СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП Российский патент 2002 года по МПК H01J61/73 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует способ изготовления спеченных электродов газоразрядных ламп, используемых для целей общего и специального освещения.

Известен способ изготовления электродов газоразрядных ламп, заключающийся в навивании спирали из тугоплавкого материала на керн также из тугоплавкого материала с последующим нанесением на спираль эмиттера [1] .

Описываемый способ позволяет изготавливать механически прочные электроды и поэтому широко распространен в производстве осветительных газоразрядных ламп.

Недостатком способа-аналога является неравномерность расположения эмиттера на поверхности спирали, что приводит к снижению эмиссионных параметров электродов газоразрядных ламп в процессе срока службы, что в свою очередь уменьшает срок службы ламп из-за их незажигания.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления спеченных электродов газоразрядных ламп, заключающийся в приготовлении порошковой смеси тугоплавкого металла с эмиссионными присадками, их опрессовке на керне из тугоплавкого металла с последующим спеканием порошковой смеси при нагревании в вакууме под откачкой и охлаждением до комнатной температуры [2] .

В способе-прототипе удачно решены вопросы равномерного распределения эмиссионных присадок по всей массе электродов и таким образом устранены недостатки способа-аналога.

Недостатком способа-прототипа является низкий срок службы газоразрядных ламп вследствие газовыделений из электродов в процессе срока службы, вследствие чего отравляется среда газоразрядных ламп и сокращается их срок службы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чистоты вакуумной обработки электродов при их изготовлении, что увеличивает срок службы газоразрядных ламп.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных электродов газоразрядных ламп, заключающемся в приготовлении порошковой смеси тугоплавкого металла с эмиссионными присадками, их опрессовке на керне из тугоплавкого металла с последующим спеканием порошковой смеси при нагревании в вакууме под откачкой и охлаждением до комнатной температуры, перед охлаждением спеченных электродов производится ультразвуковая обработка электродов в диапазоне частот от 18,0 до 25,0 кГц интенсивностью от 0,25 до 1,2 Вт/см².

В способе по предлагаемому изобретению экспериментально подобранная обработка электродов ультразвуком в определенном диапазоне частот и интенсивности позволяет обеспечить предельную чистоту электродов, что делает возможным увеличение срока службы газоразрядных ламп.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Вначале производится приготовление порошковой смеси тугоплавкого металла, чаще всего вольфрама и присадок, обеспечивающих эмиссию электронов. Затем производится (на специальном п/автомате) опрессовка порошковой смеси тугоплавкого металла с эмиссионными присадками на стержне из тугоплавкого металла. Это может быть вольфрам, молибден, ниобий, а также другие тугоплавкие металлы и соединения. Опрессованные на кернах электроды помещаются в стеклянную ампулу и присоединяются к откачной системе.

При нагревании до температуры спекания конкретной порошковой смеси и под откачкой производится солидация спеченной массы. При этом для более тщательной очистки электродов при максимальной температуре нагрева производится обработка электродов ультразвуком в диапазоне частот от 18,0 до 25,0 кГц интенсивностью от 0,25 до 1,2 Вт/см².

В качестве присадок, обеспечивающих эмиссию электронов, используются соединения, обеспечивающие работу выхода электронов ниже 5 эВ.

В качестве присадок, обеспечивающих эмиссию электронов электрода, используются различные соединения. Для газоразрядных ламп, в составе горелок которых используется только ртуть, некритично использование в составе присадок щелочных и щелочноземельных металлов. Поэтому в качестве присадок используются соединения скандия, бария, натрия типа Ва₂SсNаО₈. Для металлогалогенных ламп, где использование щелочных и щелочноземельных металлов ведет к отрицательным последствиям [3] , используются соединения иттрия, диспрозия, тулия типа DyТmO₆.

Спечение порошковой массы производится под откачкой при вакууме не ниже 10^-3 мм рт. ст. при температуре от 1900 до 2600^oС. При этом при использовании щелочных и щелочноземельных металлов температура обработки составляет от 1900 до 2300^oС, а при использовании присадок электродов для металлогалогенных ламп от 2200 до 2600^oС.

Как уже отмечено ранее, весьма важным является ультразвуковая обработка электродов при нагревании в диапазоне частот от 18,0 до 25,0 кГц интенсивностью от 0,25 до 1,2 Вт/см². Диапазон УЗ-обработки определен экспериментально.

При более низких температурах ультразвуковой обработки не удается достичь максимального устранения газовыделений из спеченной массы электродов во время их спекания под откачкой.

При более высоких параметрах ультразвуковой обработки возникает риск деформирования и даже разрушения спеченной массы электродов в процессе спекания.

Примеры конкретного исполнения представлены в таблице.

Применение предлагаемого изобретения позволит за счет более качественной обработки электродов увеличить срок службы газоразрядных ламп.

Так использование спеченных электродов по предлагаемому изобретению позволило при испытаниях экспериментальной партии ламп типа ДРТИ 3000 увеличить срок службы с 750 до 1000 ч, что при плане производства ламп 2000 шт. в год и цене 350 руб. дает экономический эффект в размере 231 тыс. руб.

Литература
1. Справочная книга по светотехнике под ред. Ю. Б. Айзенберга. Энергоиздат, 1987 г, стр. 76-80.

2. С. П. Решонов. Катодные процессы в дуговых источниках излучения, Москва, Из-во МЭИ, 1991, стр. 200-201 (прототип).

3. Исследование, разработка КМГЛ для цветного кинематографа. Автореферат дис. к. т. н.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способу изготовления спеченных электродов, используемых в газоразрядных лампах. Техническим результатом предложенного изобретения является повышение чистоты вакуумной обработки электродов при их изготовлении, что увеличивает срок службы газоразрядных ламп. Способ состоит в приготовлении порошковой смеси тугоплавкого металла с эмиссионными присадками, опрессовке на керне из тугоплавкого металла с последующим спеканием порошковой смеси при нагревании в вакууме не ниже 10^-3 мм рт. ст. при 2600^oС ультразвуковой обработкой электродов в диапазоне частот от 18 до 25 кГц интенсивностью от 0,25 до 1,2 Вт/см² и охлаждением до комнатной температуры. 1 табл.

Способ изготовления спеченных электродов газоразрядных ламп, заключающийся в приготовлении порошковой смеси тугоплавкого металла с эмиссионными присадками, ее опрессовке на керне из тугоплавкого металла с последующим спеканием при нагревании в вакууме не ниже 10^-3 мм рт. ст. и охлаждением до комнатной температуры, отличающийся тем, что спекание электродов производят при 1900-2600^oС и производят ультразвуковую обработку электродов в диапазоне частот от 18,0 до 25,0 кГц интенсивностью от 0,25 до 1,2 Вт/см².