KR102556704B1 - Integrated sealing method for heterojunction of quartz glass and tungsten - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, 상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함하는 튜브를 제조하는 방법에 있어서, 상기 텅스텐 전극(200)은 유리 페이스트를 이용하여 900-1200℃의 온도에서 소결하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 튜브를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention is sealed in an inert gas atmosphere in a low pressure or vacuum state, and a tube body 100 including an envelope 20 made of quartz glass, and a sealing portion 21 of the tube body 100 envelope 20 In the method for manufacturing a tube including a tungsten electrode 200 embedded in a), the tungsten electrode 200 is sealed by sintering at a temperature of 900-1200 ° C. using a glass paste. provides a way to
Description
본 발명은 석영 유리 및 텅스텐의 이종접합을 통합 밀봉 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 아크 튜브를 포함하는 램프에 있어서 석영 유리와 텅스텐 전극의 접합을 통한 밀봉 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for integrally sealing a heterojunction of quartz glass and tungsten, and more specifically, to a method for sealing a lamp including an arc tube through bonding of quartz glass and a tungsten electrode.
탄소섬유를 이용한 히터는 금속 발열체를 이용한 히터와 비교해서 열용량이 작고 상승 및 하강 온도 특성이 우수하며, 또한 비산화성 분위기 중에서는 고온 내구성도 우수하기 때문에 최근 가열장치는 물론, 난방장치나 건조장치 등에도 점차 많이 보급되고 있는 추세에 있다.Compared to heaters using metal heating elements, heaters using carbon fiber have a smaller heat capacity and excellent rising and falling temperature characteristics, and also have excellent high-temperature durability in a non-oxidizing atmosphere. It is also becoming more and more widespread.
전술한 바와 같은 탄소섬유를 이용한 히터의 기술로 탄소 발열체의 기술이 개시되어 있다. 이러한 종래 기술에 따른 탄소 발열체는 내부가 밀봉되는 석영 유리로 이루어진 튜브와 석영 유리로 이루어진 튜브에 내장된 탄소섬유 발열체, 탄소섬유 발열체의 양단을 연결하는 텅스텐 전극 등의 금속 전극의 구조로 이루어진다.A technology of a carbon heating element has been disclosed as a technology of a heater using carbon fibers as described above. The carbon heating element according to the prior art has a structure of a tube made of quartz glass sealed inside, a carbon fiber heating element embedded in the tube made of quartz glass, and a metal electrode such as a tungsten electrode connecting both ends of the carbon fiber heating element.
한편, 일반적으로 방전 램프는 방전 용기에 의해 에워싸인 방전 영역을 가지며, 방전 용기는 방전 용기 내측에 방전을 유지하는데 필요한 불활성 가스와 첨가제를 통상적으로 포함하는 방전 가스로 채워진다. 방전은 일반적으로, 방전 영역의 내측으로 연장되며 추가의 첨가제나 외피를 갖거나 갖지 않을 수 있는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 전극들 사이에서 발생한다. 전극은 밀봉부에 있는 방전 가스의 유리 재료에 의해 고정 및 에워싸인다. 진공 밀폐를 달성하기 위하여, 전극은 내부 부분, 작동 전극, 전극을 외부 전력원 및 얇은 금속 포일로 이루어진 밀봉 포일로 연결하기 위한 외부 부분을 포함하는 3개의 부분으로 구성되며, 밀봉 포일은 전극 및 인입선(lead-in wire) 모두에 전기 접속된다.On the other hand, generally, a discharge lamp has a discharge region surrounded by a discharge container, and the discharge container is filled with a discharge gas usually containing an inert gas and additives necessary for maintaining discharge inside the discharge container. The discharge generally occurs between electrodes extending inwardly of the discharge region and made of tungsten or a tungsten alloy, which may or may not have additional additives or sheaths. The electrode is fixed and surrounded by the glass material of the discharge gas in the seal. In order to achieve vacuum sealing, the electrode consists of three parts, including an inner part, a working electrode, an outer part for connecting the electrode to an external power source and a sealing foil made of thin metal foil, the sealing foil comprising the electrode and the lead-in wire. (lead-in wire) are electrically connected to both.
방전 램프는 가정 조명(금속 할라이드 램프)으로부터 자동차 헤드라이트(고 휘도 방전 램프)까지의 조명 기술의 모든 영역에서 적용된다.Discharge lamps are applied in all areas of lighting technology from home lighting (metal halide lamps) to automobile headlights (high brightness discharge lamps).
