WO2005066990A2 - Verwendungen von glaskeramiken - Google Patents

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WO2005066990A2
WO2005066990A2 PCT/EP2005/000018 EP2005000018W WO2005066990A2 WO 2005066990 A2 WO2005066990 A2 WO 2005066990A2 EP 2005000018 W EP2005000018 W EP 2005000018W WO 2005066990 A2 WO2005066990 A2 WO 2005066990A2
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Jörg Hinrich FECHNER
Thilo Zachau
Uwe Kolberg
Paul Kissl
Rainer Liebald
Dirk Sprenger
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Schott Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0009—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing silica as main constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0045—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents

Definitions

  • the present invention relates to new uses of glass ceramics, the glass ceramics being used in particular in the form of a glass ceramic tube.
  • the tubes can be used in a wide range of applications or in a wide variety of types of lamps, for example in the field of general lighting or automotive lighting or in temperature radiators, such as halogen lamps or incandescent lamps, or in high-pressure or low-pressure discharge lamps.
  • the glass ceramics can also be used in miniaturized form for so-called “backlighting” in connection with the backlighting of flat screens.
  • the glass ceramics according to the invention are preferably suitable as outer bulbs for high-pressure metal halide discharge lamps, for example those with burners made of Al 2 O 3 ceramic , wherein the lamp bulb from the glass ceramic according to the invention separates the space around the burner from the outside atmosphere.
  • Glass ceramics with preferred properties for targeted use in special applications are known from the prior art, and the prominent brands of the applicant, Ceran® and Robax®, may be mentioned by way of example.
  • Glass ceramics such as those mentioned have a unitary spectrum of properties which result from targeted, controlled, temperature-controlled, partial crystallization.
  • manner of production of the initial glass also called “green glass”
  • adaptation of the temperature regime in hot post-processing which also includes the so-called “ceramization”, that is, the conversion of the green glass into a glass ceramic
  • ceramization that is, the conversion of the green glass into a glass ceramic
  • Different types of crystal phases, crystallographic species with different crystal morphology and size as well as different amounts of crystals are excreted from a glass ceramic.
  • the thermal expansion or mechanical stabilities can be set.
  • An outstanding fundamental property of a glass ceramic such as Robax® or a glass ceramic from other chemical systems is the high thermal stability of the material, which is essentially higher than that of common multi-component glasses, in particular higher
  • halogen lamps or discharge lamps have transparent cylindrical lamp bulb vessels as a key element. In the operating state, these vessels usually contain gases that either serve to protect the heat sources (e.g. tungsten wire, protected by halides, in halogen lamps) or are themselves the cause of the generation of light (e.g. Hg, Xe, lanthanoid Halides in discharge lamps).
  • Transparent media can also serve as a second enveloping bulb as splinter protection, for UV blocking (shielding from UV light), for thermal insulation of hot burners or for oxidation protection of lead-through systems (see e.g. UV-blocking silica glass in high-pressure discharge lamps with AI 2 O 3 ceramic burners).
  • Translucent ceramics such as B. those based on Al 2 O 3 are used in high pressure gas discharge lamps as ceramic burners. They are manufactured using classic ceramic manufacturing processes, ie directly from crystalline powders using pressure and / or temperature processes. The ceramics have, if at all, only slight glassy portions, preferably in the so-called “sinter necks” between the grain boundaries. The materials used should also be alkali-free.
  • Conventional ceramic materials differ significantly from glass ceramics. While a fine, already crystalline material is melted on the surface of a ceramic and then sintered, crystals grow out of the amorphous phase in a glass ceramic.
  • crystalline powders are compacted and sintered, whereby the grains coarsen and agglomerate near the surface. If melting occurs in the grain boundary area and this melt solidifies as it cools down, however, the volume fractions of the gaseous intermediate phases are small in comparison to glass ceramics. In the latter case, amorphous fractions remain between the crystalline regions, which typically make up about 10 to 20% by volume of the glass ceramic. The residual glass portion can also be up to 50% by volume of the glass ceramic.
  • multicomponent glasses in particular borosilicate glasses, also doped, have been used for backlight applications in order to achieve UV-blocking properties.
  • silica glass with a wall thickness of approximately between 1 mm and 1.5 mm is used as the outer bulb material.
  • the silica glass is doped with CeO 2 in a content of mostly ⁇ 1% by weight. It is disadvantageous that the glass still has a residual transmission in the order of magnitude of 10% or more in the area of hard, high-energy UV C and D radiation, that is to say below 300 nm.
  • the patent specification DE 37 34609 C2 relates to calcium phosphate glass ceramics, which can also be used in discharge tubes.
  • the main crystal phase in these glass ceramics is apatite, which means that the glass ceramic has a high coefficient of thermal expansion, which is also desired according to DE 37 34609 C2.
  • the patent does not disclose any glass ceramic which has a coefficient of thermal expansion smaller than 6 x 10 "6 / ° K.
  • US 4,045,156 describes the use of partially crystallized glass for applications in photoflash lamps. These lamps are characterized by a higher temperature resistance, higher thermal shock resistance and mechanical strength than conventional lamps including bulbs made of soda-lime glass.
  • the coefficient of expansion mainly due to the precipitation of lithium disilicate crystals from the corresponding starting glasses, is approximately 8.0-9.5 x 10 "6 / ° K.
  • the background is the adaptation of the glass ceramic to high-expansion lead-through metals or - alloys, for example copper-containing “Dumet” alloys.
  • US 3,960,533 describes a further application of the glass ceramic described in US 4,045,156, but now in the translucent-ceramicized form as shading in front of the bright tungsten filament in a light bulb.
  • the coefficients of expansion of the materials are high and the transmission is very low.
  • a glass ceramic comprising larger quantities of Ta 2 O 5 - and / or Nb 2 O 5 - (5 to 20% by weight in the starting glass) with more than 50% by volume of amorphous phases is described in US Pat. No. 4,047,960. When used as part of a lamp, however, it should be borne in mind that if recognizable amounts of Ta 2 O 5 - and / or Nb 2 O 5 are introduced, the formation of “charge transfer complexes” in the glass ceramic leads to undesired discoloration.
  • the object of the present invention is to provide glass-ceramic materials and methods for their production which meet defined requirements with regard to shape and properties and can therefore be used for new purposes.
  • the required properties are transparency in the visible and blocking in the UV range, with good resistance to solarization, low thermal expansion coefficients and excellent chemical resistance.
  • the object is achieved by providing corresponding glass ceramics and their new and inventive use, as defined in the claims.
  • the unique applications of highly stable, transparent and tailored to other requirements glass ceramics far exceeds the current use of conventional glasses, conventional ceramics and calcium phosphate glass ceramics according to the state of the art and offers advantages especially in the case of low pressure lamps ("backlight") in the area of "UV Blocking "with high overall transparency.
  • tubular here being understood to mean a hollow body with an outer wall and at least one opening, the cross section of which is circular, whereas “similar to tubes “corresponding cross-sections of other closed geometry, for example elliptical, oval or” rounded-angular ".
  • the glass ceramics When used according to the invention, they can be in the form of tubes, which is particularly useful if the glass ceramic is used as part of a lamp. If necessary, tubes can be converted into spherical or ellipsoidal shapes. Hollow spheres or hollow ellipsoids can also be produced directly by blowing and pressing, regardless of a previous tube shape.
  • Requirements for the glass ceramics for the uses according to the invention are properties such as, for example, good temperature stability with excellent transparency.
  • Tg transformation temperatures
  • Tg glass ceramic Since no so-called “Tg” can be determined for glass ceramics, it is sensible to determine a state which is dependent on the temperature and is still stable on the basis of the viscosity of the glass ceramic as a function of the temperature. Such viscosity measurements are shown and explained in Example 3 below.
  • a suitable glass ceramic should not flow viscously even at higher temperatures and withstand lamp operating temperatures of> 800 ° C, preferably of> 900 ° C, and more preferably of> 1000 ° C.
  • the viscous flow of a glass ceramic according to the invention begins at higher temperatures than with silica glass.
  • the glass ceramic is similarly stable or even more stable than translucent ceramics, e.g. B. those based on AI 2 O 3 .
  • the glass ceramics should have a high transmission in the visible range (between 380 nm and 780 nm) with a layer thickness of 0.3 mm, for example> 75%, preferably> 80%, particularly preferably> 90%, which property the use of glass ceramics as parts of a lamp is important.
  • Glass ceramics which have a wall thickness of 1 mm in the wavelength range between 400 and 780 nm, preferably> 75%, particularly preferably> 80% transmission, are also particularly preferred.
  • Blocking means a transmission of less than 1% with a layer thickness of 0.3 mm.
  • the blocking can be achieved for wavelengths ⁇ 260 nm, preferably ⁇ 300 or ⁇ 315 or ⁇ 365 nm.
  • the glass ceramic or the green glass should be easily fusible with electrical feedthroughs which, depending on the application, consist of molybdenum, tungsten or alloys such as Vacon 11® (“Kovar”).
