NL8004550A - Molybdeen-tantaliuminvoerdraad en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

* Μ*. Λ

Molybdeen-tantaliuminvoerdraad en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op invoer-draden voor gebruik in halogeengloeilampen.

De bekende techniek is geconcentreerd op het verkrijgen van invoerdraden, welke geschikt zijn om te wor-5 den ingesmolten in glasmaterialen, teneinde verontreiniging van een omhulsel met lucht of andere gassen, aanwezig in een werk-atmos f eer, te voorkomen.

Getterwerking is een proces, waarbij de zuiverheid van een vacuum of de inhoud van het omhulsel wordt gehand-10 haafd op een gewenste zuiverheid. Vlamgetters worden gebruikt als chemisch aktieve metalen, gedampt op de wanden van een vacuumcm-hulsel voor het verkrijgen van een groot gebied voor reactie met een gas. Volumegetters worden warm toegepast, maar niet met vlamwerking.

15 Het Amerikaanse octrooischrift 3.644.773 heeft betrekking op een met waterstof en halogeen gevulde gloeilamp met een waterstofabsorberende constructie in de vorm van een gettervlag, voorzien van een stuk titanium, bekleed met palladium. Tantalium is ook aangegeven om te worden gebruikt in plaats van 20 titanium.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.983.440 beschrijft een constructie in de vorm van een hol dragerlichaam van vuurvast metaal, waarin een bron van halogeen, metaal of metaal-halogenide is aangebracht en kan zijn bedekt met een afsluiting 25 van vuurvast metaal, dat gettereigenschappen kan hebben. De afsluiting kan zijn van titanium, tantalium of zirkonium of niobium.

Een doel van de uitvinding is te voorzien in een invoerdraad met gettereigenschappen voor het vormen van een tweevoudige functie als een getter en als een invoerdraad.

O

X 8004550 \ 2

De uitvinding zal hierna verder worden toegelicht.

Volgens de principes van de uitvinding wordt voorzien in een gelegeerde invoerdraad, essentieel bestaande uit 5 molybdeen en een voldoende hoeveelheid tantalium voor het geven van gettereigenschappen aan de invoerdraad, terwijl de rest van de legering minder dan ongeveer 1 gew.% onzuiverheden en andere onbelangrijke bestanddelen bevat.

De uitvinding voorziet ook in een werkwijze 10 voor het vormen van een gelegeerde invoerdraad, bestaande essentieel uit molybdeen en tantalium, waarbij de werkwijze bestaat uit het innig mengen van een molybdeenpoeder en een tantaliumpoe-der voor het vormen van een uniform poedermengsel, essentieel bestaande uit ongeveer 2 tot ongeveer 20 gew.% tantaliumpoeder, het 15 vormen van een geperst voorwerp uit dit poedermengsel, het sinteren van het poedermengsel gedurende een voldoende tijd en bij een voldoende temperatuur voor het vormen van een resulterend voorwerp, waarbij het sinteren wordt uitgevoerd in zodanige mate dat het voorwerp indien gekoeld, essentieel bestaat uit een éënfase-vaste 20 oplossing, en het bewerken van het voorwerp voor het vormen van een gelegeerde invoerdraad.

Hierna volgt een beschrijving van de v-or- keursuitvoeringen.

De gelegeerde invoerdraad volgens de uitvin-25 ding bestaat essentieel uit molybdeen en een voldoende hoeveelheid tantalium voor het leveren van gettereigenschappen. Bij voorkeur is de hoeveelheid tantalium van ongeveer 2 tot ongeveer 20 gew.%. Vanwege het feit, dat molybdeen in de handel beter verkrijgbaar is dan tantalium, is het gewenst om de geringste hoeveelheid tan-30 talium te gebruiken, die de geenste gettereigenschappen zal leveren. Bij voorkeur wordt van ongeveer 2 tot ongeveer 6 gew.% tantalium gebruikt met als gebied met de meeste voorkeur vanaf ongeveer 3 tot ongeveer 5 gew.%. Het tantalium moet aanwezig zijn in een effectieve hoeveelheid, welke de gewenste eigenschappen voor het 35 getteren levert in een hoeveelheid kleiner dan een hoeveelheid, welke V ' '~*gjCy §00 4 5 5 * # -4 3 de gewenste invoerdraadeigenschappen in het materiaal ongewenst beïnvloedt.

