181471. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz-kisülési lámpa
7 181471 8 ismert, ahol összetételükre és lumineszkáló tulajdonságaikra vonatkozó további adatok találhatók. Úgy találtuk, hogy ezeknek az aluminátoknak kicsi a rövid idejű fényáram csökkenésük, és jó a higannyal szembeni ellenállásuk. A találmány szerinti lámpa egy további kiviteli alakja olyan lumineszkáló aluminátot tartalmaz, amely kétvegyértékü európiummal, vagy kétvegyértékű európiummal és kétvegyértékű mangánnal, vagy háromvegyértékű cériummal van aktiválva, hexagonális kristályszerkezete van a ß-alumíniumoxid szerkezetéhez hasonlóan, és összetételét a MeO • xMgO ■ yAl203 : pEuO • qMnO ■ rCe203 képlet adja meg, ahol Me báriumot és/vagy stronciumot jelöl, és az A1203 25 mol%-ig Ga203-mal és/vagy Sc203-mal helyettesíthető, és ahol 0<x<2 5<y<8 0,01 <p<0,50 0<q< 1,0 0<r<0,50, és Me bárium, ha x = 0. A lumineszkáló anyagoknak ez a csoportja az 1 190 520, az 1 384 683 és az 1 452 083 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásokból ismert, ahol az öszszetételre és a lumineszkáló tulajdonságokra vonatkozó további adatok találhatók. Ezek a lumineszkáló anyagok különösen alkalmasak a találmány szerinti lámpákban való használatra nagyon kis értékű rövid idejű fényáram csökkenésük és jó higany-ellenállásuk miatt. A találmány szerinti lámpában a lumineszkáló réteg olyan lumineszkáló anyagot is tartalmazhat, amelyik a kétvegyértékü európiummal aktivált stroncium-tetraborátból, ólommal aktivált bárium-diszilíkátból, apatit kristályszerkezetű, kétvegyértékű európiummal aktivált stroncium-klorofoszfátból, cériummal és terbiummal aktivált gadolínium-metaborátból és/vagy háromvegyértékű bizmuttal és háromvegyértékű európiummal aktivált gadolíniumborátból áll. Ezeknek az anyagoknak — mint azt később megmutatjuk — kitűnő rövid idejű fényáram csökkenésük van. Mivel higanyellenállásuk is nagyon kedvező, előnyösen alkalmazhatóak a találmány szerinti lámpákban. A találmányt a továbbiakban példák és a rajzon szemléltetett kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kisnyomású higanygőz kisülési lámpa vázlatos, hosszanti metszeti képe, amely a lámpa középső részén meg van szakítva, a 2. ábra pedig vázlatos metszeti képe egy olyan berendezésnek, mely alkalmas valamely lumineszkáló anyag rövid idejű fényáram csökkenésének meghatározására. Az 1. ábrán a találmánynak megfelelő lámpa kisülési csövét képező üreg 1 bura belső átmérője 10,3 mm, hossza pedig 30 cm. A 2 és 3 elektródák a lámpa két végén helyezkednek el, a lámpa működésekor ezek között jön létre, a kisülés. A 2 és 3 elektródák közti távolság 26 cm. A lámpa szobahőmérsékleten 400 Pa nyomású argont — ami indító gázként szolgál — és kis mennyiségű higanyt tartalmaz. Az 1 bura belső falára 4 lumineszkáló réteget vittünk fel, ez a 4 lumineszkáló réteg olyan lumineszkáló anyagot tartalmaz, amelynek a találmány szerint alacsony a rövid idejű fényáram csökkenése és nagy a higany-ellenállása. Ezt a lumineszkáló anyagot hagyományos módon, pl. szuszpenzió formájában vihetjük fel az 1 bura falára. A 2. ábrán látható berendezés, mely lumineszkáló anyagok rövid idejű fényáram csökkenésének mérésére szolgál, tartalmaz egy 21 asztalt, melyen vákuumzáró módon 22 üvegharang helyezkedik el. A 22 üvegharangban egy 45 mm belső átmérőjű, lemezformájú 23 tartó található. A vizsgálandó lumineszkáló anyag 24 rétegét a 23 tartóra visszük fel. A 23 tartót egy 5 cső támasztja alá, mely a 22 üvegharangban lévő részén lyukakkal van ellátva. A 22 üvegharang belsejében található továbbá egy ibolyántúli 