WO2013113049A1 - Tungsten composite electrode - Google Patents

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WO2013113049A1
WO2013113049A1 PCT/AT2013/000012 AT2013000012W WO2013113049A1 WO 2013113049 A1 WO2013113049 A1 WO 2013113049A1 AT 2013000012 W AT2013000012 W AT 2013000012W WO 2013113049 A1 WO2013113049 A1 WO 2013113049A1
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WO
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electrode according
electrode
tungsten
core
region
Prior art date
Application number
PCT/AT2013/000012
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ingmar Wesemann
Hannes TRAXLER
Thomas Huber
Alexander Tautermann
Wolfgang Spielmann
Wolfram Knabl
Gerhard Leichtfried
Original Assignee
Plansee Se
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/073Main electrodes for high-pressure discharge lamps

Definitions

  • the invention relates to an electrode of a high-pressure gas discharge lamp having a core with at least partially a diameter d, and an adjoining jacket with at least partially a
  • Outside diameter d a includes.
  • the invention relates to a short arc lamp comprising a quartz glass bulb, a filling gas containing at least one element of group Xe and Hg, and a cathode and an anode for forming an arc.
  • Electrodes of high pressure gas discharge lamps serve to provide electrons for ionization and excitation of the fill gas.
  • a sufficiently high density of emitting electrons can be achieved only at high temperatures, so that tungsten base materials are usually used as the electrode material.
  • Amplification of the electrode-related failure mechanisms leads; - Short-term local change in the arc starting point and associated fluctuations in the luminous flux (arc disturbance or flicker);
  • the cause of the arc disturbance is that the arc starts where the work of the electron work, compared to the previous one
  • Arc wandering and arc disturbance are usually assigned to material-relevant phenomena in the area of the electrode tip.
  • Thoroughbred tungsten (W-Th0 2 ) is still preferred as the cathode material because this additive significantly reduces the electron work function (from 4.6 to 5.4 eV for pure softwam on 2, depending on the grain orientation). 4 to 3.0 eV for W-Th0 2 ).
  • thorium is a radioactive element that emits alpha rays, efforts have been made for decades to replace this material.
  • EP 1 481 418 A1 describes a Woiframkathodenwerkstoff containing La 2 O 3 and ZrO 2 or Hf0 2 . In the area of the arc approach, however, melting of these oxides occurs because of their lower thermal stability compared to TnO 2 . This leads to a local
  • the inhomogeneous distribution of the emission promoting element caused thereby can lead to arc instability and arc disturbance.
  • WO 2008/074361 A1 describes an electrode comprising a core and a cladding.
  • the core is preferably W-ThO 2 .
  • Arc quenching behavior is unaffected by this electrode design.
  • the object of the present invention is to provide an electrode having the following properties:
  • Another object of the invention is the provision of a Kurzbogeniampe with the following characteristics:
  • the electrode of a high-pressure gas discharge lamp in this case comprises a core at least partially made of tungsten or doped with potassium tungsten with at least partially a diameter d, and a thereto
  • Particle composite with a matrix consists of tungsten and
  • Tungsten is used in connection with the invention
  • Tungsten material understood that at least 95% by mass, preferred
  • the balance to 100% preferably contains at least one element and / or a compound from the group consisting of tantalum, rhenium, molybdenum, oxides and carbides.
  • tungsten doped with potassium is understood to mean a tungsten material which preferably contains from 5 to 150 pg / g of potassium.
  • the potassium-doped tungsten may contain up to 5% by mass, preferably up to 1% by mass, particularly preferably up to 0.1% by mass of one or more further elements and / or one or more further compounds, preferably from the group consisting of Tantalum, rhenium, molybdenum, oxides and carbides.
  • a composite part of a composite is a composite material in whose matrix particles of another or other element (s) are embedded. In the embodiment according to the invention, at least one element contained in the particles reduces the electron work function of tungsten.
  • the matrix is made of tungsten.
  • tungsten in addition to pure tungsten is also to be understood as meaning tungsten with a low content of a further or further element (s).
  • the content is ⁇ 5 a%, preferably ⁇ 1 Ma%, particularly preferably ⁇ 0.1 Ma%. So can the tungsten matrix of the
  • elements contained in the particles may be solubilized in the tungsten matrix or segregated at the grain boundaries. This effect is quite desirable because these elements can diffuse to the electrode tip and reduce the electron work function there.
  • the inventive design of the electrode is achieved that the arc preferably attaches only in the range of tungsten or doped with potassium tungsten.
  • the potassium is in the smallest bubbles
  • the emission-promoting component is preferably present in the particles of the particle composite.
  • the geometry according to the invention (d; ⁇ d a / 3) largely ensures that melting of an electrode constituent is avoided.
  • the electrode tip temperature is not unduly higher than in electrodes where the arc on the
  • Electron work function for the approach of the arc is reduced.
  • dj is chosen in such a way that on the one hand there is no melting of the emission-promoting component, but on the other hand the temperature is high enough to initiate mechanisms leading to the formation of a diffusible, metallic species of the emission-promoting component
  • Component is prevented from excessive evaporation, which in turn leads to blackening of the bulb.
  • the arc stability is improved because a locally and / or temporarily uneven degree of coverage of the emission-promoting component is prevented on the electrode tip.
  • the mechanical stability in particular the shape stability of the tip, is improved because molten phase at the grain boundaries, which triggers creeping processes controlled by grain boundary diffusion, is reduced / avoided. This allows the electrode to endure higher thermally induced voltages.
  • the thermal conductivity is improved, which in turn leads to a
  • Blackening phenomena of the lamp bulb can be prevented by condensing vapor of the evaporated component.
  • 0.1 mm ⁇ dj ⁇ 6 mm If d is greater than 6 mm, the diffusion paths are too long for a sufficient supply of the electrode tip. If d, smaller than 0.1 mm may be a melting of the emission-promoting component and thus
  • d, / d a is preferably greater than 0.01. For many lamps, melting at dj / d a ⁇ 0.01 can not be sufficiently reduced. In addition, given a small electrode diameter, this limit is also given by manufacture.
  • the core is cylindrical and the jacket is tubular.
  • Particularly suitable as emission-promoting components are oxides, carbides and borides, it being advantageous if these have a melting point> 1500 K.
  • the particle content of the particle composite is preferably 0.1 to 10% by mass. The salary depends among other things on the type the high pressure gas discharge lamp (short arc lamp,
  • oxides containing at least one metal of the group of lanthanides Y, Sc, Ti, Zr and Hf are particularly suitable. If carbides are used, especially carbides which contain at least one metal of the group W, lanthanides, Y, Sc, Ti, Zr and Hf are suitable. Also advantageous is the use of oxides in combination with the use of one or more carbides. For example, when used with tungsten carbide in combination with an oxide, this promotes a uniform transport of the emission-enhancing
  • the after-transport speed of the emission-promoting system is
  • Component too high is the addition of zirconium oxide and / or
  • the Nachtransport is slowed down and evened out. Even with the setting of the grain size, the post-transport speed can be influenced. At comparatively low electrode temperatures (low Nachtransport nie), the use of fine-grained material is advantageous because so that the
  • the outer diameter of the jacket d a is preferably in a range 0.5 mm ⁇ d a ⁇ 30 mm. With a smaller outer diameter of the above-described effect of the composite electrode according to the invention is no longer sufficient advantage. For very heavily loaded electrodes with a diameter greater than 30 mm, other concepts are preferred
  • the tubular jacket has an inner region adjoining the core Particle composite and an outer region of tungsten or doped with potassium tungsten.
  • this concept promotes accurate arc centering, as the outer region of tungsten or potassium doped tungsten reduces the likelihood of arcing in that region.
  • this design also reduces the evaporation of the emission-promoting component and thus the piston blackening.
  • Preferred potassium contents are in the region of the core, as well as the shell 5 to 150 pg / g.
  • the use of a potassium doping is particularly advantageous if, over a long period of time, coarsening of the grain structure is to be prevented, since the potassium bubbles prevent or significantly slow grain growth up to high temperatures.
  • Potassium doping is particularly advantageous when the electrode tip temperature is below 2,550K. At higher temperatures, the potassium bubbles coarsen due to the high vapor pressure or by diffusion of the potassium.
  • electrode temperatures greater than 2,550 K it is advantageous if the microstructure is coarse-grained to slow down the outdiffusion of the emission-promoting component.
  • a conical shape of the tip region has also proven itself in the composite electrode according to the invention. Furthermore, with many of the advantages of the invention.
  • Lamp types a carburization of the cone-shaped tip area of advantage.
  • the carburation also has an influence on the
  • the carburization is carried out only in the region of the jacket.
  • the outermost tip area is in
  • the temperature of the electrode tip can exceed the electrical temperature in the tungsten-carbon system.
  • the subsequent transport of the emission-promoting component in the region of the cone-shaped tip can also be improved by increasing the surface, since more of this emission-promoting component can be transported by surface diffusion. In a simple manner, this can be done by the introduction of grooves, which are preferably aligned in the axial direction.
  • the electrode is subjected to thermal activation before use. In a simple way, this is done for example by annealing, which means grain boundary and surface diffusion, the emission-promoting component for
  • Electrode tip in the region of the core of tungsten or potassium doped tungsten can diffuse.
  • the thermal activation can also be effected by a targeted burn-in of the electrode.
