DE2318062A1 - Elektrische entladungslampe - Google Patents

Description

EGYESÜLT IZZOÖLAMPA ES VILLAMOSSÄGI RESZVENTYTARSASAG, 1044 Budapest, Vaci u. 77, (Ungarn)

"Elektrische Entladungslampe"

Die Erfindung bezieht sich auf eine, Metalldämpfe und Metallsalzdämpfe enthaltende Entladungslampe, deren Kolben aus einem Aluminiumoxydkristall besteht.

In elektrischen Entladungslampen verwendet man schon seit langer Zeit Quecksilber und/oder Natrium als Entladungsstoff. Das Natrium ist besonders vorteilhaft, da die durch den Natriumdampf erfolgende elektrische Entladung ein Licht von gelblicher Farbe ergibt, auf welches das Auge besonders reagiert, so daß das Licht der Natriumlampe vorteilhafte Sehverhältnisse ermöglicht. Die Natriumdampfentladung verwandelt die elektrische Energie mit sehr gutem Wirkungsgrad zu Licht.

Ein großer Nachteil des Natriums liegt aber darin, daß es bei einer etwas höheren Temperatur alle Glasarten angreift. Wird der Kolben solcher Lampen aus Glas hergestellt, so wird er infolge der chemischen Reaktion alsbald geschwärzt.

Zur Behebung dieser Nachteile wurde einerseits vorgeschlagen, den Kolben der Entladungslampe aus einem keramischen Stoff herzustellen, da unter den keramischen Stoffen mehrere vorhanden

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sind, die der Aggression des Natriumdampfes widerstehen und dabei mit einer entsprechenden Herstellungstechnik erreichbar ist, daß sie einen großen Teil des Lichtes durchlassen. Eine derartige Entladungslampe ist z.B. in der US-PS 3 2^8 590 beschrieben. Nach diesem Patent ist der Kolben der Lampe eine sog. polykristallische Aluminiumoxydkeramik.

Die andere Lösung des Problems besteht bekanntlich darin, daß das Natrium in Form irgendeines Salzes (z.B. als Natriumiodid) in der Entladungslampe untergebracht wird. In diesem Fall entspricht als Kolbenmaterial der Lampe auch Glas (z.B. auch Quarz), da das Natriumiodid Quarz nicht angreift, wobei zugleich die in den Natriumjodiddämpfen erfolgende elektrische Entladung beinahe soviel Licht gibt, als ob die Entladung in reinem metallischen Natriumdampf erfolgen würde. In derartigen Lampen können auch ander.e Metallsalze und zwar vorteilhaft verschiedene Halogenide verwendet werden, wodurch die gelbe Farbe der Natriumentladung mit den, von anderen Salzen stammenden verschiedenen Farben ergänzbar ist. Dadurch kann eine, dem Spektrum des Sonnenlichtes angenäherte weiße Lichtquelle hergestellt werden.

Die Lichtausbeute der Halogenlampen ist aber eine geringere, als die der reinen Metalldampflampen.

Die Vereinigung der Vorteile, bzw. der vorteilhaften Eigenschaften der Metalldampf lamp en und der Halogenlampen war bisher nicht möglich. Es wurde bereits angegeben, daß in Glaskolben Natriummetall nicht verwendbar ist; es wurde aber noch nicht erklärt, weshalb ein Metallhalogenidsalz in einer, einem aus polykristallischen Aluminiumoxyd bestehenden Kolben besitzenden Lampe nicht verwendet werden kann. Der Grund hierfür liegt im folgenden:

Der vakuumsichere Abschluß eines Keramikkolbens ist nur mit einem solchen Metall ausführbar, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient mit demjenigen der Keramik übereinstimmt und auch selbst dem Natrium gegenüber widerstandsfähig ist. Mit diesem sog. Gehäuseverschlußproblem befassen sich zahlreiche Patente, z.B. das US-Patent 3 635.

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Aus den Bebälterabscnlußpatenten kann einerseits festgestellt werden, daß die in der Einleitung behandelten arundprobleme, also die Verwendung des Natriummetalle als Entladungsetoff in Keramikkolben ait der Lösung des Behälterabschlußproblems identisch ist» andererseits dal sum Abschluß des Keramikkolbens bsw. des Rohres ausschließlich das Niobiummetall in Betracht kommt« Das Niobium ist aber Insbesondere gegenüber den Halogeniden der Alkalimetalle nicht widerstandsfähig· Zusammenfasseni^cann somit festgestellt werden, daß nach den bekannten Lösungen das Metallische natrium in einem Glaskolben und das Matriuahalogenid in einem, mit Niobiummetall abgeschlossenen Keramikkolben nicht rerwendbar ist.

