Способ изготовления электродовдля люминецентных ламп Советский патент 1976 года по МПК H01J9/02 

11

вают эмиттйрующий электроны материал на основе щелочноземельных металлов с м таллом и полученную смесь прокаливают, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы лампы, по рошкообраэную смесь, состоящую из ука- , занных шелочпоземельных металлов и ме- , талла Б порошкообразном состоянии, имеющего точку плавления выше и давление парсе, помещают в металлический контейнер, прессуют при давлении от 7О до 28О кг/см и одновременно нагревают при температуре от 700 до 100О°С для возникновения экзотермической реакции и образования после затуха--; ния последней на части поверхности элект- рода зубчатых выступов.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве металла используют всльфрам, тантал, молибден, торий, титан, цирконий и их сплавы.

.12

3.Спосрб поп. 1, отлича ющ и и с я тем, что в качестве металла используют метал.Пз из группы переходных элементов, например никель или железо.

4.Способ по п, 1, отлича ю

ш и и с я тем, что в качестве эмиттирующего материала используют окислы, перекиси и нитраты бария, окислы кальция, окислы стронция и дополнительно вводят окислы циркония или соединения лития, цезия, калия и натрия.

5.Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что упомянутые смеси

берут в соотношении: 60-70% по весу металла и ЗО-40% по весу эмиттирующе го материала.

Приоритет по пунктам 17.О5.71 по пп,

1, 2, 4, 5; ОЗ.12.71 по п. 3.

5 6

i ////y.

/

.1

иг.г

(PV8.3 применены металлы из группы переходных элементов, такие как никел1 и железо, об падающие более низкой экзотермичностью, чем тантал. Это.может быть осуществлено за счет введения щелочного или щелочноземельного соединения, на1фимер перекиси бария, в больщих копичествах, чем тогда, когда вместо металла из группы переходн элементов применяется отражательный металл. Тот же результат может быть дости нут за счет поддержания постоянного соде жания металла из группы переходных эле« ментов и применения более реакционноспо- собного соединения щелочного или щелочноземельного металла, чем перекись бария такого, например, как нитрат бария. Хотя выше было оговорено применение 67% по весу отражательного порошкообразного металла и 33% по весу соедмне шя щелочноземельного металла, установлено, что для достижения удовлетворительных скоростей реакции и получения удовлетворительных еплавпенных электродов могут применяться смеси, содержащие от 50% до 8О% по вес порошкообразного металла и от 20% до 50% по весу соединения щелочноземельног металла. Порощкообразная смесь 1, упомянутая в приведенном выше примере, приготавливается путем прокатки двух частей по весу порошкообразного тантала и одной части по весу перекиси бария с кремневой галькой в стандартной шаровой,мельнице в течение например, одного часа. В первом варианте исполнения электрода (фиг. 1) порошкообразная смесь 1 помещена в металлический контейнер 2. В качестве материала контейнера может быть использовано желе зо, железо с никелены покрытиек-., тантал, вольфрам и даже молибден.Металлпчепккй вырод 3 присооцккен к цектрплыюй шгжкей части контейнера с по1лои:ью, например, точечной сварки, и может быть выполнен из того же материала, что и сам контей- нер. Помешенную в контейнер 2 порошко« образную смесь 1 прессуют с помощью, например, утяжеленного статоэного поршня при давлении 70-200 кг/см . Величину давления прессования выбирают в указан- ном диапазоне в зависимости от желйтеяь ной скорости экзотермической реакции, от которой зависит градиент плотности готового электрода. Контейнер 2 затем помещают на изолирующее основание 4, которое выполнено из изоляционного материала, например стекла илл керамики, и имеет т нeздo для вывода 3, Крышку 5, выполненную из изоляционного мат ;-;риала и имеющую oTnojKTiio (i для прохождения газообразных продукто) экоотормачоской реакции, помещают на контейнер 2, после-, чего контейнер с порошкообразной смесью 1 нагревают для инициирования 1ребуемой экзотермической реакции между танталом и перекисью бария. Нагрев, необходимый для инициирования экзотермической реакции, может быть достигнут различными способами, например в муфальной печи. Он может быть осуществлен также с по, мощвю устройства (фиг. 1), которое имеет спираль 7, охватывающую контейнео 2 и соединенную с высокочастотным генератором 8 с помощью проводников 9, Для иницииро вания экзотермической реакции необходимо нагреть смесь 1 до температуры от до 1ООО С, причем указанная температура должна превьплать температуру плавления порошкообразной перекиси бария и температуру, при которой экзотермическая реакция начинается внутри контейнера. Для обеспе.чения необходимого нагрева, прииьмап во-внимание импеданс контейнера нагреваемого материала, требуется источнггк электрической энергии, который должен работать на частоте 450 кгц и давать ток порядка 165 ма. Генератор 8 работает до тех пор, пока не начнется экзотермическая реакция, возн1ЖноБение которо ; может наблюдаться через отверстие 6 в аиде световой вспышки. После возникновения экзотермической реакции генератор 8 может бБ1ть отключен, поскольку экзотермическая реакция будет далее продолзкаться до са- мозатухания, а ее продолжительность определяться KOHi-iHGCTBOM смеси 1 в контейне. ре 2. После окончания экзотермической реакции и охлаждения готового сплавленного электрода последний подвергается обычной обработке, после чего может применяться в люминесцентной лампе. Готовый электрод 10 (qmr. 2) содержит сплавленщю смесь 11, верхняя поверхность 12 которой вогнута и имеет зубчатые выступы. Конфигурация поверхности 12 обусловлена парциальным прохождением газов, 5шляю1цпхся продуктами экзотермической реакции, через отверстие 6 в крышке 5 и обратным давлением указанных газов в контейнере 2 вследсг-ч вие наличия крышки 5, а также относительно малым размером отверстия 6, что препятствует полному прохождению упомшгутых газов. Сплавленная смесь 11 имеет структурный градиент плотности по массе: в непосродственнай близости от поверхности 12 размер частиц в смеси состпвяяет 25-50 , а содержание пор достигает 80%, в то время клк по мере упл; ;;ия от поверхности 12 см..ч:,ь 11 стги: . .;тсЛ

