Способ изготовления высокочастотных безэлектродных ламп Советский патент 1982 года по МПК H01J9/395 

1

Изобретение относится к электроламповой промышленности, в частности к способам изготовления высокочастотных безэлектродных ламп, содержащих галогенид металла.

Известен способ изготовления газоразрядных ламп, содержащих галогенид металла или несколько галогенидов как в качестве основного вещества наполне- , ния лампы, так и в качестве добавок для получения определенного спектра излучения, улучщения цветопередачи или увеличения светоотдачи. Галогены и галогениды сильно влияют на электрические и оптические характеристики газоразрядных ламп, поэтому их вводят в малом количестве с обеспечением высокой чистоты и точности дозировки.

В известном способе .введение и дозирование галогенидов в газоразрядные лампы производят в виде таблеток tl3Наиболее близким к изобретению является способ изготовления высокочас- т-Ьтных безэлектродных лпмп, включающий операции раздельного введения в лампу металла и галогене носителя .с последующим разложением галогеноносителя и синтеза галогенида металла, нпполнения металла инертным газом я отпайкой.

Известный способ предусматривает введение галогеноносителя в виде галогенида углеводорода и его разложение термическим нагревом в соедин1стельной трубке, для предотвращения попадания продукта распада - угля - на стенки баллона лампы. Образовавшийся галоген реагирует с металлом, образуя галогенвд металла 2.

Однако известным способом невозможно обеспечить точность заполнения галогена, так как разлагается только часть галогеноносителя, кромо того, частицы угля потоком газа алносятся в баллон и загрязняют его, а водо1)Од и углеводороды ухудшают элокт жч к:кие и оптические параметры ламп. Частично это удается исгфавить усложиоии.м тохнологии - откачкбй и повторным ааполнвилем баллона лампы инертным газом, после чего лампа отпаивается. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления высокочас тотных безэлектродных ламп и улучшение оптических параметров ламп. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления высокочастотных безэлектродных ламп, включающему операции раздельного введения в лампу металла и галогеноносителя с последующим разложением.галогвноносителя и синтезом галогенида металла, наполнения рабочим инертным газом и отпайку, наполнение инертным газом производят до давления 50-200 Па а разложение -галогеноносителя и синтез галогенида металла проводят в высокочастотном разряде после отпайки лампы, причем в качестве галогеноносителя используют галогенид калия или натрия в количестве 0,4-2 мг/л, а метал вводят в количестве 2-5 мг/л. Галогениды калия и натрия химически устойчивы и не разлагаются при откачке и перегонке, однако разлагаются в условиях высокочастотного разряда, при этом калий или натрий диффундирует в стенки баллона лампы и в баллоне остается свободный галоген, который реагирует с металлом (предварительно введенным), образуя галогенид металла. При количествах менее 2 мг/л интен сивность лампы заметно уменьшается, при количествах металла более 5 мг/л интенсивность и долговечность ламп не увеличивается, и избыток металла оседа на стенки баллона лампы ухудшает оггти ческие параметры лампы. Количество галогенида калия или натрия является определяющим для дости жения оптимальных оптических и электрических характеристик. Количество 0,4 мг/л - 2,0 мг/л выбрано из расчета, что весь галогенид калия или натрия разлагается под воздействием высокочастотного разряда и в лампе образуется галоген при давлении О,1 мм рт.ст., что является оптимальным парииальным давлением для условий высокочастотного разряда. При меньших количествах уменьшается интенсивность лам пы, при больших количествах лампы горят нестабильно и пульсируют. Количество инертного газа выбрано из условий ..легкого ниицнрования высокочастотного и стлоильного горения. При дав лениях менее 0,5 мм рт.ст. лампы не зажигаются, при давлениях более 2 мм рт.ст. лампы горят нестабильно и наблюдается уширение спектральных линий. Пример., В заготовку лампы сферу, диаметром 18-2О мм помещают 10 мкг висмута и 3 мкг хлористого натрия. Висмут берут в виде полусферы диаметром 0,015-0,016 мм, образовавшийся при вакуумной очистке и перегонке, хлористый натрий - в виде кристалла (куба), с гранью 0,011-0,012 мм. Полусферы висмута и кристаллы хлористдго натрия выбираются при помощи измерительного микроскопа МПБ-2. Заготов-ку присоединяют к вакуумной системе и откачивают до рт.ст. при прогревании до 300-4ОО°С, обеспечивая высокую степень очистки внутренних стенок баллона лампы и компонентов наполнения-- металлического висмута и хлористого натрия. Заполняют ксенон при давлении 0,5 мм . и на несколько секунд, зажигают высокочастотный pasряд, что обеспечивает дополнительную очистку. После этого лампу откачивают до 10 мм рт.ст., снова заполняют ксеноном при давлении 0,8 мм рт.ст и откачивают. После отпайки лампу помещают в индуктор высокочастотного генератора (например ППБЛ-ЗГ) и зажигают разряд. Появляется белое свечение ксенона, которое при прогреве лампы переходит в жепто оранжевое свечение натрия и после нескольких минут в голубое свечение висмута. После 1О-2О мин работы лампы линии натрия в спектре не наблюдаются, а линии висмута достигают максимальной интенсивности, что свидетель-, ствует о полном уходе натрия в стенки баллона лампы и синтезе в лампе хлористого висмута. При повторении зажигания лампа сразу начинает излучать интенсивные линии висмута. Преимущества предлагаемого изобретения, по сравнению с известным, заключаются в том, что в операциях заполнения, разложения галогеноносителя и синтеза галогенида не образуются продукты, которые вызвали бы загрязнение баллона лампы или ухудшение параметров разряда. Малое количество калия или натрия, которое диффундирует в стенки баллона лампы при разложении галогешздов натрия или калия высокочастотным разрядом не вызывает заметных изменений пропускания кварцевого стекпа. Поскольку не образуются вредные продукты, упрощается технология изготовления ламп. Не проводится операция удалении побочных продуктов реакции и последующее наполнение лампы инертны газом, а операции разложения гапогеноносителя и синтеза галогенида фактически происходит в первые минуты эксплуатации высокочастотной безэлектродной лампы.