  • electrical feedthroughs which, depending on the application, consist of molybdenum, tungsten or alloys such as Vacon 11® (“Kovar”).
  • a permanently hermetically sealed seal can therefore be made between one electrically and thermally conductive metal bushing and the piston material are provided and problems that arise due to different properties with regard to the thermal expansion of the materials glass and metal can be avoided.
  • thermal expansion coefficients ⁇ 20/30 o between 0 and ⁇ 6 x 10 "6 / ° K, preferably between 3 x 10 ⁇ / K and 5.5 x 10 " 6 / K can be achieved.
  • Expansion coefficients are between 3.4 x 10 "6 / K and 4.4 x 10 " 6 / K for fusions with tungsten and expansion coefficients between 4.2 x 10 "6 / K and 5.3 x 10 " 6 for fusions with molybdenum / K particularly preferred.
  • expansion coefficients between 3.8 x 10 "6 / K and 5.2 x 10 " 6 / K are particularly preferred.
  • Very low-stretching glass ceramics with dimensions up to 0 x 10 "6 / K can also be used for lamp construction.
  • the glass ceramic can be designed in such a way that the thermal expansion of the electrode material, consisting of metal, is approximated, which has the advantage that there are no leaks even at operating temperature during lamp operation.
  • the materials are chemically resistant. B. processes in a lamp are not permanently influenced. When used in halogen lamps, a disturbance in the halogen circuit should be avoided in particular.
  • the materials should not be from Fillers can be penetrated, that is, have good long-term impermeability. Hot, pressurized fillers should not cause any corrosion.
  • the glass ceramics should be alkali-free when used in lamps, at least in the uppermost layers of the inner tube surface, preferably in the entire lamp bulb body, and meet the highest purity requirements.
  • the glass ceramics used according to the invention contain phosphorus for stabilizing the glass phase, but not in a main crystal phase and in particular no main crystal phase made of apatite. This imparts preferred properties and is achieved by limiting the amount of P 2 O 5 and / or CaO.
  • the glass ceramic contains only from 0 to less than 4% by weight of P 2 O 5 and / or from 0 to less than 8, preferably 0 to 5% by weight of CaO.
  • the CaO content is very particularly preferably only from 0 to 0.1% by weight.
  • glass ceramics can also be used which contain both the previously defined content of phosphorus oxide and a defined content of CaO.
  • the glass ceramics used according to the invention which may be in the form of a tube, for example, are produced by means of ceramicization programs known to the person skilled in the art.
  • the ceramization program is to be designed in such a way that the glass ceramic obtained is optimized for the respective application with regard to the properties required.
  • the proportion of glass within the glass ceramic i.e. for example, to set a crystal phase fraction of at least 50% by volume, preferably at least 60% by volume, more preferably 70% by volume, particularly preferably 80% by volume and / or to adjust the composition of the residual glass phase close to the pure silica glass.
  • ceramization programs are adjusted with regard to temperature and time regimes and matched to the desired crystal phases, as well as to the ratio of residual glass phase and crystal phase content as well as crystallite size.
  • the surface chemistry or a depth profile for certain elements can be set by the ceramization program, whereby a desired alkali content can be set in the course of the ceramization in areas close to the surface, even in fine adjustment from “low in alkali” to “alkali-free”.
  • a concentration gradient can also be built up for certain elements, which can be brought about by their incorporation into the crystal phase or by their remaining / enrichment in the residual glass phase, in particular by the formation of a glassy surface layer, the thickness and composition of which depend on the composition of the starting glass and the ceramization atmosphere can be determined.
  • in-situ ceramization it is also possible to ceramize directly during lamp operation (in-situ ceramization) by setting certain current-voltage-time profiles, which lead to heat radiation through the lamp filament, with which corresponding nucleation and crystal growth temperatures and heating up - and let cooling rates in the lamp body reach.
  • composition of the starting glass and the ceramization program are, if necessary, adapted to the desired level of shielding from UV radiation with regard to nucleation or crystal development regimes.
  • the UV blocking properties (position / slope of the absorption edge) of the glass ceramic can be tailored by a number of measures: In addition to the introduction of UV blocking additives, such as TiO 2 , there are other setting options for glass ceramics compared to glasses: Particle size (adjusted with regard to the maximum UV scatter), particle size distribution (the more homogeneous the size of the particles, the steeper the edge).
  • Particle size adjusted with regard to the maximum UV scatter
  • particle size distribution the more homogeneous the size of the particles, the steeper the edge.
  • the glass ceramic can also be set with respect to the starting glass and the ceramization status such that the active dopant Ti is ideally distributed over the residual glass phase and crystal phase. The larger the crystal particles are, the greater the properties that shield UV light.
  • Particle sizes in the range 10-100 nm are preferred, with a particle size distribution that is as monomodal as possible is preferred and preferably at least 60% of the particles present are in this size range, the proportion of crystal phase in the total volume preferably being at least 50% by volume and at most 90% by volume .-%.
  • the ceramic tube is superior to a non-ceramic tube of the same composition, i.e. its green glass tube, in terms of UV blocking properties. It is therefore extremely suitable for the uses according to the invention.
  • Ceramization regimes are also possible to generate a hermetically sealed transition from glass to an electrical feedthrough. It is conceivable that through Shrinkage of the material during the ceramization form favorable stress states (axial / radial) and thus a hermetically sealed connection is provided.
  • glass ceramic materials that are adapted in terms of their thermal expansion (preferably both in the glassy and in the ceramized state)
  • even more massive metal bushings instead of very thin Mo sheets, can be used, for example, in halogen lamps based on silica glass, silica glass as the outer bulb for HID Lamps) are used, which should also allow better heat dissipation from the lamp.
  • a state in which the lamp “seals itself” during operation can also be set by suitable ceramization or the use of suitable heating methods for shaping the starting glass.
  • GC Alkali-free glass ceramics
  • AF-GC Alkali-free glass ceramics
  • customary refining agents such as SnO 2 + CeO 2 + SO 4 + CI + As 2 O 3 + Sb 2 O 3
  • the glass ceramics are characterized by the main crystal phases spinel, sapphirine, high quartz mixed crystal (HQMK), alpha quartz, cordierite and corresponding mixed crystals (esp. Zn spinels / sapphirine; Mg / Zn-HQMK).
  • a crystal phase is to be referred to as the main crystal phase, the proportion of which in the sum of all crystal phases is greater than 5% by volume.
  • Crystal phases is less than 5 vol%) llmenite (M 2+ TiO 3 ), llmenorutile
  • Calcium-containing crystal phases such as anorthite (CaAI 2 Si 2 O 8 ) or calcium phosphate (especially apatite), are due to their known to have a clouding effect and low chemical resistance as main crystal phases, the formation of which is avoided by the amounts of phosphorus oxide and / or calcium oxide in the glass ceramic.
  • Main crystal phases made of aluminum niobate and / or aluminum tantalum and / or aluminum niobate tantalate are also undesirable. Less than 5% by weight of niobium and / or tantalum oxide is preferably used in the starting melt.
  • compositions for example, as alkali-containing glass ceramics, referred to as “AH-GC”, in particular when used as (optionally miniaturized) low-pressure discharge lamps:
  • the glass ceramics are characterized by the main crystal phases: HQMK, keatite.
  • Both types of glass ceramics mentioned above can also be used with particular preference as outer bulbs for high pressure metal halide discharge lamps.
  • Example 1 is intended to describe the present invention without restricting the scope. As will become apparent to those skilled in the art from the above description, the present invention includes a number of further aspects, which in principle could also be claimed separately independently.
  • Example 1
  • Example 1 describes compositions of alkali-containing glass ceramics which have proven to be advantageous in tube tensile tests and which are suitable in tube form for uses according to the invention: LAS (Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 ) glass ceramic in the form of a tube (containing alkali )
  • Example 2 describes the composition of an alkali-free glass ceramic which is suitable in tube form for the uses according to the invention:
  • Alkali-free glass ceramic from the MAS system (MgO-AI 2 O 3 -SiO 2 ) in the form of a glass ceramic tube
  • Example 2 The material from Example 2 was used for the viscosity measurements (named AF-GC in graphic 1 in Example 3 below).
  • the thermal stability can be modified by synthesis and different ceramization programs.
  • the viscosity of the material as a function of temperature is used to assess the stability.
  • the graphic 2 below shows that glass ceramics to be used in accordance with the invention keep UV radiation better compared to starting glass for glass ceramics.
  • AH GC ceramic. 2 alkali-containing glass ceramic, ceramized according to temperature regime 2.
  • Graphic 3 shows the transmission curves (transmittance [%] vs. wavelength [nm]) of a further exemplary embodiment (glass ceramic A1) and a comparative example V1 for the wavelength range 300 nm - 550 nm. The measurements were carried out on 0.3 mm thick samples.
  • the glass ceramic according to embodiment A1 according to the invention is a LAS (Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 ) glass ceramic with the following composition:
  • the ceramization is performed in a multistage process, which is characterized by heating ramps and hold times.