Afgezien van het bezitten van gettereigenschap-pen, bezit de legering volgens de uitvinding eigenschappen van 5 geschikte treksterkte, specifieke elektrische weerstand en uit-zettingscoefficient. De gunstige eigenschappen dragen bij aan de geschiktheid voor gebruik als een invoerdraad voor halogeengloei-lampen. Invoerdraden passeren typerend door een lampvoet, in ingesmolten verband met glas of kwarts. Binnen het lampomhulsel 10 kan de invoerdraad een lampgloeidraad dragen, welke typerend een wolfraamspoel is. Het wolfraam, dat wordt verdampt uit de gloei-draad tijdens de werking, combineert met een halogeen voor het vormen van een gasvormig halogenide. Zulke lampen worden gevuld met een inert gas en een halogeenadditief. De invoerdraad moet vol-15 doende treksterkte hebben om hem te gebruiken als een steun, geschikte geleidbaarheid om te gebruiken als een geleider naar een lampgloeidraad, en een geschikte uitzettingscoefficient voor het handhaven van een insmelting met gewone insmeltingsmaterialen. Gettermaterialen worden typerend gebruikt als een afzonderlijke 20 component in de lamp, aangezien zij geen geschikte invoerdraadeigenschappen hebben.

De gelegeerde invoerdraad volgens de uitvinding heeft typerend een treksterkte van ongeveer 30 tot ongeveer 145 3 kg/m . Bij voorkeur moet de treksterkte groter zijn dan ongeveer 3 3 25 52 kg/m en meer bij voorkeur groter dan ongeveer 70 kg/m . De relatief hoge treksterkte draagt bij tot het gebruik van de gelegeerde draad voor toepassingen betreffende halogeenlampen en draagt bij tot de bewerkbaarheid van het legeringsmateriaal voor het kunnen vormen van draad.

30 Typerend is de uitzettingscoefficient van de gelegeerde invoerdraad volgens de uitvinding, gemeten bij ongeveer 20°C van ongeveer 4,90 tot ongeveer 5,00 cm/cm/°C x 10 ^ en in het bijzonder bij voorkeur is de uitzettingscoefficient tussen ongeveer 4,94 en ongeveer 4,98 cm/cm/°C x 10 Gebleken is, dat 35 de mogelijkheid om steeds draad te verkrijgen binnen de bovengenoemde 3004550 4 gebieden, bijdraagt tot de gewenste insmeltingseigenschappen.

De gelegeerde invoerdraad heeft typerend een elektrische specifieke weerstand bij ongeveer 0°C van ongeveer 5,20 tot ongeveer 5,65 micrchm- cm. Bij voorkeur is de specifieke m 5 elektrische weerstand minder dan ongeveer 5,64 micrdx-cm en meer bij voorkeur minder dan ongeveer 5,58 micrchi&cm. De goede geleidbaarheid samen met de extra bovengenoemde gewenste eigenschappen veroorlooft dat de gelegeerde invoerdraad volgens de uitvinding wordt gebruikt als een invoerdraad uit een enkel stuk.

10 Voor gebruik bij halogeengloeilampen heeft de invoerdraad volgens de uitvinding bij voorkeur een cirkelvormige dwarsdoorsnede met een diameter van ongeveer 0,25 tot ongeveer 0,81 mm. De draadmaat hangt in zekere mate af van het vermogen van de lamp, waarbij grotere diameters de voorkeur hebben 15 voor een groter wattage van de lampen.