33 34 32 д 31

1/г.8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПроектнаЯ| 4

Фиг. 7

/ 29 и проточку 30, которая проходит из центральной нижней части полости 29. Форма 26 выполняется разъемной (мо жет быть также и цельной) для того, что бы облегчить извлечение из нее сплавлен ного таблеточного электрода. Форма 26 изготовлена из проводящего материала, с которым сплавленный таблеточный электрод не имеет .адгезии, например из графит Технология изготовдения электрода в этом случае аналогична изготовпению электрода по второму варианту. В проточ ку 30 плавильной формы 26 помешают металлический вывод 31, который служит выводом электрода и выполнен из проводя щего материала, такого как никель, вольф рам, тантал, железо и их сплавы. Верхняя часть 32 вывода 31 имеет форму шляпки гвоздя и служит для улучшения соединения вывода 31 со сплавленным таблеточным электродом, который должен быть изготов лен. Порошковую смесь 1 помешают в полость 29 формы 26 и прессуют с помощь например, утяжеленного стального плунже ра... Крышка 33, которая выполнена из тог же материала, что и форма 26, имеет слегка вогнутую Нижнюю поверхность и центральное отверстие 34, предназна- ченное для выпуска газов, выделяюишхся в ходе экзотермической реакции. Для нагрева смеси может быть использована та же спираль 7, охватывающая форму 26 и питаемая от ВЧ-4 енератора 8. После окончания экзотермической реакции и охлаждения готового сплавденного элект рода он может быть подвергнут обычной обработке и применен в люминесцентной лампе. Готовый сплавленный таблеточный электрод 35 (фиг, 9) со структурным градиентом плотности по массе имеет слегка коническую верхнюю поверхность 36 и цилиндрические боковые стороны 37 Коническая поверхность 36 имеет мно- жество зубчатых выступов, а в объеме электрода рядом с верхней поверхностью вывода 31 имеется полость 38, образовавшаяся вследствие выброса-таблеточного материала, вь званного экзотермической реакцией. Процентное соотношение пустот и частиц и размеры частиц на поверхности и в объеме электрода 35 примерно . такие же, как у вышеописанных электродов 1О и 22. Конкретная структура и конфигурашт-т катода 35 обуслоплеи;. px- 3SfepoM и формой спрессованной 11О1)о;пковой с.;еси и пепслредствении Зсщпсят от формы полости 29, нутой гсрохождеиня газов, выдел юишхся из опрессованной смеси 1 во вре. мя экзотермической рейкции, от формы конического контура нижней поверхности крышки 33 и от направленной силы, вызванной экзотермической реакцией. Электрод 35 тгак же, как и описанные выше электроды 10 и 22, имоет умень. шенное время перехода от состояния свечения к состоянию дугового разряда, составляюшее менее половины секунды, что приводит к снижению величины напряжения зажигания лампы, в которой применя ется этот электрод. Уменьшение длительности периода перехода от состояния свечения к состоянию дугового разряда, обусловленное зубчатыми выступами на верхней поверхности 36 электрода (31), привод1гг к уменьшению распыляемого материала электрода. Благодаря тому, что нижняя и боковые части катода 35 более . ровные и плотнъ.те, чем его верхняя часть 36, эмиссия электронов имеет место только с поверхности 36. Распыление электрода 35 будет, таким образом, несколько мень шим, чем распыление электрода 22, что приводит к уменьшешпо нежелательного конечного почернения. Электрод 35 имеет по. сравнению с электродом 22 более совершен ную структуру, так как его нижняя и боковые части получаются ровными и плотными, в то время как у электрода по второму варианту они получаются зубчатыми и пористыми. Далее, применега{е вывода 31, верхняя часть которого имеет форму головки гвоздя, приводит к улучшенному электрическому контакту между выводом и таблеткой. Электрод 35, также как и электро- дь 10 и 22, имеет значительно больший срок службы, чем горячий и гибридный катоды. Хотя электрод 35 превосходит элек.-род 22 по ряду параметров, целесообразно применять электрод 22 в тех случаях, ког.да Б конечном счете длитепиность срока службы более важна, чем устранение распыления материала электрода и сопутствуюше- го этому конечного почернения, Это обусловлено тем, что электрод 22 имеет несколько больший срок службы, чем элект- род 35, поскольку первый имеет зубчатые края по всей периферии и, следовательно, обладает значительно большим числом эмиссионных элементарных участков, чем электрод 35, у которого, как об этом упоминалось вьлле, нижняя и боковые поверхности выполнены ровными. Ф о р м у .п и, и а о б р е т е и и я 1. Спсх:;об изготовления электродов аля люминесцоьтиых ламп, при котором .;H19 21 717 Т П 13 г/г.