179748. lajstromszámú szabadalom • Fémkerámia porkohészati színtertest anyagú katód nagynyomású nátriumgőzlámpa kisülési csövének lezárásához és eljárás annak előállítására
3 179748 4 haladást a világítócső lezárástechnológiájának fejlesztésében csak a műveletek számának csökkentésével, illetve a műveletek összevonásával lehetne elérni. A gyakorlatban az alaptechnológia fejlesztése valóban ezekben az irányokban történt és ez a tény eredményezte a szabadalmaztatott eljárások nagyfokú hasonlóságát és viszonylag nagy számát. A fémlemezes és általában a fémanyagú elektródákkal történő kerámiacső-lezárási eljárásoknak másik komoly problémája a hőtágulási együttható-különbség kérdése. Tudniillik az elektródafém-lemezek anyaga csak nagyon finom kristályokból állhat, mert különben az elektródákká történő feldolgozása fokozott ridegség, törékenység következtében lehetetlenné válna. A finomszerkezetű fémeknek viszont közismerten nagyobb a hőtágulási együtthatójuk, mint a durvakristályos szerkezetűeknek. A lámpák üzemeltetési körülményeiből következően a világítócsövek minden kapcsolásnál hőmérsékleíváltozást szenvednek. Bekapcsoláskor a lámpa felmelegszik mintegy 800 C° hőmérsékletre, kikapcsoláskor pedig lehűl a környezet hőmérsékletére. A hőtágulási együttható különbségek folytán a hőmozgás következtében a kerámiacső gyakran megreped, eltörik, s ezáltal a világítócső, illetve a lámpa tönkremegy. Ezen a problémán úgy igyekeztek túlícnni magukat a gyártóművek, hogy olyan hőtágulási együtthatójú ragasztó, vagy forrasztó anyagokat alkalmaztak, amelyek mintegy átmenetet képezve a két összekötendő anyag között, kiegyenlítették a hőtágulási együttható különbségekből származó feszültségeket. Alapvető változást hozott a magyar Egyesült Izzó Rt. által kifejlesztett és alkalmazásba vett szabadalmaztatott elektróda megoldás és csőlezárási szisztéma. Az elektródák e módszer szerint ugyanolyan fényáteresztő, sűrű, sokkristályos alurníniumoxid-kerámiából készülnek, mint a lezárandó csövek. Ily módon a hőtágulási együtthatók is azonosak. Mivel azonban az alumíniumoxid kiváló szigetelőanyag, meg kellett oldani az elektromos áram átvezetésének problémáját, hiszen az elektródáknak ez az egyik alapvető feladata. A megoldást a kerámiának wolframrétegge! történő bevonása jelentette. A felgőzöléssel, vagy más módon felvitt wolframréteg vastagsága elegendő ahhoz, hogy a szükséges mennyiségű elektromos áramot átvezesse, viszont nem elégséges a káros hőtágulás okozta feszültségek létrejöttéhez. A ragasztó, vagy forrasztóanyag kiegyenlítő szerepére tehát ennél a megoldásnál nincs is szükség. A csövek töltése és vákuumozása , valamint lezárása sem igényli a komplikált szívócsöves megoldásokat. A ragasztóanyaggal ellátott elektródák egyikét ugyanis a kerámiacső alsó végére helyszik, a felső nyitott végén betöltik az ionizációs töltetet, majd a felső csővégre is ráhelyezik az elektródát. Ezek után a csövet vákuumkemencébe helyezik, ahol is a vákuumozás és a ragasztás egy menetben történik meg. Ez a módszer lehetővé teszi a cső töltésének, vákuumozásának és lezárásának automatizálását is. Természetesen nem csak ez az egyetlen lehetséges megoldás, mint ahogy azt sem állítjuk, hogy az általunk kidolgozott módszertől eltérő és mégis megfelelő eredményű módszerek már nem lesznek kidolgozhatóak. Ennek ellenére úgy véljük, sikerült