Способ изготовления электродовдля люминецентных ламп

м-ечтно- вхмическвиОП ИС Союз Советских Социалистических Ресйубпик32) оритет137469478бликонаио 0 сударственнмй номнтетонета Мнннстроа СССРо делам изобретенийн отнрытнй) УДК 621 3 032 .213.002.2(088 Бюллетеньисаиия 29.09 04.76,Дата опубликования 2) Авторы изобретеи И ностращыРичард Антони Менелли и Эдмунд Роберт. Керн (С И ностраная фирмаИТТ Индастриз ИНК" Заявитель) СПОСОБ ИтОТОВПЕ 11 ИЯ ЭЛЕКТГОДОВ ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛИ 1 П еюшего точку плавнизкое давление па образном состоянии, ления выше 1400 Со и, в которомция, кальция смесь окис сцентных ла бария, стро предварптель ля люмин арбонатов о размалывокаливают т, сметечение300 алюмин индером и часов при неитральн об уменьше центных л шивают с б неск ольких 1500 С. в также снос дов люминес температуре 1и среде, Известия распылениямп и увеличен лектр оо их ав я вмеч элект Исматниеи осноаллом ия цезия, калия и наберут в соотношметалла и 30 407 тия единения Упомянутые 60. 70% по су эмиттиру ме есу по в материала. еще способ поясняетспоказаны вариаготовленных по Предлагаемыйжами, на которыхтур электродов, и черть- струк- иному Изобретение касается технологии изготовния электродов для люминесцентных ламп, Известен способ изготовления электродов срока службы за счет введения в сос оксидного покрытия цирконата кальци сто двуокиси циркония.Предлагаемый способ изготовлени родов для люминесцентных ламп пред ривает, подобно известным, смешива эмиттирующего электрона материала ве шелочноземельных металлов с мет и прокаливание полученной смеси,Отличительной особенностью предл мого способа, обеспечиваюшей повьпш рока службы ламп, является то, что порошообразную смесь, состовцую из шелочноемельпых металлов и металла в порошко.- 2 ров, помешают в металлический контейнер, прессуют при давлении от 70 до 200 кг/см и одновременно нагревают при температуреоот 700 до 1000 С для возникновения экзо термической реакции и образования после затухания последней на части поверхности электрода зубчатых выступов. При этом в качестве металла используют либо вольфрам, тантал, молибден, торий, титан, цирконий и их сплавы, либо металлы из группы пере ходных элементов, например никель или же лезо, В качестве эмиттируюшего материала используют окислы, перекиси и нитраты бария, окислы кальция, окислы стронция и до полнительно вводят окислы циркония или51017411вают эмиттйяющия электроны материал нвоснове шелочноэемельных металлов с металлом и полученную смесь прокаливают,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения срока службы лампы, порошкообраэную смесь, состоящую из укаэанных щелочноэемельных металлов и ме-:талла в порошкообразном состоянии, имеющего точку плавления выше 1400 о" и низкое давление паров, помещают в металли-ческий контейнер, прессуют при давленииот 70 до 280 кг/см 2 и одновременно нагревают при температуре от 700 до1000 С для возникновения экзотермической реакции и образования после затуха-, Ьния последней на части поверхности элект.рода зубчатых выступов,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве металлаиспользуют вольфрам, тантал, молибден, 20торий, титан, цирконий и их сплавы. 123. Спосрб по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве металлаиспользуют метал.ы из группы переходныхэлементов, например никель или железо.4. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве эмиттирующего материала используют окислы,перекиси и нитраты бария, окислы кальция,окислы стронция и дополнительно вводятокислы циркония или соединения лития,цезия, калия и натрия.5. Способ поп. 1, отли чаюш и й с я тем, что упомянутые смеси берут в соотношенйи: 60-70% по весу металла и 30-40% по весу эмнттирующего материала.Приоритет по пунктам 17.05.71 по пп,1, 2, 4, 5; 03.12,71 по и. 3., Гйрименены металлы из группы переходных элементов, такие как никель и железо, об лвдвюшие более низкой экзотермичцостью, чем тантал, Это.