Металлогалогенная лампа и способ ее изготовления

 

1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из кварцевого стекла с агрессивным наполнением, имеющую защитное покрытие на ее внутрен- . ней поверхности и герметично установленные в ней электроды, отличающая с я тем, что, с цельй увеличения продолжительности горения путем повышения термохимической устойчивости горелки при повышенных термических нагрузках, указанное защитное покрытие выполнено из двуокиси кремния. 2. Способ изготовления металлогапогенной лампы включающий изготовление горелки, монтаж электродов, вакуумный отжиг, наполнение и обработ-. ку внутренней поверхности горелки граствором,- или парами металлоорганических соединений, отличаю- § щ и и с я тем, что, с целью увеличе- (Л ния продолжительности горения лампы, в качестве указанных соединений используют кремнийорганические алифатического ряда не содержащие хлора,а указанную обработку осуществляют пос-2 ле монтажа электродов.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3151) Н 0 1 J 6 1/ 35

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3378532/24-07 (22) 04.01.82 (46) 07.06.84.Бюл. Р 21 (72) Л.A.Смородинова, В.M.Êîíåâ, Л.Б.Прикупец и Г.С.Сарычев (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический светотехнический институт (53) 621.327(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

9 1137100, кл. Н 1 D, 1967., 2. Патент Великобритании

Р 1188015, кл. Н 1 D 1970.

3. Патент ФРГ М 2906038, кл. Н 01 J 61/35, 1980.

4. Патент Японии 9 53-3539, кл. 93 D 221, 27.09.78. (54 ) МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА И СПО-

СОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ . (57) 1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из кварцевого стекла с агрессивным наполнением, имеющую защитное покрытие на ее внутренней поверхности г герметично установленные в ней электроды, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения продолжительности горения путем повышения термохимической устойчивости горелки при повышенных термических нагрузках, указанное защитное покрытие выполнено из двуокиси кремния.

2. Способ изготовления металлога- погенной лампы, включающий изготовление горелки, монтаж электродов, вакуумный отжиг, наполнение и обработ-, ку внутренней поверхности горелки

:раствором,. или парами металлоорганических соединений, о т л и ч а ю — щ шийся тем, что, с целью увеличе ния продолжительности горения лампы, в качестве указанных соединений используют кремнийорганические алиФати-С„ ческого ряда, не содержащие хлора,а указанную обработку осуществляют пос-Я ле монтажа электродов °

1096717

Изобретение относится к высокоинтенсивным металлогалогенным лампам (МГЛ), в частности к МГЛ с защитным покрытием на внутренней поверхности кварцевой разрядной колбы и способам изготовления таких МГЛ. 5

Срок службы МГЛ в значительной степени определяется процессами рекристаллизации кварцевого стекла.

С целью увеличения срока службы ламп, снижающегося за счет рекристаллиза- 10 ции и коррозии кварца, на внутреннюю поверхность кварцевой колбы наносятся защитные покрытия (ЗП .

Известны металлогалогенные лампы, в которых внутренняя поверхность трубки покрыта прозрачным слоем В ОЗ или А1, 0, которые, диффундируя в кварц, защищают его от влияния щелочных металлов j1j .

Оцнако вследствие высокой гигроскопичности борного ангидрида эта йленка мох<ет стать источником водя- ных паров, что нежелательно для процессов массопереноса в лампе и ее светотехнических параметров. 25

Известны такх<е лампы с защитными покрыти,<ми на внутренней поверхности колбы, состоящими из окислов гафния, титана или циркония или из смеси

В О - 810 при этом формирование таких пленок требует высоких температур j2) и f3) .

Однако имеется вероятность образования примеси углерода в процессе формирования пленки, а также выделения соединений хлора, приводящих к отравлению электродов.

Наиболее близкими по технической сущности являются металлогалогенные лампы, содержащие горелку из кварцевого стекла с агрессивным наполнени- 40 ем, имеющую защитное покрытие на ее внутренней поверхности, и герметично установленные в ней электроды f4) .

В известных лампах пленки предохраняют от старения лишь при достаточ-15 но низких термических нагрузках, что снижает продолжительность горения ламп при повышенных термических на грузках.

Известны способы изготовления

50 ламп включающие изготовление горелки, монтаж электродов, вакуумный отжиг, наполнение и обработку внутренней по-. верхности горелки раствором или парами металлоорганических соединений I,4).55

Однако известные способы изготовления ламп предусматривают нанесение пленок на горелку до монтажа электродов так как исходные соединения и продукты их разложения могут сказы- 60 вать отрицательное воздействие на электроды), в процессе которого в пленке появляются микротрещины. При работе лампы по этим структурным нарушениям йдет коррозия пленки тем 65 более активно, чем выше нагрузка и теМпература стенки колбы.

