DE2118767A1

DE2118767A1 - Quecksilber-Niederdruck-Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE2118767A1
Application number: DE19712118767
Authority: DE
Original assignee: SP KT
Current assignee: SP KT
Priority date: 1970-05-25
Filing date: 1971-04-17
Publication date: 1971-12-09
Also published as: US3742278A; SU308689A1; DE2118767B2; DE2118767C3; GB1304335A

Description

Special' noe i...oru,tTukt-jss'io-Technologicer.^roe Bjuro istocni'cov sveta

Die vorliegende 'Erfi.uiuiift: betrifft elektrische Gasentladungslampen mit Amalgam, lu&t^BOxiClere Leuchtstofflampen hoher Intensität von 80 bis 200 W mit großer spezifischer Leistung sowie Leuchtstofflampen mit konventioneller spezifischer Leistung, die unter harten Temperaturverhältnissen, beispielsweise in geschlossenen»nicht gelüfteten Leuchten, eingesetzt werden.

Es sind Qu.ecksilber""Niederdruck~Gasentladungslampen mit verschiedenen innerhalb der Lampe untergebrachten Amalgamen (K-idmium-Quecksilber, Indium-Quecksilbex', Thallium-Quecksilbei· und dgl»), Dreikümpoiientenainalgataen (Kadmium-Zinii—^ieckailber, Indium-Siritc-CJmeokaiLber und dgl·) und ^!/iörkofflporientenamal£a:i.iari (XrX) um-

1 0 9 H H 0 / HH <;

Blei^Wismut-Kadmium-Quecksilber) bekannt.

Der Hauptmangel der Gasentladungslampen mit obengenannten Zusammensetzungen des Amalgams besteht darin, daß sie eine hohe Lichtausbeute nur in einem sehr schmalen Bereich erhöhter Umgebungstemperaturen (40 bis 55⁰C) aufweisen, während die Temperatur der Wand der Leuchtstoff-

n
lampen hoher intensität mit großer spezifischer Leistung, zahlreichen Forschungsergebnissen zufolge, bsi deren Verwendung in geschlossenen Leuchten einen Wert von 60 bis 70⁰O erreicht.

Bei Verwendung von Leuchtstofflampen mib konventioneller spezifischer Leistung in geschlossenen nicht gelüfteten Leuchten erreicht die Temperatur der Luft in ihnen ^e nach der Lampensahl in der Leuchte einen Wert von 45 bis 70⁰C.

Zwack der vorliegenden Erfindung ist es, den genannten Mangel zu überwinden und Leuchtstofflampen zu schaffen, die elnea stabilen Lichtstrom in einem weiten bereich von Umgebungstemperaturen (40 bis 80 C) aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch di« WaJiI einer bestimmten Komposition dar iiomponsnten ein ?8S-tes und ungifbigee Amalgam ku schaffen., dessen, y~r"v<3iiüuas>; in hoehintensiiren Lampan mit großer speziXisciiet¹ I.-lawine oder in Lampen mit konvs-ukion«lle.r spesil'ii-c.hee "Lsiatunf.. =, lie in geoehlossenaa xdchc h

1 098 iiü / MU:.

eine hohe Idchtausbeute im genannten Temperaturbereich gewährleistet·

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwecks Erhaltung eines stabilen Lichtstromes in einem weiten Temperaturbereuch (40 bis 8O⁰C) ein Amalgam folgender Zusammensetzung verwendet wird: Quecksilber 15 bis 20 At-%, Kadmium 53 bis 38 At-%, Zinn 20 bis 25 At-%, Wismut 12 bis 17 JdC-%.

Dieses Amalgam hat eine Schmelztemperatur von I90 bis 210°C, bleibt beim Betrieb der Lampe und bei der Herstellung fest, besitzt eine ausreichende Verformbarkeit, gestattet die Herstellung in beliebiger Form (Stäbchen, Kugeln und dgl·) .

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt:

Fig.1 die Abhängigkeit des Lichtströmeβ der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 80 W von der Umgebungstemperatur bei einer beistimmten Zusammensetzung von Amalgam;

Fig,2 die Abhängigkeit des Lichtstromes der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W von der Umgebungstemperatur bei verschiedenen Zusammensetzungen von Amalgamen;

109850/1046

Wird in der Leuchst off lampe mit einer Leistung von 80 W ein Imalgam mit folgender Zusammensetzung angewandt: Quecksilber 15 At-%, Zinn 25 At-%, Kadmium 48 At-% und Wismut 12 At-%, so verschiebt sich das Maximum des Lichtstromes, wie aus Fig.1 hervorgeht, in das Hochtemperaturgebiet· Die Abnahme des Lichtstromes bei der Temperatur von 80⁰C beträgt lediglich 8% vom Maximum. In Fig.2 wird eine Gruppe von Kurven A, B, C gezeigt, die es gestatten,

e eine Vorstellung vom Betrieb der amalgamierten Eiichtstofflampe mit einer Leistung von 125 W bei einer Kolbenlänge von 150 cm in Abhängigkeit vom prozentualen Anteil der Amalgam 'komponenten zu erhalten.