종래에는, 방전 램프의 튜브, 및 특히 자동차 분야에 이용되는 표준 금속 할라이드 램프 또는 HID 램프의 튜브는 용융 실리카(석영 유리)로 제조되었다. 튜브는 중앙부, 아크 챔버로 이루어지며, 이 아크 챔버에서 램프 작동 동안 전기 방전이 발생한다. 아크 챔버는 외피(envelope)로 둘러싸이고 튜브의 단부에서 진공 밀폐 방식으로, 즉 핀치 섹션 또는 밀봉부에 의해 밀봉되며, 아크 챔버는 또한 밀봉부를 통하여 전류를 리드하는 전극 조립체를 포함한다. 일반적으로 전극 조립체는 텅스텐으로 이루어져 방전 플라즈마 내로 전하 캐리어를 방출한다.Conventionally, the tubes of discharge lamps, and in particular of standard metal halide lamps or HID lamps used in the automotive sector, are made of fused silica (quartz glass). The tube consists of a central part, an arc chamber, in which an electrical discharge occurs during lamp operation. The arc chamber is surrounded by an envelope and sealed at the end of the tube in a vacuum-tight manner, ie by a pinch section or seal, and the arc chamber also includes an electrode assembly leading a current through the seal. Generally, the electrode assembly is made of tungsten and discharges charge carriers into the discharge plasma.
그러나 방전 용기의 진공 밀폐 폐쇄를 담당하는 밀봉 섹션에 있는 고온 전극을 에워싸는 용기 벽 내의 높은 공간 및 시간 온도 구배는 높은 기계적 응력 수준을 초래한다. 열 유도 부가 기계적 응력은 램프가 반복적으로 기동 및 소등될 때 유리 층 전극 자루부를 가지는 핀치 밀봉 섹션에서의 미세 균열이 전파될 수 있다. 이는 전극과 주위 유리 사이의 열 팽창 부정합에 의해 발생되는 미세 균열의 형상 및 크기가 제어하기가 매우 어렵기 때문이다. 최종 결과는 누출 채널 단계이며, 이 단계에서 방전 챔버의 충전 가스 및 도우징 성분이 손실되어 램프가 작동되지 않게 된다. 이러한 초기 고장 또는 짧은 수명 램프 샘플은 램프 수명 성능 및 신뢰성에 심각한 영향을 미친다. 긍극적으로 로드 안전은 부정적 방식으로 영향을 미쳐서 수리 비용이 증가된다.However, the high spatial and temporal temperature gradients in the vessel walls surrounding the hot electrodes in the sealing section responsible for the vacuum hermetic closure of the discharge vessel lead to high mechanical stress levels. The thermally induced added mechanical stress can propagate microcracks in the pinch seal section with the glass layer electrode shank when the lamp is repeatedly started and turned off. This is because it is very difficult to control the shape and size of microcracks caused by thermal expansion mismatch between the electrode and the surrounding glass. The end result is a leaking channel stage, in which the lamp fails to operate due to the loss of charge gas and dosing components in the discharge chamber. These early failure or short life lamp samples have a serious impact on lamp life performance and reliability. Ultimately, load safety is affected in a negative way, increasing repair costs.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 램프 외피(엔벨로프)의 석영 유리 재료에 텅스텐 전극을 적용할 시 밀봉부에서 발생하는 석영 유리 재료 내 균열 문제를 해소할 수 있는 밀봉 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to solve the problem of cracks in the quartz glass material occurring in the sealing part when a tungsten electrode is applied to the quartz glass material of the lamp shell (envelope). It is to provide a sealing method that can be.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention
저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, A tube body 100 sealed in an inert gas atmosphere at low pressure or vacuum and including an envelope 20 made of quartz glass;
상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함하는 튜브를 제조하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a tube including a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the outer shell 20 of the tube body 100,
상기 텅스텐 전극(200)은 유리 페이스트를 이용하여 900-1200℃의 온도에서 소결하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 튜브를 제조하는 방법을 제공한다.The tungsten electrode 200 provides a method for manufacturing a tube, characterized in that for sealing by sintering at a temperature of 900-1200 ℃ using a glass paste.
