203428. lajstromszámú szabadalom • Gázkisülő lámpa, ehhez való hidrogén getter és eljárás a getter előállítására
1 HU 203 428 B 2 A találmány gázkisülő lámpa, különösen nagynyomású nátriumgőz lámpa ívcsövében használható hidrogén gellerre, ennek előállítási eljárására és ilyen gettenel ellátott gázkisülő lámpára vonatkozik. A találmány különösen előnyösen alkalmazható, ha nagynyomású nátriumgőz lámpában hidrogén getterként titánt használunk, ahol a titánnak hidrogént áteresztő anyagból, pl. nióbiumból készült védő bevonata, van, hogy megvédje a titánt a kisülés nátriumgőzének korróziós hatásától. A nátrium korróziós hatása csökkenti a getter anyag hidrogén megkötő képességét, amely hidrogén jelenléte növeli a lámpa üzemi feszültségét, növeli a feszültség stabilizálódásihoz szükséges időt, növeli a gyújtási feszültséget és általában csökkenti a lámpa hatásfokát. A nátrium korrózió a lámpa feszültségének elfogadhatatlan növekedését is előidézi a lámpa élettartama alatt Ismeretesek olyan gellerek, amelyekben a getter anyagok olyan hidrogént áteresztő anyaggal vannak bevonva, amely ellenáll a nátrium korróziós hatásának A4117 369 lajstromszámú US szabadalmi leírás ismerteti olyan hidrogént áteresztő fémek alkalmazását, mint a tantál, niőbium, vanádium, nikkel, eme fémek közül legalább kettőnek vassal alkotott ötvözete, továbbá a fölsorolt fémek közül legalább egynek az ötvözete volfrámmal vagy molibdénnel. Az alkalmazható hidrogén getter anyagot szkandium, yttrium, lantán, a lantanidák és ezek ötvözetei. Az 1484 586 lajstromszámú GB szabadalmi leírásban ismertetnek egy gellert, amely a következő getter anyagok valamelyikéből van kialakítva: tórium, hafnium, cirkon, titán, yttrium, lantán és a lantanidák. A kiválasztott getter anyag tantál, molibdén vagy volfrám tokba van bezárva. A getter mindkét említett szabadalomban a getter anyagból készült hengeres tablettából áll, amelyet az említett tok vesz körül, amely toknak egy része hidrogént áteresztő anyagból áll úgy, hogy a getter anyag nincs közvetlenül kitéve a kisülésből származó gőzöknek. Ezen túlmenően a konstrukció mindkét ismertetett szabadalom szerint kissé bonyolult, mert hengeres háza*van, amelyet vákuumozni kell, azután egy fedő résszel lezárni, amelyet ellenálláshegesztéssel csatlakoztatnak a házhoz. A2125 615 lajstromszámú GB szabadalmi leírásban egy olyan hidrogén getter használatát ismertetik, amely nióbiummal bevont titán huzalból készült tekercsből áll. Ennek a huzalnak a levágott végeinél a titán mag ki van téve a nátrium kisülés gőzei által okozott korróziónak. Az ilyen tekercs gellerek kielégítően működnek a titán huzal végének korróziós kitettsége ellenére. A korróziónak kitett titán felület, amely kb. 0,4 mm2, elegendően kicsi a jelenlevő titán mennyiségéhez képest úgy, hogy a hatékony getter működés mégis megvalósul. Vizsgálataink során úgy találtuk, hogy a korróziónak kitett felület elérheti akár a 2 mm2-t is, és a getter mégis kielégítően fog működni annak ellenére, hogy ez a kitett felület mintegy 500%-os növekedését jelenti. A jelen találmány egyrészt hidrogén getter, amelynek két réteg hidrogént áteresztő anyag közé rétegezett getter anyagú rétege van, és az jellemzi, hogy a getter anyagú rétegnek legalább egy szabadon maradó felülete van. A találmány