Применение предлагаемого способа повышает стабильность и долговечность ламп за счет точности заполнения галогена в лампе, что обеспечивает неизменное количество галогенида (если металл заложен в избытке), в течение эксплуатации лампы, когда часть атомов металла может уходить в стенки баллона при длительной эксплуатации. При изготовлении ламп висмута известными. способами в течение эксплуатации лампы в баллоне лампы образуется галоген, что ухудшает условия , наблюдается постепенное уменьшение интенсивности ламп, и после 1О-15 ч лампы выходят из строя. Лампы, изготовленны предлагаемым способом, имеют стабильные интенсивности, равные максималь.ным при известных способах изготовления, и работают более 2ОО ч (дальнейшие исследования на выход из строя не проводились).

Аналогично изготовляются лампы с |Гал6гешвдами свинца, олова и сурьмы.

Предлагаемый способ изготовления высокочастотных безэлектродных ламп позволяет увеличить точность заполнения галогена следовательно галогенида

при использовании доступных и химически малоактивных материалов. Поскольку количество и качество галогеноносителя галогенида натрия или калия не изменяется в операциях до отпайки лампы, точность заполнения обеспечивается начальной точностью определения количества галогеноносителя.

10

Формула изобретения

Способ изготовления высокочастотных безэлектродных ламп, включаюишй операции раздельного введения в лампу металла и галогеноносителя .с последующим разложением галогеноносителя и синтезом галогенида металла, наполнения рабочим инертным газом и отпайку, отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических параметров ламп и упрощения технологии изготовления, наполнение рабочим инертным газом производят до давления 50-2ОО Па, а разложение галогеноносителя и синтез галогенида металла ведут в высокЬчастотном разряде после отпайки лампы, в качестве галогеноносителя используют галогешзд калия или натрия в количестве О,4-2 мг/л, а металл вводят в количестве 2-5 мг/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 489584, кл. В 22 F 3/02, 1&75.

2.Патент США N 3588602,

кл. 314-7, опублшс.1975 (прототип).