединители 28, 30 могут быть приварены, припаяны твердым припоем или иным образом соединены на их концах с соответствующими внешними соединителями 24, 26 и внутренними электродами 18, 20. Во время сборки лампы стекловидный материал колбы сжимают в области фольговых соединителей 28, 30 для формирования спаев 36, 38. Каждый из фольговых соединителей 28, 30 имеет ширину и длину, которые существенно больше, чем толщина фольгового соединителя. Например, толщина фольгового соединителя может быть меньшей, чем, примерно, 0,5 мм, например, 0,2-0,3 мм, а ширина и длина - соответственно, по меньшей мере, 1 мм, обычно - по меньшей мере, 2 мм.

При возбуждении от источника питания электрический разряд 22 в промежутке создает свечение, а также тепловую энергию. Тепловая энергия может проводиться электродами 18, 20 и/или стекловидным материалом к областям сжатия, где фольговые соединители 28, 30 имеют склонность становиться нагретыми.

Хотя примерный вариант реализации описывается применительно к галогенной лампе с вольфрамовыми электродами, должно быть понятно, что альтернативно могут быть использованы и другие источники света, такие как керамические металлогалогенные дуговые лампы и т.п. Поэтому используемый здесь термин «возбуждаемый элемент» охватывает нити накала, а также другие возбуждаемые материалы, которые генерируют свет при пропускании электрического тока, такие как наполнитель галогенид металла в промежутке между электродами керамической металлогалогенной дуговой лампы.

Как показано на фиг.3, фольговый соединитель 28 содержит слой подложки или фольгу 40, образованную из молибдена или его сплава, такого как никель-молибденовый сплав. Фольга может содержать молибден в качестве первичного компонента (например, по меньшей мере, 10% или, по меньшей мере, 20%, 40%, 50%, 60%, 80%, 90%, 95%, 99% или 99,9% молибдена) и может содержать молибден в качестве доминирующего компонента (примерно, 50% или больше). Толщина фольги 40 может составлять, по меньшей мере, примерно, 0,1 мм и может составлять вплоть до примерно 0,5 мм, например, от примерно 0,2 до, примерно, 0,3 мм. Покрытие 42, образованное на поверхности 43 подложки, замедляет окисление материала, составляющего фольгу 40. Покрытие 42 является более тонким, чем фольга 40 (на фиг.3 показана только часть подложки 40). Хотя на фиг.3 покрытие показано на верхней поверхности 43 фольги, должно быть понятно, что аналогичным образом могут быть покрыты как верхняя, так и противоположная нижняя плоские поверхности 43 и фактически вся поверхность фольги 40. Фольговый соединитель 30 может быть сформирован аналогично соединителю 28. Покрытие 42 может содержать благородный металл. В общем случае благородным металлом является тот, который при рабочих температурах лампы имеет скорость окисления, которая меньше, чем у молибдена. Примерные благородные металлы включают в себя платину, золото, никель и их сочетания и сплавы. Например, покрытие содержит благородный металл (т.е. в отдельности или в сочетании) в качестве первичного компонента (например, покрытие 42 имеет, по меньшей мере, 10% или, по меньшей мере, 20%, 40%, 50%, 60%, 80%, 90%, 95%, 99% или 99,9% благородного металла). Покрытие 42 может содержать один слой или множество отдельных слоев. Многослойное благороднометалльное покрытие 42, сформированное согласно примерному варианту реализации, уменьшает скорость окисления молибдена в фольге. Поэтому при выбранной температуре в диапазоне 450-700°С скорость окисления фольги 40 является более низкой, чем скорость окисления молибденовой фольги или хромированной молибденовой фольги.

Примерными покрытиями 42 являются содержащие, по существу, чистый металл/образованные из, по существу, чистого металла (например, по меньшей мере, 90% Au, Pt или Ni, как, например, по меньшей мере, 99% или, по меньшей мере, 99,99%) или его сплава, такого как сплав Ni/Al, Au/Al, Au/Ag, Au/Fe, Au/Cr, Au/Mo или Au/Ni, или их сочетания, при этом покрытие 42 содержит, по меньшей мере, 30% первого из перечисленных элемента (благородного металла), а в одном варианте реализации - по меньшей мере, 50%. В случае платины она трудно образовывает сплавы и поэтому может использоваться в своей, по существу, чистой форме. Платина имеет более высокую точку плавления, чем золото, и поэтому может подходить лучше, чем золото, когда ожидается, что рабочие температуры лампы временами будут особенно высокими.

