DE2330391A1

DE2330391A1 - Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe mit amalgam

Info

Publication number: DE2330391A1
Application number: DE2330391A
Authority: DE
Inventors: Ernst Panofski; Erhard Dipl Phys Rasch
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR2233707B1; GB1455470A; US3890531A; FR2233707A1

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen abH, Hünehen Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe ait Amalgam ⁺)

Die Erfindung betrifft eine elektrisch und/oder thermisch hochbelastbare Quecksilberdampfniederdruckentladungelaope, vorzugsweise Leuchtstofflampe, mit Amalgam, wobei das amalgambildende Metall aus einem duktilen, den Dampfdruck erniedrigenden Metall oder einer Legierung aus mehreren solchen Metallen besteht.

Bekannterveise ist für die funktion des Amalgams innerhalb der Lampe der Anbringungeort des amalgambildenden Metalls bzw. Amalgams und die Zusammensetzung des letzteren sowohl hinsichtlich des gewählten amalgambildenden Metalls als auch dessen quantitativen Anteils an der Legierung wichtig} durch den Anbringungsort wird sogar die Auswahl des oder der amalgambildenden Metalle und die Zusammensetzung des oder der zu verwendenden Amalgame beeinflußt. Für die Wahl des Anbringungsortes in der Lampe ist die an dieser Stelle beim Lampenbetrieb vorhandene Temperatur maßgebend. Die Lampe kann auch mehrere Amalgame verschiedener Wirksamkeit enthalten, z.B. ein Hauptamalgam, durch das bekanntlich der Quecksilberdampfdruck während des Betriebes der Lampe festgelegt wird, und ein oder weitere Amalgame, die eine Verkürzung der Anlaufzeit der Lampe bewirken.

⁺) H 01 j 61/24 - / -

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Für die Terechiedenen in der Lampe befindlichen Amalgame wurden bisher besonders duktile amalgambildende Metalle, wie Indium und Gallium sowie deren Legierungen mit Thallium, Zink, Wismuth, Zinn u.a. verwendet (DT-PS 1 O86 8o*f, DT-OS 1 937 938). Die zugesetzten Metalle bilden eine feste Lösung mit den Hauptmetallen Indium bzw. Gallium und Quecksilber and sollen eine Reduzierung des Dampfdruckes gemeinsam mit den Hauptmetallen oder eine Beschleunigung des Anlaufs bewirken.

Bei einem bestimmten Anbringungsrerfahren ist auch ein Zusatz von Germanium und/oder Aluminium zu Indium als amalgambildendem Metall zum Zwecke der Erhöhung der Haftfähigkeit und der thermischen Stabilität Innerhalb der Lampe während des Betriebes bekannt (DT-OS 1 639 O83).

Die meisten der Metalle und Legierungen sind we?*n ihrer großen Duktilität sehr schwer zu rerarbeiten und deshalb in jedweder Form nur mit großer Mühe in die Lampe einzubringen. Besonders macht sich diese duktile Eigenschaft dann bemerkbar, wenn das in der Lampe Torliegende amalgambildende H'tall aus einem Draht, Band oder dergleichen hergestellt wird.

Die Torliegende Erfindung hat eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit Ton duktilen amalgambildenden Metallen sum Ziel.

Die elektrisch und/oder thermisch hochbelastbare Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe, vorzugsweise Leuchtstofflampe, mit Amalgam, wobei das amalgambildende Metall aus einem duktilen, den Dampfdruck erniedrigenden Metall oder einer Legierung aus mehreren solchen Metallen besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Metall oder der Legierung Silizium und Aluminium oder Beryllium und Aluminium zugesetzt sind und duktile Metalle oder duktile Legierungen verwendet werden, in denen die zugesetzten Metalle in dem für die Anwendung vorgesehenen Temperaturbereich im überwiegen-

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den Maße nicht in fester Lösung Torliegen. Als besonders günstig hat sich als duktiles Metall Indium oder als duktile Legierung eine Indiumlegierung erwiesen.

Häufig wird das duktile Metall bzw. die duktile Legierung als Draht auf Spulen gewickelt angeliefert. Dabei treten schon beim Transport des Drahtes Verschweißungen zwischen benachbarten Drahtlagen auf, so daß beim Abwickeln des Drahtes zur weiteren Verarbeitung der Draht häufig plastisch gedehnt wird und damit DurchmesserSchwankungen auftreten - oder sogar oft abreißt. Infolge der durch die Verformung auftretenden Durchmesser Schwankungen des Drahtes wird die Dosierung des amalgambildenden Metalles ungenau. Das bedingt aber, daß sich in der Lampe erti. nicht der optimale Quecksilberdampfdruck einstellt und damit auch nicht die optimalen Eigenschaften der Lampe* wie Lichtausbeute oder thermisches, Verhalten, erzielt werden.

Die Eigenschaft der duktilen Metalle bzw. Legierungen und ihrer Amalgame, weich und mechanisch wenig fest zu sein, wird nun durch das Zusetzen der oben angegebenen nicht duktilen, nicht löslichen Metalle gemäß der Erfindung im günstigen Sinne beeinflußt. Diese Zusätze beeinflussen aber- infolge ihrer Nichtlöslichkeit im Quecksilber und den duktilen Metallen bzw. Legierungen - nicht den durch den duktilen Anteil.bestimmten, für den Betrieb optimalen Quecksilberdampfdruck.

