199035. lajstromszámú szabadalom • Telítetlen nagynyomású nátrium lámpa és eljárás annak előállítására
1 2 HU 199035 B A találmány tárgya telítetlen nagynyomású nátrium lámpa, amelynek kisülő teret körülzáró kisülő edénye van, a kisülő edénynek kerámia fala van és két végén áramátvezetó elemmel van lezárva, az áramátvezető elemek- 5 hez egy-egy elektróda van rögzítve, legalább az egyik elektróda emittáló anyaggal van ellátva, a kisülő edénynek nátriumon kívül legalább higany és egy nemesgáz töltése van. 10 A találmány tárgya továbbá eljárás egy ilyen lámpa előállítására. A .kerámia fal" fogalom alatt egy olyan falat értünk, amely átlátszó kristályos fémoxidból készül, amely lehet akár monokristá- 15 lyos (például zafír) vagy polikristályos. Ismert polikristályos fémoxidok ebben a vonatkozásban az alumíniumoxid és ittrium-aluminium-gránit. Az anyag polikristályos alakban gáztőmőrré van színtéréivé. 20 Ilyen lámpa ismeretes a 3 453 477 számú US-PS-böl. Az ismert lámpánál a hőmérséklet és az Na/Hg arány megfelelő megválasztásával elérték, hogy ne tudjon kialakulni nátriumaluminát. A kísérletek azonban azt mutat- 25 ták, hogy nem csupán a kerámiafal fémoxidja okozza a töltésből a nátriumkomponens eltűnését, hanem több oxigénforrás is eltünteti a nátriumot. Azt találtuk, hogy egy nagyon fontos forrás az emitteranyag, például abban 30 az esetben, amikor ez az anyag alkáliföldfém -oxidot vagy például ittriumoxidot tartalmaz. Azt tapasztaltuk, hogy ilyen emittáló anyagnak a használata jelentősen hozzájárul a nátrium eltűnéséhez a lámpa élettartamának 35 első néhány száz órája alatt, és a lámpa további élettartama során a nátrium kisebb, de állandó mértékben eltűnik. Jóllehet számos oxigén getter anyag ismeretes önmagában, amelyeket kisülő térben lehet alkalmazni, de 40 ezek a fémek emittáló anyag jelenléte esetén nem tudják kielégítően elnyomni a nátriumnak, mint töltetkomponensnek az eltűnését a kisülőtérból. Elvileg elképzelhető a nátriumveszteség 45 kompenzálása az élettartam elején oly módon, hogy a beadagolt töltés nátriumtartalmát megnöveljük, azonban ez a lámpák gyakorlati gyártási feltételei között ipari méretekben alig képzelhető el reprodukálható módon. 50 Ezen túlmenően az ilyen esetben a lámpa élettartamának első óráiban változó tulajdonságokkal rendelkezne. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan intézkedés kidolgozását, amellyel lehe- 55 tővé válik egy telítetlen nagynyomású nátrium lámpa kidolgozása emittáló anyagot tartalmazó elektródák mellett, miközben a kielégítő fénytechnikai tulajdonságokat és a hosszú élettartamot megtarthatjuk. gQ A kitűzött célt a bevezetőben körülírt telítetlen nagynyomású nátrium lámpánál a találmány szerint úgy értük el, hogy a kisülő térbe, annak nyitott állapotában az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több 05 van fémalakban, a Hg legfeljebb 10 tómeg% arányában beadagolva. A meglepő előny abban van, hogy a nátrium eltűnése minimálisra korlátozódik, és a lámpa működése során sem lépnek fel nehézségek, például amalgám képződése következtében. Ennek lehetséges magyarázata az, hogy az említett elemeknek viszonylag nagy gőznyomásuk van. A géztöltéssel való közvetlen érintkezés következtében az említett fémek gőzei is szétoszlanak a teljes kisülő térben, amely jelentősen elősegíti egy gyors getter-hatás kialakulását. Ez éles ellentétben van az említett fémeknek olyan használatával, amikor azok egy csupán oxigént átengedő tartóval vannak körülvéve. Feltűnő továbbá, hogy a lámpa által kibocsátott fény spektrumára nincsen hatása. Abban az esetben, ha a higanyhoz képest 10 tömegX-nál nagyobb mennyiségű fémet alkalmazunk a kisülő térben, akkor a szükségszerűen képződő amalgám legalábbis késlelteti a kívánt higanynyomás kialakulását, ami további problémákat jelent, amint az ismeretes a szakirodalomból (3 558 963 sz. US-PS). A Ba, Ca és Sr önmagában ismert töltőanyagok fényforrások vonatkozásában, amelyek a lámpa által kibocsátott fény spektrumának befolyásolására szolgálnak. Az ehhez szükséges mennyiségek azonban olyanok, hogy egyrészről a fölös mennyiségű töltés alig kerülhető el az amalgám kialakulásával kapcsolatban, és másrészről az illető fémgöz, valamint a kerámiafal fémoxidja között fellépő reakciók megtámadják a kerámiafalat. Annak érdekében, hogy a lámpa élettartama során kielégítő oxigén getter hatást biztosítsunk, gyakorlatban legalább 0,5 tömeg%-ot adagolunk a higany mennyiségéhez képest. A találmány szerinti lámpát, amelyben legalább egy elektróda emittáló anyaggal van ellátva, előnyösen a következő gyártási eljárási lépésekben állítunk elő: a kisülő edény egyik végébe egy elektródával ellátott áramátvezetőt rögzítünk gáztőmören, beadagoljuk a kisülő edénybe a higanyt és a nátriumot, a kisülő edényt feltöltjük a nemesgázzal olyan nyomásra, amely a kész lámpa kívánt nyomásénak felel meg, az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több fémet beadagolunk, és a kisülő edény másik végébe egy elektródával ellátott másik áramátvezetőt gáztömören rögzítjük. Az eljárás során az áramátvezetók hermetikus lezárást biztosítanak mér a kisülő edénybe történő rögzítésükkor. A kisülő edény kerámiafala által körülzárt térben a kisülő tér hőmérsékleteinek szabályozása teljes mértékben megoldható, ami általában nagyon előnyös. 3