저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, A tube body 100 sealed in an inert gas atmosphere at low pressure or vacuum and including an envelope 20 made of quartz glass;
상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함하는 튜브를 제조하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a tube including a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the outer shell 20 of the tube body 100,
상기 텅스텐 전극(200)은,The tungsten electrode 200,
텅스텐 와이어 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제1 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제1 균열방지층을 형성하는 단계; 및50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and 1-3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) on a tungsten wire parts, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight After coating the composition for forming the first anti-crack layer containing 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O) and 0.1-0.2 parts by weight of tellurium oxide (TeO 2 ) at a temperature of 500-700 ° C. Primary heat treatment for 40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a first anti-crack layer comprising; and performing a third heat treatment at a temperature of 1000-1200° C. for 20-40 minutes after the second heat treatment; and
상기 제1 균열방지층 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제2 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제2 균열방지층을 형성하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 튜브를 제조하는 방법을 제공한다.On the first anti-crack layer, 50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and zinc oxide (ZnO) 1 -3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight, 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O), and 0.1-0.2 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ). Primary heat treatment for 20-40 minutes at a temperature; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; forming a second crack prevention layer comprising a method for manufacturing a tube, characterized in that produced by performing provides
또한, 상기 텅스텐 전극(200)은,In addition, the tungsten electrode 200,
텅스텐 와이어 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제1 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제1 균열방지층을 형성하는 단계;50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and 1-3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) on a tungsten wire parts, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight After coating the composition for forming the first anti-crack layer containing 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O) and 0.1-0.2 parts by weight of tellurium oxide (TeO 2 ) at a temperature of 500-700 ° C. Primary heat treatment for 40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a first anti-crack layer comprising; and performing a third heat treatment at a temperature of 1000-1200° C. for 20-40 minutes after the second heat treatment;
상기 제1 균열방지층 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제2 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제2 균열방지층을 형성하는 단계; 및On the first anti-crack layer, 50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and zinc oxide (ZnO) 1 -3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight, 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O), and 0.1-0.2 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ). Primary heat treatment for 20-40 minutes at a temperature; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a second anti-crack layer comprising; and performing a third heat treatment at a temperature of 1000-1200° C. for 20-40 minutes after the second heat treatment; and
실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부, 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 조성물에 첨가제로 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산-실라잔 공중합체를 0.5-1.5 중량부를 첨가한 제3 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제3 균열방지층을 형성하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 한다.Silicon oxide (SiO 2 ) 50-70 parts by weight, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 20-25 parts by weight, magnesium oxide (MgO) 6-8 parts by weight, zinc oxide (ZnO) 1-3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight, potassium Oxide (K 2 O) 0.01-0.03 parts by weight, tellurium oxide (TeO 2 ) 0.1-0.2 parts by weight and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) 0.1-0.2 parts by weight as an additive to a composition represented by Formula 1 After coating a composition for forming a third anti-crack layer to which 0.5-1.5 parts by weight of a polysiloxane-silazane copolymer is added, primary heat treatment is performed at a temperature of 500-700° C. for 20-40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; forming a third anti-crack layer comprising; characterized in that it is produced by performing.
<화학식 1><Formula 1>
(상기 화학식 1에서 n은 1-20이고, m은 1-20이고, p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다.)(In Formula 1, n is 1-20, m is 1-20, p is 1-20, q is 1-5, and r is 1-10.)
본 발명에 따른 튜브는 램프 외피(엔벨로프)의 석영 유리 재료에 텅스텐 전극을 적용할 시 밀봉부에서 발생하는 석영 유리 재료 내 균열 문제를 해소할 수 있다.The tube according to the present invention can solve the problem of cracks in the quartz glass material occurring in the sealing portion when the tungsten electrode is applied to the quartz glass material of the lamp shell (envelope).
또한, 고온의 화염과 유리용접봉을 이용한 밀봉 방법은 장기간 고도숙련에 의해 체화된 기술을 요하는 작업으로 기술 인력의 확보나 고용 유지에 어려움이 있으나, 본 발명에 따른 튜브는 표준화된 조건에 따라 운용되는 설비를 활용하는 기술로 생산 및 품질관리에 용이하다.In addition, the sealing method using a high-temperature flame and a glass welding rod is a task that requires skills embodied by long-term high-level skills, and it is difficult to secure technical personnel or maintain employment, but the tube according to the present invention is operated according to standardized conditions. It is a technology that utilizes available facilities and is easy for production and quality control.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브를 모식도로 나타낸 것이다.1 and 2 are schematic views of a tube according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described in this specification may be modified in various ways. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only intended to facilitate understanding of various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as primary, secondary, first, and second may be used to describe various elements, but these elements are not limited by the above-mentioned terms. The terminology described above is only used for the purpose of distinguishing one component from another.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, terms such as 'comprise' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded. It is understood that when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.
