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WO2007006281A2 - Light source, filament and method for producing a monocrystalline metal wire - Google Patents

Light source, filament and method for producing a monocrystalline metal wire Download PDF

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WO2007006281A2
WO2007006281A2 PCT/DE2006/001181 DE2006001181W WO2007006281A2 WO 2007006281 A2 WO2007006281 A2 WO 2007006281A2 DE 2006001181 W DE2006001181 W DE 2006001181W WO 2007006281 A2 WO2007006281 A2 WO 2007006281A2
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wire
light source
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raw wire
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Jörg ARNOLD
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Ip2H Ag
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a light source, in particular incandescent lamp, with a piston and a heatable filament arranged in the piston. Furthermore, the present invention relates to a filament for a light source and a method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament for a light source, with a raw metal wire serving as a starting material.
  • Light sources of the type mentioned are known in practice and exist in various embodiments.
  • Known light sources are formed, for example, as lamps or filaments with Glühfilraitn, filament filaments are known for example by directly electrically heated or inductively heated filaments.
  • Filaments are made of metals or metal carbides or alloys with metals or metal carbides.
  • Corresponding light sources are known as simple incandescent lamps, halogen lamps or tantalum carbide lamps.
  • the filaments show recrystallization phenomena that lead to the destruction of the filament.
  • the filaments are destroyed after a certain burning time.
  • the filament breakage is often observed at overheated spots of the filament, these spots being referred to as "hotspots.”
  • the hotspots may be due to internal crystal phenomena of the filament or external conditions of an electromagnetic radiation field or field, e.g., an electron gas, surrounding the filament.
  • an electromagnetic radiation field or field e.g., an electron gas
  • Incandescent filaments with tungsten or metal carbide filaments require an internal transport process, the filament evaporating elements such as tungsten, tantalum, carbon or carbon compounds back on the filament returns to delay the onset of filament breakage.
  • the recirculation is usually done primarily from the deposition of tungsten, tantalum, carbon or carbon compounds from a surrounding the filament gas atmosphere with a suitable gas composition and with a suitable partial pressure composition of the gas components in a certain temperature range.
  • the hotspots can be observed at or around crystal grain boundaries of the filaments.
  • the crystal grain boundaries in the filaments are formed by planes or layers of large crystallographic lattice perturbations in which, for example, carbon is more mobile and can diffuse faster to the filament surface than in the lattice. This diffusion is promoted in electrically heated filaments by an elevated temperature, which can be caused by the increased heat loss at the current-traversed grain boundary layers due to their higher electrical resistance.
  • the greater possible loss of carbon in, for example, tantalum carbide lamps at the grain boundary areas of the filament surface leads there in the further consequence to an evaporation of tantalum carbide or even of metallic tantalum.
  • the crystal grain boundary areas therefore show on the filament surfaces after a certain burning time under the microscope as grooves with, for example, V-shaped cross-sectional profile which have been eroded.
  • the carbon that can be deposited on the filament from the surrounding gas atmosphere is atomic or molecular over the filament surface, for example in the form of CH or CO compounds, and electrically neutral or ionized before.
  • the partial pressure or concentration is to be regarded as approximately homogeneous over the crystal compres- sion areas of the surface.
  • the deposition of the carbon through an arbitrarily oriented imaginary surface on its projection surface on the undisturbed cylinder surface of the filament is therefore homogeneous.
  • the carbon deposited on the actual filament surface can thus not uniformly cover the surface areas in which the observed grain boundary grooves are present in sections. Since the grain boundary groove portions, which are under screen projection areas of the same size as the non-groove portions, have a larger actual deposition surface than the regions of the non-groove portions, carbon coverage on the groove walls is thinner than in the regions outside the groove.
  • ionized carbon or ionized carbon compounds or their charged radicals or their quasi-ions are deposited less into the grooves than on non-groove surface areas as the electric field in grooves reduces or eventually disappears.
  • the groove surface is therefore less supplied with recycled carbon than the non-groove surface.
  • Non-groove portions of cylindrical portions radiate the light from the cylinder surface without re-radiation or reabsorption of this light in this non-groove portion.
  • Grooved areas radiate the light under a certain reflection or self-absorption, because the opposite wall surfaces of the grooves partially radiate each other. The groove areas of the filament surface are therefore hotter than the non-groove areas.
  • the energy balance is balanced, since the glow emission currents at the filament exit by the entrainment of the electron work function cooling, but these "external heating" not homogeneous but concentrated in certain filament surface areas, since they follow the electric field density and the electric field strength, the These areas include, among other things, the edges or the edges of the grain boundary grooves, which are heated even more strongly than non-groove areas by the incandescent emission electrons or the charged gas components impinging there.
  • the temperature-dependent evaporation rate and evaporation rate of carbon from the grooves is greater than that due to the higher temperature there of non-groove areas. Since the evaporation rate and evaporation rate of carbon or carbon compounds are greater in groove regions than in non-groove regions, and because the deposition rate of carbon or carbon compounds into the grooves is less than in non-groove regions, this can lead to undershoot of the groove regions with carbon.
  • metal carbide filaments may be a phase transition between metal carbide phases.