  • the maximum temperature not exceeding 1000 ° C this case, the holding times are adjusted to the optimum crystallite growth.
  • the crystal lit size is generally in the order of 20 to 90 nm, the crystal phase fraction is at least 50%.
  • Comparative example V1 is a glass with the following composition:
  • Graphic 3 shows that despite the low TiO 2 content of A1 compared to the already UV-blocking glass V1, the UV blocking of the glass ceramic A1 is significantly improved, with very little negligible transmission loss in the visible.
  • A1 is preferred over V1 in some application-relevant basic properties:
  • ⁇ 20/30 o with approx. 0 x 10 "6 / ° K is significantly below that of V1 (3.9 x 10 " 6 / ° K), which results in that the material is more resistant to temperature changes, e.g. in hot lamps.
  • a better adaptation to silica glass is given, which is also often used in lamp construction a material.
  • the thermal load capacity of A1 is at least 850 ° C (below which the material no longer deforms) compared to approx. 550 ° C for V1 (Tg ⁇ 500 ° C)
  • A1 is a lamp component, especially for lamps of devices that have plastic components that are susceptible to yellowing, e.g. As for backlights, better than V1.
  • the UV-A range (around 365 nm) is effectively blocked: here, as shown in FIG. 2, there is an improvement (reduction) by 30 transmission percentage points% (ie absolutely) or more.
  • Example 6
  • Graph 4 shows the transmission curves (250-550 nm) of embodiment A1 and a further embodiment A2, which differs from A1 only by its reduced TiO 2 content (2.0% by weight instead of 2.6) and increased Al 2 O. 3 -, ZnO-, ZrO 2 - O ' each by 0.1% by weight), as well as two comparative examples V2 and V3, which correspond to the green glasses, i.e. the unceramized basic glasses, from A1 and A2, V2 having the same composition as A1 and V3 have the same composition as A2.
  • Graph 5 shows the transmission curves of exemplary embodiments according to the invention, which are designated as A1a and A1b.
  • A1a and A1b have the same composition as A1 (see above). However, due to variations in the ceramization program, they contain crystallites with an average crystallite size of approx. 30 nm (A1a) or approx. 50 nm (A1b), which were determined by X-ray diffractometry.
  • Graph 5 shows that fine tuning of the UV edge is possible by varying the particle size.
  • the particle size was adjusted by varying the ceramization conditions, especially the maximum temperatures / holding times of the crystal growth step.
  • Graphic 5a also shows a transmission curve of A1, but in comparison to the transmission curve of the glass commercially available V4 and further the curve (A4) of a glass ceramic of the type ZERODUR ®, another representative of the null stretching LAS glass-ceramics with high quartz mixed crystals as the crystal phase.
  • This glass ceramic is characterized by average crystallite sizes> 68 nm and a crystal phase fraction> 70% by volume. The measurements were carried out on 0.2 mm thick samples.
  • the curves show that the glass ceramics A1 and A4 according to the invention also have good transmission properties, namely a high transmission in the visible and a sufficiently steep UV edge, in comparison to the glass V4 used commercially for UV blocking applications, also in lamps.
  • Comparative Example V4 is a commercial glass of the composition (in% by weight)
  • the comparison glass V5 has the approximate composition
  • the glass is e.g. Used as an outer bulb in high-pressure metal halide discharge lamps, short-wave UV radiation (from the discharge of mercury) can emerge from the lamp. Additional UV protection is necessary here.
  • Both glass ceramics A1 and A2 according to the invention are preferred over V5 since they do not allow any radiation below approx. 330 nm to pass through. Their transmission is 400nm above 80%.
  • the transmission can even reach values of 88% or more by suitable selection of composition and raw materials (see example A3, TiO 2 content 2.3% by weight).
  • Comparative example V5 is the same as shown in graphic 6a.
  • the graphic 7 below shows that aluminosilicate glass suffers from a degeneration when irradiated with UV light, namely has lower transmission values after UV irradiation. As a result, the transparency of conventional glass decreases after exposure to UV radiation. Such an effect does not occur, as can be seen from graphic 5, for the glass ceramics to be used according to the invention (the courses of the curves for the irradiated and unirradiated materials relate respectively to unexposed and 15 hours irradiated with UV light).
  • the transmission at 750 nm is absolutely 0.8% (91.3 to 90.5%) for aluminosilicate glass, while there is no change to lower values for the glass ceramic, as can be seen in the graphic 7 below.
  • the starting glasses of the glass ceramics to be used according to the invention can be produced by melting at a temperature 1, refining at a temperature 2 (the temperature 2 being higher than the temperature 1) and subsequent working out in a crucible in a one-step process.
  • Step 1 of the two-stage process should be carried out in a silica glass crucible, step 2 then being able to be carried out in the platinum crucible.
  • a silica glass crucible For example, at 1450 ° C in a PtRh 10 crucible (4 liter volume) with a directly attached nozzle, remelting can be carried out for 2 hours, followed by refining at 1450 ° C for 12 hours and then at 1500 ° C for 4 hours.
  • the nozzle is "melted free” with a burner, with some of the glass ceramic being discarded.
  • the hot molding is then carried out at, for example, 1475 ° C.-1485 ° C.
  • the resulting glass ceramic tube is kept warm at 1080 ° C. by means of a subsequent muffle furnace.
  • the needle in the nozzle which can protrude up to 10 mm from the nozzle, and a suitable inner diameter of the nozzle can be 35 mm.
  • Suitable tube dimensions for the glass ceramics obtained are, for example: total diameter of 8 mm with 1 mm wall thickness and 6 mm tube inner diameter, which can be obtained at take-off speeds of approximately 34 cm / min; Total diameter of 10.5 mm with 1, 2 mm wall thickness, obtainable at take-off speeds of about 16 cm / min; Overall diameter of 13.5 mm with 1, 2 - 1, 4 mm wall thickness, to be obtained at take-off speeds of about 10 cm / min.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verwendungen von Glaskeramiken, wobei die Glas­keramiken insbesondere in der Form eines Glaskeramikrohres verwendet werden und 0 bis kleiner 4 Gew-% P205 und 0 bis kleiner 8 Gew-% CaO enthalten. Der Einsatz der Rohre kann in vielfältigen Anwendungsbereichen bzw. in vielfältigen Typen von Lampen erfolgen, beispielsweise im Bereich der allgemeinen Beleuchtung oder der Automobilbeleuchtung so­wie in Wärmestrahlern, wie Halogenlampen oder Glühlampen, bzw. in Hockdruck- oder Nie­derdruckentladungslampen. Insbesondere können die Glaskeramiken auch miniaturisiert zum so genannten ,,Backlighting' im Zusammenhang mit der Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen eingesetzt werden. Die Glaskeramiken weisen eine exzellente spektrale Transmission im sichtbaren Wellenlän­genbereich auf und sind dabei solarisationsstabil und absorbieren stark UV-Licht.

Description

Verwendungen von Glaskeramiken
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verwendungen von Glaskeramiken, wobei die Glaskeramiken insbesondere in der Form eines Glaskeramikrohres verwendet werden. Der Einsatz der Rohre kann in vielfältigen Anwendungsbereichen bzw. in vielfältigen Typen von Lampen erfolgen, beispielsweise im Bereich der allgemeinen Beleuchtung oder der Automobilbeleuchtung bzw. in Temperaturstrahlern, wie Halogenlampen oder Glühlampen, bzw. in Hochdruck- oder Niederdruckentladungslampen. Insbesondere können die Glaskeramiken auch miniaturisiert zum so genannten „Backlighting" im Zusammenhang mit der Hintergrundbeleuchtung von Flachbildschirmen eingesetzt werden. Ebenso eignen sich die erfindungs- gemäßen Glaskeramiken bevorzugt als Außenkolben für Hochdruck-Metallhalogenid- Entladungslampen z.B. solche mit Brennern aus AI2O3 - Keramik, wobei der Lampenkolben aus der erfindungsgemäßen Glaskeramik den Raum um den Brenner gegenüber der Außenatmosphäre abtrennt.
Glaskeramiken mit bevorzugten Eigenschaften zum gezielten Einsatz bei speziellen Anwen- düngen sind aus dem Stand der Technik bekannt, und beispielhaft seien die prominenten Marken der Anmelderin, Ceran® und Robax®, genannt. Glaskeramiken wie die genannten weisen ein unitäres Spektrum an Eigenschaften auf, welche aus gezielter, kontrollierter, temperaturgesteuerter, partieller Kristallisation resultieren. Abhängig von Zusammensetzung, Art und Weise der Herstellung des Ausgangsglases (auch genannt „Grünglas") und Anpas- sung des Temperaturregimes in der Heißnachverarbeitung (welche auch die so genannte „Keramisierung", also die Umwandlung des Grünglases in eine Glaskeramik, einschließt) können bei einer Glaskeramik unterschiedliche Kristallphasenarten, kristallographische Spezies mit verschiedener Kristallmorphologie und -große sowie unterschiedliche Kristallmengen ausgeschieden werden. Dadurch lassen sich insbesondere die thermische Dehnung bzw. mechanische Stabilitäten einstellen. Eine herausragende grundlegende Eigenschaft einer Glaskeramik wie Robax® oder einer Glaskeramik aus anderen chemischen Systemen stellt die hohe thermische Stabilität des Materials dar, welche im Wesentlichen höher ist als die gängiger Multikomponentengläser, insbesondere höher ist als diejenige des jeweiligen Grünglases.