본 발명은the present invention
저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, A tube body 100 sealed in an inert gas atmosphere at low pressure or vacuum and including an envelope 20 made of quartz glass;
상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함하는 튜브를 제조하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a tube including a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the outer shell 20 of the tube body 100,
상기 텅스텐 전극(200)은 유리 페이스트를 이용하여 900-1200℃의 온도에서 소결하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 튜브를 제조하는 방법을 제공한다.The tungsten electrode 200 provides a method for manufacturing a tube, characterized in that for sealing by sintering at a temperature of 900-1200 ℃ using a glass paste.
이때, 도 1 및 도 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브를 모식도로 나타내었으며, 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 튜브를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.At this time, a tube according to an embodiment of the present invention is schematically shown in FIGS. 1 and 2, and a method for manufacturing a tube according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 below.
본 발명에 따른 튜브는 저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, 상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함한다. 상기 텅스텐 전극은 그 모재가 텅스텐을 주 성분으로 하는 것이면 순수한 텅스텐을 적용하여 제조된 것일 수 있고, 기타 성분이 첨가된 합금일 수도 있다.The tube according to the present invention is sealed in an inert gas atmosphere under low pressure or vacuum, and includes a tube body 100 including an envelope 20 made of quartz glass, and sealing of the tube body 100 envelope 20. A tungsten electrode 200 embedded in the portion 21 is included. The tungsten electrode may be manufactured by applying pure tungsten if the base material has tungsten as a main component, or may be an alloy to which other components are added.
상기 튜브는 히터에 적용될 수 있다. 상기 튜브가 히터에 적용되는 경우 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 튜브는 저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 가열공간(10a)을 형성하고, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, 상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)과, 상기 외피(20)의 가열공간(10a)에 위치하고 상기 텅스텐 전극(200)과 연결된 탄소섬유 발열체(300)를 포함한다.The tube may be applied to a heater. When the tube is applied to a heater, as shown in FIG. 1, the tube is sealed in an inert gas atmosphere under a low pressure or vacuum state, forms a heating space 10a, and has an envelope 20 made of quartz glass. A tube body 100 including a tube body 100, a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the shell 20 of the tube body 100, and a tungsten electrode 200 located in the heating space 10a of the shell 20 It includes a carbon fiber heating element 300 connected to the electrode 200.
상기 튜브는 램프에 적용될 수 있다. 상기 튜브가 램프에 적용되는 경우 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 튜브는 저압 또는 진공 상태로 불활성기체 분위기로 밀봉되며, 방전공간(10b)을 형성하고, 석영 유리로 이루어진 외피(envelope, 20)를 포함하는 튜브 본체(100)와, 상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함한다. 상기 텅스텐 전극(200)은 선단부가 방전공간(10b)으로 돌출되도록 밀봉된다.The tube may be applied to a lamp. As shown in FIG. 2 when the tube is applied to a lamp, the tube is sealed in an inert gas atmosphere at low pressure or vacuum, forms a discharge space 10b, and has an envelope 20 made of quartz glass. It includes a tube body 100 including a tube body 100 and a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the outer shell 20 of the tube body 100. The tungsten electrode 200 is sealed so that its front end protrudes into the discharge space 10b.
또한, 상기 튜브는 방전 밸브에 포함될 수 있고, 상기 방전 밸브는 차량용 전조등에 장착되는 광원 밸브로서 전후 방향 연장되는 튜브 유닛과 튜브 유닛 후단부를 고정 지지하는 절연 플러그 유닛을 구비해서 이루어질 수 있다. 상기 튜브 유닛은 상기 튜브와 튜브를 둘러싸는 슈라우드 튜브가 일체적으로 형성되어 이루어질 수 있다. 상기 튜브는 석영 유리관을 가공해서 이루어지는 튜브 본체와 튜브 본체 내에 매설된 전극인 텅스텐 전극을 포함한다.In addition, the tube may be included in a discharge valve, and the discharge valve may include a tube unit extending in the front-back direction as a light source valve mounted on a vehicle headlight and an insulating plug unit fixing and supporting a rear end of the tube unit. The tube unit may be formed by integrally forming the tube and a shroud tube surrounding the tube. The tube includes a tube body formed by processing a quartz glass tube and a tungsten electrode as an electrode embedded in the tube body.