másrészt eljárás hidrogén getter előállítására, amelynek során getter anyagú réteget hidrogént áteresztő anyagú rétegek közé úgy lélegezünk, hogy a getter anyagú réteg felületének egy részét szabadon hagyjuk. A találmány továbbá gázkisülő lámpa, különösen nagynyomású nátriumgőz lámpa, amelynek ívcsövet tartalmazó szerelvénye és az ívcsövön belül elhelyezett hidrogén gettere van, amely getter hidrogént áteresztő anyagú rétegek közé rétegezett getter anyagú réteget tartalmaz. A gázkisülő lámpát a találmány szerint az jellemzi, hogy a gettó* anyagú rétegnek az ívcsövön belüli atmoszférának kitett legalább egy felülete van. A találmány szerint előnyösen diffúziós kötéssel egy titán réteget rétegezünk két nióbium réteg közé, és a tárcsa alakú gettereket az így kialakított gettó lemezből sajtoljuk ki. A találmány fontos előnye, hogy általa elkerüljük a bonyolult tekercselő készülék használatát, amire szükség van a korábban említett 2 125 615 GB szabadalmi leírás szerinti getter tekercsek készítéséhez. A jelen találmány a korábban említett US és GB szabadalmi leírás szerinti előregyártott tokot is fölöslegessé teszi. A találmányt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra két nióbium réteg között elhelyezett titán réteg axonometrikus rajza, a 2. ábra az 1. ábra szointi rétegek egyesítésének vázlatos bemutatása, a 3a ábra egy olyan elrendezés axonometrikus rajza, amellyel titán-nióbium rétegelt lonezből getter tárcsákat lehet sajtolni, a 3b ábra a 3a ábra szointi elrendezésben használt kivágó sajtolószerszám tengelyirányú nézeti rajza, a 4. ábra a találmány szerinti getter tárcsa fölülnézete, az 5. ábra a találmány szointi gettó tárcsa elölnézete, ésa 6. ábra a találmány szerinti nagynyomású nátriumgőz lámpa részlete, amelyben a találmány szointi gettó tárcsa van. Az 1. ábrán két nióbium réteg között elhelyezett titán réteg látható. A rétegek bármilyen alkalmas méretűek lehetnek, pl. egyetlen gettó tárcsa kialakításához. Előnyös azonban, ha a rétegek mintegy 400 mm-szo 300 mm méretűek úgy, hogy gyártás esetén nagyobb számú getter tárcsa készíthető egyetlen rétegelt lemezből. A különálló rétegek bármilyen alkalmas eljárással egyesíthetők. A 2. ábra vázlatosan mutatja, hogyan egyesíthetik a rétegek diffúziós kötéssel. A rétegeket először alaposan megtisztítjuk és valamilyen vegyi oldószerrel zsírtalanítjuk. Azután a rétegeket vákuumkemencében kb. 1000 *C hőmérsékletre hevítjük és mintegy 2 MPa nyomással összenyomjuk. A diffúziós kötési eljárás előnyös, mert viszonylag gyors és a használt hőmérséklet az összetevők, a titán és a nióbium olvadáspontja alatt van. A rétegelt lemezt ezután előnyösen inert gáz atmoszférában, pl. argonban lassan lehűtjük. A rétegek összekötésére más eljárást is lehet használni, pl. forrasztást, de nagyon fontos, hogy az alkalmazott kötőanyagnak érzéketlennek kell lennie a lámpában lezajló ívkisüléssel szemben, máskülönben a lámpa hibásan működhet. Alapvető föltétel, hogy a rétegelt lemez rétegei nem válhatnak szét a gettó* tárcsák készítése és a lámpa működése közben. A 3a ábra vázlatosan mutatja, hogyan lehet a találmány szointi gettó tárcsákat kisajtolni egy rétegelt 10 lemezből, amely két nióbium 12 és 13 réteg közé rétegezett titán 11 rétegből áll. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
