Электрод для газоразрядных ламп и способ его изготовления

 

(72) Авторы нзобретени я

Ф. А. Бутаева, С. П. Решенов и С. Л. Рыбалов (71) Заявитель (oC) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЬГХ ЛАМП

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к производству газоразрядных источников света, в частности к конструкции ламп с холодным зажиганием.

Известен электрод, в котором с целью образования в колпачке пористой смеси с шероховатой поверхностью, помещена смесь, состоящая из 33% порошка металла и 67% окислов щелочноземельных металлов или перекиси бария. Указанная

10 смесь нагревается в колпачке при прикрытой поверхности массы до наступления взрыва, давление которого направлено во внутрь flf.

Наиболее близким к предлагаемому

15 изобретению является электрод для ламп низкого давления, состоящий иэ металлического колпачка, выполненного иэ тугоплавкого металла, в который пом»кцена спеченная смесь порошка ":угоплавкого металла и активатрра в виде окислов или перекисей щелочноземельных металлов (2). B этом электроде,в состав смеси входит 60-70% порошка тугоплавкого маталла и 30-40% активатора. Рабочая поверхность имеет вогнутую форму, причем структура спеченной смеси неоднородна— внутренняя часть. имеет большую чем на-: ружная поверхность объемную плотность.

B атом же патенте описан способ изготовления электрода. Способ состоит в том, что смесь порошков тугоплавого металла (%, М о, Т», Та, Th, 2», Fe, И» или их смесей и активирующего вещества (окислов, перекисей н нитратов Ва или окислов, перекисей и нитратов Ва в комбинации с окис- . лами, перекисями и нитратами Са, S»,Z», щелочных металлов или их смесей) впреосовывается в колпачок из Fe (или»»»,W, Мо, Ti ) и нагревается до возникновения акзотермической реакции, после прохождения которой и остывания запекаемой массъ» получается электрод, описанной выше конструкции.

Описанные выше электроды имеют общие недостатки, так как не обеспечивают надежного эажнг6ння н перехода разряда из тлеющего в дуговой, что приводит к нижению стабильности электрических и световых характеристик разряда, ввиду хаотичного перемещения катодного пятна а процессе зажигания и работы ламп. Расход змиссиснногс Вещества на открытой вогнутой поверхности приводит к увеличению напряжения зажигания и приэлектродных потерь.

Белью настоящего изобретения является увеличение стабильности и улучшение электрических и световых характеристикФэ разряда .

Поставленная цель достигается тем, что а электроде, состоящем из металлического колпачка со спеченной в нем смеis сью порошка тугоплавкого металла и активирующего вещества в виде окислов, перекисей или нитратов щелсчноземельнЫх

/ и щелочных металлов или их смесей, в центре выполнена полость а аиде усеченного конуса, малое основание которого находится на торцовой поверхности и имеет размеры О,ОВ-О,З диаметра колпачка, а большое основание, находящееся на дне колпачка, имеет размеры 0,6-0,9 диаметра, причем плотность спеченной смеси по ,2$ всему сечению электрода равномерна.

Отличительной особенностью способа изоготовления электрода, при котором порошок тугоплаако1 о металла механически

М смешивают с порошком актиаирующего вещества а аиде скигпса перекисей и нитратов щелсчнсземельных металлов или их смесей и полученную смесь запрессоаывают а кслпанок и нагревают при при3$ крытой крышкой поверхности, является то, что колпачок со смесью накрывают крышкой с отверстием Ь центре а виде усечен.ного конуса, имсеющего угол наклона образующей 40-60, малое основание котсрог @@ обращенное к запрессованной массе имеет размер, равный размеру торцового отверстия заготааливаемого электрода, затем йагревают смесь для зкзотермической реакции и выплеска части расплавленной м смеси через, укаэанное OTBepc÷ие в KpbIUJ ке ,/казанные соотношения размеров установлены экспериментально и обеспечивают наиболее высокие параметры электрода. $9

На фиг. 1 показан разрез злектрож и соответствии с изобретением, а на фиг. 2 - разрез заготовки этого электрода.