본 발명에 따른 튜브는, 상기 텅스텐 전극(200)을 밀봉부(30)에 밀봉할 때 유리 페이스트를 이용하여 소결한 것을 특징으로 한다. 이를 통해 석영 유리와 텅스텐 사이에 열팽창을 감소시켜 균열을 방지할 수 있다. 바람직하게는 900-1200℃의 온도에서 소결한 것이다.The tube according to the present invention is characterized in that the tungsten electrode 200 is sintered using a glass paste when sealing the sealing part 30. This reduces the thermal expansion between the quartz glass and the tungsten to prevent cracking. It is preferably sintered at a temperature of 900-1200 ° C.
바람직한 일례로, 튜브를 제조하는 방법에 있어서, As a preferred example, in the method for manufacturing a tube,
상기 텅스텐 전극(200)은,The tungsten electrode 200,
텅스텐 와이어 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제1 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제1 균열방지층을 형성하는 단계; 및50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and 1-3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) on a tungsten wire parts, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight After coating the composition for forming the first anti-crack layer containing 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O) and 0.1-0.2 parts by weight of tellurium oxide (TeO 2 ) at a temperature of 500-700 ° C. Primary heat treatment for 40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a first anti-crack layer comprising; and performing a third heat treatment at a temperature of 1000-1200° C. for 20-40 minutes after the second heat treatment; and
상기 제1 균열방지층 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제2 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제2 균열방지층을 형성하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 한다.On the first anti-crack layer, 50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and zinc oxide (ZnO) 1 -3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight, 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O), and 0.1-0.2 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ). Primary heat treatment for 20-40 minutes at a temperature; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; forming a second anti-crack layer comprising; characterized in that it is produced by performing.
상기 제1 균열방지층은 제1 균열방지층 형성용 조성물로 형성된 것으로, 상기 제1 균열방지층 형성용 조성물은 실리콘 산화물(SiO2) 56-60 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 23-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6.5-7.5 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1.5-2.5 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 4.5-6.5 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 2-2.5 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.04-0.06 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.13-0.17 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.015-0.025 중량부 및 텔루륨 산화물(TeO2) 0.13-0.17 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The first anti-crack layer is formed of a composition for forming the first anti-crack layer, and the composition for forming the first anti-crack layer includes 56-60 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ) and 23-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). parts, magnesium oxide (MgO) 6.5-7.5 parts by weight, zinc oxide (ZnO) 1.5-2.5 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 4.5-6.5 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 2-2.5 parts by weight , sodium oxide (Na 2 O) 0.04-0.06 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.13-0.17 parts by weight, potassium oxide (K 2 O) 0.015-0.025 parts by weight and tellurium oxide (TeO 2 ) 0.13-0.17 parts by weight It is more preferable to include
상기 제1 균열방지층은 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 다단계 열처리 공정을 수행하여 제조되는 것이 바람직하다.performing a primary heat treatment on the first anti-crack layer at a temperature of 500-700° C. for 20-40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; preferably prepared by performing a multi-step heat treatment process including.
상기 제1 균열방지층은 20℃ 온도에서 3.5-3.7×10-6/K의 열팽창계수를 갖는 것이 더욱 바람직하다.More preferably, the first anti-crack layer has a thermal expansion coefficient of 3.5-3.7×10 -6 /K at a temperature of 20°C.
상기 제2 균열방지층은 제2 균열방지층 형성용 조성물로 형성된 것으로, 상기 제2 균열방지층 형성용 조성물은 실리콘 산화물(SiO2) 56-60 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 23-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6.5-7.5 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1.5-2.5 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 4.5-6.5 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 2-2.5 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.04-0.06 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.13-0.17 중량부, 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.015-0.025 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The second anti-crack layer is formed of a composition for forming a second anti-crack layer, and the composition for forming the second anti-crack layer includes 56-60 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ) and 23-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). parts, magnesium oxide (MgO) 6.5-7.5 parts by weight, zinc oxide (ZnO) 1.5-2.5 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 4.5-6.5 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 2-2.5 parts by weight , 0.04-0.06 parts by weight of sodium oxide (Na 2 O), 0.13-0.17 parts by weight of calcium oxide (CaO), and 0.015-0.025 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) are more preferable.