  • Particle composite a different tendency to grain coarsening during the preparation, for example by pressing, sintering and
  • thermomechanical treatment can by the
  • inventive concept also targeted the grain size can be set differently in the different areas. It has proved advantageous for many applications if the mean grain size of the core measured in the transverse section is greater than the mean grain size of the shell.
  • a coarse grain also means that there are only a few grain boundaries on the surface that can present weak points exposed to the arc.
  • the finer-grained mantle material compared to the core ensures a sufficiently high transport rate of the emission-promoting component to the electrode tip.
  • the inventive compound electrode concept can be used for a cathode of a short-arc lamp, which in DC is operated.
  • the short arc lamp comprises a piston
  • Quartz glass a filling gas containing at least one element of the group Xe and Hg, and a cathode and an anode for forming an arc.
  • the cathode has at least one previously described feature of the composite electrode. Through experiments d, is chosen so that the arc attaches to the large part only at the core. By grinding investigations can be easily determined whether the particles of the
  • Particle composite melt during use or not, dj is chosen so that the particles do not melt in the particle composite, d, is to be made as small as possible in order to ensure a sufficiently high temperature for thermal activation of the particle composite during use.
  • the composite electrode according to the invention can be produced in a simple manner by powder metallurgical methods. Preference is given to isostatic pressing used. In a rubber hose, first a tubular die is positioned centrically. In this matrix, the tungsten powder or potassium doped Woiframpulver is filled. Thereafter, the outer region is filled with the powder of the particle composite material. The die is then lifted exactly centric in the axial direction upwards. The tube filled in this way is positioned in the isostatic press and subjected to a pressure of typically 50 to 250 MPa. The green compact is subsequently sintered at typical tungsten temperatures of 2,050 to 2,650 K, depending on the grain size or composition. The sintered compact can be produced in a conventional manner, for example by rolling,
  • Formed material can be produced in a conventional manner by machining electrodes.
  • the electrode of the invention can also by plasticizing the core with the shell by means of soldering, diffusion bonding, friction welding, co-extruding
  • Powder compounds, hot pressing or HIPen be obtained.
  • preferred embodiments will be described by way of example. To ensure comparability, has been identified as an emission-enhancing
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a high-pressure gas discharge lamp according to the invention.
  • FIG. 2 shows the electrode according to the invention in a sectional view
  • FIG. 3 shows the electrode according to the invention in a sectional view.
  • FIG. 4 shows an electrode according to the invention with a carburized region.
  • FIG. 5 shows a plan view of an electrode according to the invention with one
  • FIG. 6 shows schematically the determination of the arc disturbance.
  • FIG. 7 shows a scanning electron micrograph of the microstructure and the tip region of a W-3.6 Ma% La 2 O 3 electrode according to the prior art (solid electrode).
  • Discharge vessel (piston) 7 made of quartz glass, for example, designed as a DC short-arc lamp.
  • the electrodes 1 are formed as cathode 1a and as anode 1 b. Between cathode and anode burns the
  • the cathode has a rod-shaped core region 3 and a tubular jacket region 4, which are metallurgically bonded together.
  • the arc 8 starts in the edge zone region 3 a of the core 3.
  • the electrode 1, 1a according to the invention has a cone-shaped tip 5.
  • the diameter of the rod-shaped core d corresponds to the inner diameter of the rohrformig formed shell 4, which has an outer diameter d a .
  • FIG. 3 shows an electrode according to the invention with a core region 3 and a cladding region which is in an outer 4b and inner region 4a
  • the outer region 4b consists of tungsten or potassium-doped tungsten.
  • the inner region 4a consists of the
  • the electrode 1, 1a has a plateau-shaped formed peak region, as is typically used in electrodes for highly loaded lamps. It is advantageous if the Plaieau mismesser smaller than d, is.
  • FIG. 4 shows the electrode according to the invention with a region which is carburized in the region of the cone-shaped tip. The carburization is by appropriate masking only in the area of
  • the carburization can be done for example by a carbon-haitiges gas, eg CH 4 or by applying graphite or other carbon-containing solid substance.
  • FIG. 5 shows an electrode 1, 1a with its conical tip region
  • grooves 6 is modified such that a larger surface increases the Nachtransportrate the ezessionsfördemden component.
  • FIG. 6 shows the determination of the arc disturbance.
  • the light output is measured over time. Over a certain period of time, in the example given 100 seconds, the percentage change in the luminous efficacy is determined. The mean value of the individual numerical values gives the measure for the
  • thoriated tungsten (tungsten 2 Ma% ThO 2 ) is typically in the range of 0.5 to 0.9%.
  • the electrode tip temperature for thoriated tungsten is about 2,400 K to 2,800 K. Pure tungsten would indeed be a very small
  • Arc quench (arc disturbance value at about 0.3 to 0.8), however, due to the lack of emission-promoting components justified, high peak temperature in the range of 3,200 to 3,800 K a strong
  • the cathode tip temperature is about 200 to 300 ° C lower than for thoriated tungsten, but the arc disturbance value is at up to 4.5%.
  • the temperature can also be effectively reduced.
  • the temperature can also be effectively reduced.
  • the arc disturbance value of the cathode according to the invention corresponds to the value of thoriated tungsten or is below this value. The best
  • FIG. 7 shows a scanning electron micrograph of the microstructure and the tip region of a W-3.6 Ma% La 2 O 3 electrode (prior art solid electrode) after use in a Hg-Xe
  • Ellipsoid-shaped present.
  • the surface also reflects these different areas.
  • the depleted area is strongly faceted (denoted by 4 in FIG. 7). This is followed by an area (denoted by 5 in FIG. 7) where superficial lanthanum can be detected.
  • Depletion / coarsening and Particle Injection occurs evaluated.
  • the optimum d value is chosen so that no melting of the particles (no particle coarsening and particle depletion) occurs outside of the area delimited by the smallest possible di. It is advantageous if the region adjacent to the core has spherically shaped particles in order to ensure sufficient thermal activation during use.
  • Preferred inner diameter d ( [mm] 2.0 1.0 1.5 1.5 1.5 d a di 3 10 8 4 4

Abstract

The invention describes an electrode of a high-pressure gas discharge lamp, comprising a core (3) made of tungsten or tungsten doped with potassium, of a diameter di and a shell (4) attached thereto, of an external diameter da, wherein the shell consists of a particle composite material, at least in some regions, with a matrix made of tungsten, and the following condition is met: di ≤ da / 3. The electrode according to the invention has considerably lower arc instability.

Description

WOLFRAM-VERBUNDELEKTRODE  TUNGSTEN ELECTRODE COMPOSITE
Die Erfindung betrifft eine Elektrode einer Hochdruck-Gasentladungslampe, die einen Kern mit zumindest bereichsweise einem Durchmesser d, und einen daran anschließenden Mantel mit zumindest bereichsweise einem The invention relates to an electrode of a high-pressure gas discharge lamp having a core with at least partially a diameter d, and an adjoining jacket with at least partially a
Außendurchmesser da umfasst. Outside diameter d a includes.
Weiters betrifft die Erfindung eine Kurzbogenlampe, die einen Kolben aus Quarzglas, ein Füllgas, das zumindest ein Element der Gruppe Xe und Hg enthält, sowie eine Kathode und eine Anode zur Ausbildung eines Lichtbogens umfasst.  Furthermore, the invention relates to a short arc lamp comprising a quartz glass bulb, a filling gas containing at least one element of group Xe and Hg, and a cathode and an anode for forming an arc.
Elektroden von Hochdruck-Gasentladungslampen dienen zur Bereitstellung von Elektronen zur Ionisierung und Anregung des Füllgases. Eine ausreichend hohe Dichte emittierender Elektronen kann nur bei hohen Temperaturen erreicht werden, so dass als Elektrodenmaterial zumeist Wolfram Basiswerkstoffe zum Einsatz kommen. Electrodes of high pressure gas discharge lamps serve to provide electrons for ionization and excitation of the fill gas. A sufficiently high density of emitting electrons can be achieved only at high temperatures, so that tungsten base materials are usually used as the electrode material.
Veränderungen der Morphologie, Struktur und Form der Elektrode sowie eine Erhöhung / örtliche Veränderung der Elektronenaustrittsarbeit während des Einsatzes sind die wichtigsten, elektrodenbezogenen Versagensmechanismen.  Changes in the morphology, structure and shape of the electrode as well as an increase / local change in electron work function during use are the major electrode-related failure mechanisms.
Die Folgen davon sind: The consequences of this are:
- Erhöhung der Eiektrodentemperatur, die wiederum zu Abdampfung von Elektrodenmaterial verbunden mit Koibenschwärzung und zur  Increasing the electrode temperature, which in turn leads to evaporation of electrode material associated with Koibenschwerzung and
Verstärkung der elektrodenbezogenen Versagensmechanismen führt; - Kurzzeitige örtliche Veränderung des Lichtbogenansatzpunktes und damit verbunden Schwankungen des Lichtstroms (Bogenunruhe oder Flickern);  Amplification of the electrode-related failure mechanisms leads; - Short-term local change in the arc starting point and associated fluctuations in the luminous flux (arc disturbance or flicker);
- Elektrodenrückbrand. Die Ursache für die Bogenunruhe liegt darin begründet, dass der Lichtbogen dort ansetzt, wo die Elektronenaustrittsarbeit, verglichen zum vorigen  - electrode burn-back. The cause of the arc disturbance is that the arc starts where the work of the electron work, compared to the previous one
Lichtansatzpunkt, niedriger ist und damit günstigere Bedingungen für die Elektronenemission gegeben sind. Lichtbogenwandern und Bogenunruhe werden üblicherweise werkstoffrelevanten Phänomenen im Bereich der Elektrodenspitze zugeordnet. Light approach point, is lower and thus more favorable conditions for the electron emission are given. Arc wandering and arc disturbance are usually assigned to material-relevant phenomena in the area of the electrode tip.