Электрод на фиг. 1 состоит изметалли- И ческого колпачка 1, заполненного однородной спеченной массой 2, имеющей внут- реннюю полость 3 с торцовым отверстием

4. Электрод работает как полый, тс есть внутренняя поверхность полости является рабочей. На ней происходит образование катодного пятна и испарение эмиссионного вещества. Так как размер внутренней рабочей поверхности в несколько раз больше площади торцового отверстия, то большая часть испарившегося эмиссионного вещества остается в рабочей зоне, что снижает скорость его расхода. Наличие внутренней рабочей полости сокращает время перехода из тлеющего разряда а дуговой, фиксирует место образования катодного пятна, устраняет его хаотичное перемещение, стабилизирует электрические и световые характеристики. разряда.

Указанный электрод изготавливается следующим способом. В колпачок, изготов ленный из Ie (или Hi,Ф, Мо, Т ), помещают смесь металлического порошка тугоплавкого металла (W, Мо, Т, Та, Th, Zr ) или их смеси или Fe u Ni и порошка активирующего вещества, (окислов, перекисей и гидратов Ва или окислов, перекисей и нитратов Ва в комбинации с окислами, перекисями и нитратами Са, Sr u двуокисью Zv, щелочных металлов или их смесей) и запресссвывают под давлением

300-600 кГ/см . Затем колпачок прикры2 аают крышкой иэ Fe, И или тугоплаакого металла с отверстием а центре а виде усеченного кон са с углом наклона образующей 40-60 и малым основанием, обращенным к запрессованной массе, имеющим размер, равный размеру торцового отверстия электрода, который надо пол) чить. Высота крышки выбирается из пределов 0,3-0,5 диаметра колпачка а зависимости от материала колпачка и степени эапрессоаки.

На фиг. 2 обозначены: 1 - колпачок электрода; 2 — запрессованная масса;

5 - крышка с конусным отверстием.

Заготовка . электрода помещается в высокочастотную электрическую печь, где нагревается до образования экзотермической реакции, в результате которой смесь, находящаяся а колпачке, расплавляется и под действием выделившихся газов частично выплескивается,.что приводит к прекращению процесса спекания электрода.

После охлаждения и затвердения, начинающегося g сcт ен оoкm, крышки и а канале выплеска, в центре электрода образуется конуснсе отаерстйе, малое основание которого находится на торцовой поверхности.

680082

Риг. r

Составитель 3. Кобина

Редактор Q. Мепуришвили Техред С. Мигай Корректор М нигула

Заказ 4805/50 Тираж 923 Подписное

ЦНИИПИ 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

Формула изобретения

1. Электрод, состоящий из металлического колпачка со спеченной в нем смесью порошка тугоплавкого металла и активиру ощего вещества в виде окислов, переки- з сей или нитратов .щелочноземельных и щелочных металлов или их смесей, о тл и ч а ю шийся тем,-что, с целью увеличения стабильности и улучшения электрических и световых характеристик $0 разряда, электрод выполнен с полостью в центре в виде усеченного конуса, малое основание которого находится на торцовой поверхности электрода и имеет размер

0,08-0,3 диаметра колпачка, а большое п основание, находящееся на дне колпачка, имеет размеры 0,6-0,9 его диаметра, причем, плотность спеченной смеси по всему сечению электрода равномерна.

2, Способ изготовления электродов для газоразрядных ламп по п. 1, при котором порошок тугоплавкого металла механичесб ки смешивают с порошком активирующего вещества в виде окислов, перекисей и нитратов щелочных и .щелочноземельных металлов или их смесей и полученную смесь запрессовывают в колпачок и нагревают при прикрытой крышкой поверхности, о тл и ч а ю шийся тем, что колпа (ок со смесью накрывают крышкой с отверстием в центре в виде усеченного конуса, имеющего угол наклона образующей 40о

60, малое основание которого, обращенное к запрессованной массе, имеет размер, равный размеру торцового отверстия изготавливаемого электрода, затем нагревают смесь до экзотермической реакции и выплеска части расплавленной смеси через указанное отверстие в крышке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР Ж 424374, кл. Н 01 3 9/04, 61/64, 1975.

2, Патент СЦ. А % 3798492, кл. 313-346, 1974.