상기 제2 균열방지층은 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 다단계 열처리 공정을 수행하여 제조되는 것이 바람직하다.subjecting the second crack-preventing layer to a first heat treatment at a temperature of 500-700° C. for 20-40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; preferably prepared by performing a multi-step heat treatment process including.
상기 제2 균열방지층은 20℃ 온도에서 2.4-2.6×10-6/K의 열팽창계수를 갖는 것이 더욱 바람직하다.It is more preferable that the second anti-crack layer has a thermal expansion coefficient of 2.4-2.6×10 -6 /K at a temperature of 20°C.
또한, 상기 텅스텐 전극(200)은 상기 제2 균열방지층 상에 형성되는 제3 균열방지층;을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.Further, the tungsten electrode 200 preferably includes a third anti-crack layer formed on the second anti-crack layer.
상기 제3 균열방지층은 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부, 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 조성물에 첨가제로 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산-실라잔 공중합체를 0.5-1.5 중량부를 첨가한 제3 균열방지층 형성용 조성물로부터 형성된 것으로서, 20℃ 온도에서 1.0-2.0×10-6/K의 열팽창계수를 갖는 것이 바람직하다.The third anti-crack layer is silicon oxide (SiO 2 ) 50-70 parts by weight, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 20-25 parts by weight, magnesium oxide (MgO) 6-8 parts by weight, zinc oxide (ZnO) 1- 3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1 parts by weight -0.2 parts by weight, potassium oxide (K 2 O) 0.01-0.03 parts by weight, tellurium oxide (TeO 2 ) 0.1-0.2 parts by weight and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) 0.1-0.2 parts by weight as an additive to a composition comprising It is formed from a composition for forming a third anti-crack layer to which 0.5-1.5 parts by weight of a polysiloxane-silazane copolymer represented by Formula 1 is added, and has a thermal expansion coefficient of 1.0-2.0×10 -6 /K at 20 ° C. desirable.
<화학식 1><Formula 1>
(상기 화학식 1에서 n은 1-20이고, m은 1-20이고, p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다.)(In Formula 1, n is 1-20, m is 1-20, p is 1-20, q is 1-5, and r is 1-10.)
상기 제3 균열방지층은 제3 균열방지층 형성용 조성물로 형성된 것으로, 상기 제2 균열방지층 형성용 조성물은 실리콘 산화물(SiO2) 56-60 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 23-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6.5-7.5 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1.5-2.5 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 4.5-6.5 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 2-2.5 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.04-0.06 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.13-0.17 중량부, 텔루륨 산화물(TeO2) 0.13-0.17 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.13-0.17 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The third anti-crack layer is formed of a composition for forming a third anti-crack layer, and the composition for forming the second anti-crack layer includes 56-60 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ) and 23-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). parts, magnesium oxide (MgO) 6.5-7.5 parts by weight, zinc oxide (ZnO) 1.5-2.5 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 4.5-6.5 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 2-2.5 parts by weight , sodium oxide (Na 2 O) 0.04-0.06 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.13-0.17 parts by weight, tellurium oxide (TeO 2 ) 0.13-0.17 parts by weight and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) 0.13-0.17 parts by weight It is more preferable to include a part.
상기 제3 균열방지층은 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 다단계 열처리 공정을 수행하여 제조되는 것이 바람직하다.subjecting the third anti-crack layer to a first heat treatment at a temperature of 500-700° C. for 20-40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; preferably prepared by performing a multi-step heat treatment process including.
상기 제3 균열방지층은 20℃ 온도에서 1.6-1.8×10-6/K의 열팽창계수를 갖는 것이 더욱 바람직하다.It is more preferable that the third anti-crack layer has a thermal expansion coefficient of 1.6-1.8×10 -6 /K at a temperature of 20°C.
상기 첨가제를 포함하여 낮은 열팽창계수를 가지는 균열방지층을 형성할 수 있다.An anti-crack layer having a low thermal expansion coefficient may be formed by including the above additives.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely illustrative of the content of the present invention, but the scope of the invention is not limited by the examples and experimental examples.