Показанное покрытие 42 содержит множество прилегающих и, по существу, одинаковых по протяженности слоев 44, 46, 48 покрытия соответственно. В проиллюстрированном варианте реализации показаны три слоя покрытия, хотя можно использовать меньшее или большее количество слоев. Слои 44, 46, 48 могут быть последовательно осаждены на подложку с образованием покрытия 42. Каждый слой содержит в качестве первичного компонента (например, по меньшей мере, 10% или, по меньшей мере, 20%, 40%, 50%, 60%, 80%, 90%, 95% или 99%) благородный металл, который может представлять собой единственный благородный металл или смесь из одного или более благородных металлов. В проиллюстрированном варианте реализации для образования каждого из слоев покрытия использован один и тот же благородный металл или его сплав. Однако также предполагается, что для слоев 44, 46, 48 могут быть использованы различные благородные металлы/сплавы. Необязательно, снаружи покрытия 42 может быть предусмотрен наружный, обеспечивающий совместимость слой 50, такой как слой кремния, диоксида кремния, оксида алюминия, алюминия или их сочетания, для лучшего связывания со стекловидным материалом в областях 36, 38 сжатия.

Слои 44, 46, 48 покрытия могут различаться по своей зернистой структуре. Первый слой 44, самый близкий к подложке, может быть толщиной, по меньшей мере, примерно, 1,5 нанометра (нм) и может быть вплоть до, примерно, 10 нм в толщину, например, от 2 нм до, примерно, 5 нм, для примера, примерно, 3-4 нм. Как правило, толщину первого слоя 44 выбирают так, чтобы она была, по меньшей мере, достаточной для получения непрерывного слоя без отверстий. Первый слой может содержать наносплав материала фольги (молибдена в проиллюстрированном варианте реализации) и материала покрытия, такого как платина, золото или никель, вследствие диффузии материала покрытия в верхний слой подложки 40. Слой 44 наносплава может быть небольшим, толщиной всего лишь в несколько молекул. При толщине, превышающей, примерно, 10 нм, тенденция к образованию наносплава уменьшается. Таким образом, отсутствует тенденция возрастания выгод от первого слоя при толщинах больших, чем 10 нм. В первом слое 44 благородный(е) металл(ы) может(могут) находиться в меньшей концентрации, чем в других слоях, но обычно составляет(ют), по меньшей мере, 20%, а в одном варианте реализации - по меньшей мере, примерно, 50%. Вне связи с какой-либо теорией считается, что первый слой действует как диффузионный барьер, замедляющий диффузию из последующих слоев в слой 40 фольги.

Второй слой 46 может быть несколько толще, чем первый слой, например, толщиной от, примерно, 5 до, примерно, 100 нм, таким как, примерно, 10-20 нм в толщину, например, примерно, 14 нм в толщину, благодаря чему обеспечивается зернистая структура, в которой зерна крупнее, чем в первом слое. Как правило, второй слой может быть на, по меньшей мере, примерно, 5 нм толще, чем первый слой. Третий слой 48 (и, необязательно, любой последующий слой) толще, чем второй слой 46, благодаря чему обеспечивается дальнейшее повышение размера зерен. Например, третий слой 48 может быть толщиной от, примерно, 50 нм до, примерно, 2 мкм, например, от, примерно, 100 нм до 1 мкм, а в одном варианте реализации - толщиной, примерно, 500 нм. Как правило, третий слой может быть на, по меньшей мере, примерно, 20 нм толще, чем второй слой. Толщина третьего (самого внешнего) слоя 48 может быть выбрана в соответствии с ожидаемым сроком нормальной эксплуатации лампы в часах. Поскольку кислород постепенно проникает сквозь этот слой, то чем толще слой, тем больше время, необходимое для проникновения сквозь слой. Примерная толщина третьего слоя основана на ожидаемом сроке службы лампы, составляющем, примерно, 1000 часов. Стойкое к окислению покрытие 42 может иметь суммарную толщину t вплоть до, примерно, 1 мкм, обычно, примерно, 600 нм или менее.