Für hoch belastete Hochdruck-Gasentladungslampen, zum Beispiel For high-pressure high-pressure gas discharge lamps, for example
Kurzbogenlampen, wird nach wie vor thoriertes Wolfram (W-Th02) bevorzugt als Kathodenwerkstoff eingesetzt, da dieser Zusatz die Efektronenaustrittsarbeit deutlich herabsetzt (von - in Abhängigkeit von der Kornorientierung - 4,6 bis 5,4 eV für Rein-Woffram auf 2,4 bis 3,0 eV für W-Th02). Da jedoch Thorium ein radioaktives Element ist, das Alphastrahlen emittiert, gibt es seit Jahrzehnten Bestrebungen, diesen Werkstoff zu substituieren. Thoroughbred tungsten (W-Th0 2 ) is still preferred as the cathode material because this additive significantly reduces the electron work function (from 4.6 to 5.4 eV for pure softwam on 2, depending on the grain orientation). 4 to 3.0 eV for W-Th0 2 ). However, since thorium is a radioactive element that emits alpha rays, efforts have been made for decades to replace this material.
So beschreibt die EP 1 481 418 A1 einen Woiframkathodenwerkstoff, der La2O3 und ZrO2 oder Hf02 enthält. Im Bereich des Lichtbogenansatzes kommt es jedoch zu Aufschmelzungen dieser Oxide aufgrund deren, im Vergleich zu TnO2, geringeren thermischen Stabilität. Dies führt zu einer lokalen Thus, EP 1 481 418 A1 describes a Woiframkathodenwerkstoff containing La 2 O 3 and ZrO 2 or Hf0 2 . In the area of the arc approach, however, melting of these oxides occurs because of their lower thermal stability compared to TnO 2 . This leads to a local
Veränderung des Bedeckungsgrads der Kathode mit der emissionsfördemden Substanz, was sich wiederum in einer verstärkten Bogenunruhe ausdrückt. Zudem vergröbern während des Einsatzes der Kathode die ursprünglich feinen Teilchen durch beispielsweise Penetration der Schmelze entlang von  Change in the degree of coverage of the cathode with the emission-promoting substance, which in turn expresses in an increased arc disturbance. In addition, during use, the cathode coarsen the originally fine particles by, for example, penetration of the melt along
Korngrenzen. Auch die dadurch verursachte inhomogene Verteilung des die Emission fördernden Elements kann zu einer Instabilität des Lichtbogens und zu Bogenunruhe führen. Grain boundaries. Also, the inhomogeneous distribution of the emission promoting element caused thereby can lead to arc instability and arc disturbance.
Die WO 2008/074361 A1 beschreibt eine Elektrode, die einen Kern und einen Mantel umfasst. Der Kern besteht bevorzugt aus W-ThO2. Das WO 2008/074361 A1 describes an electrode comprising a core and a cladding. The core is preferably W-ThO 2 . The
Bogenunruhe-Verhalten wird durch dieses Elektrodendesign nicht beeinflusst. Arc quenching behavior is unaffected by this electrode design.
Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrode mit folgenden Eigenschaften: The object of the present invention is to provide an electrode having the following properties:
- Bogenunruhe ähnlich wie oder geringer als bei thoriertem Wolfram; - Geringe Abdampfung von Elektrodenmaterial und damit geringe  Arc disturbance similar to or less than with thoriated tungsten; - Low evaporation of electrode material and thus low
Kolbenschwärzung;  bulb blackening;
- Stabile Elektrodenform und geringer Elektrodenrückbrand;  - Stable electrode shape and low electrode burn-back;
- Keine örtlichen Veränderungen des Lichtbogenansatzbereichs. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitsteilung einer Kurzbogeniampe mit folgenden Eigenschaften: - No local changes in the arc starting area. Another object of the invention is the provision of a Kurzbogeniampe with the following characteristics:
- Hohe und konstante Lichtausbeute über eine lange Einsatzzeit;  - High and constant light output over a long period of use;
- Bogenunruhe ähnlich wie oder geringer als bei einer Lampe mit thorierter Kathode.  - Arc disturbance similar to or less than with a lamp with thoriated cathode.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Elektrode einer Hochdruck-Gasentladungslampe umfasst dabei einen Kern zumindest bereichsweise aus Wolfram oder mit Kalium gedoptem Wolfram mit zumindest bereichsweise einem Durchmesser d, und einem daran This object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. The electrode of a high-pressure gas discharge lamp in this case comprises a core at least partially made of tungsten or doped with potassium tungsten with at least partially a diameter d, and a thereto
anschließenden Mantel mit zumindest bereichsweise einem Außendurchmesser da, wobei der Mantel zumindest bereichsweise aus einem subsequent jacket with at least partially an outer diameter d a , wherein the jacket at least partially from a
Teilchenverbundwerkstoff mit einer Matrix aus Wolfram besteht und Particle composite with a matrix consists of tungsten and
d; und da die folgende Beziehung erfüllen: d; and d a satisfy the following relationship:
d, < da / 3. d, <d a / 3.
Unter Wolfram wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein Tungsten is used in connection with the invention
Wolfram-Werkstoff verstanden, der zumindest zu 95 Ma%, bevorzugt Tungsten material understood that at least 95% by mass, preferred
zumindest zu 99 Ma%, besonders bevorzugt zumindest zu 99,9 Ma% Wolfram besteht. Der Rest auf 100 % enthält bevorzugt zumindest ein Element und/oder eine Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Tantal, Rhenium, Molybdän, Oxide und Karbide. at least 99% by mass, more preferably at least 99.9% by mass of tungsten. The balance to 100% preferably contains at least one element and / or a compound from the group consisting of tantalum, rhenium, molybdenum, oxides and carbides.
Unter mit Kalium gedoptem Wolfram wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein Wolfram-Werkstoff verstanden, der bevorzugt 5 bis 150 pg/g Kalium enthält. Zusätzlich kann das mit Kalium gedopte Wolfram bis zu 5 Ma%, bevorzugt bis zu 1 Ma%, besonders bevorzugt bis zu 0,1 Ma% eines oder mehrerer weiterer Elemente und/oder einer oder mehrerer weiterer Verbindungen enthalten, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Tantal, Rhenium, Molybdän, Oxide und Karbide. Ein Teiichenverbundwerkstoff ist ein Verbundwerkstoff, in dessen Matrix Teilchen eines anderen / anderer Eiemente(s) eingelagert sind. In der erfindungsgemäßen Ausführung reduziert dabei zumindest ein Element, das in den Teilchen enthalten ist, die Elektronenaustrittsarbeit von Wolfram. Die Matrix besteht aus Wolfram. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist unter Wolfram neben Rein Wolfram (Reinheit typischerweise 3N oder besser) auch Wolfram mit einem geringen Gehalt eines weiteren oder weiterer Elemente(s) zu verstehen. Der Gehalt beträgt dabei < 5 a%, bevorzugt < 1 Ma%, besonders bevorzugt < 0,1 Ma%. So kann die Wolfram Matrix des In the context of the invention, tungsten doped with potassium is understood to mean a tungsten material which preferably contains from 5 to 150 pg / g of potassium. In addition, the potassium-doped tungsten may contain up to 5% by mass, preferably up to 1% by mass, particularly preferably up to 0.1% by mass of one or more further elements and / or one or more further compounds, preferably from the group consisting of Tantalum, rhenium, molybdenum, oxides and carbides. A composite part of a composite is a composite material in whose matrix particles of another or other element (s) are embedded. In the embodiment according to the invention, at least one element contained in the particles reduces the electron work function of tungsten. The matrix is made of tungsten. In the context of the invention, tungsten in addition to pure tungsten (purity typically 3N or better) is also to be understood as meaning tungsten with a low content of a further or further element (s). The content is <5 a%, preferably <1 Ma%, particularly preferably <0.1 Ma%. So can the tungsten matrix of the
Teilchenverbundwerkstoffs Tantal, Rhenium, Molybdän und/oder bis zu Particle composite tantalum, rhenium, molybdenum and / or up to
150 μ/g Kalium enthalten. Weiters können beispielsweise auch während der Herstellung, während der Aktivierungsglühung oder während des Einsatzes Elemente, die in den Teilchen enthalten sind, in der Wolframmatrix in Lösung gehen oder segregiert an den Korngrenzen vorliegen. Dieser Effekt ist durchaus erwünscht, da diese Elemente zur Elektrodenspitze diffundieren und dort die Elektronenaustrittsarbeit reduzieren können.  150 μ / g potassium. Further, for example, during production, during the activation annealing or during use, elements contained in the particles may be solubilized in the tungsten matrix or segregated at the grain boundaries. This effect is quite desirable because these elements can diffuse to the electrode tip and reduce the electron work function there.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Elektrode wird erreicht, dass der Lichtbogen bevorzugt nur im Bereich des Wolframs oder des mit Kalium gedopten Wolframs ansetzt. Das Kalium liegt dabei in kleinsten BläschenThe inventive design of the electrode is achieved that the arc preferably attaches only in the range of tungsten or doped with potassium tungsten. The potassium is in the smallest bubbles
(typischerweise kleiner 100 nm) vor, die bis zu hohen Temperaturen (2700 K) stabil sind. Wie erwähnt liegt die emissionsfördemde Komponente bevorzugt in den Teilchen des Teilchenverbundwerkstoffs vor. Damit gibt es im Bereich des Lichtbogenansatzes keine Komponenten oder Phasen, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als Wolfram aufweisen. Die erfindungsgemäße Geometrie (d; < da / 3) gewährleistet weitestgehend, dass ein Aufschmelzen von einem Elektrodenbestandteil vermieden wird. (typically less than 100 nm) that are stable up to high temperatures (2700 K). As mentioned, the emission-promoting component is preferably present in the particles of the particle composite. Thus, there are no components or phases in the area of the arc projection which have a lower melting point than tungsten. The geometry according to the invention (d; <d a / 3) largely ensures that melting of an electrode constituent is avoided.
Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, dass bei den Surprisingly, it has now been shown that in the
erfindungsgemäßen Elektroden die Elektrodenspitzentemperatur nicht unzulässig höher ist, als bei Elektroden, wo der Lichtbogen auf den According to the invention electrodes, the electrode tip temperature is not unduly higher than in electrodes where the arc on the
Teiichenverbundwerkstoff auftrifft und damit auf einen Bereich, wo die emissionsfördemde Substanz unmittelbar bereitgestellt wird. Es ist davon auszugehen, dass der Spitzenbereich ausreichend durch Teiichenverbundwerkstoff impinges and thus on an area where the emission-promoting substance is provided immediately. It can be assumed that the top area is sufficiently through
Oberflächen- und / oder Korngrenzendiffusion mit der emissionsfördernden Substanz versorgt wird. Ist nun d, > da / 3, steigt die Elektrodentemperatur sukzessive auf Bereiche an, die einer Elektrodentemperatur von Rein-Wolfram entsprechen. Diese hohen Temperaturen führen zu starken Abdampfungen, einem hohen Rückbrand und zu einer Verformung der Elektrodenspitze. Es ist davon auszugehen, dass bei dj > da / 3 die Nachtransportwege der emissionsfördernden Komponente zu lang werden, wodurch es, wie in den Beispielen näher erläutert wird, zu einem Anstieg der Elektrodenspitzentemperatur durch eine nicht ausreichend reduzierte Elektronenaustrittsarbeit kommt. In weiterer Folge tritt vermehrt Abdampfen und Schwärzung des Lampenkoibens auf. Es hat sich nun weiters überraschenderweise herausgestellt, dass bei den erfindungsgemäßen geometrischen Bedingungen die Bogenunruhe stark reduziert ist. Dies wird darauf zurückgeführt, dass im Bereich des Surface and / or grain boundary diffusion is supplied with the emission-promoting substance. If now d,> d a / 3, the electrode temperature rises successively to areas corresponding to an electrode temperature of pure tungsten. These high temperatures lead to strong evaporations, high burn-back and deformation of the electrode tip. It can be assumed that at dj> d a / 3 the after-transport paths of the emission-promoting component become too long, as a result of which, as will be explained in more detail in the examples, an increase in the electrode tip temperature results from an insufficiently reduced electron work function. As a result, more evaporation and blackening of the lamp body occurs. It has now further surprisingly been found that in the inventive geometric conditions, the arc disturbance is greatly reduced. This is attributed to the fact that in the area of
Lichtbogenansatzes ein Aufschmelzen der Teilchen weitestgehend verhindert wird. Es ist weiters davon auszugehen, dass dadurch auch das Auftreten von örtlich bevorzugten Bedingungen (Bereiche mit reduzierter Arc approach a melting of the particles is largely prevented. It can also be assumed that this also results in the occurrence of locally preferred conditions (areas with reduced
Elektronenaustrittsarbeit) für den Ansatz des Lichtbogens vermindert wird. dj wird dabei so gewählt, dass es auf der einen Seite zu keinem Aufschmelzen der emissionsfördernden Komponente kommt, andererseits die Temperatur jedoch hoch genug ist, um Mechanismen in Gang zu setzen, die zur Bildung einer diffusionsfähigen, metallischen Spezies der emissionsfördernden  Electron work function) for the approach of the arc is reduced. dj is chosen in such a way that on the one hand there is no melting of the emission-promoting component, but on the other hand the temperature is high enough to initiate mechanisms leading to the formation of a diffusible, metallic species of the emission-promoting component
Komponente führen. Diese metallische Spezies diffundiert an der Oberfläche bzw. entlang von Korngrenzen hin zur Elektrodenspitze. Das erfindungsgemäße Designkonzept verbindet folgende Vorteile: Lead component. This metallic species diffuses at the surface or along grain boundaries towards the electrode tip. The design concept according to the invention combines the following advantages:
- Durch Verhindern des Aufschmelzens der emissionsfördernden  - By preventing the melting of the emission-enhancing
Komponente wird ein übermäßiges Abdampfen, das wiederum zur Kolbenschwärzung führt, verhindert. - Die Lichtbogenstabilität wird verbessert, da ein lokal- und/oder temporär ungleichmäßiger Bedeckungsgrad der emissionsfördemden Komponente auf der Elektrodenspitze verhindert wird. Component is prevented from excessive evaporation, which in turn leads to blackening of the bulb. - The arc stability is improved because a locally and / or temporarily uneven degree of coverage of the emission-promoting component is prevented on the electrode tip.
- Ein Vergröbern der emissionsfördemden Komponente durch  - A rumbling of the emission-promoting component by
Aufschmelzen der Teilchen gefolgt von Penetration der Schmelze entlang von Korngrenzen bzw. der Oberfläche wird unterbunden.  Melting of the particles followed by penetration of the melt along grain boundaries or the surface is prevented.
- Die mechanische Stabilität, im speziellen die Formstabilität der Spitze, wird verbessert, da schmelzflüssige Phase an den Korngrenzen, die über Korngrenzendiffusion gesteuerte Kriechvorgänge auslöst, reduziert / vermieden wird. Damit kann die Elektrode höhere thermisch induzierte Spannungen ertragen.  - The mechanical stability, in particular the shape stability of the tip, is improved because molten phase at the grain boundaries, which triggers creeping processes controlled by grain boundary diffusion, is reduced / avoided. This allows the electrode to endure higher thermally induced voltages.
- Da der Spitzenbereich frei von Teilchen einer zweiten Phase ist, wird die thermische Leitfähigkeit verbessert, was wiederum zu einer  Since the tip region is free of second phase particles, the thermal conductivity is improved, which in turn leads to a
Herabsetzung der Elektrodenspitzentemperatur führt. Eine geringere Elektrodenspitzentemperatur bringt eine höhere Lichtausbeute, da Reduction of the electrode tip temperature leads. A lower electrode tip temperature brings a higher light output, since
Schwärzungsphänomene des Lampenkolbens durch kondensierenden Dampf der abgedampften Komponente verhindert werden. Blackening phenomena of the lamp bulb can be prevented by condensing vapor of the evaporated component.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn d, die folgende Beziehung erfüllt: Furthermore, it is advantageous if d satisfies the following relationship:
0,1 mm < dj < 6 mm. ist d, größer als 6 mm, sind die Diffusionswege für eine ausreichende Versorgung der Elektrodenspitze zu lang. Ist d, kleiner als 0,1 mm kann ein Aufschmelzen der emissionsfördemden Komponente und damit0.1 mm <dj <6 mm. If d is greater than 6 mm, the diffusion paths are too long for a sufficient supply of the electrode tip. If d, smaller than 0.1 mm may be a melting of the emission-promoting component and thus
Bogenunruhe nicht ausreichend vermieden werden. Bow trouble can not be sufficiently avoided.
Weiters ist d, / da bevorzugt größer 0,01. Bei vielen Lampen kann bei dj / da < 0,01 ein Aufschmelzen der Teilchen nicht ausreichend vermindert werden. Zudem ist bei kleinem Elektrodendurchmesser diese Grenze auch herstellbedingt gegeben. Furthermore, d, / d a is preferably greater than 0.01. For many lamps, melting at dj / d a <0.01 can not be sufficiently reduced. In addition, given a small electrode diameter, this limit is also given by manufacture.
Um ein achsenzentrisches Brennen des Lichtbogens zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn der Kern zylindrisch und der Mantel rohrförmig ausgebildet ist. Als emissionsfördernde Komponenten eignen sich insbesondere Oxide, Karbide und Boride, wobei es vorteilhaft ist, wenn diese einen Schmelzpunkt > 1.500 K aufweisen. Der Teilchengehalt des Teilchenverbundwerkstoffes beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Ma%. Der Gehalt hängt dabei unter anderem von der Art der Hochdruck-Gasentladungslampe (Kurzbogenlampe,In order to ensure an axis-centric burning of the arc, it is advantageous if the core is cylindrical and the jacket is tubular. Particularly suitable as emission-promoting components are oxides, carbides and borides, it being advantageous if these have a melting point> 1500 K. The particle content of the particle composite is preferably 0.1 to 10% by mass. The salary depends among other things on the type the high pressure gas discharge lamp (short arc lamp,
etaHhaiogenidlampe,...} und der chemischen Konsistenz der Teilchen ab.  EtaHhaiogenidlampe, ...} and the chemical consistency of the particles.