BESTATIGUNGSKOPIE Während Glaskeramiken bislang in scheibenartiger Form als Kochplatten und Scheiben für Öfen und Kamine Anwendung gefunden haben, gibt es noch keine technische Lösung dafür, diese vorteilhaften Materialien mit definierten Eigenschaften in anderen komplexeren Formen zu fertigen und für andere Anwendungen einzusetzen. Insbesondere Verfahren zur kosten- günstigen und reproduzierbaren Herstellung von Glaskeramikrohren in insbesondere für Lampenanwendungen geeignetem Keramisierungszustand, in geeigneter Geometrie und Größe und geeignet hinsichtlich der Eigenschaft, UV-Licht abzuschirmen, sind bisher nicht beschrieben worden.
Viele traditionelle Beleuchtungsquellen wie Halogenlampen oder Entladungslampen führen transparente zylindrische Lampenkolbengefäße als Schlüsselelement. Innerhalb dieser Gefäße sind im Betriebszustand meist Gase enthalten, die entweder zum Schutz der Heizquellen dienen (z. B. des Wolframdrahtes, geschützt durch Halogenide, in Halogenlampen) oder selbst ursächlich zur Generierung von Licht sind (z. B. Hg, Xe, Lanthanoid-Halogenide in Entladungslampen). Auch können transparente Medien als zweite umhüllende Kolben als Splitterschutz, zur UV-Blockung (Abschirmen von UV-Licht), zur thermischen Isolation von heißen Brennern bzw. zum Oxidationsschutz von Durchführungssystemen dienen (s. z. B. UV- blockendes Kieselglas in Hochdruck-Entladungslampen mit AI2O3 - Keramikbrennern).
Insbesondere beim erfindungsgemäßen Einsatz von Glaskeramiken in der Form von transparenten Rohren in Beleuchtungsquellen sind zunehmend definierte Anforderungen gefragt, beispielsweise die Parameter Temperaturstabilität, optische Funktionen, Transmissionseigenschaften, hier besonders im UV-Bereich etc.
Derzeit werden für Beleuchtungseinheiten im Bereich der Halogenlampen, z. B. für Kraftfahrzeuge, Hartglas (meist alkalifreie Aluminiumsilicatgläser) und Kieselglas (SiO2) als Material eingesetzt.
Transluzente Keramiken, wie z. B. solche auf Basis von Al2O3, werden in Hochdruckgasentladungslampen als Keramikbrenner eingesetzt. Deren Herstellung erfolgt durch klassische keramische Herstellverfahren, d.h. direkt aus kristallinen Pulvern durch Anwendung von Druck- und/oder Temperaturprozessen. Die Keramiken weisen, wenn überhaupt, nur geringfügige glasige Anteile auf, vorzugsweise in den so genannten „Sinterhälsen" zwischen den Korngrenzen. Die verwendeten Materialien sollten ebenfalls alkalifrei sein.
Herkömmliche Keramikmaterialien unterscheiden sich ganz wesentlich von Glaskeramiken. Während bei einer Keramik ein feines, schon kristallines Material oberflächlich aufgeschmolzen wird, um dann versintert zu werden, wachsen Kristalle in einer Glaskeramik aus der a- morphen Phase. In einer herkömmlichen Keramik werden also kristalline Pulver verdichtet und gesintert, wodurch sich die Körner vergröbern und oberflächennah agglomerieren. Sofern es im Korngrenzbereich zu Aufschmelzungen kommt und diese Schmelze bei Abkühlung glasig erstarrt, sind jedoch die Volumenanteile der gasigen Zwischenphasen im Vergleich zur Glaskeramik gering. Bei letzterer nämlich verbleiben zwischen den kristallinen Be- reichen amorphe Anteile, welche typischerweise etwa 10 bis 20 Vol.- % der Glaskeramik ausmachen. Der Restglasanteil kann aber auch bis zu 50 Vol.- % der Glaskeramik betragen. Während Glaskeramiken eine exzellente Transmission im sichtbaren Bereich aufweisen, treten bei herkömmlichen und selbst transmissionsoptimierten Keramiken, insbesondere jenen aus AI2O3, aufgrund der Korngrenzen und weil auch bei optimaler Prozessführung immer intergranulare Hohlräume zurückbleiben, Streueffekte auf, die die Transmission im Bereich des sichtbaren Lichtes beschränken. Meist beträgt diese nicht mehr als 65%. In der transparenten Glaskeramik dagegen liegen kleine Partikel vor und der Brechwert der Kristalle ist dem des Glases angenähert, was hervorragende Transmissionswerte im sichtbaren Bereich bedingt.
In Niederdruck-Entladungslampen (Beispiel: Leuchtstoffröhren), die z. B. miniaturisiert in TFT („thin film transistor") Bildschirmen zur Hintergrundbeleuchtung eingesetzt werden („Backlights"), wurden bisher Multikomponenten-Gläser auf Silicatbasis in Rohrform eingesetzt". Dabei ist das Kolbenglas derartig dotiert, dass UV-Licht abgeschirmt wird. Hier ist die Anforderung an das Abschirmen von UV-Licht durch das Glas der Lampe selbst von beson- derer Bedeutung, da andere Komponenten, in den Flachbildschirmen, insbesondere polymerführende Komponenten, durch UV-Licht rasch altern und degenerieren, nämlich zum Vergilben und Versprüden neigen.
Für die Anwendungen als Backlight werden bisher Multikomponentengläser, insbesondere Borosilicatgläser, auch dotiert, verwendet, um UV-blockende Eigenschaften zu erzielen.
Bei Metallhalogenid-Lampen mit Keramikbrennern wird beispielsweise nach dem Stand der Technik Kieselglas der Wandstärke ca. zwischen 1 mm und 1,5 mm als Außenkolbenmateri- al verwendet. Zur UV-Blockung wird das Kieselglas mit CeO2 in Gehalten von meist < 1 Gew.% dotiert. Nachteilig ist, dass dadurch das Glas im Bereich der harten energiereichen UV C- und D- Strahlung, also unterhalb 300 nm, noch eine Resttransmission in der Größen- Ordnung von 10% oder mehr aufweist.
Die Patentschrift DE 37 34609 C2 betrifft Calciumphosphatglaskeramiken, die auch in Entladungsröhren verwendet werden können. Die Hauptkristallphase in diesen Glaskeramiken ist Apatit, wodurch die Glaskeramik einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, was gemäß der DE 37 34609 C2 auch gewünscht ist. Die Patentschrift offenbart keine Glaskeramik, die einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als 6 x 10"6/°K aufweist.
Die Verwendung von Glaskeramiken im Lampenbau ist in GB 1 ,139,622 beschrieben. Hier wird eine Komposit-Lampe beschrieben, bestehend aus einem Glaskeramikteil sowie einem Kieselglas-Fenster. Die Teile sind mit einem kupferhaltigen Lotglas miteinander verbunden. In der GB 1 ,139,622 werden keine Angaben gemacht zur Herstellung von Grünglaskolben oder -körpern bzw. deren Weiterprozessierung. Die Anwendung ist auf UV- und IR- Beleuchtungen beschränkt, die Emission von UV-Licht ist explizit gewünscht. Es gibt keinerlei Offenbarung zur Abschirmung von UV-Strahlung.
Die US 4,045,156 beschreibt den Einsatz von partiell kristallisiertem Glas für Anwendungen in Photoflash- Lampen. Diese Lampen zeichnen sich durch eine höhere Temperaturbeständigkeit, höhere Thermoschockbeständigkeit sowie mechanischer Festigkeit als herkömmliche Lampen umfassend Kolben aus Kalk-Natron-Glas, aus. Der Ausdehnungskoeffizient liegt, maßgeblich bedingt durch Ausscheidung von Lithium-Disilikat-Kristallen aus entspre- chenden Ausgangsgläsern, bei ca. 8,0-9,5 x 10"6/°K. Hintergrund ist die Anpassung der Glaskeramik an hochdehnende Durchführungsmetalle bzw. -legierungen, beispielsweise kupferhaltige „Dumet"-Legierungen.
Die US 3,960,533 beschreibt eine weitere Anwendung der in US 4,045,156 beschriebenen Glaskeramik , jetzt aber in der transluzent keramisierten Form als Abschattung vor dem grel- len Wolfram-Filament in einer Glühbirne. Die Ausdehnungskoeffizienten der Materialien sind hoch, und die Transmission ist sehr gering.