De legeringen volgens de uitvinding worden gemaakt door metallurgische poedertechnieken, waarbij de metalen componentpoeders innig worden gemengd, geperst en gesinterd tot de gewenste vorm, bewerkt en verder in maat gereduceerd door draad-20 trekken voor het verkrijgen van legeringen met de gewenste mechanische en elektrische eigenschappen als bovenbeschreven, samen met de gewenste gettereigenschappen. De legeringen worden gemaakt volgens de bovengenoemde stappen, zodat het uiteindelijke invoer-draadmateriaal bestaat uit een praktisch homogene verdeling van 25 tantalium en molybdeen. Meer bij voorkeur is de resulterende invoerdraad een êénfase-vaste oplossing van molybdeen en tantalium.

De metalen uitgangspoeders als gebruikt, zijn in praktisch zuivere vorm met een deeltjesmaat van ongeveer 2 tot ongeveer 10 micron. Elke gebruikelijke techniek kan worden toege-30 past voor het innig mengen van de poeders met elkaar zoals bijvoorbeeld malen in een kogelmolen of dergelijke. Na het mengen van de poeders, wordt het mengsel samengeperst tot een geperste vorm zoals een staaf of stang.

Het samengeperste voorwerp wordt gesinterd 35 bij een verhoogde temperatuur van ongeveer 1800°C tot ongeveer V .

"800 4 5 50 ïr --¾ 5 2500°C gedurende een periode van ongeveer 0,5 tot ongeveer 4 uur in een inerte atmosfeer of vacuum. Sinteren moet plaatsvinden gedurende een voldoende tijdperiode en bij een voldoende temperatuur teneinde te resulteren in het vormen van een eenfase-vaste 5 oplossing van molybdeen en tantalium. De nauwkeurige tijd voor het sinteren kan variëren naargelang de gebruikte temperatuur en de dikte van de persing waarbij lagere temperaturen en dikkere persingen meer tijd vereisen.

Er is gebleken, dat legeringen volgens de uit-10 vinding, welke zijn gesinterd tot tenminste ongeveer 90 % en meer bij voorkeur tot tenminste ongeveer 95 % van hun theoretische dichtheid, voldoende zijn gesinterd voor het leveren van een êén-fase-vaste oplossing.

De boven gevormde gesinterde legering met de 15 gewenste vorm wordt gevormd tot een invoerdraad volgens technieken zoals bekend. Het vormstuk of de staaf kan worden gesmeed tot een maat geschikt voor opvolgende draadtrekbewerkingen en harding tot verbetering van de uiteindelijke eigenschappen,

Voorbeeld 20 Een in de handel beschikbaar zuiver molybdeen- poeder met een gemiddelde deeltjesmaat van ongeveer 5,0 micron wordt gemengd met een in de handel beschikbaar zuiver tantalium- poeder met een gemiddelde deeltjesmaat van 9,0 micron. Het poeder werd gemengd in een menger gedurende 1,0 uur en samengeperst bij 25 een druk van ongeveer 26,000 psi voor het vormen van een staaf met 2 een oppervlak van dwarsdoorsnede van 6,45 cm en een lengte van 91,5 cm. De staaf werd gesinterd gedurende ongeveer 1,5 uur bij een temperatuur van ongeveer 2200°C. De resulterende staaf werd gesmeed in een roterende machine met het openen en sluiten van 30 een paar stempels voor het vormen van een cilindrische staaf met een diameter van ongeveer 5 mm en een lengte van ongeveer 27,4 meter. De staaf werd dan getrokken door een reeks matrijzen tot een diameter van ongeveer 0,33 mm werd verkregen. Na het harden gedurende ongeveer 2 seconde bij een temperatuur van 1300°C werd 35 de draad gebruikt als een gloeidraadondersteuning en invoerdraad 80 0 4 5 50 Λ 6 * ^ in een wolfraamhalogeenlamp. Levensduurproeven met de bovengenoemde lamp gaven aan, dat deze een verlengde levensduur had equivalent met overeenkomende lampen die gebruik maken van een molyb-deensteun en een afzonderlijke tantaliumfoliegetter.