может быть осутцествлено зв счет введения щелочного или щелочно5 земельного соединения, например перекиси бария, в больших количествах, чем тогда, когда вместо металла из группы переходных элементов применяется отражательный металл Тот же результат может быть достигО нут за счет поддержания постоянного содержания металла из группы переходных эле ментов и применения более реакционноспособного соединения щелочного или шелочноземельного металла, чем перекись бария,1 б такого, например, как нитрат бария. Хотя выше было оговорено применение 67% по весу отражательного порошкообраэнбго металла и 33% по весу соединения щелочно- земельного металла, установлено, что для достижения удовлетворительных скоростей реакции и получения удовлетворительных сплавпенных электродов могут применяться смеси, содержащие от 50% до 80% по весу порошкообразного металла и от 20% до 50% по весу соединения шелочноземельного металла.Порошкообразная смесь 1, упомянутая в приведенном выше примере, приготавли вается путем прокатки двух частей по весупорошкообразного 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 железо, железо с никелевьт покрыттем, тантал,вольфрам и даже могтттбдетт,Мететтттптесктй 4 г вывод 3 приссеикпен к цттрадт,той нижней части контейнера с ттотлоц;ью, например, точечной сварки, и может быть выполнен из того же материала, что и сам контейнер. Помешенную в контейнер 2 порошке 45 1образную смесь 1 прессуют с помощью, например утяжеленного стального поршня12при давлении 70200 кг/см . Величину давления прессования выбирают в указан. ном диапазоне в зависимости от жедатель 50 ной скорости экзотермической реакции, от которой зависит градиент плотности готового электрода, Контейнер 2 затем помешают ца изолирующее основание 4, которое выполнено из изоляционного мате 55 риала, например стекла иди керамтк 11, и имеет гнездо пдя 11 птод 1 3, Крьпику 5, велполцец 11 ую )з изот 1 ц 11 оццого ггттер 1 ада н имеющую отвороти 6 ддя прохождения т азообразных продуктов эк 1 отерг,11 ческот 60 6реакции, помецтают на контейнер 2, после,пего контейнер с поротцкообразной смесью1 нагревают для инициирования, ребуемой экэотермической реакции межтту танталом и перекисью бария. Нагрев, необходимый для ицициирования экэотермической реакции, может быть достигнут различными споообами, например в муфальной печи. Он может быть осуществлен также с по мощью устройства (фиг. 1), которое имеет спираль 7, охватывающую контейнео 2 и соединенную с высокочастотным генератором 8 с помощью проводников 9, Ддя иницииро вания экзотермической реакции необходимо нагреть смесь 1 до температуры от 700 Со до 1000 С, причем указанная температураодолжна превышать температуру плавления порошкообразной перекиси бария и температуру, при которой экзотермическая реакция начинается внутри контейнера. Для обеспе чения необходимого нагрева, принимая во. внимание иглпеданс контейнера нагреваемо го материала, требуется источник электрической энергии, который должен работать на частоте 450 кгц и давать ток по рядка 1 65 ма. Генератор 8 работает до тех пор, пока це начнется экзотермическая реакция, возникновение которой может наблюдаться через отверстие 6 в аде световой вспышки, После возникновения экзо термической реакции генератор 8 может быть отключен, поскольку экзотер:,;пческая реакция будет далее продолжаться до самозатухация, а ее продолжительность определяться количеством смесп 1 в контете, ре 2. После окон гания экзотермической реакции и охлаждения готового сплавленного электрода последний подвергается обычной обработке, пос.те чего оц может применяться в люми нес це цт ц ой пампе,Готовый электрод 10 (фтг. 2) содержит сплавленную смесь 11, верхняя поверхность 12 которой вогнута и имеет зубчатые выступы. Конфигурация поверхности 12 обусловлена парциадьцым прохож. децием газов, являющихся продуктами экзотермической реакции, через отверстие 6 в крышке 5 и обратным давлением указанных газов в контейнере 2 всдедсг. вие наличия крышки 5, а также относительно малым размером отверстия 6, что препятствует полному прохождению упомянутых газов.