DE845248C

DE845248C - Gegen Alkalidaempfe bestaendiges Glas

Info

Publication number: DE845248C
Application number: DEB12455A
Authority: DE
Inventors: Alan Edward Dale; John Edwin Stanworth
Original assignee: British Thomson Houston Co Ltd
Current assignee: British Thomson Houston Co Ltd
Priority date: 1949-11-11
Filing date: 1950-11-10
Publication date: 1952-07-31
Also published as: FR1027316A; US2615817A; GB675594A; NL75577C

Description

l. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 31. JULI 1952

B 12455 VIb /32 b

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Gläsern, die widerstandsfähig gegen den Angriff von Alkalimetalldämpfen, z. B. von Natriumdampf, ausgebildet sind. Alkaliwiderstandsfähige Gläser sind wertvoll im Zusammenhang mit der Herstellung der Kolben für elektrische Entladungslampen, bei denen innerhalb des Kolbens ein Alkalimetall vorhanden ist, das während des Betriebes der Lampe verdampft wird. Gläser, die widerstandsfähig gegen den Angriff von Alkalimetalldämpfen sind, besitzen im allgemeinen nicht die Eigenschaften, die sie zur Ausbildung der Hohlkolben von elektrischen Entladungslampen verwendbar erscheinen lassen. Bisher war es in der Praxis üblich, diese Kolben aus einem Natrium-Kalk-Silicat-Glas herzustellen, das nicht widerstandsfähig gegen Alkalimetalldämpfe ist, indessen andererseits Eigenschaften besitzt, die es als Kolbenmaterial verwendbar machen. Dabei wird das Innere des Kolbens mit einem Überzug aus einem Borsäureglas versehen, das widerstandsfähig gegen die betreffenden Angriffe ist.

Bei der Herstellung solcher Verbundglasgehäuse ist es offenbar von Bedeutung, daß das gegen Alkalimetalldämpfe widerstandsfähige Glas einen Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, der sich nicht wesentlieh von dem Koeffizienten des den größeren Teil oder den Grundteil des Kolbens bildenden Glases unterscheidet, da bei einem wesentlichen Unter-

schied zwischen den thermischen Dehnungen die Gefahr besteht, daß das Gehäuse infolge seiner Schwächung springt, wenn seine Temperatur während des Betriebes der Vorrichtung steigt oder auch wenn die Temperatur während der Herstellung der Röhre, aus welcher das Gehäuse endgültig gefertigt wird, fällt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Reihe von Glaszusammensetzungen vorzusehen, die sich mit Bor-Silicat-Gläsern verbinden lassen und die so ausgebildet sind,·daß sie den Borsäuregläsern in bezug auf die Verbindung mit Natrium-Kalk-Silicat-Gläsern überlegen sind, die bisher bei zusammengesetzten Gegenständen der vorerwähnten Art benutzt wurden. Gläser gemäß der Erfindung besitzen demnach die folgenden Gewichtsbestandteile:

Phosphorpentoxyd (P₂O₅) . . . 10 bis 33 Borsäure (B₂O₃) 26 bis 49

Tonerde (Al₂O₃) 15 bis 38

Calcium-, Magnesium- u. Bariumoxyd

(CaO, MgO und BaO) zusammen 15 bis 25 Kieselsäure (SiO₂), weniger als . ... 10 Natrium- und Kaliumoxyd (Na₂O+ K₂O),

^a5 weniger als 3

Gläser, deren Zusammensetzungen innerhalb dieses Bereichs fallen, können als Borophosphatgläser bezeichnet werden. Diese Gläser eignen sich zur Herstellung alkaliwiderstandsfähiger Schichten auf harten Bor-Silicat-Gläsern, wie sie zur Ausbildung der Kolben elektrischer Entladungslampen dienen, die auf eine Temperatur erhitzt werden, die wesentlich über der während des Betriebes herrsehenden atmosphärischen Temperatur liegt.

Als besonders vorteilhaft haben sich innerhalb des angegebenen Bereichs der Glaszusammensetzungen gemäß der Erfindung die folgenden Gewichtsanteile erwiesen:

♦° P₂O₅. . 13 bis 20

B₂O₃ 35^bis46

Al₂O₃ 20 bis 29

Ca O und / oder MgO und / oder

BaO mehr als 15

SiO₂, weniger als 10

Na₂O + K₂O, weniger als 3

Diese Gläser schmelzen leicht bei normaler Glasschmelztemperatur und können mit Hilfe der normalen, bisher schon benutzten Verfahren in Verbundröhren verarbeitet werden.