Besonders eigenen sich Oxide, die zumindest ein Metall der Gruppe der Lanthanoide Y, Sc, Ti, Zr und Hf enthalten. Kommen Karbide zur Anwendung, eigenen sich insbesondere Karbide, die zumindest ein Metall der Gruppe W, Lanthanoide, Y, Sc, Ti, Zr und Hf enthalten. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Oxiden in Kombination mit der Verwendung eines oder mehrerer Karbide. Wird beispielsweise Woiframkarbid in Kombination mit einem Oxid verwendet, fördert dies einen gleichmäßigen Nachtransport der emissionsförderndenParticularly suitable are oxides containing at least one metal of the group of lanthanides Y, Sc, Ti, Zr and Hf. If carbides are used, especially carbides which contain at least one metal of the group W, lanthanides, Y, Sc, Ti, Zr and Hf are suitable. Also advantageous is the use of oxides in combination with the use of one or more carbides. For example, when used with tungsten carbide in combination with an oxide, this promotes a uniform transport of the emission-enhancing
Komponente vom Mantel zur Elektrodenspitze. Ist bei gewissen Lampentypen hingegen die Nachtransportgeschwindigkeit der emissionsfördernden Component of the jacket to the electrode tip. For some types of lamps, on the other hand, the after-transport speed of the emission-promoting system is
Komponente zu hoch, eignet sich der Zusatz von Zirkonoxid und/oder Component too high, is the addition of zirconium oxide and / or
Hafniumoxid zu einem Oxid der Lanthanoide. Damit wird der Nachtransport verlangsamt und vergleichmäßigt. Auch mit der Einstellung der Korngröße kann die Nachtransportgeschwindigkeit beeinflusst werden. Bei vergleichsweise niedrigen Elektrodentemperaturen (geringe Nachtransportgeschwindigkeit) ist die Verwendung von feinkörnigem Material vorteilhaft, da damit der Hafnium oxide to an oxide of lanthanides. Thus, the Nachtransport is slowed down and evened out. Even with the setting of the grain size, the post-transport speed can be influenced. At comparatively low electrode temperatures (low Nachtransportgeschwindigkeit), the use of fine-grained material is advantageous because so that the
Nachtransport über die Korngrenzen beschleunigt werden kann. Bei sehr hohen Elektrodentemperaturen, bei denen es durch eine zu hohe Subsequent transport across the grain boundaries can be accelerated. At very high electrode temperatures, which are too high
Nachtransportgeschwindigkeit zu einer Verarmung der emissionsfördernden Komponente im Bereich der Elektrodenspitze kommen kann, eignet sich wiederum ein grobkörniges Gefüge besser. Der Außendurchmesser des Mantels da liegt bevorzugt in einem Bereich 0,5 mm < da < 30 mm. Bei kleinerem Außendurchmesser kommt der zuvor geschilderte erfindungsgemäße Effekt der Verbundelektrode nicht mehr ausreichend zur Geltung. Bei sehr hoch belasteten Elektroden mit einem Durchmesser größer 30 mm kommen bevorzugt andere Konzepte zur After transport speed can lead to a depletion of the emission-promoting component in the area of the electrode tip, in turn, a coarse-grained structure is better. The outer diameter of the jacket d a is preferably in a range 0.5 mm <d a <30 mm. With a smaller outer diameter of the above-described effect of the composite electrode according to the invention is no longer sufficient advantage. For very heavily loaded electrodes with a diameter greater than 30 mm, other concepts are preferred
Vermeidung des lokalen Aufschmelzens, wie zum Beispiel eine aktive Kühlung der Elektrode, zur Verwendung. Prevention of local melting, such as active cooling of the electrode, for use.
Ein weiteres vorteilhaftes Konzept besteht darin, wenn der rohrförmige Mantel einen inneren, an den Kern anschließenden Bereich aus einem Teilchenverbundwerkstoff und einen äußeren Bereich aus Wolfram oder mit Kalium gedoptem Wolfram aufweist. Dieses Konzept fördert insbesondere ein exaktes zentrisches Brennen des Lichtbogens, da der äußere Bereich aus Wolfram oder mit Kalium gedoptem Wolfram die Wahrscheinlichkeit für ein Ansetzen des Lichtbogens in diesem Bereich reduziert. Zudem wird durch dieses Design auch die Abdampfung der emissionsfördernden Komponente und damit die Kolbenschwärzung reduziert. Another advantageous concept is that the tubular jacket has an inner region adjoining the core Particle composite and an outer region of tungsten or doped with potassium tungsten. In particular, this concept promotes accurate arc centering, as the outer region of tungsten or potassium doped tungsten reduces the likelihood of arcing in that region. In addition, this design also reduces the evaporation of the emission-promoting component and thus the piston blackening.
Bevorzugte Kalium Gehalte betragen sowohl im Bereich des Kerns, als auch des Mantels 5 bis 150 pg/g. Die Verwendung einer Kaliumdotierung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn über einen langen Zeitraum hin ein Vergröbern der Kornstruktur verhindert werden soll, da die Kaliumbläschen ein Kornwachstum bis zu hohen Temperaturen hin verhindern bzw. deutlich verlangsamen. Eine Kaliumdotierung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Elektrodenspitzentemperatur unter 2.550 K liegt. Bei höheren Temperaturen vergröbern die Kaliumbläschen aufgrund des hohen Dampfdrucks bzw. durch Diffusion des Kaliums. Zudem ist es bei Elektrodentemperaturen größer 2.550 K vorteilhaft, wenn das Gefüge grobkörnig ist, um die Ausdiffusion der emissionsfördernden Komponente zu verlangsamen. Preferred potassium contents are in the region of the core, as well as the shell 5 to 150 pg / g. The use of a potassium doping is particularly advantageous if, over a long period of time, coarsening of the grain structure is to be prevented, since the potassium bubbles prevent or significantly slow grain growth up to high temperatures. Potassium doping is particularly advantageous when the electrode tip temperature is below 2,550K. At higher temperatures, the potassium bubbles coarsen due to the high vapor pressure or by diffusion of the potassium. In addition, at electrode temperatures greater than 2,550 K, it is advantageous if the microstructure is coarse-grained to slow down the outdiffusion of the emission-promoting component.
Weiters gibt es zwischen den Kaliumbläschen und Versetzungen eine anziehende Wechselwirkung, die das Kriechverhalten und damit die Furthermore, there is an attractive interaction between the potassium bubbles and dislocations, the creep behavior and thus the
Formbeständigkeit der Elektrodenspitze verbessern. Improve dimensional stability of the electrode tip.
Eine konusförmige Ausbildung des Spitzenbereichs hat sich auch bei der erfindungsgemäßen Verbundeiektrode bewährt. Weiters ist bei vielen A conical shape of the tip region has also proven itself in the composite electrode according to the invention. Furthermore, with many
Lampentypen eine Karburierung des konusförmigen Spitzenbereichs von Vorteil. Die Karburierung hat dabei auch einen Einfluss auf die  Lamp types a carburization of the cone-shaped tip area of advantage. The carburation also has an influence on the
Oberflächendiffusion und auf Oxidations- / Reduktionsvorgänge im Bereich der Elektrodenspitze. In vorteilhafter Weise wird die Karburierung nur im Bereich des Mantels durchgeführt. Der äußerste Spitzenbereich wird dabei in Surface diffusion and oxidation / reduction processes in the area of the electrode tip. Advantageously, the carburization is carried out only in the region of the jacket. The outermost tip area is in
bevorzugter Weise nicht karburiert, da die Temperatur der Elektrodenspitze die elektische Temperatur im System Wolfram - Kohlenstoff übersteigen kann. Der Nachtransport der emissionsfördernden Komponente im Bereich der konusförmigen Spitze kann auch durch eine Vergrößerung der Oberfläche verbessert werden, da damit mehr dieser emissionsfördernden Komponente durch Oberflächendiffusion transportiert werden kann. In einfacher Art und Weise kann dies durch das Einbringen von Rillen, die bevorzugt in axialer Richtung ausgerichtet sind, erfolgen. preferably not carburized, since the temperature of the electrode tip can exceed the electrical temperature in the tungsten-carbon system. The subsequent transport of the emission-promoting component in the region of the cone-shaped tip can also be improved by increasing the surface, since more of this emission-promoting component can be transported by surface diffusion. In a simple manner, this can be done by the introduction of grooves, which are preferably aligned in the axial direction.
Da der Kern im Bereich der Elektrodenspitze vor Einsatz der Elektrode keine oder wenig emissionsfördernde Substanz aufweisen kann, was zu Beginn des Einsatzes kurzzeitig zu einer erhöhten Elektrodentemperatur und Since the core in the region of the electrode tip before use of the electrode can have no or little emission-promoting substance, which at the beginning of the use briefly to an increased electrode temperature and
Alterungsphänomenen der Elektrode führt, ist es vorteilhaft, wenn die Elektrode vor dem Einsatz einer thermischen Aktivierung unterzogen wird. In einfacher Weise erfolgt dies beispielsweise durch Glühen, wodurch mittels Korngrenzen- und Oberflächendiffusion die emissionsfördernde Komponente zur  Aging phenomena of the electrode, it is advantageous if the electrode is subjected to thermal activation before use. In a simple way, this is done for example by annealing, which means grain boundary and surface diffusion, the emission-promoting component for
Elektrodenspitze im Bereich des Kerns aus Wolfram oder mit Kalium dotiertem Wolframs diffundieren kann. Die thermische Aktivierung kann jedoch auch durch ein gezieltes Einbrennen der Elektrode erfolgen. Electrode tip in the region of the core of tungsten or potassium doped tungsten can diffuse. However, the thermal activation can also be effected by a targeted burn-in of the electrode.