Nachstehend wird die Tabelle 1 mit drei gewählten und in Leuchtstofflampen eingeführten Zusammensetzungen von Amalgamen angeführt.

Kurven	A	B	C
KomponentenanteiIe in Atomprozenten	15	17	20
Quecksilber (Hg)	48	46	38
Kadmium (O'd)	25	22	25
Zinn (Sn)	12	15	17
Wismut (Bi)

Insgesamt ; 100 At-% 100 At-% 1OC At-%

10 98 50/1CK 6

Indem man die Karren A, Bund C vergleicht, ist es nicht schwer, sich davon zu überzeugen, daß am zweckmäßigsten für die Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W und hoher spezifischer Leistung (0,83 W/cm) das Amalgam mit der Zusammensetzung: Quecksilber 17 At-%, . . Kadmium 46 At-%, Zinn 22 At-JB, Wismut 15 At-% ist.

Das Maximum des Lichtstromes dieser Lampe liegt in den Grenzen von 65 bis 75°0* Der Temperaturbereich für den Betrieb einer Leuchtstofflampe mit genanntem Amalgam ist recht weit: 40 bis SO⁰C, wobei die Abnahme des Lichtstromes beim Temperaturgrenzwert nicht über ψ/o von dessen Maximum beträgt.

Bei einem Vergleich der Kurve B mit der Kurve D (i'ig.2) kann man feststellen, daß der Lichtstrom einer .Quecksilberlampe (Kurve D) dem einer Lampe mit Amalgam (Kurve B) in erheblichem Maße nachsteht. Die ermittelten Vergiöichswerbe zeigen, daß die Leuchtstofflampe mit einex* Leistung von 125 W mit Amalgam den Lichtstrom einer leisinmgsmäßig ihr gleichen Quecksilber-Leuchtstofflampe bei S'j°O um 18%, bei 60⁰G um 2Ö# und bei 70⁰C um $2% übertrifft »

Alle diese Erscheinungen sind auf die Kombination νύχι Metallen und auf deren prozentuale Anteile in Amalgam zuitici-r zuführen,

J0985Ü/1046

dem Der Austritt von Queeksllberdämpfen aus^vAmalgam wird

durch intermetallische Verbindungen von Quecksilber mit Kadmium und Wismut bestimmt. Diese Verbindungen besitzen im Gegensatz zu den klassischen Typen chemischer Bindungen - der Ionen^bindung und der üovalenten Bindung - eine spezifische metallische Bindung, bei welcher die Valensiheorie versagt. Bei den genannten .Amalgamen hängt die Bildung von intermetallischen Verbindungen mit dem prozentualen Anteil von Quecksilber in Amalgam zusammen. Es ist anzunehmen, daß bei einer der Kurve B entsprechenden Amalgamzusammensetzung '.,ein freies Quecksilber im Amalgam fehlt.

Bei thermischer Beeinflussung des Amalgams, bei dem das Zinn als Stabilisator des Austritts von Quecksilber dient, ist es gelungen, einen Optimalwert des Quecksilbsrdampfdrucks zur Erzeugung der erforderlichen Resonanzstrahlung in der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W O.ICT^ Torr) zu erhalten.

Der große Nutzen des Einsatzes von GasentladungsÄ^itpen mit einer der Kurve B entsprechenden Amalgamzusamnian«» Setzung wird durch den Wegfall von Ausgaben für gelüftsfce, konstruktionsaiäßig komplizierte Leuchten erhöht»

Da der Quecksilberdampfdruck über derartigem Amalgam bei 20⁰C ca, 10"^ Torr belieb _§ «dzti die Vergiftung

10985Ö/1Q&S

Produktionsräume durch Quecksilberdämpfe völlig ausgeschlossen.

Das Amalgam wird aus billigen und leicht erhältlichen Werkstoffen hergestellt, zeichnet sich vorteilhaft durch seine Kosten, Betriebseigenschaften und üngiftigkeit von den früher bekannten Amalgamen aus, die in den Gasentladugslampen zum Einsatz kommen.

109850/1046

Claims

PATENTANSPRUCH

Quecksilber-Niederdruck-Gasentladungslampe, beispielsweise Leuchtstofflampe hoher Intensität mit erhöhter spezifischer Belastung und mit innerhalb dieser untergebrachtem, aus Quecksilber, Kadmium und Zinn zusammengesetztem Amalgam, dadui'ch gekennzeichnet , daß das Amalgam Wismut in d er Menge von 12 bis 17 At-% bei einem Quecksilber^anteil von 15 bis 20 At-%, Kadmium.--anteil von 52 bis jj>8 At-% und Zinngehalt von 20 bis 25 kb-% enthält.

1 Ü985Q/ 1CK6

ORIGINAL INSPECtED