181975. lajstromszámú szabadalom • Kisülési lámpáknál alkalmazható színterezett elektróda és eljárás annak előállítására
3 181975 4 molibdénből, tantálból vagy ezek elegyéből álló alapfém-komponenst, legalább egy alkáliföldfémből vagy alkáliföldfém-vegyületből álló elektronkibocsátó anyagot foglal magában és ittrium- és/vagy cirkóniumoxidot, vagy adott esetben ezek közül legalább egynek alumíniumoxiddal képezett elegyét tartalmazza, a szinterezett elektróda súlyára számítva körülbelül 3—30 súly% mennyiségben. A találmány kiterjed valamely szinterezett elektróda előállítására is, amelynek során (1) valamely magas hőmérsékleten olvadó fémporhoz ittrium- és/vagy cirkóniumoxidot vagy ezek közül legalább egynek alumíniumoxiddal képezett elegyét adjuk, (2) az (1) pont szerint előállított elegyhez valamely alkáliföldfém-vegyületet adunk, (3) a (2) pont szerinti elegyet elektródává formáljuk és (4) a formált elektródot szinterezzük. A magas hőmérsékleten olvadó fém alkotja az elektróda alapfémkomponensét. Ilyen fémkomponens, különösen a volfrám, képes ellenállni a magas hőmérsékleten való terhelésnek a lámpa üzemelése során és a szinterezésnél reagál az egyéb alkotókkal jobb elektronkibocsátó elektróda előállítása érdekében. így például bárium-kalciumvolframátot használhatunk az elektróda alapfém-komponenseként, amelyet úgy kapunk, hogy volfrámot reagáltatunk báriumoxiddal és kalciumoxiddal. Az itt használt „alapfém-komponens” megjelölés olyan összetett anyagokat jelöl, amelyek a szinterezés során képződnek. Ittriumoxid, cirkóniumoxid és adott esetben alumíniumoxid alkáliföldfém-vegyületekkel való reakcióban elektronkibocsátó anyagot alkot. Abban az esetben, ha az említett oxid a szinterezett elektróda 3 súly%-ánál kisebb mennyiséget tesz ki, az oxid nem hatásos, és ha az oxidtartalom a szinterezett elektróda 30 súly%-a felett van, csökken a szinterezett elektróda szilárdsága. Az alkáliföldfém-vegyület a kívánt elektronkibocsátás jellemzőinek megfelelően változhat és előnyösen a szinterezett elektróda körülbelül 5 súly%-ától 40 súly%-áig terjed. A találmányt a továbbiakban példákkal írjuk le, amelynek során a csatolt rajzokra hivatkozunk, ahol az 1. ábra a találmány szerinti szinterezett elektródát magában foglaló kisülési lámpa hosszanti metszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti szinterezett elektróda nagyított metszete, a 3. ábra a 2. ábra 3—3 vonala menti nagyított metszete, míg a 4., 5. és 6. ábrák egy, a találmány szerinti felépítésű lámpa, valamint egy technika állása szerinti lámpa üzemi jellemzőit mutató grafikonokat szemléltetik. Az 1—3. ábrákra hivatkozva, a kisülési lámpát részletesen a következőkben írjuk le. A kisülési lámpa valamely kvarc vagy kerámia cső alakú 1 burával rendelkezik, amely egy pár 2 szinterezett elektródát tartalmaz koaxiálisán beépítve annak két végéhez közel. Mindegyik elektróda szomszédságában egyegy 6 gyújtó-elektróda helyezkedik el. Magas hőmérsékleten olvadó fémből, így volfrámból készült 3 elektródatartó pálcák az elektróda részét alkotják. Ezek az elektródatartó pálcák benyúlnak a burába, ahol az elektródákat tartják és egyben elektromos kapcsolatot teremtenek az 5 molibdénfóliákkal együtt mindegyik 4 külső bevezetés és annak megfelelő 2 elektróda között. A bura légmentesen elzárt higanygőzt és olyan gázt tartalmaz, amely előre meghatározott