179377. lajstromszámú szabadalom • Eljárás infravörös sugárzást csökkentő bevonat készítésére elektromos fényforrásokhoz
3 179377 4 A 26 48 878 számú NSZK nyilvánosságra hozatali irat szerint ennek kiküszöbölésére az indiumoxidot szilíciumdioxid védőréteggel vonják be. A nagynyomású gázkisülőlámpáknál a kisugárzott látható és infravörös sugárzás aránya durván 1:1, úgy, hogy a megvilágított tárgyak hő terhelését még így is érdemes csökkenteni. A nagynyomású nátriumgőzlámpáknál ezt a problémát lényegében az előzőekben ismertetett módszerekkel oldják meg. így a 3 221 198 számú amerikai szabadalmi leírás szerint ónoxidréteggel, a 3 931 536 számú amerikai leírás szerint Ti02-Si02 váltakozó rétegrendszerrel, mely a 810-1140 nm közötti nemkívánatos sugárzást veri vissza. A 3 400 288 számú amerikai szabadalmi leírás szerint a probléma megoldására ónnal és fluorral dopolt indiumoxid bevonatot használnak. Fenti megoldások közös hátránya, hogy nem tűrik a magas hőmérsékletet, ezért a reflektáló bevonatot nem lehet közvetlenül a kisülőcső falára felvinni, hanem csak a külső bura falára. A görbült felületekre történő felvitel, különösen a vákuumpárologtatásos módszereknél súlyos technikai nehézséget jelent. Találmányunk célkitűzése a fentiekben ismertetett hőreflektáló rétegek hátrányos tulajdonságainak kiküszöbölése, illetve a hő visszaverő réteg tökéletesítése. Mint említettük, az ismert megoldások hátrányai közé tartozik, hogy általában nem bírják a magas hőmérsékletet és kémiailag nem ellenállók, továbbá többnyire csak szűk sávban reflektálnak. Előállításuk körülményes és költséges. Fenti nehézségek és hátrányok kiküszöbölésére megoldást jelent jelen találmány, melyben eljárást ismertetünk infravörös sugárzást csökkentő bevonat készítésére elektromos fényforrásokhoz, tekintet nélkül arra, hogy a fényforrás izzólámpa vagy gázkisülőlámpa. Eljárásunkat az jellemzi, hogy a lámpából kijutó fény útjába szilíciumnitrid réteget viszünk fel kémiai gőzfázisú rétegleválasztással (CVD = chemical vapour deposition). Találmányunkat az alábbiakban részletesebben ismertetjük a mellékelt rajzokhoz kapcsolódva és kihangsúlyozzuk a megoldás alapján elérhető előnyöket. A rajzok felsorolása; 1. ábra: Reflektorlámpa hosszmetszete 2. ábra: Kisteljesítményű csőburás fémhalogén lámpa vázlatos metszetrajza 3. ábra: A gőzfázisú rétegleválasztáshoz használt berendezés vázlata Az 1. ábra reflektorlámpa hosszmetszeti vázlata abból a célból, hogy bemutassuk, hol helyezkedik el a találmányunk szerint készített infravörös sugárzást visszaverő réteg. A lámpának az ábrán bemutatott és a találmánnyal kapcsolatos elemei: 1 — lámpakónusz, melyen 2 - fényvisszaverő réteg (többnyire A1 tükör) helyezkedik el a látható fény visszaverésére. 3 - az izzószál, 4 - kilépő ablak, mely hozzá van forrasztva az 1 lámpakónuszhoz. 5 — antireflexiós fémréteg, melyet kémiai gőzfázisú leválasztással (C. V. D. = Chemical Vapour Deposition) visznek fel a 4 kilépő ablak belső felületére. 6 - szilíciumnitrid réteg, mely visszaveri az infravörös sugarakat ennek a rétegnek a készítése és alkalmazása képezi jelen találmány tárgyát. 7 - a „hideg fény” irányát jelképező nyilak. A 2. ábrán kisteljesítményű csőburás fémhalogén lámpa vázlatos metszetrajzát mutatjuk be abból a célból, hogy a találmány szerinti réteg alkalmazását érzékeltessük. A lámpa alkatelemeit a rajzon az alábbiak szerint jelöljük: 8 - fej, 9 - külső bura, 10 - az áramkivezetés forrasztási helye, 11 — állvány, 12 — árambevezetők, 13 — tartóborda, 14, 15 a gázkisülőedény árambevezetői, 16 gázkisülőedény (kvarctest), 17 - csillám hőámyékoló, 18 - nikkel rögzítőfül, 19 - getter, 20 - áramhozzávezető sodrat, 21 - szívócső, 22 - gáztér különféle adalékokkal, 23 - hőreflektáló réteg, 24 - fejrögzítő kitt, 6 — szilíciumnitrid réteg, ennek a rétegnek készítése és alkalmazása képezi jelen találmány tárgyát. A 3. ábrán vázlatosan a szilíciumnitrid réteg leválasztásához használt berendezést mutatjuk be. Az ábrán 30 - a bevonandó tárgy (pl. kilépő ablak, mely az 1. ábrán 4-gyel van jelölve), 25 — tárgytartó, 26 - reakciócső, 27 — ajtó, 28 — fűtőtest, 29 -beeresztőnyüás. Találmányunk tárgyát képező eljárás során elektromos fényforrások üvegalkatrészeinek teljes vagy megfelelően megválasztott rész-felületeit szilíciumnitrid réteggel vonjuk be. Eljárásunk lényege, hogy a rétegleválasztás kémiai gőzfázisból történik alacsony nyomáson úgy, hogy a bevonandó tárgy és a környezeti reakciótér is megfelelően magas hőmérsékletű. A művelet megvilágítása céljából a 3. ábrán vázlatosan ábrázoltunk egy, a találmányunk tárgyát képező eljárást megvalósító berendezést. A 30 bevonandó tárgyakat (kilépő ablakokat) körülvevő reakcióteret a 26 reakciócső határolja, melynek anyaga: kvarc, acél, stb. A 27 ajtón keresztül lehet a 26 reakciócsőbe a tárgyakat ki- és berakni, a 29 beeresztőnyüás a reakciógázok bevezetésére szolgál. A 28 fűtőtest a 26 reakciócsőben megfelelő hosszúságában egyenletes hőmérsékletet biztosít, miáltal a reakciógázok a cső tengelye mentén haladva felmelegszenek és kémiai reakcióba lépnek egymással. A keletkező szilárd rekaciótermékek a 30 bevonandó tárgyak felületén tömör, jól tapadó vékonyréteget hoznak létre. Azáltal, hogy a 26 reakciócsőben csökkentett nyomást tartunk fenn, a gázmolekulák szabad úthossza és diffúziós sebessége nagy lesz, ami biztosítja, hogy a reakciógázok egyenletes koncentrációban jussanak el a bevonandó tárgy felületének minden részére, lehetővé téve görbült, üreges tárgyak belső felületének egyenletes vastagságú bevonását is. A reakciógázok egymás közötti kémiai reakcióját a gáztér hőmérsékletének emelésén kívül úgy is elősegíthetjük, ha a gáztérben - a megfelelően alacsony nyomást kihasználva - rádiófrekvenciás gerjesztéssel plazma kisülést hozunk létre. Ebben az esetben a gáztérben a kémai reakció lejátszódásához szükséges energiát részben a hőmérséklet, részben a plazma kisüléssel létrehozott reaktív gyökök bizto5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
