184375. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kerámia kisülési cső előállítására és kisülési cső fémgőzlámpákhoz
1 184 375 2 cső alakja azonban másként is megvalósítható és nem korlátozódik a 4. és 5. ábra szerinti alakokra. Példa Keveréket készítünk 99,99% tisztaságú és 0,1—0,2 n szemcsenagyságú finom alumíniumoxid részecskék felhasználásával, amely keverék 0,05 súly% magnéziumoxidot, 0,05 súly% itriumoxidot, 3 súly % metilcellulózt, mint szerves kötőanyagot, 1% polietilénglikolt (Polynon védjegy) mint kenőanyagot és 25 súly % vizet, mint keverési segédanyagot tartalmaz, a fennmaradó rész pedig már említett finom alumíniumoxid részecskékből áll. A komponenseket géppel alaposan összekeverjük, és a légtelenítő keverőben elkészítjük az öntőmasszát. Egy 6,5 mm külső átmérőjű és 2,5 mm belső átmérőjű csőalakú 5 nyersdarabot készítünk, az öntőmassza extrudálásával egy dugattyús extruderben, és a csőalakú 5 nyersdarabot rögtön a 2. ábra szerinti 6 öntőforma orsóalakú 7 üregébe helyezzük. A csőalakú 5 nyersdarab egyik végét a 9 záródarabbal zárjuk be, és a szemközti nyíláson át levegőt nyomunk a csőalakú 5 nyersdarab belsejébe. Ezáltal a csőalakú 5 nyersdarab a 10 testté formálódik, amelynek külső felülete érintkezésben áll a 6 öntőformának az orsóalakú üreget meghatározó belső felületével. A kiformált 10 test külső átmérője a középső részen körülbelül 10 mm, és a falvastagság körülbelül 1,3 mm. A 10 test kiformálása után, amely levegő besajtolásával történt, a 10 testet tartalmazó 6 öntőformát körülbelül 2 percig tartó és indukciós úton történő hevítéssel szárítjuk, hogy a 10 test külső felülete megkeményedjen, majd a szárított 10 testet eltávolítjuk a 6 öntőformából. A 10 testet három óra hosszat levegő-atmoszférában 800 °C-on hevítjük, majdhogy teljesen eltávolítjuk belőle a szerves anyagokat, majd a 10 testet vákuumkemencében 6 óra hosszat 1800 °C-on égetjük. Ennek eredményeként megkapjuk a kerámia 12 kisülési csövet. A12 kisülési csövön egy hélium szivárgási detektor segítségével gáztömörségi vizsgálatot végeztünk, amelynek során 105 Pa nyomáskülönbséget hoztunk létre a 12 kisülési cső és környezete között, majd mértük, hogy ilyen feltételek között a — hidrogénnél kisebb atomsugarú — hélium mekkora mennyisége volt a falon képes áthatolni. A szivárgásra így kapott érték 10“10 cm3/s hélium volt. A12 kisülési cső kiállta azt a próbát is, amikor a csövet levegőben 200 °C-ra hevítettük, és közvetlenül utána 20 °C-os vízbe merítettük. Fotométerrel történő mérésnél kimutattuk, hogy a példa szerinti kerámia kisülési cső teljes fényáteresztése 93%. Ezek a kísérletek bizonyítják a kerámia 12 kisülési cső kiváló tulajdonságait, fémgőz kisülési lámpában történő alkalmazáskor. Amint a példából kitűnt, a fémgőz kisülési lámpa kerámia csövének előállítására szolgáló találmány szerinti eljárás kiküszöböli a zárósapkák alkalmazását és a találmány szerinti kerámia kisülési cső kisülési szakasza egyetlen egységet képez a végekkel és ezzel kiváló tömítettséget biztosít. így a találmány szerinti eljárás leegyszerűsíti a kerámia kisülési cső gyártását, és különböző alakú kerámia kisülési csövek állíthatók elő a találmány szerinti eljárással. Különösen a fénykibocsátó kisülési szakasz falvastagsága lehet kicsi, ami biztosítja a nagy fényáteresztést. A 6. ábra a találmány egy másik kiviteli alakját mutatja, ahol a 21 kerámia kisülési cső a 22 kisülési szakasszal rendelkezik, amely a cső közepén helyezkedik el, és a fénykibocsátó anyagot tartalmazza, amely gerjesztéskor világítani kezd, és a 23 végek egy darabban