163582. lajstromszámú szabadalom • Idegenyagokat tartalmazó volfrámízzótest és eljárás annak előállítására
163582 5 vagy K, Be, Al, Ga stb. tartalmú adalékanyagokkal készült wolfrámdrótok, nem tartalmaznak számottevő' mennyiségben — természetes szennyező vagy szándékosan adagolt — Si tartalmú idegenanyagot, hanem éppen ehelyett Be tartalmú idegenanyagot tartalmaznak, és így elsősorban ebben különböznek az 1926-ban publikált 258.642 sz. angol szabadalmi leírás szerint Be2 Si0 4 vagy BeSi03 idegenanyagokkal készített wolfrámdrótoktól. Ezek a 258.642 sz. angol szabadalmi leírás szerint a berillium-szilikát idegenanyagok következtében mentesek az izzószál-hőmérsékleten bekövetkezhető „off-set" jelenségtől. Ez a káros jelenség közismerten abból áll, hogy a rekrisztallizált wolfrámdrótok azon krisztallitjai, amelyek a dróttengelyre nagyjából merőleges határokkal érintkeznek, ezeken a határokon egymáson fokozatosan elcsúsznak, ami által helyileg csökken az áramvezető keresztmetszet és ezáltal az izzószál idő előtt kiég. Az „off-set" jelenség a régi gyakorlat szerint készült, sok szennyezést, pl. sok kalciumoxidot stb. tartalmazó wolfrámdrótok jellegzetes hibája volt. A 458.642 sz. angol szabadalmi leírás sehol sem állítja, hogy a rekrisztallizált berilliumszilikátos wolfrámdrótok közönséges hőmérsékleten ne volnának törékenyek avagy jelentősen szilárdabbak volnának, mint pl. az ún. tiszta, azaz adalékmentes wolfrámdrótok. Találmányunk nem is terjed ki berilliumszilikátnak mint adalékanyagnak avagy idegenanyagnak alkalmazására, mert a BeO-nak általunk észlelt szilárdságnövelő hatását tapasztalat szerint elegendő SiO ä tartalom teljesen lerontja, vélhetőleg éppen azáltal, hogy berilliumszilikátok képződéséhez vezet, amikor is a Be az előzőkben ismertetett kedvező oxigénkötéseivel nem a W atomok felé, hanem a Si atomok felé kapcsolódik. Kísérleteink során egyrészt azt tapasztaltuk, hogy a berilliumtartalmú idegenanyagok kedvező hatásának elérése céljából az szükséges, hogy a találmány szerinti wolfrámdrót berilliumtartalma legalább 0,000001%, azaz 0,01 ppm legyen, másrészt azt észleltük, hogy a szilícium tartalmú idegenanyagnyomok zavaró hatásának elkerülésére és így a berillium-tartalmú szilíciummentes adalék előnyös hatásának kellő érvényesüléséhez elégséges, ha a találmány szerinti wolfrámdrótok szilíciumtartalma a berillium tartalom felénél kevesebb. A továbbiakban a ppm megjelölése mindenkor súlyarányt — nem pedig atomarányt — értünk. Találmányunk tehát idegenanyagokat tartalmazó wolfrámizzótest, amely rekrisztallizált állapotban, szobahőmérsékleten nagy szilárdságú, és az jellemzi, hogy a wolframizzó test berillium tartalma 0,01—100 ppm értékű, szilícium tartalma pedig a berillium tartalom felénél kevesebb. A találmány szerinti wolfrámizzótest előállítási eljárását az jellemzi, hogy egyik adalékként szilíciumot nem tartalmazó berillium vegyületet adunk berilliumoxidra számítva 100—10 000 ppm arányban olyan wolfrámoxidhoz, amelynek szilíciumdioxid tartalma nem haladja meg a hat berillium egy szilícium atomarányának megfelelő mennyiséget, majd a