Da der Kern aus Wolfram bzw. mit Kalium dotiertem Wolfram und der Since the core of tungsten or with potassium doped tungsten and the
Teilchenverbundwerkstoff eine unterschiedliche Neigung zur Kornvergröberung während der Hersteilung, zum Beispiel durch Pressen, Sintern und Particle composite a different tendency to grain coarsening during the preparation, for example by pressing, sintering and
thermomechanischer Behandlung, aufweisen, kann durch das thermomechanical treatment, can by the
erfindungsgemäße Konzept auch gezielt die Korngröße in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich eingestellt werden. Ais für viele Anwendungen vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die im Querschliff gemessene mittlere Korngröße des Kerns größer als die mittlere Korngröße des Mantels ist. Ein grobes Korn bedeutet auch, dass an der Oberfläche nur wenige Korngrenzen vorhanden sind, die dem Lichtbogen ausgesetzt Schwachpunkte darsteilen können. Das im Vergleich zum Kern feinkörnigere Manteimaterial gewährleistet eine ausreichend hohe Nachtransportgeschwindigkeit der emissionsfördernden Komponente zur Elektrodenspitze. inventive concept also targeted the grain size can be set differently in the different areas. It has proved advantageous for many applications if the mean grain size of the core measured in the transverse section is greater than the mean grain size of the shell. A coarse grain also means that there are only a few grain boundaries on the surface that can present weak points exposed to the arc. The finer-grained mantle material compared to the core ensures a sufficiently high transport rate of the emission-promoting component to the electrode tip.
Besonders vorteilhaft kann das erfinderische Verbundelektrodenkonzept für eine Kathode einer Kurzbogenlampe verwendet werden, die im Gleichstrom betrieben wird. Die Kurzbogenlampe umfasst dabei einen Kolben aus Particularly advantageous, the inventive compound electrode concept can be used for a cathode of a short-arc lamp, which in DC is operated. The short arc lamp comprises a piston
Quarzglas, ein Füllgas, das zumindest ein Element der Gruppe Xe und Hg enthält, sowie eine Kathode und eine Anode zur Ausbildung eines Lichtbogens. Die Kathode weist dabei zumindest ein zuvor geschildertes Merkmal der Verbundeiektrode auf. Durch Versuche wird d, so gewählt, dass der Lichtbogen zum großen Teil nur am Kern ansetzt. Durch Schliffuntersuchungen kann in einfacher Weise festgestellt werden, ob die Teilchen des Quartz glass, a filling gas containing at least one element of the group Xe and Hg, and a cathode and an anode for forming an arc. The cathode has at least one previously described feature of the composite electrode. Through experiments d, is chosen so that the arc attaches to the large part only at the core. By grinding investigations can be easily determined whether the particles of the
Teilchenverbundwerkstoffs während des Einsatzes aufschmelzen oder nicht, dj wird dabei so gewählt, dass im Teilchenverbundwerkstoff die Teilchen nicht aufschmelzen, d, ist dabei möglichst klein auszuführen, um eine ausreichend hohe Temperatur zur thermischen Aktivierung des Teilchenverbundwerkstoffs während des Einsatzes zu gewährleisten. Particle composite melt during use or not, dj is chosen so that the particles do not melt in the particle composite, d, is to be made as small as possible in order to ensure a sufficiently high temperature for thermal activation of the particle composite during use.
Weiters kann die erfindungsgemäße Verbundeiektrode in einfacher Weise durch pulvermetaliurgische Methoden hergestellt werden. Bevorzugt kommt dabei das isostatische Pressen zum Einsatz. In einem Gummischlauch wird zunächst eine rohrförmige Matrize zentrisch positioniert. In diese Matrize wird das Wolframpulver oder das mit Kalium dotierte Woiframpulver gefüllt. Danach wird der äußere Bereich mit dem Pulver des Teilchenverbundwerkstoffs gefüllt. Die Matrize wird in weiterer Folge exakt zentrisch in axialer Richtung nach oben angehoben. Der so gefüllte Schlauch wird in der Isostatpresse positioniert und einem Druck von typischerweise 50 bis 250 MPa ausgesetzt. Der Grünling wird in weiterer Folge bei für Wolfram typischen Temperaturen von 2.050 bis 2.650 K je nach Korngröße bzw. Zusammensetzung gesintert. Der Sinterling kann auf konventionelle Art und Weise, beispielsweise durch Walzen, Furthermore, the composite electrode according to the invention can be produced in a simple manner by powder metallurgical methods. Preference is given to isostatic pressing used. In a rubber hose, first a tubular die is positioned centrically. In this matrix, the tungsten powder or potassium doped Woiframpulver is filled. Thereafter, the outer region is filled with the powder of the particle composite material. The die is then lifted exactly centric in the axial direction upwards. The tube filled in this way is positioned in the isostatic press and subjected to a pressure of typically 50 to 250 MPa. The green compact is subsequently sintered at typical tungsten temperatures of 2,050 to 2,650 K, depending on the grain size or composition. The sintered compact can be produced in a conventional manner, for example by rolling,
Schmieden, Hämmern und/oder Ziehen, verformt werden. Aus dem Forging, hammering and / or pulling, to be deformed. From the
umgeformten Material können auf konventionelle Weise durch mechanische Bearbeitung Elektroden hergestellt werden. Alternativ zu dem zuvor geschilderten Hersteliweg kann die erfindungsgemäße Elektrode auch durch Verbinden des Kerns mit dem Mantel mittels Löten, Diffusionsbonden, Reibschweißen, Co-Strangpressen von plastifizierten Formed material can be produced in a conventional manner by machining electrodes. As an alternative to the Hersteliweg described above, the electrode of the invention can also by plasticizing the core with the shell by means of soldering, diffusion bonding, friction welding, co-extruding
Pulvermassen, Heißpressen oder HIPen erhalten werden. im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Um Vergieichbarkeit zu gewährleisten, wurde als emissionsfördernde Powder compounds, hot pressing or HIPen be obtained. Hereinafter, preferred embodiments will be described by way of example. To ensure comparability, has been identified as an emission-enhancing
Komponente nur La203 verwendet. Das erfinderische Konzept lässt sich jedoch in analoger Weise auf andere Oxide, Karbide und Boride anwenden. Component only La 2 0 3 used. However, the inventive concept can be applied analogously to other oxides, carbides and borides.
Figur 1 zeigt eine schematische Skizze einer Hochdruck-Gasentladungslampe gemäß Erfindung. FIG. 1 shows a schematic sketch of a high-pressure gas discharge lamp according to the invention.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Elektrode in Schnittdarstellung,  FIG. 2 shows the electrode according to the invention in a sectional view,
Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Elektrode in Schnittdarstellung. FIG. 3 shows the electrode according to the invention in a sectional view.
Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode mit karburiertem Bereich. FIG. 4 shows an electrode according to the invention with a carburized region.
Figur 5 zeigt in Draufsicht eine erfindungsgemäße Elektrode mit einer FIG. 5 shows a plan view of an electrode according to the invention with one
im Konusbereich ausgeführten Rillenstruktur.  in the cone region running groove structure.
Figur 6 zeigt schematisch die Ermittlung der Bogenunruhe. FIG. 6 shows schematically the determination of the arc disturbance.
Figur 7 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Mikrostruktur und des Spitzenbereichs einer W-3,6 Ma% La2O3 Elektrode gemäß dem Stand der Technik (Massivelektrode). FIG. 7 shows a scanning electron micrograph of the microstructure and the tip region of a W-3.6 Ma% La 2 O 3 electrode according to the prior art (solid electrode).
Gemäß Figur 1 ist die Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem According to Figure 1, the high-pressure gas discharge lamp with a
Entladungsgefäß (Kolben) 7 aus beispielsweise Quarzglas als Gleichstrom- Kurzbogenlampe ausgeführt. Die Elektroden 1 sind dabei als Kathode 1a und als Anode 1 b ausgebildet. Zwischen Kathode und Anode brennt der Discharge vessel (piston) 7 made of quartz glass, for example, designed as a DC short-arc lamp. The electrodes 1 are formed as cathode 1a and as anode 1 b. Between cathode and anode burns the
Lichtbogen 8. Die Kathode weist einen stabförmigen Kernbereich 3 und einen rohrförmigen Mantelbereich 4 auf, die metallurgisch miteinander verbunden sind. Der Lichtbogen 8 setzt im Randzonenbereich 3a des Kerns 3 an. Arc 8. The cathode has a rod-shaped core region 3 and a tubular jacket region 4, which are metallurgically bonded together. The arc 8 starts in the edge zone region 3 a of the core 3.