5 Hoewel voorkeursuitvoeringen zijn beschreven, zal het duidelijk zijn dat wijzigingen binnen het kader van de uitvinding mogelijk zijn.

\ V 800 4 5 50

Claims (12)

1. 4 -*
2. 1. Gelegeerde invoerdraad, met het kenmerk, dat deze essentieel bestaat uit molybdeen en een voldoende hoeveelheid tantalium voor het geven van gettereigenschappen aan de 5 invoerdraad, terwijl de rest van de legering minder dan ongeveer 1 gew,% onzuiverheden of andere onbelangrijke bestanddelen omvat,
3. 2. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 1/ met het kenmerk/ dat deze essentieel bestaat uit ongeveer 2 tot ongeveer 6 gew.% tantalium.
4. 3. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze een uitzettingscoefficient bij ongeveer 20°C heeft van ongeveer 4,90 tot ongeveer 5,22 cm/cm/°C x 10
5. 4. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat deze een specifieke elektrische weerstand 15 heeft bij ongeveer 0°C van ongeveer 5,20 tot ongeveer 6,65 miciöahm-cm.
6. 5. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat deze een treksterkte heeft van ongeveer 30 2 tot ongeveer 145 kg/mm .
7. 6. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat deze draad een praktisch cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft en een diameter van ongeveer 0,25 mm tot ongeveer 0,81 mm,
8. 7. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 6, 25 met het kenmerk, dat deze essentieel bestaat uit een praktisch homogene verdeling van tantalium en molybdeen.
9. 8. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat deze bestaat essentieel uit een ëënfase-vaste oplossing van molybdeen en tantalium.
10. 9. Gelegeerde invoerdraad volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat deze een uitzettingscoefficient heeft van ongeveer 4,94 tot ongeveer 4,98 cm/cm/°C x 10 een specifieke elektrische weerstand minder dan ongeveer 5,58 microohm-cm, en een 2 treksterkte groter dan ongeveer 70 kg/mm . 35 10o Werkwijze voor het vervaardigen van een 800 4 5 50 / δ gelegeerde invoerdraad essentieel bestaande uit molybdeen en tantalium, met het kenmerk, dat een molybdeenpoeder en een tanta-liumpoeder innig worden gemengd voor het vormen vein een uniform poedermengsel bestaande essentieel uit ongeveer 2 tot ongeveer 5 20 gew0% tantaliumpoeder, het vormen van een geperst voorwerp uit het poedermengsel, het sinteren van het poedermengsel gedurende een voldoende tijd en bij een voldoende temperatuur voor het vormen van een resulterend voorwerp, waarbij het sinteren wordt uitgevoerd in zodanige mate dat het voorwerp indien gekoeld, 10 essentieel bestaat uit een ëénfase-vaste oplossing, en het bewerken van het voorwerp voor het vormen van een gelegeerde invoerdraad . 12» Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het molybdeenpoeder een gemiddelde deeltjes-15 ' maat heeft van ongeveer 3,0 tot ongeveer 8,0 micron en het tantaliumpoeder een gemiddelde deeltjesmaat heeft van ongeveer 5,0 tot ongeveer 15 micron. Γ3. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het sinteren wordt uitgevoerd bij een tem-20 peratuur van ongeveer 1800°C tot ongeveer 2500°C gedurende een tijdperiode van ongeveer 0,5 tot ongeveer 4 uur.
11. 14. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het sinteren wordt uitgevoerd gedurende een voldoende tijdperiode bij een voldoende temperatuur opdat het 25 resulterende voorwerp meer dan 90 % van de theoretische dichtheid heeft.
12. 15. Gelegeerde invoerdraad en werkwijze voor het vervaardigen daarvan zoals beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. |)A 800 45 50 \