6 sugárforrás. Ez a 6 sugárforrás egy kisnyomású higanygőz kisülési lámpa, melynek kb. 9,5 mm belső átmérőjű kvarcüveg 7 burája van. A 7 bura lapos spirális alakú cső kb. 2,5 menettel, s így kb. 70 átmérőjű, lapos, lemezformájú sugárforrást alkot. A 7 bura 8 és 9 végei merőlegesek a 7 bura spirális részének síkjára, és mindkettőben van egy-egy elektróda. Az elektródák közötti távolság a kisülési úton mérve megközelítőleg 33 cm. A 7 bura nemesgázt és kis mennyiségű higanyt tartalmaz. A villamos 10 és 11 hozzávezetések biztosítják a 6 sugárforrás elektródáinak a szükséges villamos teljesítménnyel való ellátását, és a 22 üvegharangból 12 csövön át vannak kivezetve. A 6 sugárforrás működése közben az ív feszültsége megközelítőleg 65 V, a lámpában folyó áram pedig kb. 500 mA. A 6 sugárforrás a lumineszkáló 24 rétegtől 45 mm távolságra van. A 6 sugárforrásból kibocsátott ibolyántúli sugárzás nagyobb részét a 7 bura átengedi. A mérések alatt a 22 üvegharangba 13 nyíláson át nitrogént vezetünk. A nitrogén áram 14 nyíláson lép ki. Az így kialakított nitrogén atmoszféra lényegében nem nyel el rövidhullámú ibolyántúli sugárzást. Az adódik, hogy a megvilágítás közben az ibolyántúli sugárzás (a 185 nm-es és 254 nm-es sugárzás) intenzitása a 24 rétegen 330 W/m2. A 185 nm-es és 254 nm-es teljesítmény aránya 0,30. Ennek az aránynak az értéke azért fontos, mert kisnyomású higanygőz kisülési lámpákban való alkalmazásnál a lumineszkáló réteget egyidejűleg éri 185 nm-es sugárzás. Az adódott ugyanis, hogy a 185 nm-es sugárzásnak a lumineszkáló anyagra való hatását befolyásolja az egyidejűleg jelenlévő 254 nm-es sugárzás. Reprodukálható méréseket az említett arány 0,20 és 0,40 közötti értékénél kapunk. Valamely lumineszkáló anyag rövid idejű fényáram csökkenésének meghatározása érdekében az anyag 24 rétegét a 2. ábrán látható berendezésben 15 percig megvilágítjuk. Azt tapasztaltuk, hogy 150 és 500 W/m2 intenzitású, 15 perces megvilágítás reprodukálható eredményeket ad. A 15 perces megvilágítás után a minta fényáramát a szokásos módon határozzuk meg úgy, hogy mérés közben ne érhesse a mintát ibolyántúli vagy látható sugárzás. Az így mért fényáramot azután összehasonlítjuk egy megvilágítatlan minta hasonló módon mért fényáramával. A fentebb leírt módon számos lumineszkáló anyag rövid idejű fényáram csökkenését határoztuk meg. Az I. táblázat megadja ezeket a mérési eredményeket tíz olyan lumineszkáló anyagra, amelyek alkalmasak a találmány szerinti lámpákban való felhasználásra. Az anyag sorszáma és képlete mellett az I. táblázat mindegyik példára megadja az „e. n.” oszlopban az anyagban lévő kationok elektronegativitásának súlyozott átlagértékét. Az „S. T. D.” oszlop a %-os rövid idejű fényáram csökkenést mutatja. Az a és b példa nem tartozik a találmányhoz, ezeket összehasonlítás céljából vettük bele a táblázatba. Ezek a példák olyan anyagokra vonatkoznak, melyeket normál lámpákban gyakran használnak, de a találmánynak megfelelő lámpák számára nem alkalmasak, mert S. T. D. értékük túl magas. A c példát (willemit) is összehasonlítási célból vettük be. Ez az anyag — amit szintén gyakran alkalmaznak normál lámpáknál — kiváló S. T. D. értékkel rendelkezik, mégsem alkalmas a találmány szerinti lámpákhoz, mert higany-ellenállása túl alacsony. Ezt az e. n. érték mutatja, ami 1,4-nél nagyobb. Nagy terhelésű lámpákban ez az anyag már rövid idő után (az ún. 0-órás értéket mérő vizsgálópadon való stabilizálódás után) erősen károsodik, úgyhogy a fényáramra túl alacsony értéket kapunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