Обеспечивающий совместимость слой 50, если он присутствует, может быть толщиной от, примерно, 50 до, примерно, 500 нм, например, примерно, 100 нм. Соответственно расстояние наружной поверхности 52 фольгового соединителя 28, 30 (снабженного покрытием 42, при условии отсутствия обеспечивающего совместимость слоя 50), который контактирует со стекловидным материалом в области сжатия, от поверхности 43 слоя 40 фольги составляет в одном варианте реализации не больше, чем, примерно, 1,5 мкм, а обычно меньше, чем 1 мкм.

Второй и третий слои 46, 48 могут включать в себя материал покрытия в более высокой концентрации, чем первый слой 44, поскольку диффузия в нижележащую подложку 40 замедляется промежуточным первым слоем 44. Например, в слоях 46 и 48 благородный металл может быть в концентрации, по меньшей мере, примерно, 50%, а в одном варианте реализации - по меньшей мере, примерно, 80%, и может составлять до 100%. В проиллюстрированном варианте реализации каждый слой находится в непосредственном контакте с последующим слоем на межзеренной границе.

Покрытие 42 может быть сформировано по технологии контролируемого осаждения, такой как распыление, электронно-лучевое осаждение, термическое осаждение, электролитическое осаждение, их сочетание и т.п. Как правило, слои осаждают последовательно, предусматривая достаточное время между осаждением каждого слоя для обеспечения возможности охлаждения осажденного слоя с тем, чтобы наносимый позднее слой имел свою собственную, уникальную зернистую структуру.

Например, по примерной технологии распыления подлежащую покрытию фольгу 40 помещают в вакуумируемую камеру, содержащую мишень, образованную из материала покрытия (например, золотую или платиновую мишень). Когда осаждению в качестве материала покрытия подлежит сплав, может быть использована единственная мишень, содержащая этот сплав. Альтернативно для образования сплава могут быть использованы две или более мишени, каждая из которых содержит один из элементов. Камеру откачивают до подходящих условий вакуума (такого как давление аргона, примерно, 5 Торр) и начинают распыление при подходящей рабочей температуре камеры, такой как, примерно, 300°С. Фольгу можно поворачивать так, чтобы покрывались обе стороны 43.

В случае первого слоя 44, который осаждают непосредственно на подложку 40, распыление продолжают до тех пор, пока на поверхности 43 не будет осажден слой желаемой толщины (например, примерно, 3-4 нм Au или Pt). Затем распыление прекращают. Во время последующего периода перерыва, который может продолжаться, примерно, 2 минуты или более, и обычно менее, примерно, 1 часа, например, примерно, 5 минут, может происходить охлаждение фольги и первого слоя 44. Например, фольге и первому слою можно дать возможность охладиться до температуры, примерно, 100°С или ниже. Во время распыления и последующего периода охлаждения материал покрытия (например, Au или Pt) в первом слое и материал фольги (например, Mo) в самой внешней области фольги образуют возникающий в результате взаимной диффузии твердый раствор, который впоследствии служит в качестве диффузионного барьера для замедления проникновения кислорода в нижележащую фольгу. По истечении времени, достаточного для образования плоскости зерен, которая будет обеспечивать межзеренную границу между первым и вторым слоями 44, 46, упомянутую мишень (или мишень из другого(их) благородного(ых) металла(ов)) распыляют при рабочей температуре в течение периода времени, достаточного для образования второго слоя 46, например осаждают, примерно, 14 нм Au или Pt. После этого распыление снова останавливают, и покрытой фольге может быть дана возможность охладиться в течение периода времени, достаточного для образования второй межзеренной границы между вторым и третьим слоями (например, в течение, по меньшей мере, примерно, 2 минут, например, в течение 5 минут, как и в случае первого периода охлаждения). Второй слой 46 покрытия не проникает в фольгу 40 под ним в какой-либо значительной степени вследствие наличия промежуточного (мешающего этому) первого слоя 44. Таким образом, второй слой имеет более высокую концентрацию материала покрытия, чем первый слой.

После этого упомянутую мишень (или мишень из другого(их) благородного(ых) металла(ов)) снова распыляют при рабочей температуре в течение периода времени, достаточного для осаждения третьего слоя, например, примерно, 500 нм Au или Pt. Если используют слой 50, то может быть распылена вторая мишень или применена другая технология контролируемого осаждения для формирования внешнего слоя. Например, когда стекловидным материалом колбы является алюмосиликатное стекло, осаждают слой 50 алюминия толщиной, примерно, 100 нм, чтобы придать лампе в целом более длительный срок службы. Этим можно обеспечить хорошее согласование со стеклом в области сжатия, создав более качественный спай. В случае кварцевых колб для внешнего слоя 50 может быть использован кремний или диоксид кремния.