Eine besonders vorteilhafte Glaszusammensetzung gemäß der Erfindung besitzt beispielsweise die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozenten:

P₂O₅ 16

B₂O₃ 39

Al₂O₃ 23

CaO 5

MgO 12

SiO₂ 5

Ein Glas mit der in diesem Beispiel angegebenen Zusammensetzung eignet sich z. B. zum Zusammenschmelzen mit einem Bor-Silicat-Glas etwa der folgenden Zusammensetzung:

SiO₂ 66

Al₂O₃ 2

B₂O₃ 24

Alkali 8

Ein Verbundglasrohr dieser Art eignet sich für die Herstellung von Kolben für elektrische Entladungslampen wie für die die Elektroden tragenden Halter solcher Kolben, falls derartige Halter verwendet werden. Falls solche Halter in dem Glasrohr angeordnet werden, kann das alkaliwiderstandsfähige Borophosphatglas in Form einer Schicht auf der äußeren Fläche des Grundglases vorgesehen sein.

Das Verbundglasrohr gemäß dem vorstehend gegebenen Beispiel besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Größenordnung 50 · io~⁷ und ist infolgedessen zur Ausbildung eines hermetischen Verschlusses mit einem Metallglied geeignet, das aus Molybdän oder aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung besteht. Die Zusammensetzung solcher Legierungen ist z. B. in der britischen Patentschrift 358 934 angegeben.

In einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundglasröhre können aus Metall oder Legierungen dieser Art bestehende Einführungsdrähte eingeschmolzen werden, so daß ein hermetischer Abschluß an den Einführungsstellen gebildet wird, und diese Einführungsdrähte können dann innerhalb des Kolbens zur Aufnahme einer Elektrode einer elektrischen Entladungslampe dienen. Infolgedessen können, wenn kein besonderer, die Elektroden aufnehmender Halter vorgesehen ist, die Einführungsdrähte der in der äußeren Oberfläche mit Borophosphatglas versehenen Verbundglasrohre hermetisch eingeschmolzen werden, wobei die so verkleideten Einführungsdrähte in einer Verengung eingeschmolzen werden, die unmittelbar in dem den Kolben bildenden, zusammengesetzten Röhrenmaterial vorgesehen ist und deren Innenfläche mit dem Borophosphatglas verkleidet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Glas, dadurch gekennzeichnet, daß seine Zusammensetzung im Bereich der folgenden u₀ Gewichtsteile liegt: Phosphorpentoxyd 10 bis 33, Borsäure 26 bis 49, Tonerde 15 bis 38. Calcium-, Magnesium- und Bariumoxyd, zusammen 15 bis 25, wobei Kieselsäure und Alkalimetalloxyde, falls solche verwandt werden, auf weniger als 10 bzw. auf weniger als 3 beschränkt werden.

2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gewichtsprozenten .ausgedrückten Bereiche der Bestandteile die folgenden sind: P₂O₅ 13 bis 20, B₂O₃ 35 bis 46, Al₂O₃ 20 bis 29, CaO, MgO und BaO mehr als 15, SiO₂ weniger als 10 und Na₉O + K₂O weniger als 3.

3. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile, in Gewichts-

Prozenten ausgedrückt, folgende sind: P₂O₅ 16, B₂O₃ 39> Al₂O₃ 23, CaO 5, MgO 12, SiO₂ 5.

4. Verwendung eines Glases nach Anspruch 2 zur Herstellung einer inneren oder äußeren alkaliwiderstandsfähigen Schicht an einem Bor-Silicat-Glas, so daß eine Verbundglasröhre gebildet wird.

5. Verwendung eines Glases nach Anspruch 3 zur Herstellung einer inneren oder äußeren

ίο Schicht auf einer aus Bor-Silicat-Glas bestehenden Röhre, die etwa eine Zusammensetzung von (>6% Kieselsäure, 2% Tonerde, 24% Borsäure und 8% Alkalioxyde besitzt, so daß eine Verbundglasröhre gebildet wird.

6. Verbundglas-Metall-Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre entsprechend Anspruch 4 oder 5 enthält, von der ein Teil hermetisch durch Einschmelzen eines z. B. aus Molybdän bestehenden Metallgliedes abgeschlossen ist.

7. Verbundglas-Metall-Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält, von der ein Teil durch Einschmelzen eines Metallgliedes hermetisch abgeschlossen ist, wobei as letzteres aus Molybdän oder aus einer Legierung besteht, die 28 bis 34% Nickel, 5 bis 20% Kobalt sowie im Restteil hauptsächlich Eisen enthält.

8. Kolben für elektrische Entladungslampen mit alkaliwiderstandsfähiger Innenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe eine Verbundglasröhre gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält und seine innere Schicht durch einBorophosphatglas gebildet wird, wobei wenigstens eine Elektrode in dem Kolben vermittels eines verengten Teils eingeschmolzen ist, welcher eine ähnliche Verbundglasröhre mit Borophosphatglas als äußerer Schicht umfaßt, wobei die Elektrode durch den Halter vermittels eines Einführungsdrahtes oder von Einführungsdrähten getragen wird, mit der Maßgabe, daß der Draht oder die Drähte hermetisch durch Verschmelzen m'it dem Halter abgeschlossen sind, und der Einführungsdraht oder die Drähte aus Molybdän oder aus einer Legierung bestehen, die aus 28 bis 34% Nickel, 5 bis 20% Kobalt und im Restteil hauptsächlich aus Eisen zusammengesetzt ist.

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