wolfrámoxidot önmagában ismert módon fémporrá redukáljuk, sajtoljuk, zsugorít-6 juk és kovácsoljuk, végül pedig dróthúzással huzallá és ebből izzótestté alakítjuk. A találmány szerinti wolfrámizzótest előállítását olyan módon is végezhetjük, hogy a szilíciumdioxid 5 tartalmat a hat berillium egy szilícium atomaránynak megfelelő mennyiségnél kevesebbre a redukált fémpor vagy a részben zsugorított fémtest kimosásával, pl. ismert módon hidrogénfluorid oldattal történő kimsosásával, állítjuk be. 10 A találmány szerinti wolfrámizzótestre megadott összetétel szerint az izzótestben levő berillium tartalomnak maximum kb. 1/6-od részét kötheti meg a szilícium. Ugyanis a berillium és szilícium atomsúlyából következőleg ahhoz, hogy 90,2 súlyrész 15 berillium teljes egészében pl. BeSi03 összetételű berilliumszilikátot alkothasson 280,6 súlyrész szilícium szükséges. Ezért a 90,2 súlyrész felét jelentő 45,1 súlyrész szilícium a 90,2 súlyrész berilliummennyiségnek 45,1/280,6-od részét, azaz kb. 20 1/6-át köti meg. A találmány szerinti wolfrámdróton és wolfrámizzótesten olyan wolfrámdrótot és wolfrámizzótestet értünk, amely a javasolt Be tartalmú idegenanyag emellett — szilícium kivételével — egy vagy 25 több egyéb idegenanyagot is, így pl. K és/vagy Al, avagy K és/vagy Ga, valamint pl. TI és/vagy Al, avagy TI és/vagy Ga stb. tartalmú idegenanyagot is tartalmaz. Úgy találtuk, hogy mindazon eddig megvizsgált 30 hármas adalékanyag kombinációkban, amelyek SiOa -ot is tartalmaznak és nagykristályos, hasznos izzószáltulajdonságokat idéznek elő a wolframdrótokban, mint pl. a K, Si, Ga vagy a K, Si, Al vagy a TI, Si, Al, avagy a TI, Si, Ga tartalmú ada-35 lékkombinációkban a Si02 tartalmú adalékanyag előnyösen cserélhető fel BeO tartalmú adalékanyagra, mert ezzel többek között a wolfrámizzótestek szobahőfokú szilárdsága jelentősen növekedik anélkül, hogy egyéb jó tulajdonságaik számot-40 tevőén csökkennének. Készültek már izzólámpák számára eddig is olyan wolfrámdrótok, amelyek SiO ä tartalmú idegenanyagon kívül nem két, hanem vagy egy, vagy kettőnél több különböző elemet tartalmazó ide-45 genanyag hatására^ nyerték el kielégítőnek tartott tulajdonságaikat. Úgy találtuk, hogy az eddig megvizsgált, ilyen drótok készítésénél alkalmazott adalékanyag-kombinációkban is előnyösen cserélhető fel a SiOa tartalmú adalékanyag BeO tartalmú ada-50 lékanyagra. A találmány szerint pl. K, Be tartalmú kettős adalékanyagkombinációval készült wolfrámdrótok rekrisztallizált állapotukban elérik a K, Si tartalmú adalékanyagokkal készült ismert wolfrámdrótok 55 közepes méretű kristályokból álló szerkezetét és közepes jó tulajdonságait. Emellett azonban szilárdságuk rekrisztallizált állapotban közönséges hőmérsékleten lényegesen jobb, mint a K, Si tartalmú adalékanyaggal készült drótok ilyen szilárdsága. 60 A találmány szerint pl. K, Be, Ál, Ga tartalmú négyes adalékanyagkombinációval készült wolfrámdrótok rekrisztallizálva nagykristályosak, és jó tulajdonságaik elérik, sőt felülmúlják az ismert, K, Si, Al tartalmú hármas adalékanyagkombiná-65 cióyal készített wolfrámdrótok jó tulajdonságait, 3
