[发明专利]放电灯电极

说明书

该发明涉及一种用于放电灯的电极。

在莱比锡Johann Ambrosius出版社出版的由G.赫尔曼(G.Hermann)和S.瓦格纳(S.Wagener)所著的《氧化阴极(DieOxydkathode)》第二版(1950)第二卷137～139页中，以示例方式描述了一种应用在低气压放电灯中的电极。这种电极具有一钨制的杆状双螺旋或三螺旋电极丝，电极丝上备有电子发射物。该电子发射物按标准由一含有氧化钡、氧化锶以及氧化钙的混合物组成。这种标准发射物通常是在装于灯内的电极的激化过程中，从一由摩尔百分比为45％的碳酸钡、45％的碳酸锶和10％的碳酸钙组成的发射膏中，通过相应氧化物中的碳酸盐的化学分解而获得的。这种电极不足之处是，发射膏必须由碳酸盐向氧化物转化，因为在这个过程中，必须把产生的二氧化碳排出去。此外，这种电极应用于冷起动的，即不经电极预热而点燃的低气压放电灯时寿命太短。另外，这种电极丝基于其几何形状和尺寸，对在T1和T2型荧光灯中的应用只是部分适用。

在瑞士专利申请CH449117中公布了一种用于气体放电灯的熔结电极，其电子发射物用一种带有碱土金属氧化物和过氧化物的金属粉末混合物制成。这种混合物主要含有两份碱土金属的氧化物或过氧化物和一份金属粉末。在高压即约1000～2000kg/cm²下它被压入并最终熔结在电极体上。作为氧化物和/或过氧化物，在该专利申请中明确地提到了氧化钡，作为金属粉末则举出了锆、钽和钨。这种电极的生产过程相对而言较为昂贵，而且这种电极并没有表现出足够的冷起动稳定性。

从欧洲专利申请EP0 253 316中人们已熟知一些用于低气压放电灯的具有冷起动能力的电极。它们基本上由一半导电的瓷组成。作为主要组成部分，这些电极含有一种或多种元素钛、钡、锶、钙、镧和锡的氧化物。此外，它们还有出自于元素组钇Y、镝Dy、铪Hf、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、钆Gd、钬Ho、铒Er、铽Tb、锑Sb、铌Nb、钨W、镱Yb、钪Sc和钽Td的一种或多种添加物。这些种电极的生产过于昂贵。此外，它们只适用于比较低的不大于约50mA工作电流的低气压放电灯，但并不适用于工作电流大于100mA的低气压放电灯，如在传统的荧光灯中所出现的。

该发明的任务在于，为放电灯提供一种具有改善了的通断稳定性及冷起动性能的电极。

此任务通过权利要求1的特征部分的特征来完成。该发明的特别有益的实施结构在从属权利要求中说明。

按照本发明的电极有一电子发射物，它含有锆酸钡、铪酸钡、钛酸钡及铈酸钡族中的一种钡化合物作为主要组成成分，此外还有主要出自于锆、铪、铁、镍、铌和钽一族的金属添加剂。这些钡化合物与钡的氧化物相比具有突出的高度化学稳定性。此外，按照本发明的电极在激化时不会产生与上文提到的碳酸盐发射膏一样强烈的气体散发，因为在这个过程中，锆酸钡或铪酸钡或钛酸钡或铈酸钡并不分解。锆酸钡BaZrO₃已证明可作为特别好的主要成分，它的熔点高(约2700℃)，在空气中化学性能特别稳定并不吸湿。发射物中的金属添加剂起着还原剂的作用，它们在锆酸钡或铪酸钡或钛酸钡或铈酸钡中产生剩余的自由金属钡。这赋予了发射物半导电的特性以及一低的电子逸出功。在锆酸钡里反应按如下方程式进行：

在上述反应方程式中，缩写Me代表锆或铪。对同样适宜作还原剂的金属铁、镍、钽和铌以及对按照本发明的发射物的其他钡化合物，也可以建立类似的反应方程式。

通过此剩余的金属钡，发射物的电子逸出功由约3eV-与锆酸钡的值相一致一降至约2eV。发射物中锆酸钡的含量有利地由摩尔百分比10％至99％，此时金属添加剂的含量为摩尔百分比1％～90％。已经证明当锆酸钡的摩尔百分比含量为40％～90％，以及金属组成部分含量为20％～50％摩尔百分比水平时，效果非常好。在发射物的这种组合下可以保证上文提到的反应将进行得足够慢，以防止剩余钡通过从电极上蒸发而过早耗尽。按上文提到的反应方程式进行的反应速度也可以通过对发射物添加氧化物添加剂而受到积极影响。在一些选出的按照发明的电极的实例中，发射物中有利地添加了二氧化锆和/或氧化钙以降低反应速度，这些在电子发射物中的氧化物的含量可有益地直至50％摩尔百分比。在一选出的实例中，在发射物中掺入锆酸钙以使电子逸出功有进一步的降低。