vannak kialakítva a 22 kisülési szakasszal, annak két végén. A 23 végek tartják a kisülési elektródákat. A 22 kisülési szakasz D, külső átmérővel és t, falvastagsággal rendelkezik, míg a 23 végek D2 külső átmérővel és t2 falvastagsággal rendelkeznek. A találmány szerinti a 22 kisülési szakasz D, külső átmérőjének nagyobbnak kell lennie, mint a végek D2 külső átmérőjének, azaz D, > D2. Előnyösen a 23 végek t2 falvastagsága í ,5—5-ször nagyobb, mint a 22 kisülési szakasz tt falvastagsága, azaz l,5ti < t2 <5t2. Az említett méretviszonyoknak a megválasztása a következő okokból történik a leírt módon. A 22 kisülési szakasz £ lámpa üzemelése közben a nagynyomású fémgőz kisülési lámpa legmelegebb része. Ha a 22 kisülési szakasz hőmérséklete túl nagy, a fénykibocsátó anyag, azaz a fémgőz hajlamossá válik arra, hogy kémiai reakcióba lépjen a 22 kisülési szakaszt alkotó kerámiával, és ezzel rontja a lámpa fényhatásfokát és élettartamát. Ezért a 22 kisülési szakasz falának túlzott felmelegedését úgy lehet elkerülni, hogy a 22 kisülési szakasz Dt külső átmérőjét nagyobbra választj ik, mint a 23 végek D2 külső átmérőjét. A 21 kisülési cső 2 3 végei tartják az elektródákat és a leghidegebb hely közelében helyezkednek el. A 22 kisülési szakasz ti faivastagságát viszonylag vékonyra választjuk, például 0,2—1 mm-re, ami biztosítja a kisülési lámpa jó fényáteresztő képességét. Másrészt a 23 vég t2 falvastagságát úgy választjuk meg, hogy biztosítsa a kisülési elektródák beforrasztásához a kellő erősséget, és ellenálljon a lámpa ki- és bekapcsolásakor fellépő hősokknak. Ha a 23végek t2 falvastagságakisebb, mint a 22kisülési szakasz ti falvastagságának 1,5-szerese, akkor a fal már nem elég erős arra, hogy ellenálljon a bekapcsoláskor fellépő hősokknak és az megrövidíti a kerámia 21 kisülési cső élettartamát. Másrészt ha a 23 végek t2 falvastagsága nagyobb, mint a 22 kisülési szakasz ti felvastagságának ötszöröse, a 23 végek hőkapacitása túl nagy lesz ahhoz, hogy biztosítani tudja a kívánatos leghidegebb helyi hőmérsékletet & 23 végeken, és a felesleges vastagsági különbség a 22 kisülési szakasz és a 23 védek között szükségtelen hősokkot okoz a 21 kisülési csőben, ami a cső töréséhez vezethet. Így a 23 végek előnyös t2 felvastagságát úgy választjuk meg, hogy a 22 kisülési szakasz ti felvastagságának 1,5—5-szöröse legyen. A 22 kisülési szakasz a 6. ábra szerinti kiviteli alakban lényegében egyenes henger, amelynek végei a 23 végek felé kúposán szűkülnek. Szintén lehetséges a 22 kisülési szakasz külső átmérőjének lépcsőzetes csökkentése a maximális ti átmérőről a 23 végek Dt külső átmérőjére (7. ábra). A kerámia 21 kisülési cső 22 kisülési szakaszának méreteit, így a hosszát, a külső átmérőjét és az alakját, a fémgőz kisülési lámpa adott specifikációjának megfelelően választjuk meg. Például a 22 kisülési szakasznak a 21 kisülési c ső hossztengelye mentén vett metszete lehet ellipszisalakú (7. ábra), vagy a tojásalakú, amelynek maximális külső átmérője a két 23 vég egyikéhez közelebb helyezkedik el (8. ábra), vagy piskőtaalakú, amelynek két maximális külső átmérőjű szakasza van (9. ábra). A 23 végek méreteit, így például a hosszúságát, a külső átmérőjét és az elektródatartó üreg belső átmérőjét úgy lehet meghatározni, hogy a hősugárzási karakterisztika megfeleljen a fémgőz kisülési lámpa adott specifikációjának; a specifikáció tartalmazza a 23 végekhez rögzített elektródák anyagát és méreteit, a forrasztás kívánt erősségét, valamint a leghidegebb hely hőmérsékletének elhelyezését. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
