Способ изготовления газоразрядной лампы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиз Социалистическик Республик(5 ЦМ. Кл. Н 01 У 61/36 Н 01 Т 61/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПЫИзобретение относится к газоразрядным приборам, в частности, усовершенствует способ изготовления газо- .Разрядной лампы с направленным световым потоком,Известны газоразрядные источникисвета полостного типа, у которых колба, светоотражающая часть и окно длявыхода излучения представляет собой 10отдельные элементы, выполненные ввиде цилиндров или конусов разногоразмера (1, В качестве светоотражающего элемента колбы применяют бериллиевую керамику,.а светопропускающего - кварцевое стекло, Герметичноесоединение вышеупомянутых элементовпроизводят через кольцевые уплотнения - электродные узлы, расположенные на концах трубок или у основания 20конусов, например, с помощью титанооловянного припоя,Газоразрядные лампы, изготовленные указанным способом, обладают 25низкой надежностью, так как соединение элементов колбы осуществляютпо методу несогласованного спаяКроме того, такие лампы имеют низкуютемпературу эксплуатации из-за низ кой температуры плавления титановооловянного припоя,Известны способы изготовления ламп с колбой из ситалла, соединенного с окном из кварцевого стекла, Герметичное соединение осуществляют при помощи припоечных стекал 2). Недостатком известного способа изготовления такой лампы является то, что части колбы выполнены из разнородных материалов, отличающихся химическим составом, физико-химическим и термическими свойствами, Разница в коэффициентах теплового расширения (КТР) элементов колбы приводит к возникновению неравномерно распределенных напряжений, вызывающих разрушение прибора. Кроме того, используемый в данном случае спай является не согласованным и как следствие - мало- надежным.Цель изобретения - повышение рабо" чей температу).ы и надежности лампы при одновременном увеличении силы света.Цель достигается тем, что формование отражающей керамической части колбы производят из кварцевой керамики, получая сырец с плотностью 1,8 7362161,9 г/см, который затем спекают при1250-1450 С в течение 10-60 мин,обеспечивая прекращение усадки и достижения вакуумной плотности черепкас объемным весом 2,0-2,15 г/см ,после чего астекловывают внутреннююполость керамической отражающей час.ти колбы на глубину 0,1-1 мм, аторцы на глубину 0,5-5 мм для постепенного изменения плотности от квар-цевой керамики да плотности кварцевого стекла, и, наконец, остеклованнце торцы керамической отражающейчасти колбы сваривают непосредственно с кварцевым стеклом окна и электродными узлами, что обеспечиваетсогласованный спай двух однородныхматериалов,Пределы технологических параметров осуществления способа (температура и продолжительность термообработки) обоснованы тем, что необходи-, 2 Оалые светотехнические и вакуумныесвойства кварцевой керамики могутбыть получены только в строго определенном температурно-временном интервале. 25 На фиг,1 приведена зависимостькоэФФициента диффузного отражениякварцевой керамики от ее пористости(1-область вакуумплотных стРуктуР); у)на Фиг,2 - зависимость измененияпористости кварцевой керамики оттемпературно-временного режима обработки; на фиг.3 - изменение усадкикварцевой керамики от времени термообработки при различных температурах,на фиг,4 - схема соединения прозрачной части для выхода излучений с ке рамической частью колбы; на Фиг,5то же, при взаимно-перпендикулярномположении соединяемых деталей, На 4 Офиг,1 видно, что сочетание достаточновысокого коэФфициента отражения ивакуумплотных структур достигаетсяпри пористостях 1-4, а при пористости ниже 1 кварцевая керамика становится полупрозрачной, На Фиг 2 видна, что температурный интервал, вкотором возможно получение вакуумплотных структур с достаточно высоким коэффициентом отражения (т,е. с 5 рпористостью 1-4) составляет 12501450 С,Надежный епай кварцевой керамикис окном для. вывода излучения можетбыть получен только в том случае, если присварке окна с керамическойоболочкой в керамике не происходитусадки, т,е. когда процесс спеканиякерамики завершен до сварки, Этоутверждение иллюстрируется фиг,3, иэкоторого видно, что усадка керамики ЬОв температурном интервале 1350-1450 Спрактически заканчивается после10-20 мин термообработки. Вместе стем, указанные пределы интерваласпекания изменяются на 20-50 ОС в5 зависимости от химического составаприменяемого сырья,Отражающую керамическую частьколбы газорязрядной лампы с направлен.ным световым потоком изготавливаютиэ кварцевой керамики, полученной,например, иэ водного шликера литьемв гипсовые формы, Шликер приготавливают мокрым помолом иэ осколковтрубок кварцевого стекла длиной20-50 мм, которые являются отходамипроизводства кварцевого стекла иликолб газоразрядных .