Eine in größeren Mengen Ta2O5- und/oder Nb2O5- (5 bis 20 Gew.-% im Ausgangsglas) umfassende Glaskeramik mit mehr als 50 Vol.-% amorphen Phasen wird in der US 4,047,960 beschrieben. Bei der Verwendung als Teil einer Lampe jedoch ist zu bedenken, dass bei Einbringen von erkennbaren Mengen an Ta2O5- und/oder Nb2O5 das Ausbilden von „Charge transfer complexen" in der Glaskeramik zu unerwünschten Verfärbungen führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, glaskeramische Materialien sowie Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, die definierten Anforderungen bezüglich Form und Eigenschaften entsprechen und somit für neue Zwecke verwendet werden können. Die gefor- derten Eigenschaften sind Transparenz im Sichtbaren und Blockung im UV-Bereich, bei guter Solarisationsbeständigkeit, kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und exzellenter chemischer Beständigkeit. Die Aufgabe wird durch das Bereitstellen entsprechender Glaskeramiken und deren neue und erfinderische Verwendung, wie in den Ansprüchen definiert, gelöst. Die einzigartigen Anwendungen von hochstabilen, transparenten und auf sonstige Anforderungen maßgeschneiderten Glaskeramiken übertrifft den derzeitigen Einsatz von herkömmlichen Gläsern, herkömmlichen Keramiken und Calciumphosphatglaskeramiken gemäß dem Stand der Technik weit und bietet insbesondere im Falle der Niederdrucklampen („backlight") Vorteile im Bereich der „UV-Blockung" bei hoher Gesamttransparenz. Gleiches gilt für die Verwendung von rohrförmigen bzw. rohrähnlichen Glaskeramiken als Außenkolben in HID (high in- tensity discharge) Lampen, wobei hier unter „rohrförmig" ein Hohlkörper mit einer äußeren Wand und mindestens einer Öffnung verstanden wird, dessen Querschnitt kreisrund ist, wohingegen „rohrähnlich" entsprechende Querschnitte anderer geschlossener Geometrie, z.B. elliptisch, oval oder „verrundet-eckig", bezeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Glaskeramiken können diese in der Form von Röhren vorliegen, was insbesondere sinnvoll ist, wenn die Glaskeramik als Teil einer Lampe verwendet wird. Röhren können, sofern erforderlich, in kugelförmige oder ellipsoide Formen überführt werden. Hohlkugeln oder Hohl-Ellipsoide können, unabhängig von einer vorangegangenen Rohrform, auch direkt durch Blasen und Verpressen hergestellt werden.
Anforderungen an die Glaskeramiken für die erfindungsgemäßen Verwendungen sind Eigenschaften wie beispielsweise eine gute Temperaturstabilität bei hervorragender Transpa- renz.
Was die Temperaturstabilität betrifft, so sollte diese höher als die von Hartglas sein. Gängige Gläser, die sich hier eignen und die z. B. vom Typ Aluminosilicatglas sind, weisen Transformationstemperaturen (Tg) im Bereich von 700 bis 800 °C auf. Bei solchen Temperaturen liegt das Glas also noch in festem Zustand vor.
Da für Glaskeramiken kein so genannter „Tg" bestimmt werden kann, ist es sinnvoll, einen von der Temperatur abhängigen, noch stabilen Zustand anhand der Viskosität der Glaskeramik in Abhängigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Derartige Viskositätsmessungen sind in Beispiel 3 unten gezeigt und erläutert. Eine geeignete Glaskeramik sollte auch bei höheren Temperaturen nicht viskos fließen und Lampenbetriebstemperaturen von > 800 °C, bevorzugt von > 900 °C, und weiter bevorzugt von > 1000°C standhalten.
Idealerweise setzt das viskose Fließen einer erfindungsgemäßen Glaskeramik bei höheren Temperaturen als bei Kieselglas ein, am meisten bevorzugt ist die Glaskeramik ähnlich stabil oder noch stabiler als transluzente Keramiken z. B. solche auf Basis von AI2O3. Neben der hervorragenden Temperaturstabilität sollen die Glaskeramiken eine hohe Transmission im sichtbaren Bereich (zwischen 380 nm und 780 nm) bei einer Schichtdicke von 0,3 mm aufweisen, beispielsweise > 75%, bevorzugt > 80 %, besonders bevorzugt > 90 %, welche Eigenschaft bei der Anwendung der Glaskeramiken als Teile einer Lampe von Bedeu- tung ist. Ganz besonders bevorzugt sind weiterhin Glaskeramiken, welche bei 1 mm Wanddicke im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 780 nm bevorzugt > 75%, besonders bevorzugt > 80% Transmission aufweisen.
Insbesondere bei der Anwendung zur Hintergrundbeleuchtung in TFT Bildschirmen spielt eine gute UV-Blockung (Abschirmung von UV-Licht) eine wichtige Rolle. Unter Blockung wird eine Transmission von kleiner 1 % bei einer Schichtdicke von 0,3 mm verstanden. Die Blockung kann erreicht werden für Wellenlängen < 260 nm, bevorzugt < 300 bzw. < 315 bzw. < 365 nm.
Für einige erfindungsgemäße Verwendungen sollte die Glaskeramik bzw. das Grünglas gut verschmelzbar mit elektrischen Durchführungen sein, welche je nach Anwendung aus Mo- lybdän, Wolfram oder Legierungen wie Vacon 11® („Kovar") bestehen. Somit kann ein dauerhaft hermetisch dichter Verschluss zwischen einer elektrisch und thermisch leitenden Metalldurchführung und dem Kolbenmaterial bereitgestellt werden und Probleme, die durch unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der thermischen Ausdehnung der Materialien Glas und Metall entstehen, können umgangen werden.
So können thermische Ausdehnungskoeffizienten α20/30o zwischen 0 und < 6 x 10"6/°K, bevorzugt zwischen 3 x lO^/K und 5,5 x 10"6/K erreicht werden. Für Verschmelzungen mit Wolfram sind Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3,4 x 10"6/K und 4,4 x 10"6/K und für Verschmelzungen mit Molybdän Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4,2 x 10"6/K und 5,3 x 10" 6/K besonders bevorzugt. Für Fe-Ni-Co Legierungen sind, je nach Zusammensetzung der Legierung (z.B. KOVAR, Alloy 42) Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3,8 x 10"6/K und5,2 x 10"6/K besonders bevorzugt. Es können auch sehr niedrigdehnende Glaskeramiken mit Ausdehnungen bis in Bereich 0 x 10"6/K für den Lampenbau verwendet werden.
Hierbei kann die Glaskeramik so gestaltet werden, dass die thermische Ausdehnung des Elektrodenmaterials, bestehend aus Metall, angenähert wird, was den Vorteil hat, dass auch bei Betriebstemperatur während des Lampenbetriebes keine Undichtigkeiten entstehen.
Für die neuen und erfindungsgemäßen Anwendungen der Glaskeramiken ist auch von Bedeutung, dass die Materialien chemisch resistent sind, so das z. B. Vorgänge in einer Lampe dauerhaft nicht beeinflusst werden. Bei der Verwendung in Halogenlampen soll insbesondere eine Störung des Halogenkreislaufes vermieden werden. Die Materialien sollten nicht von Füllstoffen durchdringbar sein, also eine gute Langzeitdichtigkeit aufweisen. Auch sollten heiße, unter Druck stehende Füllstoffe keine Korrosion bedingen.
Sofern notwendig und sinnvoll sollten die Glaskeramiken bei der Verwendung in Lampen zumindest in den obersten Schichten der Rohrinnenoberfläche, bevorzugt im gesamten Lampenkolbenkörper, alkalifrei sein und höchsten Anforderungen bezüglich der Reinheit entsprechen. Der so genannte Weisseindruckindex („color rendering index" CRI) sollte dauerhaft optimal sein, z. B. CRI > 90, bevorzugt CRI = ca. 100.
Die erfindungsgemäß verwendeten Glaskeramiken enthalten Phosphor zur Stabilisierung der Glasphase, nicht jedoch in einer Hauptkristallphase und insbesondere keine Hauptkristall- phase aus Apatit. Dies verleiht bevorzugte Eigenschaften und wird erreicht, indem die Menge an P2O5 und/oder CaO beschränkt ist. In der Glaskeramik sind lediglich von 0 bis kleiner 4 Gew.-% P2O5 und/oder von 0 bis kleiner 8, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-% an CaO vorhanden. Ganz besonders bevorzugt ist der Gehalt an CaO nur von 0 bis 0,1 Gew.-%. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung können auch Glaskeramiken verwendet werden, die sowohl den vorgenannt definierten Gehalt an Phosphoroxid und einen definierten Gehalt an CaO enthalten.
Die erfindungsgemäß verwendeten Glaskeramiken, die beispielsweise in Rohrform vorliegen können, werden mittels dem Fachmann bekannten Keramisierungsprogrammen hergestellt. Das Keramisierungsprogramm ist so zu gestalten, dass die erhaltene Glaskeramik für den jeweiligen Einsatz bezüglich der entsprechend erforderlichen Eigenschaften optimiert ist.