<실시예 1-3 및 비교예 1> 균열방지층 형성용 조성물의 제조<Example 1-3 and Comparative Example 1> Preparation of composition for forming anti-crack layer
하기 표 1에 균열방지층 형성용 조성물의 실시예 및 비교예를 나타내었다.Table 1 below shows Examples and Comparative Examples of compositions for forming an anti-crack layer.
* 상기 표 1의 조성물의 함량 단위는 중량부이다.* The unit of content of the composition in Table 1 is parts by weight.
* 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산-실라잔 공중합체이다.* The additive is a polysiloxane-silazane copolymer represented by Formula 1 below.
<화학식 1><Formula 1>
(화학식 1에서 n은 10이고, m은 10이고, p는 10이고, q는 3이고, r은 5이다.)(In Formula 1, n is 10, m is 10, p is 10, q is 3, and r is 5.)
<실험예 1> 열팽창계수<Experimental Example 1> Coefficient of thermal expansion
상기 실시예 1-3 및 비교예 1의 조성물을 이용하여 박막을 형성하고, 상기 박막을 600℃의 온도에서 30분 동안 1차 열처리하고, 850℃의 온도에서 90분 동안 2차 열처리하고, 1100℃의 온도에서 30분 동안 3차 열처리한 후 냉각하여 유리막을 형성한 후 열팽창계수(CTE)를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.A thin film was formed using the compositions of Examples 1-3 and Comparative Example 1, and the thin film was subjected to primary heat treatment at a temperature of 600° C. for 30 minutes, secondary heat treatment at a temperature of 850° C. for 90 minutes, and After the third heat treatment at a temperature of ° C. for 30 minutes, cooling to form a glass film, the coefficient of thermal expansion (CTE) was measured, and the results are shown in Table 2 below.
(×10-6/K)CTE
(×10 -6 /K)
일반적으로 석영 유리의 열팽창계수는 0.5-0.6×10-6/K이고, 텅스텐의 열팽창계수는 4.4-4.5×10-6/K이다.In general, the thermal expansion coefficient of quartz glass is 0.5-0.6×10 -6 /K, and the thermal expansion coefficient of tungsten is 4.4-4.5×10 -6 /K.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 균열방지층 형성용 조성물을 이용해 열팽창계수가 3.6×10-6/K인 균열방지층을 형성할 수 있고, 실시예 2의 균열방지층 형성용 조성물을 이용해 열팽창계수가 2.5×10-6/K인 균열방지층을 형성할 수 있고, 실시예 3의 균열방지층 형성용 조성물을 이용해 열팽창계수가 1.7×10-6/K인 균열방지층을 형성할 수 있다. 이를 텅스텐 전극에 도포하여 3층을 이루는 균열방지층을 형성하고, 석영 유리관에 밀봉하는 경우 균열방지층으로서 역할을 수행할 수 있다.As shown in Table 2, the anti-crack layer having a thermal expansion coefficient of 3.6×10 -6 /K can be formed using the composition for forming an anti-crack layer of Example 1, and the composition for forming an anti-crack layer of Example 2 can be used to form a thermal expansion layer. An anti-crack layer having a coefficient of 2.5×10 -6 /K can be formed, and an anti-crack layer having a coefficient of thermal expansion of 1.7×10 -6 /K can be formed using the composition for forming an anti-crack layer of Example 3. This is applied to a tungsten electrode to form a crack prevention layer constituting three layers, and can serve as a crack prevention layer when sealed in a quartz glass tube.
