176378. lajstromszámú szabadalom • Hővisszaverő réteggel ellátott fámhalogéngőz lámpa
3 176378 4 Találmányunk a cirkoniumoxid típusú bevonatokra vonatkozik, melyek a legkényesebb ritka földfém adagolású lámpák esetében is alkalmazhatók. Ezeknek a lámpáknak a működését a Zr02 kiváló hőszigetelő tulajdonsága is befolyásolja a hővisszaverő képességen kívül. Mint már említettük, ezeknek a kiváló tulajdonságú rétegeknek a felvitele nincs kielégítően megoldva. A réteg készítésnél az alábbi problémával állunk szemben: a kisülési tér fala legáltalánosabban kvarcüvegből készül. Köztudomású, hogy ennek nagyon kicsi a hőtágulása. A kis hőtágulású kvarcüvegre kell felvinni egy ettől eltérő hőtágulású keramikus anyagot lehetőség szerint nem tömören az alábbi feltételek betartása mellett: — a réteg működése szempontjából lényeges valamennyi paramétert, köztük a rétegvastagságot, a tömeggyártás körülményei között szűk tűrések mellett azonos értéken kell tartani, — a rétegnek károsodás nélkül el kell viselnie, hogy a belső és külső felülete között jelentős hőmérsékletkülönbség van, a kvarccső felőli belső oldalon a hőmérséklet kb. 800 °C, a külső felületen a hőmérséklet ennél lényegesen alacsonyabb, be- és kikapcsoláskor a hőmérsékletváltozás nagyon gyors, — a bevonat többezer üzemóra alatt sem zsugorodhat, — a réteg készítéséhez csak olyan kötőanyag használható, mely nem károsítja a kvarcot, nem indít el elüvegtelenedést, — a réteg készítésekor nem alkalmazható olyan hőmérséklet, mely az üzemi hőmérsékletet lényegesen meghaladja, mert ez a kisülőcsövet károsítja, — külsőburás lámpákban a réteg a lámpa üzemeltetése során nem adhat le a külső bura gázterét szennyező gázokat. Fenti követelményeknek egyetlen ismert hővisszaverő rétegkészítési eljárás sem tesz eleget és az ismert eljárások alkalmazása a tömeggyártásban általában nagyon körülményes. A DE—OS 2 009 684 sz. közrebocsátási irat pl. olyan eljárást ismertet, ahol a réteget szerves kötőanyaggal viszik fel, melyet később kiégetnek. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy annak elkerülésére, hogy a külső burában hidrogéntartalmú gázok keletkezzenek, oxidáló atmoszférában kell melegíteni a kvarctesteket, és nehéz elkerülni ennél a műveletnél a molibdén kivezetők károsodását. Az US 3 851 200 sz. szabadalmi leírás szerint az Zr02 felvitele alkálimentes üvegekkel történik. A módszer hátránya, hogy a kötőanyagot nagy menynyiségben, 20-60%-ban kell alkalmazni, ami lerontja a hőszigetelőképességet. Másik hátránya, hogy a magas lágyuláspontú üveg megkötése csak viszonylag magas, 900-1200 °C hőmérsékleten történhet. Ez a magas hőmérséklet, mint már említettük, károsítja a kisülőcsövet. Az US 3 842 304 sz. szabadalmi leírásban olyan módszert ismertetnek, mely szerint a hővisszaverő bevonatot kettős rétegből alakítják ki. A kisülőcső falán levő réteg olyan magas olvadáspontú, fekete vagy sötétszürke anyagból áll, melynek alacsony a gőznyomása. Éne az első rétegre viszik fel a második, ugyancsak alacsony gőznyomású és magas olvadáspontú, de fehér színű anyagból álló második réteget. Ebben a szabadalmi leírásban az igénypont viszonylag tág megfogalmazású, az alkalmazási példák és az aligénypontok viszont azt mutatják, hogy a belső sötét réteg esetében grafitrétegről van szó. Grafitréteget valóban eredményesen fel lehet vinni a kvarcra, de erre megbízhatóan tapadó vastag Zr02 réteget csaknem lehetetlen. A helyzet akkor sem javul lényegesen, ha sötétszínű rétegként karbidokat használunk. Találmányunk célja fenti nehézségek és problémák kiküszöbölése, olyan jó hővisszaverő paraméterekkel rendelkező lámpa előállítása, melyre a bevonat problémamentesen felvihető, a felvitt bevonat vastag rétegben is jól tapad, nem hólyagozódik fel, nem pattogzik le. Találmányunk célja továbbá a lámpa paramétereinek és élettartamának növelése azáltal, hogy a hővissz^verő réteg a lámpa teljes élettartama alatt lepattogzásmentesen betölti feladatát, fenntartja hővisszaverő tulajdonságait és így a lámpa színe végig változtatlan marad. Találmányunk alkalmazása előnyösen csökkenti a szóban forgó tükrözőréteg előállítási költségeit is. A találmányunk szerinti lámpa úgy készül, hogy a lámpa önmagában ismert kvarctestjét a két végén olyan réteggel vonjuk be, mely lényeges alkotóelemként cirkoniumoxidot, esetleg kalciummal stabilizált cirkoniumoxidot, kötőanyagként pedig magnéziumoxikloridot tartalmaz. Találmányunk kidolgozásához a Soréi által már 1967-ben feltalált magnéziacement előnyös tulajdonságait használtuk fel. Abból a gondolatból indultunk ki, hogy a néhány óra alatt szilárd, márványkemény tömeggé merevülő MgO-MgClj-HjO pép alkalmas lehet a hővisszaverő bevonat készítésénél fennálló kötési problémák megoldására. Ugyanakkor a Mg-tartalom egy része beépülhet a Zr02-be és azt stabilizálja. Bár az említett ún. Sorel-cement már régóta ismeretes, jelen vonatkozású lámpagyártási alkalmazása nemcsak teljesen új, hanem váratlan és meglepő új hatást is eredményezett. A hőreflektáló réteget találmányunk szerint úgy készítjük, hogy a cirkoniumoxid (Zr02) port magnéziumoxid (MgO) porral keverjük össze, alkoholban szuszpendáljuk, felvitel előtt MgCl2 vizes-alkoholos oldatát keverjük hozzá, az így előállított szuszpenzióból szórással vagy kenéssel a kisülőcső végén előállítjuk a kívánt vastagságú homogén réteget. Ez a réteg 1—2 óra alatt megköt, szárítás után felhasználható, és külső-búrás lámpákban való alkalmazás esetén sem ad le a lámpa működésére ártalmas gázokat. Találmányunk szerint a hővisszaverő réteg kettős bevonással is előállítható, mégpedig az említett ismert megoldásnál előnyösebb módon. Belső bevonatként kobaltaluminátot, vagy kobaltaluminát-cirkonoxid keveréket használunk, kívül pedig cirkoniumoxid réteget. Mindkét réteget magnéziumoxikloriddal kötjük a kvarc kisülőcsőhöz. A kobalt-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
