186555. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izzólámpák előállítására
1 186.555 2 A találmány tárgya az elektronika szakterületét érinti, pontosabban hősugárzók előállítására, különösen izzólámpák gyártásra vonatkozik. Izzólámpák előállítására javasolt eljárásunk olyan normál világítási és izzólámpák előállítására szolgál, amelyek mechanikailag tartós igénybevételnek kitett közlekedési eszközökben nyernek alkalmazást. A formaállóság növelése érdekében, továbbá az izzólámpa wolfram anyagú izzótestének feszültségmentesítésére, valamint a wolfram mechanikailag fix és stabil struktúrájának kialakítására, — amely a szilárdsági paraméterek szempontjából fontos tényező - a világítótestek gyártásánál hőkezelést végeznek (lásd pl. LG. Ulmischek. "Herstellunk von elektrischen Glühlampen," M-L, Energiakiadó, 1966, 549-552, és 559-562 sz. oldalak). Izzólámpák gyártására ismeretes egy olyan további eljárás, melynek során a világítótesteket a mechanikai paraméterek javítása céljából rövid áramimpulzusokkal izzítják. Ennek során a világítótest kristályrácsainak lineáris mikro torzítási eloszlása egyenletesebbé válik, (lásd, az Amerikai Egyesül Allamok4 012 659- es számú szabadalmát). A fent említett eljárások közös hátránya, hogy a világítótest szilárdsági paramétereinek növelése, a kiindulási paraméterekhez képest igen kismértékű, és hogy a világítótest geometriai alakja az izzóláma élettartama során nem marad állandó alakú. A közlekedés eszközök részére alkalmazott izzólámpáknál az említett eljárásokkal gyártott lámpák esetében, ahol a lámpákra ható mechanikai igénybevétel 3g értéket is túllépi, ugyancsak fönnáll az a probléma, hogy a lámpák mechanikai szerkezete nem marad formatartó. Ismeretes vákuumlámpáK előállítására olyan eljárás (lásd a Brit 2 032 173-as számú szabadalmat, amelyet 1979. szeptember 27-én jelentettek be 7 933 570-es számon és 1980. április 30-án tettek közzé), amelynél az izzótest elgőzölésének csökkentésére 1 /jm vastagságú getter réteget alkalmaztak, amelyet folyékony oldatokból, valamint vákuum gőzölögtetéssel hoztak létre a woiframból készült izzótest alsó részén, valamely önmagában ismert "gázfázisos eljárással,” Ez a getter egy vagy több magas olvadáspontú anyagból készült rétegből áll, amely az izzólámpák működési hőmérsékletén (2400 °C) stabil összetételt jelent. I- lyen magas olvadáspontú nyersanyagok lehetnek oxidok, karbidok, nitridek, boridok, magas olvadáspontú fémek szilicidjei (Hf, Zr, Th, Ta), valamint ezen anyagok keverékei. Az említett eljárások hátrányai főleg abban vannak, hogy ha magas alvadáspontú fémek oxidjai, karbidjai és szilicidjei az izzótestre jutnak, a wolfram mechanikai szilárdsága leromlik, és lehetetlenné válik arra, hogy az izzótest nagy hőmérsékleten, (2400 °C hőmérséklet fölött) - különösen nagy mechanikai igénybevételek esetén - az izzólámpa szempontjából hatásos védelmet biztosítson. Találmányunkkal célkitűzésünk izzólámpák előállítására olyan eljárás kialakítása, amely az izzótest anyagára nézve a szilárdsági paraméterek növelését biztosítja az izzótest gyártása során, annak kezelésére alkalmazott előfeltételek célszerű megválasztása folytán. A célkitűzésünket olyan módon valósítjuk meg, hogy az izzólámpák előállítására szolgáló találmány szerinti eljárásunknál a woiframból készült izzótestet a lámpa aljzaton beállítjuk, az izzótestre getter réteget viszünk fel, amelynek anyaga a periódusos rendszer IV. V. csoportjához tartozó magas olvadáspontú fémek nitridjei, és/vagy boridjai, majd ezután a lámpa aljzatot a burkolatba behelyezzük, és a lámpát ezután hermetikusan lezárjuk. A találmány értelmében az említett gettert olyan porból alkotjuk, ahol a szemcsenagyság 4 - 20 fjn, és amelynek mennyisége az izzótest súlyának 5-25%-át teszi ki, majd ezután a lámpa hermetikus lezárását követően az izzótest hőkezelését olyan hőmérsékleten végezzük, amely hőmérsékleten az említett getteranyag és a wolfram között szilárd kötés jön létre. Annak érdekében, hogy a periódusos rendszer IV. és V. csoportjához tartozó magas olvadáspontú fémek nitridjeinek diffúzióját biztosíthassuk, az adott nitridek előnyösen az izzótest súlyának 10-25%-át teszik ki. Előnyösnek mutatkozott a periódusos rendszer IV. és V. csoportjához tartozó magas olvadáspontú fémek boridjait olyan mennyiségben alkalmazni, mely menynyiség az izzótest súlyának 5 - 10%-át teszik ki. A találmány szerinti eljárás az általános célokra gyártott izzólámpák közepes égési időtartamának kétszeresére való növelését, valamint a lámpa égési időtartalmának, fénytechnikai adatainak stabilitási paramétereit a fényáram sebességének időbeli csökkenése útján növeli. A járművek részére alkalmazott 24 V-os üzemi feszültséggel működtetett kettős spirálúlámpáknál a talámány szerinti eljárás alkalmazásával a lámpák dinamikus élettartamát 3-4 szeresére tudjuk növelni, a közepes égési időtartamot 2,3 szorosára tudjuk javítani, míg a rezgések és az ütésszerű mechanikai terhelésekkel szemben való ellenállóképességet háromszorosára tudjuk növelni. A találmány szerinti eljárás foganatosításának módját az alábbiak során ismertetjük részletesebben. A lámpaaljzaton lévő elektródokra az izzótestet kettős wolfram spirálból készítéssel állítjuk be. Ezután az izzótestet getterrel vonjuk be, amely a periódusos rendszer IV. és V. csoportjának magas olvadáspontú féméiből, ill. ezen fémek nitridjeiből és boridjaiból áll. Ilyen elemek a hafnium, cirkon, tantál, nióbium, vanadium, vagy ezen említett fémek nitridjeinek és boridjainak keverékei. A gettert az izzótestre egyaránt készíthetjük vákuumban való lecsapatással vagy/pedig elektroforetikus úton olyan oldatból, amely könnyen gőzfázisba hozható szerves oldószerrel pl. metilalkohollal rendelkezik. Ez utóbb említett esetben a gettert olyan szuszpenzióból visszük fel, amely ugyancsak por alakban tartalmazza az említett nitrideicet, boridokat, vagy ezek keverékeit. Ezen porszemcsék méretei 4-20 jjn nagyságúak, mennyiségük pedig az izzótest súlyára vonatkoztatva 5-25%-ot tesz ki. A szemcse nagyság megválasztását a getter poranyag lehetőleg kis szemcsézetének előfeltétele határozza meg, azaz, az a szemcsenagyság-érték, amelynél a szemcsék összecsomózódása nem jön létre. A legnagyobb szemcseméret nagyságát az izzótest spiráljainak menetei közötti távolság alapján határozzuk meg, ugyanis pl. 20 jjn szemcsenagyságnál már előfordul, hat, hogy két egymással szomszédos spirálmenetnél zárlat jön létre, és ily módon ez a zárlatos rész a spirál működéséből kiesik. A felviendő getteranyag mennyiségét azon minimális mennyiség korlátozza, amely a hőkezelés után a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