Claims (3)
상기 튜브 본체(100) 외피(20)의 밀봉부(21)에 매립된 텅스텐 전극(200)을 포함하는 튜브를 제조하는 방법에 있어서,
상기 텅스텐 전극(200)은,
텅스텐 와이어 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제1 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제1 균열방지층을 형성하는 단계;
상기 제1 균열방지층 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 제2 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제2 균열방지층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 균열방지층 상에 실리콘 산화물(SiO2) 50-70 중량부, 알루미늄 산화물(Al2O3) 20-25 중량부, 마그네슘 산화물(MgO) 6-8 중량부, 아연 산화물(ZnO) 1-3 중량부, 붕소 산화물(B2O3) 3-7 중량부, 리튬 산화물(Li2O) 1-3 중량부, 나트륨 산화물(Na2O) 0.01-0.08 중량부, 칼슘 산화물(CaO) 0.1-0.2 중량부, 칼륨 산화물(K2O) 0.01-0.03 중량부, 텔루륨 산화물(TeO2) 0.1-0.2 중량부 및 비스무트 산화물(Bi2O3) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 조성물에 첨가제로 하기 화학식 1로 표시되는 폴리실록산-실라잔 공중합체를 0.5-1.5 중량부를 첨가한 제3 균열방지층 형성용 조성물을 코팅한 후 500-700℃의 온도에서 20-40분 동안 1차 열처리하는 단계; 1차 열처리 후, 800-900℃의 온도에서 80-100분 동안 2차 열처리하는 단계; 및 2차 열처리 후, 1000-1200℃의 온도에서 20-40분 동안 3차 열처리하는 단계;를 포함하는 제3 균열방지층을 형성하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 튜브를 제조하는 방법:
<화학식 1>
(상기 화학식 1에서 n은 1-20이고, m은 1-20이고, p는 1-20이고, q는 1-5이고, r은 1-10이다).A tube body 100 sealed in an inert gas atmosphere at low pressure or vacuum and including an envelope 20 made of quartz glass;
In the method for manufacturing a tube including a tungsten electrode 200 embedded in the sealing portion 21 of the outer shell 20 of the tube body 100,
The tungsten electrode 200,
50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and 1-3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) on a tungsten wire parts, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight After coating the composition for forming the first anti-crack layer containing 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O) and 0.1-0.2 parts by weight of tellurium oxide (TeO 2 ) at a temperature of 500-700 ° C. Primary heat treatment for 40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a first anti-crack layer comprising; and performing a third heat treatment at a temperature of 1000-1200° C. for 20-40 minutes after the second heat treatment;
On the first anti-crack layer, 50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and zinc oxide (ZnO) 1 -3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) 0.1-0.2 parts by weight, 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O), and 0.1-0.2 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ). Primary heat treatment for 20-40 minutes at a temperature; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; Forming a second anti-crack layer including; and
On the second anti-crack layer, 50-70 parts by weight of silicon oxide (SiO 2 ), 20-25 parts by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 6-8 parts by weight of magnesium oxide (MgO), and zinc oxide (ZnO) 1 -3 parts by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 3-7 parts by weight, lithium oxide (Li 2 O) 1-3 parts by weight, sodium oxide (Na 2 O) 0.01-0.08 parts by weight, calcium oxide (CaO) Additives to a composition comprising 0.1-0.2 parts by weight, 0.01-0.03 parts by weight of potassium oxide (K 2 O), 0.1-0.2 parts by weight of tellurium oxide (TeO 2 ) and 0.1-0.2 parts by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) After coating a composition for forming a third anti-crack layer to which 0.5-1.5 parts by weight of a polysiloxane-silazane copolymer represented by Formula 1 is added, primary heat treatment is performed at a temperature of 500-700 ° C. for 20-40 minutes; After the first heat treatment, second heat treatment at a temperature of 800-900 ° C. for 80-100 minutes; And after the second heat treatment, third heat treatment at a temperature of 1000-1200 ° C. for 20-40 minutes; forming a third anti-crack layer comprising a; method for manufacturing a tube, characterized in that produced by performing :
<Formula 1>
(In Formula 1, n is 1-20, m is 1-20, p is 1-20, q is 1-5, and r is 1-10).
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990007361A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-25 | 조셉 에스. 로마나우 | Ceramic sealing devices, lamps with such sealing devices, and methods of making such devices |
| KR19990029947A (en) * | 1997-09-19 | 1999-04-26 | 모리시따요오이 찌 | High-pressure discharge lamp and its manufacturing method |
| KR101369190B1 (en) | 2005-11-09 | 2014-03-04 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | High intensity discharge lamp with improved crack control and method of manufacture |
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2023
- 2023-03-07 KR KR1020230029699A patent/KR102556704B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990007361A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-25 | 조셉 에스. 로마나우 | Ceramic sealing devices, lamps with such sealing devices, and methods of making such devices |
| KR19990029947A (en) * | 1997-09-19 | 1999-04-26 | 모리시따요오이 찌 | High-pressure discharge lamp and its manufacturing method |
| KR101369190B1 (en) | 2005-11-09 | 2014-03-04 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | High intensity discharge lamp with improved crack control and method of manufacture |
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