Целью изобретени < является увеличение продолжительности горения ламп путем повышения термохимической устойчивости горелки при повышенных термических нагрузках.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из кварцевого стекла с агрессивным наполнением, имеющую защитное покрытие на ее внутренней поверхности и герметично установленные в ней электроды, указанное защитное покрытие выполнено из двуокиси кремния.

Кроме того, согласно способу изготовления металлогалогенной лампы, включающему изготовление горелки, монтаж электродов, вакуумный отжиг, наполнение и обработку, внутренней поверхности горелки раствором или

:парами металлоорганических соедине;ний, в качестве указанных соединений используют кремнийорганические алифатического ряда, не содержащие хлора, и осуществляют указанную обработку после монтажа электродов.

Пример 1. Внутренняя йоверх-, ность кварцевой колбы МГЛ ДРИШ 2500

<после запайки электродов обрабатывается при комнатной емпературе 1Ъ-ным спиртовым ("осч") раствором гидролизата тетраэтоксисилана. Раствор вво дится через штенгель и равномерно распределяется по поверхности колбы вращением ее вокруг оси в течение

3-5 мин. Излишки раствора сливаются, слой высушивается на воздухе при 6080 С, а затем прогревается под вакууо мом при постоянной откачке при 650 С

30 мин. После этого обычным образом лампа подвергается вакуумно-термической обработке при 1000-1050 С и в нее вводится наполнение.

Пример 2. Внутренняя поверхность кварцевой колбы МГЛ ДРИШ 2500 после монтажа электродов обрабатывается парами полиэтилгидросилоксана в газе-носителе аргоне. Обработка проводится через штенгель. Температура стенки кварцевой колбы 150-160 С, о температура полиэтилгидросилоксана в испарителе 80-90 С. Обработка прово,цится в течение 15 мин, затем колбу прогревают под вакуумом при постоянной откачке при 700< С 20 мин. После этого проводится вакуумно-термическая обработка при 1000-1050 С, а затем вводится наполнение.

Пример 3. Внутренняя поверхность кварцевой колбы МГЛ ДРИШ 4000 после монтажа электродов обрабатывается парами тетраэтоксилана. Температура кварцевой колбы 130-140 С, о температура в испарителе 70-80 С, о гаэ-носитель — аргон. Обработка продолжается 15-20 мин, после чего проводится прогрев при постоянной откач1096 717

Время обработ ки мин

Характеристика колбЫ

МГЛ с ЗП

Температура обработки, С

Способ нанесения покрытия

1Ъ-ный раствор 560 тетраэтоксисилана

То же

30 Прозрачная пленка SiO

20 То же

680

720

Прозрачная пленка SiO, заметны следы окисленйя электродов,Пары полиэтил- 570 .гидросилоксана

30

600

То же

20 То же

700

15 Прозрачная пленка SiO<, заметны следы окисления электродов

720

ВНИИПИ Зажав 3835/40 Тираж 683 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ке при 600 С 30 мин. Затем проводят вакуумно-термическую обработку и вводят наполнение.

Защитное покрытие формируется ли.бо при.обработке внутренней поверхности лампы раствором кремнийорганического соединения алифатического 4О ряда, например раствором тетраэтоксисилана, либо при воздействии на нее. паров кремнийорганического соединения этого ряда (например, полиэтилгидросилоксана) в инертном газе-носителе 45 с последующей обработкой в вакууме при 600-700 С. Используются кремнийорганические соединения, не содержащие хлор, причем при применении раст воров растворители должны обладать повышенной степенью чистоты. При таком способе формирования ЗП нет отри. цательного влияния на электроды, так ,как используемйе соединения не взаи-! модействуют с вольфрамом, а йродук тами разложения их являются CGg и 55

Hg0j выделяющиеся при достаточно низких температурах не выше 700 С), Характеристика МГЛ с ЗП, полученных при различных режимах, приведена в таблице.

На внутренней стенке колбы темные разводы неразложившегося ТЭС

Темные разводы неразложившегося исходного соединения, аморфная структура пленки

Прозрачная сiðóêòóðèðoâàíная пленка Я О причем процесс проходит при постоянной откачке. Температурный интервал формирования пленки определяется исходя из процесса разложения используемых исходных соединений и окисления вольфрамовых электродов. До 600 С разложение кремнийорганических соединений происходит медленно.и неполностью, выше 700 С становится заметным окисление вольфрамовых электродов. Длительность прогревания определяется экспериментально и состав-. ляет 15-30 мин °

Полученная таким способом пленка обладает совершенной структурой, не содержит посторонних примесей (в частности углерода), что обуславливает ее повышенную термохимическую устойчивость и, в конечном счете, способствует увеличению продолжитель ности горения высокоинтенсивных МГЛ.