hozzájárulnunk a nagynyomású nátriumgőzlámpák világítócsöveinek gyártástechnológiai fejlesztéséhez jelen találmányunk eljárásának kifejlesztése által. A találmány új típusú katód (csőlezáró-sapka) nagynyomású nátriumgőzlámpa fényáteresztő, sűrű, sokkristályos alumíniumoxid-kerámía anyagú kisülési csővé ick forrasztás, vagy ragasztás által rögzítve történő lezárására. A porkohászati úton előállított fémkerámia (cermet) szintertest-katód teljes keresztmetszetében elektródafém vagy elektródafémek, mint nióbium, molibdén, rénium, wolfram, tantál legalább 50% arányban és fémoxid vagy fémoxidok, mint alumíniumoxid, berilliumoxid, zirkóniumoxid, titánoxid keverékéből álló legfeljebb 50%-os arányú vákuumzáró és a kisülési cső végére illeszkedő rögzítő 1 hornya vagy 2 válla, a kisülési csőbe benyúló 3 csúcsa, és külső 4 rögzítőürege vagy 5 csúcsa van. A találmány szerinti fémkerámia anyagú szintertest katód porkohászati előállítására szolgáló eljárás alapján ele ktróda — fém, vagy fémek — mint nióbium, molibdéi, rénium, tantál, wolfram — vagy ezeknek fémmé redukálható vegyületét, legalább 50%-ban — fémoxiddal vagy fémoxidokkal — mint alumíniumoxid, berilliumoxid, zirkóniumoxid, 50 mikrométernél kisebb, előnyösen 5 mikrométer átlagos szemnagyságú porát, legfeljebb 50%-ban önmagában ismert módon képlékeny alakítással formázzuk — adott esetben 1000— 1350 C° hőmérsékleten legalább 5 perces hőníartással elöégetjük —, majd redukáló gázatmoszférában, vagy vákuumban eszközölt 1800—2200 C° — célszerűen 2000 C° hőmérsékletű — zsugorító hőkezeléssel és legalább 5 perces hőníartással sűrű, sokkristályos szintertestté alakítjuk. \ találmány szerinti katód-megoldás közelebbről a következőkben tér el az eddig ismert, illetve nyilvánosságra hozott megoldásokhoz képest: Az eljárás szerint a hatódok fémkerámia (cermet) anyagúak, vákuumzáró tömörségűek és a porkohászati előállítási mód lehetőségeinek megfelelően a legcélszerűbb alakúak és méretűek lehetnek. A hőtágulási együttható tág határok közöd szabályozható a fém—fémoxid arány változtatásává . A kívánalmaknak megfelelően a legoptimálisabb fém—fémoxid összetétel alkothatja a katódok anyagát. lényegében tehát a fémlemezből készült katódok előnyös tulajdonságai — mint a jó elektromos- és hővezetőkéoesség — egyesül a kerámiából készüli katód előnyös tulajdonságaival, mint amilyen a szívócső nélküli töltés, vákuumozás és vákuumzárás lehetősége, valamint a kerámiacsőével azonos hőtágulási együttható elérésének biztosítása. A fém-kerámia anyagú katódot nem szükséges elektromosan vezető fémréteggel bevonni, hiszen ugyanúgy vezeti az elektromos áramot, mint a fémlemezből készült katód. A porkohászati úton előállított fém-kerámia katódok segítségével a nagynyomású náriumgőzlámpák kisülési kerámiacsöveinek ionizáló töltettel történő töltése, vákuumozása, vákuumzáró ragasztása vagy forrasztása teljes egészében automatizálható. \ találmány szerinti eljárást a könnyebb érthetőséget előmozdító alábbi példákkal kívánjuk ismertetni anélkül, hogy ez a találmányi eljárásra bármilyen mértékű korlátozást jelentene: 1. példa \ találmány szerinti eljárás alapján nióbium-fém 8 mikrométer átlagos szemcsenagyságú porából 25 súly%-ot, wolfram-fém 3 mikrométer átlagos szemcsenagyságú porából 35 súly%-ot és alumíniumoxid 1 mik-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