Сплавлентая смесь 11 имеет структурный градиеттт плотности по массе; в непосредственной близости от поверхности 12 размер частиц в смеси сост-втяет 25-50 мкм, а содержаи 11 о пор достцгаот 80%, в то время как 1 о мере ут",.1111 1 от поверхности 12 .14: 11 ст., .;тееФ Ьи. МЯ аказ 980 ираж писиое сср тент", г. Ужгород, ул. Проектная иал ПП ИП 11 Госуиарстиеииого комитетаио делам изобретений и Москва, 3 3035, Раушск овста Мииисткрытийиаб., 451 С 174С)29 и проточку 30, которая проходит изцентральной нижней части полости 29.форма 26 выполняется разъемной (моьжет быть также и цельной) для того, чтобы облегчить извлечение из нее сплавленного таблеточного электрода, Форма 266изготовлена из проводящего материала, скоторым сплавленный таблеточный электрод не имеет,адгеэии, например иэ графита,Технология изготовления электродаОв этом случае аналогична изготовдениюэлектрода по второму варианту, В проточ- .ку 30 плавильной формы 26 помешают металлический вывод 31, который служит15 выводом электрода и выполнен иэ 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 изготовлен.Порошковую смесь 1 помешают в полость 29 формы 26 и прессуют с помощью, например, утяжеленного стального плунжера.Крышка 33, которая выполнена иэ того же материала, что и форма 26, имеет слегка вогнутую нижнюю поверхность и центральное отверстие 34, предназначенное для выпуска газов, выделяющихся в ходе экзотермической реакции. Для нагрева смеси может быть использована таже спираль 7, охватывающая форму 26 ипитаемая от ИЧ-генератора 8. После 35окончания экзотермической реакции и охлаждения готового сплавленного электрода он может быть подвергнут обычной обработке и применен в люминесцеитной лампе. Готовый сплавленный таблеточный 4 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, вызванного экзотермической 5 О реакцией, Процентное соотношение пустот и частиц и размеры частиц на поверхности и в Объеме электрода 35 примерно . такие же, как у вышеописанных электродов 10 н 22, 55Конкретная структура и конфпгураци. катода 35 Обусло.;О разлерол и фор- мой спрессоваиной оро;новой смеси и непосредственно зв.я", от формы полости 29, путей прохождения газов, выделя 10юшихся из опрессованной смеси 1 во время экэотермической реакции, от формыконического коцтура нижней поверхностикрышки 33 и от направленной силы, вызванной экэотермической реакц ей,Электрод 35 атак же, как. и описанныевьпие электроды 10 и 22 имеет уменьшенное время перехода от состояния свечения к состоянию дугового разряда, составляющее менее половины секунды, чтоприводит к снижению величины напряжения зажигания лампы, в которой применяется этот электрод. Уменьшение длительности периода перехода от состояниясвечения к состоянию дугового разряда,обусловленное зубчатыми выступами наверхней поверхности 36 электрода (31),приводгг к уменьшению распыляемого ма.териала электрода. Благодаря тому, чтонижняя и боковые части катода 35 болееровные и плотные, чем его верхняя часть 36, эмиссия электронов имеет место толь ко с поверхности 36. Распыление электрода 35 будет, таким образом, несколько мень шим, чем распыление электрода 22, что приводит к уменьшению нежелательного ко нечного почернеиия. Электрод 35 имеет по сравнению с электродом 22 более совершена ную сгруктуру, так как его нижняя и боко вые части получаются ровными и плотными, в то время как у электрода по второму варианту Оии получаются зубчатыми и по ристыми. Далее, применеше вывода 31, верхняя часть которого имеет форму головки гвоздя, приводит к улучшенОл 1 ч элек 1- рическому контакту между выводом и таблеткой, Электрод 35, также как и электроды 10 и 22, имеет значительно больш.й 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 в конечном счете длительность срока службы более важна, чем устранение распы ления материала электрода и сопутствующего этому конечного почерненпя, Это обусловлено тем, что электрод 22 имеет несколько больший срок службы, чем электрод 35, поскольку первый имеет зубчатые края по всей периферии и, следовительцо, обладает значительно большим числомэмиссионных элементарных участков, чем электрод 35, у которого, как Об этом упоминалось вьпие, нижняя и боковые поверх ности выполнеиь ровнал,Формула изобретения1 ф С.,посО Пзготовлеил электродов цлялюмниесце 5 ти х лали, 1 ри к О Гм ) Ол с,О