Für eine optimale thermische Stabilität kann es sinnvoll sein, den Glasanteil innerhalb der Glaskeramik zu minimieren d.h. beispielsweise einen Kristallphasenanteil von wenigstens 50 Vol.-%, bevorzugt mindestens 60 Vol-%, weiter bevorzugt von 70 Vol-%, besonders bevorzugt von 80 Vol.-% einzustellen und/oder die Zusammensetzung der Restglasphase nahe an die reinen Kieselglases einzustellen.
Die Keramisierungsprogramme sind bezüglich Temperatur- und Zeitregime angepasst und abgestimmt auf gewünschte Kristallphasen, ebenso abgestimmt auf das Verhältnis von Restglasphase und Kristallphasenanteil sowie Kristallitgröße.
Ferner kann durch das Keramisierungsprogramm der Oberflächenchemismus bzw. ein Tie- fenprofil für bestimmte Elemente eingestellt werden, wodurch im Verlauf der Keramisierung in oberflächennahen Bereichen ein gewünschter Gehalt an Alkalien eingestellt werden kann, auch in Feineinstellung von „alkaliarm" bis „alkalifrei". Während der Keramisierung kann auch ein Konzentrationsgradient für bestimmte Elemente aufgebaut werden, was durch deren Einbindung in die Kristallphase bzw. deren Verbleib/Anreicherung in der Restglasphase bewirkt werden kann, insbesondere durch die Ausbildung einer glasigen Oberflächenschicht, deren Dicke und Zusammensetzung durch die Zusammensetzung des Ausgangsglases und die Keramisierungsatmosphäre bestimmt werden kann.
Möglich ist auch die Keramisierung direkt während des Lampenbetriebs („in-situ- Keramisierung") durch Einstellung bestimmter Strom-Spannungs-Zeit-Verläufe, die zu einer Wärmeabstrahlung durch die Lampenwendel führen, mit denen sich entsprechende Keimbil- dungs- und Kristallwachstumstemperaturen sowie Aufheiz- und Abkühlraten im Lampenkörper erreichen lassen.
Die Zusammensetzung des Ausgangsglases als auch das Keramisierungsprogramm ist zudem, sofern erforderlich, bezüglich Keimbildungs- bzw. Kristallentwicklungsregime an das gewünschte Maß der Abschirmung von UV-Strahlung angepasst.
Die UV-Blockungseigenschaften (Lage/Steilheit der Absorptionskante) der Glaskeramik können durch eine Reihe von Maßnahmen maßgeschneidert werden: Neben der Einführung von UV-blockenden Zusätzen , wie z.B. TiO2, sind bei Glaskeramiken gegenüber Gläsern weitere Einstellmöglichkeiten gegeben: Partikelgröße (angepasst bezüglich maximaler UV- Streuung), Partikelgrößenverteilung (je homogener die Größe der Teilchen, desto steiler die Kante). Die Glaskeramik kann auch derartig bzgl. Ausgangsglas und Keramisierungsstatus eingestellt sein, dass sich der aktive Dotierstoff Ti ideal auf Restglasphase und Kristallphase verteilt. Je größer die Kristallparktikel sind, desto größer sind die UV-Licht abschirmenden Eigenschaften. Bevorzugt sind Partikelgrößen im Bereich 10 - 100 nm, wobei eine möglichst monomodale Partikelgrößenverteilung bevorzugt ist und bevorzugt zumindest 60 % der vor- handenen Teilchen in diesem Größenbereich liegen, wobei bevorzugt der Anteil an Kristallphase am Gesamtvolumen wenigstens 50 Vol.-% und höchstens 90 Vol.-% beträgt.
So wird verhindert, dass die Gesamttransmission im Bereich um > 400 nm gemindert wird und es wird gleichzeitig eine steile UV-Kante im Bereich von 360 - 400 nm erreicht. Durch Varianten der Keramisierungsbedingungen kann die UV-Blockung gezielt eingestellt werden. Das keramisierte Rohr ist gegenüber einem nicht keramisierten Rohr derselben Zusammensetzung, also ihrem Grünglasrohr, hinsichtlich der UV-Blockungseigenschaften überlegen. Es ist daher für die erfindungsgemäßen Verwendungen hervorragend geeignet.
Möglich sind auch Keramisierungregime zur Generierung eines hermetisch dichten Überganges vom Glas zu einer elektrischen Durchführung. Hierbei ist denkbar, dass sich durch Schrumpfung des Materials während der Keramisierung günstige Spannungszustände (axial/radial) ausbilden und damit eine hermetisch dichte Verbindung bereitgestellt wird. Durch Verwendung in ihrer thermischen Ausdehnung angepasster Glaskeramikmaterialien (bevorzugt sowohl im glasigen als auch im keramisierten Zustand) können auch massivere Metall- durchführungen (anstelle sehr dünner Mo-Bleche, eingesetzt z. B. in Halogenlampen auf Basis von Kieselglas, Kieselglas als Außenkolben für HID Lampen) verwendet werden, was auch eine bessere Wärmeableitung aus der Lampe ermöglichen sollte.
Auch kann durch geeignete Keramisierung oder die Anwendung geeigneter Erhitzungsverfahren zur Umformung des Ausgangsglases ein Zustand eingestellt werden, bei welchem die Lampe „sich selbst abdichtet" während des Betriebes.
Bevorzugt verwendet, insbesondere im Bereich der Halogenlampen und Gasentladungslampen, werden im Wesentlichen alkalifreie Glaskeramiken (GC), bezeichnet auch als „AF-GC" mit folgenden Zusammensetzungen in Gew-%:
35-70, bevorzugt 35-60 SiO2
14-40, bevorzugt 16,5-40 AI2O3
0-20, bevorzugt 6-20 MgO
0-15, bevorzugt 0-4 ZnO
0-10, bevorzugt 1 -10 TiO2 0-10, bevorzugt 1-10 ZrO2
0-8, bevorzugt 0-2 Ta2O5
0-10, bevorzugt 0-8 BaO
0- < 8, bevorzugt 0 bis 5 und weiter bevorzugt 0-0,1 CaO
0-5, bevorzugt 0-4 SrO 0-10, bevorzugt >4-10 B2O3
0-< 4 P2O5
0-4 übliche Läutermittel, wie z.B. SnO2+CeO2+SO4+CI+As2O3+Sb2O3
Die Glaskeramiken sind charakterisiert durch die Hauptkristallphasen Spinell, Sapphirin, Hochquarzmischkristall (HQMK), alpha-Quarz, Cordierit und entspr. Mischkristalle (insbes. Zn-Spinelle/Sapphirine; Mg/Zn-HQMK). Als Hauptkristallphase soll eine Kristallphase bezeichnet werden, deren Anteil an der Summe aller Kristallphasen größer als 5 Vol.-% ist.
Als Nebenkristallphasen (diejenigen Kristallphasen, deren Anteil bezüglich der Summe aller
Kristallphasen weniger als 5 Vol-% ausmacht) können llmenite (M2+TiO3), llmenorutile
(M3Yπ4+ y)O2y+1,5x oder Rutile (M4+ xTiyO2x+2y) auftreten. Calciumhaltige Kristallphasen, wie z.B. Anorthit (CaAI2Si2O8) oder Caiciumphosphat (insbesondere Apatit), sind aufgrund ihrer be- kanntermaßen trübenden Wirkung und geringen chemischen Beständigkeit als Hauptkristall- phasen unerwünscht, deren Ausbildung wird durch die Mengen an Phosphoroxid und/oder Calciumoxid in der Glaskeramik vermieden.
Unerwünscht sind auch Hauptkristallphasen aus Aluminiumniobat und/oder Aluminiumtanta- lat und/oder Aluminiumniobate-tantalate. Vorzugsweise werden kleiner als 5 Gew.-% an Ni- ob- und/oder Tantaloxid in der Ausgangsschmelze eingesetzt.
Als alkalihaltige Glaskeramiken, bezeichnet als „AH-GC", finden erfindungsgemäß beispielsweise folgende Zusammensetzungen (in Gew.-%) Verwendung, insbesondere beim Einsatz als (ggf. miniaturisierte) Niederdruckentladungslampen:
60-70 SiO2
17-27 AI2O3
>0-5 Li2O
0-5 MgO
0-5 ZnO
0-5 TiO2
0-5 ZrO2
0-8 Ta2O5
0-5 BaO
0-5 SrO
0- <4 P2O5
0-4 übliche Läutermittel, wie z.B. SnO2+CeO2+SO4+CI+As2θ3+Sb2θ3
Die Glaskeramiken sind charakterisiert durch die Hauptkristallphasen: HQMK, Keatit.