Сформированный таким образом фольговый соединитель 28 может быть прикреплен к внешнему соединителю 24 и внутреннему электроду 18 для образования пути тока между ними обычным образом, например, сваркой с платиновыми лентами. Альтернативно в зависимости от покрытия 42 фольговый соединитель 28 может быть прикреплен пайкой твердым припоем непосредственно к электроду 18 и внешнему соединителю 24 без какого-либо промежуточного сварочного материала. Затем узел 24, 28, 18 и соответствующий узел 20, 30, 26 могут быть вставлены в соответствующие концы колбы 14 так, что кончики электродов 18, 20 выступают в камеру 16 и отделены друг от друга подходящим промежутком 22. Колбу 14 нагревают и сжимают рядом с фольговыми соединителями 28, 30 с образованием сжатых спаев 36, 38. После этого цокольные соединители 32, 34 могут быть соединены с внешними электродами 24, 26. Законченная лампа 10 может быть помещена в подходящий корпус, содержащий отражатель (непоказанный), и соединена с источником электропитания.

Во время работы лампы сформированная таким образом лампа 10 может достигать температур в диапазоне 500-600°С на покрытой фольге 28, и эта покрытая фольга может подвергаться воздействию окружающих сред, обычно содержащих вплоть до, примерно, 1% кислорода, при существенно меньшей интенсивности отказов, чем у обычных ламп.

Описанная таким образом многослойная структура покрытия 42 создает подобный пружине элемент на поверхности фольги 40, который способен поглощать механические напряжения в областях 36, 38 сжатия, отчасти вследствие градиента размера зерен (более мелкие зерна вблизи фольги, более крупные зерна дальше от фольги). Это свойство в дополнение к улучшенной стойкости к окислению снижает отказы ламп, тем самым обеспечивая в целом более длительный средний срок службы ламп, которые включают в себя покрытую фольгу. Другие преимущества, которые могут быть реализованы посредством примерной покрытой фольги, включают в себя повышение температуры окисления фольги до, примерно, 600°С или выше, а также обеспечение лучшего токопроводящего пути и усовершенствованного управления процессом.

Без намерения ограничить объем примерного варианта реализации следующий пример демонстрирует эффективность покрытия для замедления окисления.

Пример

Для оценивания покрытия были выполнены ускоренные испытания вне условий лампы. При первом испытании молибденовая фольга толщиной, примерно, 0,025 мм была покрыта первым и вторым слоями золота толщиной 4 нм и 14 нм, соответственно аналогичным слоям 44, 46. При этих испытаниях третий слой не использовался. За счет диффузии в молибденовую подложку 40 сформировался первый слой 44 наносплава, несколько более толстый, чем 4 нм, с плоскостью зерен толщиной, примерно, 14 нм поверх него. Покрытый образец подвергали воздействию воздуха (25% кислорода) в печи, которую нагревали до 700°С. На протяжении трехдневного периода никаких изменений кристаллической структуры или ломкости (хрупкости) не наблюдали. В дальнейшем начинали появляться небольшие выступы.

При втором испытании молибденовую фольгу без покрытия подвергали воздействию тех же самых условий, как и при первом испытании. В пределах 2-3 часов у фольги начинали проявляться признаки ломкости. Молибден становился зернистым и терял целостность. Микроскопическое исследование поверхности выявило выступы на поверхности молибдена, указывающие на окисление.

При третьем испытании молибденовую фольгу со слоем диоксида кремния толщиной 100 нм подвергали воздействию тех же самых условий, как и при первом испытании, установив что это не мешает молибдену.

Ломкость исследовали с помощью механической ударной нагрузки и измерений удельного сопротивления. Механическая ударная нагрузка заостренной кромкой превращала непокрытую фольгу в небольшие кусочки, которые представляли собой в основном оксидные кусочки размером, примерно, 500 мкм. Измерения удельного сопротивления показали, что сопротивление покрытой фольги даже в случае более высокотемпературного отжига составляло менее 1 Ом, тогда как непокрытая фольга продемонстрировала сопротивление свыше 1 мегаома (МОм).

Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты реализации. Очевидно, что при чтении и уяснении предшествующего подробного описания будут приходить на ум другие модификации и изменения. Предполагается, что изобретение будет толковаться как включающее в себя все такие модификации и изменения.

Claims

1. Фольговый соединитель для лампы, содержащий:
слой подложки, образованный из электропроводного материала;
покрытие для уменьшения окисления подложки во время работы лампы, причем это покрытие содержит:
первый слой покрытия на подложке, содержащий благородный металл; и
второй слой покрытия, отделенный от подложки первым слоем покрытия, причем этот второй слой покрытия содержит благородный металл;
при этом благородный металл в каждом из первого и второго слоев покрытия содержит в качестве первичного компонента по меньшей мере одно из золота, платины и никеля.

2. Фольговый соединитель по п. 1, в котором подложка содержит молибден в качестве своего первичного компонента.

3. Фольговый соединитель по п. 1, в котором первый слой покрытия является более тонким, чем второй слой покрытия.

4. Фольговый соединитель по п. 1, в котором первый слой покрытия составляет менее примерно 10 нм в толщину.

5. Фольговый соединитель по п. 1, в котором второй слой покрытия является на по меньшей мере примерно 5 нм большим по толщине, чем первый слой.

6. Фольговый соединитель по п. 1, в котором первый и второй слои покрытия и третий слой покрытия, если он присутствует, различаются по их зернистой структуре.

7. Фольговый соединитель по п. 1, в котором благородный металл в первом и втором слоях покрытия является одним и тем же.

8. Фольговый соединитель по п. 1, в котором каждый из первого и второго слоев покрытия содержит по меньшей мере 50% по массе благородного металла.

9. Фольговый соединитель по п. 8, в котором благородный металл первого слоя покрытия содержит золото или платину.

10. Фольговый соединитель по п. 8, в котором благородный металл второго слоя покрытия содержит золото или платину.

11. Фольговый соединитель по п. 1, в котором покрытие дополнительно содержит третий слой покрытия, отделенный от подложки первым и вторым слоями покрытия, причем этот третий слой покрытия содержит благородный металл.

12. Фольговый соединитель по п. 11, в котором третий слой покрытия является самым внешним слоем фольгового соединителя.

13. Фольговый соединитель по п. 1, дополнительно содержащий слой, содержащий по меньшей мере одно из группы, состоящей из алюминия, кремния, оксида алюминия, оксида кремния и их сочетаний.

14. Фольговый соединитель по п. 1, в котором подложка содержит молибден в качестве своего первичного компонента.

15. Устройство сопряжения, содержащее фольговый соединитель по п. 1 и электрод.

16. Лампа, содержащая фольговый соединитель по п. 1.

17. Лампа, содержащая:
колбу;
по меньшей мере один внутренний электрод для генерации разряда внутри колбы во время работы лампы;
внешний соединитель; и
фольговый соединитель, который электрически соединяет внешний соединитель с внутренним электродом, причем этот фольговый соединитель содержит:
слой подложки, образованный из электропроводного материала;
первый слой покрытия на подложке, содержащий благородный металл, и
второй слой покрытия, отделенный от подложки первым слоем покрытия, причем этот второй слой покрытия содержит благородный металл, и
при этом благородный металл в каждом из первого и второго слоев покрытия содержит в качестве первичного компонента по меньшей мере одно из золота, платины и никеля.

18. Способ формирования фольгового соединителя, содержащий:
обеспечение слоя подложки, содержащего электропроводный материал;
осаждение благородного металла на подложку с образованием на подложке первого слоя;
прекращение осаждения благородного металла на некоторый период времени;
после этого осаждение благородного металла поверх первого слоя с образованием на подложке второго слоя, более толстого, чем первый слой;
при этом благородный металл в каждом из первого и второго слоев содержит в качестве первичного компонента по меньшей мере одно из золота, платины и никеля.

19. Способ по п. 18, в котором осажденные первый и второй слои содержат в качестве первичного компонента по меньшей мере одно из золота и платины.

20. Способ по п. 18, в котором осаждение включает в себя распыление мишени, содержащей благородный металл, в вакуумированной камере.

21. Способ формирования лампы, содержащий:
формирование фольгового соединителя способом по п. 18;
электрическое взаимное соединение внутреннего электрода и внешнего соединителя с фольговым соединителем;
размещение внутреннего электрода внутри колбы; и
запаивание колбы при сжатии колбы в области фольгового соединителя.