ламп, Помол ведут в мельницах, футерованных непрозрачным кварцевым стеклом. Загрузкукварцевого стекла, дистиллированнойводы и мелющих тел производят в весовом соотношении соответственно 1:О,2:1, Время помола - 40 ч до полученияшликера с гранулометрическим составом: до 5 мкм - 0-55, 5-20 мкм -20-25, 20-50 мкм - 10-13, 50-63 мкм.3-5,После помола из мельницы извлекают мелющие тела, а шликер стабилизиРуют в течение 60-75 ч. Фармованиепроводят сливным методом в гипсовыхформах, внутренняя поверхность которых соответствует конфигурации отражающей керамической части колбы,Форма оболочки может быть любой,так как при изготовлении отражающейчасти оболочки, могут использоватьсялюбые методы формования (холодноешликерное литье, полусухое прессование, горячее шликерное литье и т,д,),Высушенные изделия (сырец) получают с объемным весом от 1,8-1,9 г/см,которые спекают в камерных силитовыхпечах при 1350-1375 С в течение 2040 мин до объемнога веса спеченногочерепка 2, 0-2, 15 г/см , Затем остекловывают внутреннюю полость керамической отражающей части колбы на глубину 0,1-0,5 мм, а торцовые части наглубину 0,5-5 мм таким образом, чтобы на торцах керамической части отражателя платность постепенно повышалась от плотности полученной кварцевойкерамики до плотности кварцевогостекла, т,е, от 2,0-2, 15 г/см доЭ2,2 г/см,Остекловку производят водороднокислородной горелкой на изделияхв нагретом состоянии с последующимпостепенным снижением температурыдо комнатной, Кроме того, астекловкаможет быть произведена любым известным способом, например, лазернымизлучением, мощными световыми потоками от дуговых ламп с концентрациейлуча, концентрированными лучевымипотоками от ламп накаливания, плазменными горелками или потоками, рассредоточенным газовым Разрядом ит,д что появляется не принципиальным, Приниипиально то, чта остекловка внутренней части обеспечивает малоегаэоотделение, а остеклавка таоцавкачественную сварку однородных материалов без возникновения опасных напряжений эа счет усадки кварцевой керамики при сварке,Подготовленную таким образом керамическую часть колбы сваривают с окном и втулками электродных узловиз кварцевого стекла на кислородноводородМых горелках,Таким образом, получают согласованные спаи кварцевого стекла остеклованной части керамического отражателяс окном иэ прозрачного кварцевогостекла и втулками электродных узлов,Далее производят откачку, обезгаживание, наполнение рабочим газом итренировку Газоразрядной лампы по 15известному способу,Использование кварцевой керамикикак отражающей части оболочки позволяет применять различные вариантыизготовления токовводов: фольговый 2 Оили любой другой известный способсоединения токовводов с оболочкой изкварцевого стекла (рантовый, на переходных стеклах и т,д,);Полученная по этому способу газоразрядная лампа с направленным световым потоком имеет колбу, отражающиеи светопропускающие элементы которой изготовлены из материалов с одинаковым химическим составом, физикохимическими и термическими свойствами, что обеспечивает высокую надежность и температуру эксплуатациилампы.Использование предлагаемого способаизготовления газоразрядной лампыс отражающей керамической частью колбыиз кварцевой керамики обеспечиваетпо сравнению с известными способами,повышение температуры эксплуатации засчет создания надежного вакуумного 40согласованного спая однородных материалов (окна из кварцевого стекла с кварцевым стеклом остеклованного слоя керамической части колбы);повышение силы света в ограниченном телесном угле; удешевление лампы за счет использования отходов производства кварцевого стекла или колб газоразрядных ламп вместо дорогостоящего дефицитного кварцевого стекла в виде бездефектных труб.Формула изобретенияСпособ изготовления газоразряднойлампы с направленным световым потоком,состоящий из формования керамическойотражающей части колбы, спекания ее,соединения с окном из проЗрачногокварцевого стекла, соединения колбы .с электродными узлами, откачки и наполнения, о т л и ч а ю щ и.й с ятем, что, с целью повышения рабочейтемпературы и надежности лампы приодновременном увеличении силы светав ограниченном телесном угле, формования отражающей керамическойчасти колбы производят из кварцевойкерамики до плотности 1,8-1,9 г/смэкоторую спекают при 1250-1450 С в течение 10-60 мин до плотности 2,0-2,15 г/см, после чего остекловываютвнутреннюю полость керамической отражающей части колбы и торцовые частина глубину 0,1-1 мм и 0,5-5 мм соответственно и остеклованные частиколбы сваривают непосредственно скварцевым стеклом окна и электроднымиузлами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 320859, кл,Н 01 У 61/90, 1967,2, Патент США Р 3451579, кл,2202.1 р 1969 т.Назарова сно Филиал ППП Патент,г.Мигород, ул,Проектная,4 аказ 2279 ЦНИ г 11308ПИ Г дел5, И Тираж 844ударственногоизобретений иква, Ж, Рауш Пооьщтета СССРоткрытийская наб,;д.