Gemäß Figur 2 weist die erfindungsgemäße Elektrode 1 , 1 a eine konusförmig ausgebildete Spitze 5 auf. Der Durchmesser des stabförmigen Kerns d, entspricht dem Innendurchmesser des rohrformig ausgebildeten Mantels 4, der einen Außendurchmesser da aufweist. Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode mit einem Kernbereich 3 und einen Mantelbereich, der in einen äußeren 4b und inneren Bereich 4a According to FIG. 2, the electrode 1, 1a according to the invention has a cone-shaped tip 5. The diameter of the rod-shaped core d, corresponds to the inner diameter of the rohrformig formed shell 4, which has an outer diameter d a . FIG. 3 shows an electrode according to the invention with a core region 3 and a cladding region which is in an outer 4b and inner region 4a
gegliedert ist. Der äußere Bereich 4b besteht dabei aus Wolfram oder mit Kalium dotiertem Wolfram. Der innere Bereich 4a besteht aus dem is articulated. The outer region 4b consists of tungsten or potassium-doped tungsten. The inner region 4a consists of the
Teilchenverbundwerkstoff. Die Elektrode 1 , 1a weist einen plateauförmig ausgebildeten Spitzenbereich auf, wie dieser typischerweise bei Elektroden für hoch belastete Lampen zur Anwendung kommt. Vorteilhaft dabei ist, wenn der Plaieaudurchmesser kleiner ais d, ist. Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Elektrode mit einem, im Bereich der konusförmigen Spitze karburiert ausgeführten Bereich. Die Karburierung wird dabei durch entsprechende Maskierung nur im Bereich des Particle composite. The electrode 1, 1a has a plateau-shaped formed peak region, as is typically used in electrodes for highly loaded lamps. It is advantageous if the Plaieaudurchmesser smaller than d, is. FIG. 4 shows the electrode according to the invention with a region which is carburized in the region of the cone-shaped tip. The carburization is by appropriate masking only in the area of
Teifchenverbundwerkstoffs durchgeführt. Die Karburierung kann beispielsweise durch ein Kohienstoff-haitiges Gas, z.B. CH4 oder durch Aufbringen von Graphit oder einer anderen Kohlenstoff-haltigen festen Substanz erfolgen. Teigchenverbundwerkstoffs performed. The carburization can be done for example by a carbon-haitiges gas, eg CH 4 or by applying graphite or other carbon-containing solid substance.
Figur 5 zeigt eine Elektrode 1 , 1 a deren konischer Spitzenbereich durch FIG. 5 shows an electrode 1, 1a with its conical tip region
Einbringen von Rillen 6 derartig modifiziert ist, dass eine größere Oberfläche die Nachtransportrate der emässionsfördemden Komponente erhöht. Introduction of grooves 6 is modified such that a larger surface increases the Nachtransportrate the emässionsfördemden component.
Figur 6 zeigt die Ermittlung der Bogenunruhe. Dabei wird die Lichtausbeute über der Zeit gemessen. Über eine gewisse Zeitspanne, im gegebenen Beispiel 100 Sekunden, wird die prozentuelle Änderung der Lichtausbeute ermittelt. Der Mittelwert aus den einzelnen Zahlenwerten ergibt das Maß für die FIG. 6 shows the determination of the arc disturbance. The light output is measured over time. Over a certain period of time, in the example given 100 seconds, the percentage change in the luminous efficacy is determined. The mean value of the individual numerical values gives the measure for the
Bogenunruhe. Bei hochbelasteten Kurzbogenlampen liegt dabei dieser Wert für thoriertes Wolfram (Wolfram 2 Ma% ThO2) typischerweise im Bereich von 0,5 bis 0,9 %. Die Elektrodenspitzentemperatur liegt für thoriertes Wolfram bei ca. 2.400 K bis 2.800 K. Rein-Wolfram würde zwar eine sehr geringe Arc instability. For highly loaded short arc lamps, this value for thoriated tungsten (tungsten 2 Ma% ThO 2 ) is typically in the range of 0.5 to 0.9%. The electrode tip temperature for thoriated tungsten is about 2,400 K to 2,800 K. Pure tungsten would indeed be a very small
Bogenunruhe (Bogenunruhe-Wert bei ca. 0,3 bis 0,8) aufweisen, jedoch bedingt die, durch das Fehlen von emissionsfördemden Komponenten begründete, hohe Spitzentemperatur im Bereich von 3.200 bis 3.800 K ein starkes Arc quench (arc disturbance value at about 0.3 to 0.8), however, due to the lack of emission-promoting components justified, high peak temperature in the range of 3,200 to 3,800 K a strong
Abdampfen und ein Verformen der Elektrodenspitze, was eine kurze Evaporation and deformation of the electrode tip, resulting in a short
Lebensdauer der Elektrode zur Folge hat. Bei mit Seltenerdoxid versehenen Elektroden (beispielsweise W - 2 ,5 Ma% La203 - 0,07 Ma% Zr02) ist die Kathodenspitzentemperatur um ca. 200 bis 300°C niedriger als bei thoriertem Wolfram, jedoch liegt der Bogenunruhe-Wert bei bis zu 4,5 %. Life of the electrode results. For rare earth oxide electrodes (eg W - 2, 5 Ma% La 2 O 3 - 0.07 Ma% Zr0 2 ), the cathode tip temperature is about 200 to 300 ° C lower than for thoriated tungsten, but the arc disturbance value is at up to 4.5%.
Bei einer erfindungsgemäßen Kathode kann die Temperatur ebenfalls wirksam reduziert werden. Bei Kathoden mit einem Mantel aus W - 2,5 Ma% In a cathode according to the invention, the temperature can also be effectively reduced. For cathodes with a jacket of W - 2.5 Ma%
La203 - 0,07 Ma% ZrO2 liegt die Kathodenspitzentemperatur bei d, = da / 3 um ca. 400°C, bei d, = da / 10 um ca. 50°C höher, als bei Kathoden, die vollständig (Massivelektrode) aus W - 2,5 Ma% La203 - 0,07 Ma% Zr02 gefertigt wurden. Der Bogenunruhe-Wert der erfindungsgemäßen Kathode entspricht dem Wert von thoriertem Wolfram oder liegt unter diesem Wert. Die besten La 2 03-0.07 Ma% ZrO 2 the cathode tip temperature is at d, = d a / 3 about 400 ° C, at d, = d a / 10 by about 50 ° C higher than in cathodes, the complete (solid electrode) of W - 2.5 Ma% La 2 0 3 - 0.07 Ma% Zr0 2 were made. The arc disturbance value of the cathode according to the invention corresponds to the value of thoriated tungsten or is below this value. The best
Bogenunruhe-Werte konnten bei d, = da / 3 gemessen werden. Die hoheArc disturbance values could be measured at d, = d a / 3. The height
Elektrodentemperatur führt jedoch bei hochbelasteten Lampen bereits zu einer Reduktion der Standzeit der Lampe durch verstärktes Abdampfen und einer schlechten Formstabilität des Spitzenbereichs. Figur 7 zeigt eine rastereiektronenmikroskopäsche Aufnahme der Mikrostruktur und des Spitzenbereichs einer W - 3,6 Ma% La203 Elektrode (Massivelektrode gemäß dem Stand der Technik) nach dem Einsatz in einer Hg-Xe However, electrode temperature already leads to a reduction in the service life of the lamp in heavily loaded lamps by increased evaporation and poor dimensional stability of the tip area. FIG. 7 shows a scanning electron micrograph of the microstructure and the tip region of a W-3.6 Ma% La 2 O 3 electrode (prior art solid electrode) after use in a Hg-Xe
Kurzbogenlampe. Der in Figur 7 mit 3 gekennzeichnete Bereich ist stark an La2Ü3 verarmt. Daran schließt ein Bereich 2 an, in dem die La203 Partikel stark vergröbert sind. Im Bereich 1 sind die ursprünglich Ellipsoid-förmigen La203 Partikel kugelig eingeformt, was auf Aktivierungsphänomene schließen lässt. Daran schließt ein Bereich an (nicht mehr abgebildet), wo die Teilchen Short arc lamp. The area marked 3 in FIG. 7 is strongly depleted of La 2 O 3 . This is followed by an area 2 in which the La 2 O 3 particles are heavily coarsened. In area 1, the originally ellipsoid-shaped La20 3 particles are spherically formed, which suggests activation phenomena. This is followed by an area (not shown) where the particles are
Ellipsoid-förmig vorliegen. Auch die Oberfläche gibt diese unterschiedlichen Bereiche wieder. Der verarmte Bereich ist dabei stark facettiert (in Figur 7 mit 4 bezeichnet). Daran schließt ein Bereich (in Figur 7 mit 5 bezeichnet) an, wo oberflächlich Lanthan delektiert werden kann. Ellipsoid-shaped present. The surface also reflects these different areas. The depleted area is strongly faceted (denoted by 4 in FIG. 7). This is followed by an area (denoted by 5 in FIG. 7) where superficial lanthanum can be detected.
