Способ наполнения ультрафиолетовой металлогалогенной лампы

 

СПОСОБ HAnOJUEHHH УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ МЕТАЛдаГАЛОГЕННОЙ ЛАМПЫ, заключающийся в том, что в лампу вводят ртуть, аргон и германий в виде соединения , отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы лампы при одновременном упрощении технологии изготовления, указанное соединение продставляет собой цезийгерманиевый сплав, взятый в количестве 0,04-0,1 мг/см и содержащий 3-7 ат.% цезия, и в лампу дополнительно вводят иодид ртути в стехиометрическом количестве. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) З „Н 01 З 61/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AВторСКОму СвиДЯткльСтвч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3452675/24-07 (22) 16.06.82 (46) 30.04.84. Бюл. Ф !6 (72) С.Г. Ашурков, Г.Н.Гаврилкина, M.o. Гусейнов, M.E. дриц и В.Ф. Потемкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологичеcKHH Be o exHH e Hfi HHcTHтут (53) 62) 327(088.8) (56) 1. Ртутные лампы высокого давления. Под ред. Весельницкого и Рохлина.

Пер. с англ. M. "Энергия", 1971

2. Патент Японии Р 46-34588, кл. 93 Р 221 1971. (54) (57) СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННОЙ ЛАМПЫ, заключающийся в том, что в лампу вводят ртуть, аргон и германий в виде соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы лампы при одновременном упрощении технологии изготовления, укаэанное соединение продставляет собой цезийгерманиевый сплав взятый в количестве 0,04-0,1 мг/см и содержащий

3-7 ат.7 цезия, и в лампу дополнительно вводят иодид ртути в стехиометри" ческом количестве.

1089671

Изобретение относится к гаэоразрядным лампам, а точнее к способу изготовления металлогалогенных ламп.

Наиболее распространенными источниками УФ-излучения являются ртутные 5 лампы высокого давления 111.

Однако в УФ-области 300-340 Нм, одной иэ наиболее используемых в фотохимии, КТЩ их излучения недостаточен.

Ю

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ наполнения ультрафиолетовой металлогалогенной лампы, заключающийся в том,.что в лампу вводят ртуть, аргон и германий в виде соединения (21.

Однако известные способы наполнения приводят к значительной эрозии электродов и, следовательно, снижению срока службы. лампы при одновремен о ном упрощении технологии изготовления.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу наполнения ультрафиолетовой металлогалогенной лампы, заключающемуся в том, что в лампу вво 5 дят ртуть, аргон и германий в виде . соединения, последнее представляет собой цезий-германиевый сплав, взятый в оличестве 0,04-0,1 мг/см5 и содержащий 3-7.ат.X цезия, и в лампу дополнительно вводят иодид ртути в стехиометрическом количестве, В уже отпаянной лампе после первого включения происходит образование йодидов германия и цезия по уравнениям

Ge + Hg3< GeJ< + Hg!

2Св + НдЛ - 2Cs3 + Hg, из стехиометрии которых в зависимости от содержания цезия и германия рассчитывается требуемое количество иодида ртути. Нормальные электродные потенциалы цезия, германия и ртути равны соответственно 3,02; 0,00 и +0,35 В, поэтому цезий и германий вытесняют ртуть из галогенидов, образуя галогенные соединения участвующие в цикле. Иодид цезия является легкоионирующейся компонентой наполнения (потен50 пиал ионизации 3,7 эВ), значительно

cíèæàþùåé деионизацию газовой плазмы.

Кроме того, СвЛ в оговореннь|х количествах снижает напряжение зажигания ламп и является добавкой, стабилиэи55 рующей разряд за счет расширяющего действия, возванного возможностью получения значительного количества свободных электронов в ниэкотемпературных (периферийных) областях дуги. Выбор .соотношения Cs:Ge обусловлен, с одной стороны, необходимостью получения указанного эффекта, а с другой, нерациональностью введения избытка цезия в разряд, поскольку лишь ".ерманий и ртуть представляют интерес как улучшение компоненты наполнения.

Введение CsJ в требуемом количестве (0,002-0,01 мг/см ) представило бы большую технологическую сложность: это очень малое количество и, кроме того, Cs3 крайне гигроскопичен. В предлагаемом способе Gs3 образуется в уже отпаянной лампе, а требуемое для этого количество цезия вводят в германиевой матрице сплава Cs-Ge c содержанием цезия (3-7 ат. ), точно соответствующем требуемому пределу.

Сплав имеет эвтектическую структуру, т.е. состоит из фазы соединения Ge Cs, заключенной в германиевую матрицу.

Подобная структура сплава позволяет резко, скачкообразно снизить агрессивность цезия. Цезий с влагой взаимодействует с взрывом, а на воздухе самовоспламеняется при комнатной температуре, Используемый сплав цезия инертен по отношению к кварцу — материалу горелки, на воздухе стабилен.

Пример 1. Удельные дозировки, мг/см : Hp 2,82; (Ге — 5 ат.g Cs)

0,05; Hg3,„ 0,28; аргон 20 мм рт.ст.

Пример 2. Удельные дозировки, мг/см . Hg 2,82; (Ge — Э ат, Cs)

0,04; Hg3 0,24; аргон 20 мм рт.ст.

П р и и е р 3. Удельные дозировки, мг/см : Hg 2,82; (Ge — 7 ат. Cs)

0,1; Hg3 0,62; аргон 20 мм рт,ст.

Пример 1 соответствует оптимальному варианту, а примеры 2 и 3 — граничным по минимуму и максимуму соответственно, В лампах по примеру 2 наблюдается некоторое ухудшение (большее отличие от синусоидальной) формы осциллограмм тока и напряжения (по сравнению с оптимальным случаем), что уменьшает срок службы. В лампах по примеру 3 наблюдается некоторое снижение КПД излучения в диапазоне 300—

340 Нм в связи с большими энергетическими потерями разряда эа счет излучения цезия.

Применение предлагаемого способа наполнения металлогалогенных ламп позволяет наряду с улучшением свойств разряда сделать процесс изготовления более технологичным и существенно

1089671

Составитель В. Горчанова

Редактор М. Рачкулинец Техред Л.Микеш Корректор О. Билак

Заказ 2944/50 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 уменьшить количество вносимых примесей. Кроме того, введение двух веществ в виде сплава в два раза повышает точ,ность дозировки каждого из них. При этом снижается напряжение зажигания, что наряду с улучшением форм осциллограмм тока и напряжения на лампах позволяет увеличить срок службы на 5060Х.0æèäàåìûé экономический эффект составляет 10-12 руб. на лампу,что при годовом выпуске 10 тыс. ламп составляет ориентировочно 100-120 тыс.руб. в год.