Andererseits ist es bekannt, daß die rerwendeten polykristallinen Keramikkolben hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit nicht sehr günstig sind, daß dagegen die Lichtdurchlässigkeit eines aonokristallinen Aluminiumoxydes um etwa 6% besser 1st. In die Praxis konnte man Jedoch solche monokristallisehen Alwminiumoiydkolben nicht einführen, da diese mit dem üblichen Niobiumabschlußkörpe*r kaum abschließbar sind, und swar wegen des beträchtlichen Unterschiedes in den Wärmeausdehnungskoeffizienten. Abgesehen daron, würde eine derart abgeschlossene Lampe für eine Natriuehalogenid-Fullung ebenfalls ungeeignet sein.

Der Zweck der rorliegenden Erfindung war einerseits eine bessere Lichtausbeute bei Entladungslampen su erzielen, und swar durch die Verwendung eines monokristallinischen Aluminiumoxydkörpers, andererseits die Schaffung einer Entladungslampe su ermöglichen, die je nach Wahl mit Metalldämpfen und/oder Metallsaltsdämpfen gefüllt werden kann.

Der Kolben einer solchen Lampe ist erfindungsgemäß aus Aluainiu»- oxydmonokristall (s.B. aus Saphir oder Rubin) und die Enden des Kolbens werden durch einen aus mit Wolfram oder Molybdän Überzogenen keramischen Abschlußkörper Terschlossen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

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In die Enden des Saphirrohres ist je ein keramischer Abschlußkörper 2 eingepaßt, dessen Oberfläche mit einem Wolframüberzug 3 versehen ist. Zwischen der Stirnfläche des Saphirrohres und dem Verschlußkörper sichert ein glasförmiger Stoff 4 eine vakuumfeste Verbindung. Der sich nach innen erstreckende nasenförmige Teil 5 des Verschlußkörpers ist mit einem Schraubengewinde versehen, auf den eine Wolframspirale aufgewickelt ist. Diese Sprirale hält die Elektrode 7» die mittels eines bekannten Verfahrens mit einem Emissionsüberzug präpariert ist.

Auf den nach, außen stehenden Bolzen 8 des Verschlußkörpers ist die Feder 9 engpassend aufgesetzt, die zur Leitung des elektrischen Stromes zur metallisierten Fläche der Kappe dient.

Im Inneren des Rohres befindet sich der Entladungsstoff, der entsprechend der Farbe und Bestimmung der Lampe aus verschiedenen Metallen (z.B. aus Quecksilber, Thallium, Cäsium, Indium, usw.) und/oder aus verschiedenen Metallsalzen (z.B. aus Natriumiodid, Thalliumjodid, Indium j odid, usw.) bestehen kann.

Entsprechend der Erfindung kommt als Entladungsstoff Jedes Metall oder Metallsalz, dessen Lichtverwertung auf Grund der Bestimmung der Lampe vorteilhaft ist und dem gegenüber der Metallüberzug des Verschlußkörpers widerstandsfähig ist in Betracht. Das Material des Metallüberzuges kann, den Wärmeausdehnungskoeffizienten betrachtend, beliebig sein, weil die Sicherung des vakuumdichten Verschlußes nicht von der chemischen Qualität des Überzuges, sondern von dem Wärmeausdehnungsfaktor der Verschlußkappe bestimmt wird. Vom obigen Gesichtspunkt betrachtet, ist das zweckmäßigste Material für den überzug das Wolfram oder das Molybdän.

Das Material des keramischen Verschlußkörpers ist so zu wählen, daß sein Wärmeausdehnungskoeffizient dem in radialer Richtung gemessenen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Aluminiumoxydkristalles entspricht. Diese Bedingung kann mit einer mehr als 90% Aluminiumoxyd enthaltenden Keramikart leicht erfüllt werden.

- Patentansprüche 309847/0368 . ₅ _

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ^^/Elektrische Entladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Solben ein Aluminiumoxydmonokristaurohr ist und daß die Enden des Rohres durch einen mit einem Metallüberzug versehenen massiren keramischen Verschlußkörper abgeschlossen sind.
2. 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Entladungsstoff aus einem oder mehreren Metalldampf bzw. -dämpfen und/oder Metallsalzdampf bzw-r -salzdämpfen besteht, daß das Material des Überzuges des Verschlußkörpers diesen Entladungsstoffen gegenüber bei der Betriebstemperatur der Lampe chemisch widerstandsfähig ist und daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des keramischen Verschlußkörpers dem radialen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Aluminiumoxydkristallrohres entspricht.
3. 3· Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Entladungsetoff Quecksilber und/oder Alkallmetall bzw. Metalle ist bzw. sind und der nichtmetallische Entladungsstoff bzw. die nichtmetallischen Entladungsstoffe Alkalimetalljodid ist bzw. Alkalimetalljodide sind.
4. 4. Lampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallüberzug des Abschlußkörpers aus Wolfram oder Molybdän besteht.

   DipMng

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