169861. lajstromszámú szabadalom • Fémhalogén-lámpa és eljárás annak előállítáásra

169861 töképességét, másrészt - feltételezhetően a fal megnövekedett gázleadása miatt - nagymértékben lerövidíti a kisülőedény élettartamát. Találmányunk szerint ezen előnytelen tulajdonságok kiküszöbölhetők, ha a periódusos rendszer Illa vagy IVa oszlopába tartozó fémet vagy fémeket nem elemi állapotban, nem is halogénvegyület formájában, hanem a periódusos rendszer lb oszlopába tartozó valamelyik fém által alkotott ötvözetük formájában visszük be a lámpába. Találmányunkat az 1. ábra szerinti felépítésű, 220 V tápfeszültségű, 380 W névleges teljesítményű kisülőedényen mutatjuk be. Az ábrán a kvarcból készült 1 kisülőedényben helyezkednek el a 2 és 3 elektródok, melyek célszerűen volfrámból készültek és tóriummal vagy tóriumoxiddal vannak aktiválva. Az elektromos áram hozzávezetése az elektródákhoz a 4 és 5 molibdénfóliákon keresztül történik, amelyekre a kisülőedény a 9 és 10 helyeken vákuumzáró módon rá van lapítva. A molibdénfóliákhoz csatlakoznak kívülről a 6 és 7 elektromos bevezetők. Az 1 kisülőedény a töltet bevitelére és a szivattyúxási művelet elvégzésére a 8 szívócsővel van ellátva. Az elektródok csúcstávolsága 48 mm, a kisülőedény belső térfogata 16 cm3. Találmányunk alkalmazásának előnyeit az alábbi kísérletek szemléltetik: 1. kísérlet 5 lámpát készítettünk oly módon, hogy a fenti kisülőedénybe 17 mg higanyt, 29 mg higany (II)-jodidot, 7 mg fém diszpróziumot és (mint ez a fényhasznosítás javítására fémhalogénlámpáknál szokásos és közismert) 1 mg tallium(I)-jodidot vittünk be, majd a szokásos módon leszivattyúztuk, 33 mbar nyomású argonnal töltöttük fel és a szívócső összeolvasztásával lezártuk. A kisülőedényeket a szokásos módon külső üvegburába szereltük, majd ezt is leszivattyúztuk és az így elkészült lámpákat 1 óra hosszat névleges áramon üzemeltettük, hogy a higany (II)-jodid és a fém diszprózium átalakuljon higannyá és diszprózium(III)-jodiddá. Az így elkészült lámpákon kihűlés után megmérve a gyújtási feszültséget, 1400 és 1600 V (effektív váltófeszültség) közötti értékeket kaptunk. Az üzemelő lámpa íve erősen be volt szűkülve és kihajolt a kisülőedény falához. Ezeket a lámpákat tartóségetésnek vetve alá, 200 és 1000 óra közötti élettartamokat kaptunk. 2. kísérlet 5 lámpánál a diszpróziumjodidot nem a kisülőedényben állítottuk elő, hanem kész állapotban vittük be. Ehhez 29,8 mg higanyt, 23,4 mg diszprózium (III)-jodidot és 1 mg tallium(I)-jodidot kellett betölteni. A továbbiakban az 1. kísérlethez hasonlóan kezelt lámpák gyújtási feszültsége 1800 V fölött volt és ívük még erősebben be volt szűkülve, mint az 1. kísérletben készült lámpáké. Ezeket a lámpákat nem is vetettük alá tartóségetési vizsgálatnak. 3. kísérlet 5 lámpát készítettünk oly módon, hogy a kisülő-5 edénybe 17 mg higanyt, 29 mg higany (II)-jodidot, 1 mg tallium(I)-jodidot és - találmányunknak megfelelően - 20 mg olyan ötvözetet vittünk be, melyet előzőleg 35 súlyszázalék fém diszprózium és 65 súlyszázalék fém arany összeolvasztásával állí-10 tettunk elő. A továbbiakban a lámpák az 1. kísérletben leírtak szerint készültek. A kész lámpák gyújtási feszültsége 600 és 700 V között volt és ívük majdnem teljesen kitöltötte a kisülőedényt, de sehol sem ért hozzá annak a falához. Az élettartam-15 vizsgálat még jelenleg is folyik, a lámpák eddigi élettartama 2000 óra fölött van. Hasonlóan kedvező eredmények érhetők el, ha a diszpróziumot a periódusos rendszer lb oszlopába 20 tartozó más fémmel (ezüsttel vagy rézzel) képezett ötvözete alakjában visszük be a kisülőedénybe. Lényegében hasonló eredményeket kaptunk olyan lámpáknál, melyek kisülőedényei diszprózium mellett vagy helyett holmiumot, szkandiumot és/vagy 25 tóriumot tartalmaztak. Megvizsgálva az ötvözettel készült lámpák fényének spektrumát, az tapasztalható, hogy a periódusos rendszer lb oszlopába tartozó fém spektrumvonalai nem járulnak hozzá a kisugárzott fényhez, te-30 hát e fenti meglepő hatás nem azáltal jön létre, hogy az illető fém részt vesz a kisülésben. Nem tudjuk biztonsággal, hogy mi az oka annak, hogy a periódusos rendszer Illa vagy IVa oszlopába tartozó fémeknek a kisülőedénybe az lb oszlopba 35 tartozó fémekkel alkotott ötvözet alakjában való bevitele kedvező hatású. Feltételezzük azonban, hogy a döntő az ötvözet előállítása során bekövetkező gáztalanítás. Ismeretes ugyanis, hogy a periódusos rendszer Illa és IVa oszlopába tartozó fémek igen 40 hajlamosak gázok megkötésére és ezeket a gázokat vagy egyáltalán nem, vagy csak nagyon nehezen lehet belőlük eltávolítani; éppen ezért ezek a fémek a kereskedelmi forgalomban nem kaphatók elegendő tisztaságban, hanem csak magas gáztarta-45 lommal. E gázok egyik fő komponense a hidrogén. Hidrogén jelenlétével megmagyarázhatók az e fémek alkalmazásával mutatkozó előnytelen tulajdonságok. A gyújtási feszültség magas értéke azzal ma-50 gyarázható, hogy a hirdogén egy része a jelenlevő halogénnek a hideg kisülőedényben hidrogénjodid formájában van jelen, miáltal megnő a gáztérben a halogén koncentrációja, márpedig a halogének könynyen befogják a gáztérből a szabad elektronokat. 55 Az üzemelő kisülőedényben pedig a hidrogénmolekulák disszociálnak, majd kidiffundálnak a falra és ott rekombinálódnak; az e folyamat által elszállított energia nagyon megnöveli az ív termikus veszteségeit, aminek kompenzálására jön létre a beszűkü-60 lés. A periódusos rendszer Illa és IVa oszlopába tartozó fémeknek a kisülőedénybe halogénvegyületeik alakjában történő bevitelekor kapott rossz eredményeknek az az oka, hogy ezek a vegyületek nagyon 65 higroszkóposak és nehezen vízteleníthetők. A ve-2