Die erfindungsgemäßen Zusätze liegen in feiner Verteilung getrennt rom Quecksilber und dem duktilen Anteil Tor. Sie sind sehr fest und geben damit dem duktilen Metall-bzw. der duktilen Legierung ein inneres Gefüge. Wenn die Zusätze in Lösung gingen, würde Metall für die Amalgambildung Terlorengehen bzw. bei Lösung im Quecksilber die Bildung des Mischphasengleichgewichtes zwischen amalgambildendeH Metall und Quecksilber gestört werden· Damit würde aber eine der wesentlichen Grundlagen für die Funktionsfähigkeit der QuecksilberdampfniederdruckentladungslaBpen mit Amalgam beeinträchtigt werden.

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Das für das Amalgam vorgesehene Material gemäß der Erfindung wird dadurch hergestellt, daß man alle Bestandteile bis zum Schmelzen erhitzt und dann nach ausreichender Durchmischung abschreckt. Der Schmelzpunkt des nicht duktilen, nicht löslichen Anteile sollte aus den erwähnten herstellungstechnischen Gründen nicht zu hoch sein.

Vorteilhafterweise beträgt der nicht duktile, nicht lösliche Zusatz von Silizium und Aluminium oder Beryllium und Aluminium 0,05 bis 25/6, vorzugsweise 0,5 bis 5%i des Gewichtes des duktilen Anteils. Bei Verwendung von Silizium und Aluminium als Zusatz soll das Gewichtsverhältnis von Silizium zu Aluminium 1:10 bis 1:5 betragen. Aluminium und Silizium als nicht duktiler Zusatz haben den großen Vorteil, daß sie besonders preiswert sind.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch wiedergegeben.

Die Figur zeigt eine Leuchtstofflampe mit dem erfindungsgemäßen Amalgam. Der Lampenkolben 1, dessen Innenoberfläche mit einem Leuchtstoffbelag 2 versehen ist, ist an seinen Enden mit je einem Elektrodenfuß 3 verschmolzen. Der Elektrodenfuß 3 besteht im wesentlichen aus dem Tellerfuß h und der Quetschung 5« durch die die Stromzuführungen 6 und 7 geführt sind. An den inneren Enden der Stromzuführungen 6 und 7 ist die Elektrodenwendel 8 befestigt. Auf dem Tellerfuß k befindet sich das vorzugsweise ringförmig aufgebrachte amalgambildende Metall 9t das aus Indium und einem Aluminium-Silizium-Lot besteht. Das-Aluminium-Silizium-Lot hat die Zusammensetzung 88,3 Gew^ Aluminium und 11,7 GewjS Silizium, bei der ein Eutektikum auftritt. Der Schmelzpunkt dieses Lotes liegt bei 577°C. Von dem Lot werden 2 Gen% zum reinen Indium zugesetzt, so daß sich eine Zusammensetzung von 98 Gew?6 Indium, 1,77 Gew56 Aluminium und 0,23 Gew# Silizium ergibt. Die Breit· des Ringes beträgt 3 »™i ^di« aufgebrachte Menge etwa 55 ogi das Verhältnis

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Ton Indium zu Quecksilber im Amalgam 5,5»1· Die Elektrodenwendel 8 ist Ton einer ringförmigen Metallkappe 10 aus Eisenblech umgeben. Die Kappe 10, die τρη dem Draht 11 gehalten wird, trägt ein den Anlauf der Lampe erleichterndes amalgambildendes Metall 12. Ein weiteres den Anlauf der Lampe erleichterndes amalgambildendes Metall 13 ist auf der Quetschung 5 angebracht. Beide für die Anlaufamalgame Torgesehenen Metalle haben dieselbe Zusammensetzung wie das auf dem Tellerfuß 4 aufgebrachte Metall 9 für das Hauptamalgam.

Die mechanische Eigenschaft des üblicherweise Terwendeten Indiumdrahtes wird durch den Zusatz von Aluminium und Silizium erheblich verbessert. So erhöht sich die Zugfestigkeit um das Dreifache und die Neigung zum Kaltverschweißen nimmt beträchtlich ab. Die Ausheiz- und Tempertemperaturen sind weniger kritisch als bei Verwendung von Draht aus reinem Indium. Der Preis des mit den erfindungsgemäßen Zusätzen versehenen Indiumdrahtes unterscheidet sich kaum Ton dem von reinem Indiumdraht·

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

/ 1 * J Elektrisch und/oder thermisch hochbelastbare Quecksilber- ^— dampfniederdruckentladungslampe, vorzugsweise Leuchtstofflampe, mit Amalgam, wobei das amalgambildende Metall aus einem duktilen, den Dampfdruck erniedrigenden Metall oder einer Legierung aus mehreren solchen Metallen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Metall oder der Legierung Silizium und Aluminium oder Beryllium und Aluminium zugesetzt sind und duktile Metalle oder duktile Legierungen verwendet werden, in denen die zugesetzten Metalle in dem für die Anwendung vorgesehenen Temperaturberex^ im überwiegenden Maße nicht in fester Lösung vorliegen.
2. Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das duktile Metall Indium oder die duktile Legierung eine Indium-Legierung ist.
J. Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem duktilen Metall oder der duktilen Legierung 0,05 his 25 Gew56 Silizium und Aluminium oder Beryllium und Aluminium zugesetzt sind.
k, Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem duktilen Metall oder der duktilen Legierung 0,5 bis 5 Gew# Silizium und Aluminium oder Beryllium und Aluminium zugesetzt sind.
5. Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis ¹S dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnie von Silizium zu Aluminium 1:10 bis 1x5 beträgt.

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