Beide oben genannte Glaskeramiktypen sind auch besonders bevorzugt einsetzbar als Außenkolben für Metallhalogenid-Hochdruck-Entladungslampen.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung beschreiben, ohne den Schutzbereich einzuschränken. Wie dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich werden wird, beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Reihe weiterer Gesichtspunkte, die grundsätzlich auch gesondert unabhängig beansprucht werden könnten. Beispiel 1:
Beispiel 1 beschreibt Zusammensetzungen von alkalihaltigen Glaskeramiken, die sich bei Rohrzugversuchen als vorteilhaft erwiesen haben und die in Rohrform für erfindungsgemäße Verwendungen geeignet sind:LAS (Li2O-AI2O3-SiO2)-Glaskeramik in Form eines Rohres (al- kalihaltig)
Hauptbestandteil: Anteil [MA%;
67,2 SiO2
21 ,4 AI2O3
3,8 Li2O
1 ,1 MgO
1,7 ZnO
2,2 TiO2
1,7 ZrO2
0,2 As2O3
0,1 K2O
0,4 Na2O
0,016 Fe2O3
Summe 99,8
Beispiel 2:
Beispiel 2 beschreibt die Zusammensetzung einer alkalifreien Glaskeramik, die in Rohrform für erfindungsgemäße Verwendungen geeignet ist:
Alkalifreie Glaskeramik aus dem System MAS (MgO- AI2O3-SiO2) in Form eines Glaskera- mikrohres
Hauptbestandteil: Anteil [MA%]
58,5 SiO2
20,3 AI2O3
4,2 MgO
8,4 ZnO
3,0 TiO2
5,0 ZrO2
0,5 As2O3
Summe 99,9
Das Material aus Beispiel 2 wurde für die Viskositätsmessungen herangezogen (genannt AF-GC in der Grafik 1 im Beispiel 3 unten).
Beispiel 3:
Bevorzugte Eigenschaften bezüglich thermischer Stabilität
Die thermische Stabilität kann durch Synthese und unterschiedliche Keramisierungspro- gramme modifiziert werden. Zur Beurteilung der Stabilität dient die Viskosität des Materials in Abhängigkeit der Temperatur.
In der Graphik 1 wird die Viskosität (in Abhängigkeit der Temperatur) der erfindungsgemäß verwendbaren alkalihaltigen und alkalifreien Glaskeramiken AH-GC und AF-GC mit der Vis- kosität von Aluminosilicatglas und Kieselglas verglichen. Es zeigt sich, dass die Glaskeramiken dem Aluminosilicatglas überlegen sind. Zur Durchführung der Versuche konnte die Langzeitstabilität der Keramiken jeweils nachgewiesen werden. Graphik 1:
Figure imgf000014_0001
650 750 850 950 1050 1150 1250
Temperatur [°C]
Beispiel 4:
Bevorzugte Eigenschaften bezüglich UV-Absorption:
Die nachstehende Graphik 2 zeigt, dass erfindungsgemäß zu verwendende Glaskeramiken UV Strahlung im Vergleich zu Ausgangsglas für Glaskeramiken verbessert abhalten.
Graphik 2:
Figure imgf000015_0001
Dabei bedeuten:
AH GC Grün: alkalihaltiges Ausgangsglas
AH GC Keram. 1 : alkalihaltige Glaskeramik, keramisiert nach Temperaturregime 1
AH GC Keram. 2: alkalihaltige Glaskeramik, keramisiert nach Temperaturregime 2.
Die Messungen wurden an Röhren der Wanddicke 0,3 durchgeführt
Man erkennt, dass durch Anpassung der Keramisierungsbedingungen aus dem gleichen Ausgangsglas Glaskeramiken mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften (hier bzgl. der UV Kantenlage) hergestellt werden können. Beispiel 5:
Die Graphik 3 zeigt die Transmissionskurven (Transmissionsgrad [%] vs. Wellenlänge [nm]) eines weiteren Ausführungsbeispiels (Glaskeramik A1 ) und eines Vergleichsbeispiels V1 für den Wellenlängenbereich 300 nm - 550 nm. Die Messungen wurden an 0,3 mm dicken Proben durchgeführt.
Graphik 3:
Figure imgf000016_0001
300 350 400 450 500 550
Wellenlänge / nm
Bei der erfindungsgemäßen Glaskeramik nach Ausführungsbeispiel A1 handelt es sich um eine LAS (Li2O-AI2O3-SiO2)-Glaskeramik der folgenden Zusammensetzung:
Hauptbestandteil Gew.-%
SiO2 67,1
AI2O3 21 ,3
Li2O 3,8
MgO 1,1
ZnO 1 ,7
TiO2 2,6
ZrO2 1 ,7
As2O3 0,2
K2O 0,1
Na2O 0,4 Die Keramisierung erfolgt in einem mehrstufigen Prozess, der durch Heizrampen und Haltezeiten gekennzeichnet ist. Die maximale Temperatur übersteigt dabei nicht 1000°C, die Haltezeiten sind dem optimalen Kristallitwachstum angepasst. Die Kristal litgröße liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 20 bis 90 nm, der Kristallphasenanteil beträgt mindestens 50 %.
Bei dem Vergleichsbeispiel V1 handelt es sich um ein Glas der folgenden Zusammensetzung:
Hauptbestandteil Gew.-%
SiO2 71 ,65
TiO2 4,0
B2O3 16,9
AI2O3 1 ,15
Na2O 3,75
K2O 1 ,45
CaO 0,6
MgO 0,4
As2O3 0,1
Graphik 3 zeigt die trotz des geringen TiO2-Gehalts von A1 gegenüber dem bereits gut UV- blockenden Glas V1 nochmals deutlich verbesserte UV-Blockung der Glaskeramik A1 bei ganz geringem vernachlässigbaren Transmissionsverlust im Sichtbaren.
A1 ist in einigen anwendungsrelevanten Basiseigenschaften bevorzugt gegenüber V1 : So liegt α20/30o mit ca. 0 x 10"6/°K deutlich unter dem von V1 (3,9 x 10"6/°K), woraus sich ergibt, dass das Material beständiger ist gegenüber Temperaturwechsel, z.B. in heißen Lampen. Außerdem ist eine bessere Anpassung an Kieselglas gegeben, ein Material, welches auch oft im Lampenbau verwendet wird. Die thermische Belastbarkeit von A1 liegt bei mind. 850°C (darunter verformt sich das Material nicht mehr) gegenüber ca. 550°C für V1 ( Tg ~ 500°C)
Aufgrund seiner besseren UV-Blockung ist A1 als Lampenbestandteil, insbesondere für Lampen von Geräten, die Kunststoff-Bestandteile haben, die vergilbungsanfällig sind, z. B. für Backlights, besser geeignet als V1. Effektiv wird dabei insbesondere der UV- A Bereich (um 365 nm) geblockt: Hier ergibt sich, wie Figur 2 zeigt, eine Verbesserung (Reduzierung) um 30 Transmissions-Prozentpunkte % (d.h. absolut) oder mehr. Beispiel 6:
Graphik 4 zeigt die Transmissionskurven (250 - 550 nm) des Ausführungsbeispiels A1 und eines weiteren Ausführungsbeispiels A2, das sich von A1 nur durch seinen verringerten TiO2-Gehalt (2,0 Gew.-% statt 2,6) sowie erhöhten AI2O3-, ZnO-, ZrO2- O'eweils um 0,1 Gew.- % ) unterscheidet, sowie zweier Vergleichsbeispiele V2 und V3, die den Grüngläsern, also den unkeramisierten Grundgläsern, von A1 und A2 entsprechen, wobei V2 dieselbe Zusammensetzung wie A1 und V3 dieselbe Zusammensetzung wie A2 aufweist.
Die Messungen wurden an 0,3 mm dicken Proben durchgeführt.
Graphik 4:
Figure imgf000018_0001
250 300 350 400 450 500 550
§M§:1/§U Wellenlänge / nm
Graphik 4 verdeutlicht nicht nur die Verbesserung der UV-Blockung durch Erhöhung des TiO2-Gehalts (V2 vs. V3), sondern insbesondere die große Verbesserung der UV-Blockung durch die Keramisierung (A1 vs. V2 bzw. A2 vs. V3). Beispiel 7:
Graphik 5 zeigt die Transmissionskurven erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele, die als A1a und A1b bezeichnet sind. A1a und A1 b weisen die gleiche Zusammensetzung wie A1 auf (siehe oben). Sie enthalten jedoch aufgrund von Variationen im Keramisierungsprogramm Kristallite der mittleren Kristallitgroße von ca. 30 nm (A1a) bzw. von ca. 50 nm (A1b), die röntgen-diffraktometrisch bestimmt wurden.