Der optimale Durchmesser d, kann nun in einfacher Art und Weise durch Schiäffauswertungen ermittelt werden. Dabei werden die Bereiche, wo The optimum diameter d, can now be determined in a simple manner by Schiäffauswertungen. The areas where
Verarmung / Vergröberung und Teilcheneinformung auftritt ausgewertet. Der optimale d, Wert wird so gewählt, dass außerhalb von dem durch einen möglichst kleinen di begrenzten Bereich kein Aufschmelzen der Teilchen (keine Teilchenvergröberung und Teiichenverarmung) auftritt. Es ist vorteilhaft, wenn der dem Kern benachbarte Bereich kugelförmig eingeformte Teilchen aufweist, um eine ausreichende thermische Aktivierung während des Einsatzes zu gewährleisten. Depletion / coarsening and Particle Injection occurs evaluated. The optimum d value is chosen so that no melting of the particles (no particle coarsening and particle depletion) occurs outside of the area delimited by the smallest possible di. It is advantageous if the region adjacent to the core has spherically shaped particles in order to ensure sufficient thermal activation during use.
In Tabelle 1 ist dies für W - 2,5 Ma% La2O3 - 0,07 Ma% Zr02 dargestellt. Tabelle 1 In Table 1 this is shown for W - 2.5 Ma% La 2 O 3 - 0.07 Ma% Zr0 2 . Table 1
Watt in KW 2,5 2,0 2,5 1,5 1,8 Watt in KW 2.5 2.0 2.5 1.5 1.8
Füllgas Hg-Xe Xe Hg-Xe Xe Xe Fill gas Hg-Xe Xe Hg-Xe Xe Xe
Elektrodendurchmesser da [mm] 6 10 12 6 6 Electrode diameter d a [mm] 6 10 12 6 6
Winkel der konusförmigen Angle of the cone-shaped
40 40 40 40 40 Elektrodenspitze [°]  40 40 40 40 40 electrode tip [°]
Erstreckung der verarmten Zone in  Extension of the impoverished zone in
axialer Richtung 1,5 0,75 1,6 1,5 1,5axial direction 1.5 0.75 1.6 1.5 1.5
[in mm von der Elektrodenspitze] [in mm from the electrode tip]
Erstreckung der Zone mit eingeformten  Extension of the zone with molded-in
Teilchen in axialer Richtung 4 2,5 2,e 3,2 3 Particles in the axial direction 4 2,5 2, e 3,2 3
[in mm von der Elekirodenspitze] [in mm from the top of the Elektorode]
ei, min. zur Vermeidung von 1,1 0,5 1,2 1,1 1,1 Aufschmelzeffekten [mm] egg, min. to avoid 1.1 0.5 1.2 1.1 1.1 melting effects [mm]
dj max. um ausreichende Aktivierung dj max. for sufficient activation
und Diffusion der emissionsfördernden 2,9 1,8 2,0 2,3 2,2 Komponente zu gewährleisten [mm] and diffusion of the emission-promoting 2.9 1.8 2.0 2.3 2.2 component to ensure [mm]
Bevorzugter Innendurchmesser d( [mm] 2,0 1,0 1,5 1,5 1,5 da di 3 10 8 4 4 Preferred inner diameter d ( [mm] 2.0 1.0 1.5 1.5 1.5 d a di 3 10 8 4 4

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrode (1 ) einer Hochdruck-Gasentladungslampe (2), die einen 1. electrode (1) of a high-pressure gas discharge lamp (2) having a
Kern (3) mit zumindest bereichsweise einem Durchmesser d, und einen daran anschließenden Mantel (4) mit zumindest bereichsweise einem Außendurchmesser da umfasst, Core (3) with at least partially a diameter d, and an adjoining shell (4) with at least partially an outer diameter d a ,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kern (3) zumindest bereichsweise aus Wolfram oder mit Kalium gedoptem Wolfram und der Mantel (4) zumindest bereichsweise aus einem Teilchenverbundwerkstoff mit einer Matrix aus Wolfram besteht, wobei dj und da folgende Bedingung erfüllen: in that the core (3) consists at least partially of tungsten or tungsten doped with potassium and the cladding (4) at least partially consists of a particle composite with a matrix of tungsten, where dj and d a satisfy the following condition:
2. Elektrode nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass d* die 2. Electrode according to claim, characterized in that d * the
folgende Bedingung erfüllt:  meets the following condition:
0,1 mm < d, < 6 mm.  0.1 mm <d, <6 mm.
3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) stabförmig ausgebildet ist. 3. An electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the core (3) is rod-shaped.
4. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 4. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Mantel (4) rohrförmig ausgebildet ist.  characterized in that the jacket (4) is tubular.
5. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 5. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Teilchenverbundwerkstoff einen  in that the particle composite material has a
Teilchengehalt von 0,1 bis 10 Ma% aufweist.  Particle content of 0.1 to 10 Ma%.
6. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 6. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Teilchenverbundwerkstoff Oxidteilchen enthält.  in that the particle composite contains oxide particles.
7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxid 7. An electrode according to claim 6, characterized in that the oxide
zumindest ein Metall der Gruppe bestehend aus Lanthanoide, Y, Sc, Ti, Zr und Hf enthält. contains at least one metal of the group consisting of lanthanides, Y, Sc, Ti, Zr and Hf.
8. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 8. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Teilchenverbundwerkstoff Karbidteilchen enthält.  in that the particle composite contains carbide particles.
9. Elektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Karbid zumindest ein Metall der Gruppe bestehend aus W, Lanthanoide, Y, Sc, Ti, Zr und Hf enthält 9. An electrode according to claim 8, characterized in that the carbide contains at least one metal of the group consisting of W, lanthanides, Y, Sc, Ti, Zr and Hf
10. Elektrode nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff ein Oxid der Lanthanoide und zumindest eine Verbindung der Gruppe bestehend aus Wolframkarbid, Zirkonoxid und Hafniumoxid enthält. . Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 10. Electrode according to one of claims 6 to 9, characterized in that the composite material contains an oxide of the lanthanides and at least one compound of the group consisting of tungsten carbide, zirconium oxide and hafnium oxide. , Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Teitchenverbundwerkstoff Boridteilchen enthält.  characterized in that the Teitchenverbundwerkstoff contains Boridteilchen.
12. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 12. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass da die folgende Beziehung erfüllt: characterized in that d a satisfies the following relationship:
0,5 mm < da < 30 mm. 0.5 mm <d a <30 mm.
13. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 13. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der rohrförmige Mantel (4) einen inneren, an den Kern (3) anschließen Bereich (4a) aus dem Teifchenverbundwerkstoff und einen äußeren Bereich (4b) aus Wolfram oder mit Kalium gedoptem Wolfram aufweist.  in that the tubular sheath (4) has an inner region (4a) of the particle composite material adjoining the core (3) and an outer region (4b) of tungsten or potassium doped tungsten.
14. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 14. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das mit Kalium gedopte Wolfram einen Kalium Gehalt von 5 bis 150 pg/g aufweist. characterized in that the potassium-doped tungsten has a potassium content of 5 to 150 pg / g.
15. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 15. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Elektrode an einem Ende einen konusförmigen Spitzenbereich (5) aufweist.  characterized in that the electrode has a cone-shaped tip region (5) at one end.
16. Elektrode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der 16. An electrode according to claim 15, characterized in that the
konusförmige Spitzenbereich (5) zumindest teilweise eine karburierte Zone (9) aufweist.  cone-shaped tip region (5) at least partially has a carburized zone (9).
17. Elektrode nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der 17. An electrode according to claim 16, characterized in that the
konusförmige Spitzenbereich (5) nur im Bereich des Mantels (4) zumindest teilweise karburiert ist.  cone-shaped tip region (5) is at least partially carburized only in the region of the jacket (4).
18. Elektrode nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch 18. Electrode according to one of claims 15 to 17, characterized
gekennzeichnet, dass der konusförmige Spitzenbereich (5) Rillen (6) aufweist.  characterized in that the cone-shaped tip region (5) has grooves (6).
19. Elektrode nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die 19. An electrode according to claim 18, characterized in that the
Rillen (6) in axialer Richtung ausgerichtet sind.  Grooves (6) are aligned in the axial direction.
20. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 20. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass gemessen im Querschliff die mittlere Korngröße des Kerns (3) größer als die mittlere Korngröße des Mantels (4) ist.  in that, measured in transverse section, the mean grain size of the core (3) is greater than the mean grain size of the shell (4).
21. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 21. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Kern (3) und der Mantel (4) metallurgisch verbunden sind.  characterized in that the core (3) and the jacket (4) are metallurgically connected.
22. Elektrode nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch 22. Electrode according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass diese eine Kathode (1a) einer  in that it comprises a cathode (1a) of a
Kurzbogenlampe (2a) ist. Short arc lamp (2a) is.
23. Kurzbogenlampe (2a) umfassend einen Kolben (7) aus Quarzglas, eine ais Kathode (1a) und eine als Anode (1 b) fungierende Elektrode (1 ), die zur Ausbildung eines Lichtbogens (8) dienen, sowie ein Füllgas, das zumindest ein Element der Gruppe bestehend aus Xe und Hg enthält, dadurch gekennzeichnet, 23. A short arc lamp (2a) comprising a quartz glass bulb (7), a cathode (1a) and an electrode (1) functioning as an anode (1b) for forming an arc (8), and a filler gas contains at least one element of the group consisting of Xe and Hg, characterized
dass die Kathode (1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22 ausgebildet ist und dj so gewählt ist, dass der Lichtbogen (8) am Endbereich (3a) des Kerns (3) ansetzt.  in that the cathode (1a) is designed according to one of claims 1 to 22 and dj is chosen such that the arc (8) attaches to the end region (3a) of the core (3).
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