nyomástartományban kisülést biztosít. A 2 elektróda valamely alapfémet, így volfrámot és ittriumoxidot, cirkóniumoxidot, egy bárium-vegyületet és egy kalcium-vegyületet tartalmaz. A volfrám az elektróda nagyobb részét teszi ki. Az ittriumoxid és a cirkóniumoxid általában az elektróda 3—30 súly%-át, előnyösen 10—15 súly%-át alkotja. Bárium- és kalcium-vegyületek szokásosan az elektróda 5—40 súly%-át, előnyösen'’!0—15 súly%-át képezik. Az elektróda készítésénél egy alapfémpor-elegyet, amely volfrám- és ittriumoxid és cirkóniumoxidpor elegye és amelyek részecskenagysága 10 fim-nél kisebb, összekeverünk valamely szerves kötőanyaggal, így cetilalkohollal vagy polisztirollal és az elegyet száradni hagyjuk agglomerátumok képzése végett. Az agglomerátumokat ezután granuláljuk 60—300 p.m átlagos részecskeméretű szemcsék készítése érdekében. A granulálást golyósmalomban való őrléssel végezzük, majd a szemcsés anyagot szitáljuk. Báriumkarbonátot és kalcium-. . karbonátot (2: 1 súlyarányban) tartalmazó elektron-, kibocsátó porkeveréket, amelynek az átlagos részecskemérete kisebb, mint körülbelül 10 jzm, körülbelül 110— 180 fim átlagos részecskeméretű szemcsékké alakítunk ; a fent megadott módon. Ezután a két port összekeverjük ’ úgy, hogy az alapfémpor és az elektronkibocsátó por aránya körülbelül 9 : 1 súlyarányú legyen, majd előnyö- | sen egy 3 tartópálcával párosítva körülbelül 3 tonna/cm2 j nyomáson a 2. ábra szerinti összetett elektródává for- j maijuk. A keletkező összetett elektróda sajtolt porrészé- ’ nek a sűrűsége nagyobb körülbelül 7,0 g/cm3-nél. Ezt az ! összetett elektródát ezután redukáló légkörben, például hidrogént tartalmazó atmoszférában, 300—400 C°-on : hevítjük a szerves kötőanyag eltávolítása érdekében, és ezt követően körülbelül 60 percig redukáló körülmények között 1000 C°-on vagy ennél magasabb hőmérsékleten, ; előnyösen 1400—1600 C°-on, szintereljük és így a 2. és a 3. ábrán látható hengeres összetett testet kapjuk. A szin- . terezett elektróda átmérője és magassága a kívánalmaknak megfelelően választható. Egy 100 wattos nagy nyomású higanygőzös kisülési lámpában az elektróda 3 mm átmérőjű és 2,3 mm magas lehet. A találmány szerinti szinterezett elektródát a kisülési lámpa burájába építhetjük be anélkül, hogy változás történne a minőségben a beépítésnél jelentkező hősokk és mechanikus sokk ellenére. A fent leírt granuláló módszer nagyon hatásos az egyes komponenseknek a testben való homogenizálására. így megakadályozhatjuk, hogy nem kívánt reakciók játszódjanak le az alapfém és az alkáliföldfémek között a szinterezett elektródában annak köszönhetően, hogy az érintkezési felület lecsökkent a komponensek között. Ennek megfelelően az elektródaösszetétel lényegében változatlan marad a lámpa üzemelése során, így élettartama megnövekszik. A találmány szerinti szinterezett elektródát előállíthatjuk a fent felsorolt elektronkibocsátó porok felhasználásával granulálás nélkül is (1. példa). A találmány szerinti szinterezett elektródát elkészíthetjük a fent felsorolt anyagok alapfémporának a felhasználásával granulálás nélkül is (2. példa). A találmány szerinti szinterezett elektródát tartalmazó kisülési lámpa üzemelésénél a kezdeti feszültség 120 Volt alatt van, a rádiófrekvenciás zavarszint csökkent mértékű és előnyös fényerőének tartható fenn. ! . } 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