Die Messungen sind an Proben mit einer Dicke von 4 mm durchgeführt worden. Graphik 5
Figure imgf000019_0001
340360380400420440460480500520540 Wellenlänge (nm)
Graphik 5 zeigt, dass durch Variation der Partikelgröße ein Feintuning der UV-Kante möglich ist. In diesem Falle wurde durch Variation der Keramisierungsbedingungen, speziell der Maximaltemperaturen/Haltezeiten des Kristallwachstumsschrittes die Partikelgröße eingestellt . Graphik 5a zeigt auch eine Transmissionskurve von A1 , jedoch im Vergleich zu der Transmissionskurve des kommerziell erhältlichen Glases V4 sowie weiterhin die Kurve (A4) einer Glaskeramik des Typs ZERODUR®, einem weiteren Vertreter der nulldehnenden LAS- Glaskeramiken mit Hochquarzmischkristallen als Kristallphase. Diese Glaskeramik zeichnet sich durch mittlere Kristallitgrößen > 68 nm und einen Kristallphasenanteil > 70 Vol-% aus. Die Messungen wurden an 0,2 mm dicken Proben durchgeführt.
Die Kurven zeigen, dass die erfindungsgemäßen Glaskeramiken A1 und A4 auch im Vergleich zu dem kommerziell für UV-Blockungsanwendungen, auch in Lampen, verwendeten Glas V4 gute Transmissionseigenschaften, nämlich eine hohe Transmission im Sichtbaren und eine ausreichend steile UV-Kante aufweisen.
Graphik 5a
Figure imgf000020_0001
300 350 400 450 500
Wellenlänge / nm
Das Vergleichsbeispiel V4 ist ein kommerzielles Glas der Zusammensetzung (in Gew.-%)
SiO2 68,5
Na2O 10,9
K2O 4,7
CaO 5,0
BaO 4,0
ZnO 2,8
TiO2 1 ,5
CeO2 2,6 Beispiel 8:
In der untenstehenden Graphik 6a sind Transmissionskurven der erfindungsgemäßen Glaskeramiken A1 und A2 den Daten eines Vergleichsglases V5 gegenübergestellt. Die zugrunde liegenden Proben haben jetzt eine Dicke von 1 mm.
Das Vergleichsglas V5 hat die ungefähre Zusammensetzung
SiO2 99,2 Gew%
CeO2 0,8 Gew.%
Durch die Absorption des Ce4+ wird der Bereich bis ca. 320 nm sehr gut geblockt, die UV- Kante ist steil. Unterhalb von 300 nm wird jedoch keine ausreichende Abschirmung mehr erreicht.
Wird das Glas z.B. in Metallhalogenid- Hochdruckentladungslampen als Außenkolben eingesetzt, kann kurzwellige UV Strahlung (aus der Entladung des Quecksilbers ) aus der Lampe heraustreten. Ein zusätzlicher UV Schutz wird hier notwendig.
Beide erfindungsgemäßen Glaskeramiken A1 und A2 sind gegenüber V5 bevorzugt, da die- se keinerlei Strahlung unterhalb ca. 330 nm durchtreten lassen. Deren Transmission liegt bei 400nm oberhalb 80%.
Wie in Graphik 6b gezeigt, kann durch geeignete Auswahl von Zusammensetzung und Rohstoffen die Transmission sogar Werte von 88% oder mehr erreichen (s. Beispiel A3, TiO2 - Gehalt 2,3 Gew.%). Das Vergleichsbeispiel V5 ist dasselbe wie in Graphik 6a gezeigt.
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0003
Figure imgf000022_0004
Figure imgf000022_0002
Beispiel 9:
Bevorzugte Eigenschaften bezüglich der Degeneration durch UV-Absorption (Solarisation):
Die nachstehende Graphik 7 zeigt, dass Aluminosilicatglas bei Bestrahlung mit UV-Licht unter einer Degeneration leidet, nämlich nach UV-Bestrahlung geringere Transmissionswerte aufweist. Folglich lässt die Transparenz herkömmlichen Glases nach Einwirken von UV- Strahlung nach. Ein solcher Effekt tritt, wie aus der Graphik 5 ersichtlich, für die erfindungsgemäß zu verwendenden Glaskeramiken nicht auf (die Verläufe der Kurven für die bestrahlten und unbestrahlten Materialien beziehen sich jeweils auf unbestrahltes und 15 Stunden lang mit UV-Licht bestrahltes Material).
Gemäß Transmissionsdaten von Proben von Aluminosilicatglas und einer alkalihaltigen Glaskeramik (original unbestrahlt bzw. 15 Stunden lang UV-bestrahlt) ergibt sich bei 750 nm eine Abnahme der Transmission um absolut 0,8 % (91,3 auf 90,5 %) bei Aluminosilicatglas , während bei der Glaskeramik keine Veränderung zu geringeren Werten zu verzeichnen ist, wie in der nachfolgenden Graphik 7 zu sehen ist.
Graphik 7:
Figure imgf000023_0001
200 300 400 500 600 700 800
Wellenlänge [nm] Beispiel 10:
Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäß zu verwendende Glaskeramiken
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Ausgangsgläser der Glaskeramiken können mittels Einschmelzen bei einer Temperatur 1 , Läutern bei einer Temperatur 2 (wobei die Tempera- tur 2 höher als die Temperatur 1 ist) und anschließendes Ausarbeiten in einem Tiegel in einem einstufigen Verfahren hergestellt werden.
Möglich ist auch, nach dem Einschmelzen vorzuläutem und abzuschrecken, welcher erste Schritt eines zweistufeigen Verfahrens bei hohen Temperaturen, wie beispielsweise 1650° C, durchgeführt wird, wonach während eines zweiten Schrittes dann Wiedereingeschmolzen, Nachgeläutert und Ausgearbeitet wird. Schritt 1 des Zweistufigen Verfahrens sollte in einem Kieselglastiegel durchgeführt werden, wobei Schritt 2 dann im Platintiegel durchführbar ist. Beispielsweise kann bei 1450° C in einem PtRh10 Tiegel (4 Liter Volumen) mit direkt angesetzter Düse für 2 Stunden das Wiedereinschmelzen, gefolgt von Nachläutern bei 1450° C für 12 Stunden und dann bei 1500 ° C für 4 Stunden durchgeführt werden. Dann wird die Düse mit einem Brenner „frei geschmolzen", wobei ein Teil der Glaskeramik verworfen wird. Anschließend erfolgt die Heißformgebung bei beispielsweise 1475°C - 1485°. Das entstandene Glaskeramikrohr wird mittels einem sich anschließenden Muffelofen bei 1080° C warm gehalten. Wichtig zum Ausbilden von Rohren ist die sich in der Düse befindlich Nadel, welche bis zu 10 mm weit aus der Düse herausragen kann. Ein geeigneter Innendurchmesser der Düse kann 35 mm betragen.
Geeignete Rohrabmessungen für die erhaltenen Glaskeramiken sind beispielsweise: Gesamtdurchmesser von 8 mm bei 1 mm Wandstärke und 6 mm Rohrinnendurchmesser, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 34 cm/min; Gesamtdurchmesser von 10,5 mm bei 1 ,2 mm Wandstärke, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 16 cm/min; Gesamtdurchmesser von 13,5 mm bei 1 ,2 - 1 ,4 mm Wandstärke, zu erlangen bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 10 cm/min.
Für die erfindungsgemäßen Verwendungen kann es auch sinnvoll sein, Glaskeramikrohre mit anderen Abmessungen, Glaskeramikstäbe oder Glaskeramiken in anderen Ausgestaltungsformen herzustellen. Vorrichtungen wie in der Deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 103 48 466.3 beschrieben können zur Herstellung der hier beschriebenen Glaskeramiken verwendet werden. Beispiel 11 :
Zusammenfassung verschiedener Eigenschaften im Vergleich:
Figure imgf000025_0001
Verglichen werden hier Rohre gleicher Dicke, die nach analogen Verfahren aus den verschiedenen Materialien hergestellt wurden:
Figure imgf000025_0002

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung einer Glaskeramik, die 0 bis kleiner 4 Gew.-% P2O5 und/oder von 0 bis kleiner 8 Gew-% CaO enthält, als UV-Licht abschirmenden Teil einer Lampe.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei die Lampe ausgewählt ist aus einem Tempera- turstrahler, einer Hochdruck- oder Niederdruck-Entladungslampe.
3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Glaskeramik in Form eines Rohres vorliegt.
4. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Glaskeramik in der Form einer miniaturisierten Röhre zur Hintergrundbeleuchtung in Flachbild- schirmen verwendet wird.
5. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Glaskeramik ein Lampengefäß ist und einen hermetisch dichten Übergang von der Glaskeramik zu einer elektrischen Durchführung ermöglicht.
6. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glaskera- mik einer Lampenbetriebstemperatur von > 800°C standhält.
7. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Glaskeramik bei einer Schichtdicke von 0,3 mm eine UV-Blockung bei Wellenlängen < 265 nm aufweist.
8. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Glaskera- mik bei einer Schichtdicke von 0,3 mm eine Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich von > 75 % aufweist.
9. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Glaskeramik solarisationsstabil ist.
10. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Ausdeh- nungskoeffizient der Glaskeramik kleiner als 6 x 10"6/°K ist.
11. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Glaskeramik speziell als Außenkolben einer Hochdruck-Metallhalogenidlampe mit Aluminiumoxidkeramik- oder Kieselglasbrenner eingesetzt wird.
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