  • the most temperature stable gamma phase of the present tantalum carbide can convert to the less temperature stable beta or alpha phase, resulting in a further dramatic increase in carbon diffusion in the tantalum carbide lattice and consequent increase in carbon vapor deposition rate and vaporization rate in the groove region, and ultimately leads to the formation of bitan carbide.
  • the carbon diffusion constant for example, at 2,650 0 C in Ta 2 C is about 9 times higher than in TaC.
  • the steadily increasing temperature rise in the groove areas can lead to additional evaporation of tantalum carbide or, after sufficient decarburization, even of metallic filament material, i. Tantalum, whereby the grooves enlarge and deepen. This again accelerates the above-described development or a further increase in temperature in the groove regions by, for example, the equally increasing radiation self-absorption.
  • the tantalum carbide shows a strong density change with increasing decarburization, whereby strong mechanical stresses can occur in the groove areas. This development is accompanied by a temperature-induced crystal grain growth in the filament as the burning time increases. Crystal grain growth does not stop until the crystal grains have reached the diameter of the filament wire. Then individual komalian can stretch over the entire wire cross-section and form a continuous fracture plane or slip plane. The growing crystal Grain boundary layers already show a density change due to the strong lattice disturbances, which generates mechanical stresses.
  • the filaments such as tungsten filaments are alloyed with metals such as rhenium or hafnium or doped with foreign metal oxides of thorium, aluminum, calcium, silicon or potassium.
  • the alloy results in the formation of mixed crystals with lower crystal growth rates in the filament, whereas the extraneous metal oxide doping leads to lattice perturbations that retard or direct crystal grain growth, for example in the case of potassium clusters brought into the filament raw wire, which warp along the wire axis through the wire drawing process or longitudinal tracks form to produce a so-called stacked wire structure, which limits the high-temperature grain boundary sliding.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a light source, a filament for a light source and a method for producing a monocrystalline metal wire, after which an extension of the life of the light source and the filament and a higher mechanical stability of a usable as a filament metal wire with simplified production are reached.
  • the above object is achieved on the one hand by a light source with the features of claim 1. Thereafter, the light source is designed and refined such that the filament consists at least partially of monocrystalline filament material.
  • the filament in the concrete is at least partially formed of monocrystalline filament material.
  • the material Due to the monocrystalline nature, the material has a uniform evaporation rate and evaporation rate across the surface for filament material admixtures such as carbon or for filament material such as carbon compounds or filament metal.
  • the material further has a homogeneous absorption rate over the surface for, for example, carbon and a uniform or continuous temperature distribution over the surface. Due to these characteristics, the occurrence of hotspots according to the above model is avoided, and thus the life of light sources with filament or filaments can be increased.
  • zone crystallization means the controlled or controlled progressive crystallization or recrystallization of the filament material.
  • Such crystallization or recrystallization starts from an induced or already existing crystallization center with the consequence of the formation of a monocrystal or single crystal.
  • Zone crystallization may be produced by the controlled deposition of, for example, epitaxial deposition of material from a gaseous phase or from a liquid phase such as a solution or dispersion or melt of seed crystals. Such a procedure generally produces reliable but slow crystal growth.
  • the zone crystallization could be limited by a spatially limited Heating the filament to be generated. In other words, there is a temperature-induced zone crystallization in a solid state.
  • the heating could be produced in a particularly simple and reliable manner by means of an electron or laser beam, through which the filament is guided or which is guided along the filament.
  • the heating could also be generated in a simple manner by means of inductive heating.
  • the filament could be passed through an induction loop or the induction loop along the filament.
  • the heating could be generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. This also makes it possible to achieve reliable regional crystallization in the form of zone crystallization.
  • the filament material could be at least partially mechanically and / or electrically smoothed or polished.
  • the filament could comprise a metal or metal carbide or at least one alloy with a metal or metal carbide.
  • the metal could be tantalum or tungsten in a particularly advantageous manner for realizing a particularly long life of the light source.
  • even more advantageous than tantalum carbide could be used as a metal carbide.
  • the raw material for the filament could be obtained from an electrolysis or from a vacuum melt.
  • the solution used in the electrolysis could be an aqueous solution in a particularly advantageous manner. This ensures a particularly smooth and dense metal deposition.
  • the above object is further achieved by a method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament for a light source, having the features of claim 14, wherein a metallic raw wire serving as a starting material is used. Thereafter, the method is configured and further developed in such a way that the raw wire is subjected at least in regions to a zone crystallization producing a substantially monocrystalline metal structure.
  • zone crystallization solves the above problem in a surprisingly simple manner and enables a filament material with particularly high quality.
  • zone crystallized film material is monocrystalline or at least substantially monocrystalline and has smooth surfaces, it has no or nearly no intrinsic crystal grain boundaries and thus no electrical crystal grain boundary resistances or crystal grain boundary planes or fracture planes or inhomogeneous internal diffusion paths for filament material admixtures such as dopants or hydrogen or carbon or surface crystal grain boundary groove formation . Due to its monocrystalline nature, the zone-crystallized filament material has a uniform evaporation rate and evaporation rate for filament material admixtures such as carbon or filament material such as carbon compounds or filament metal.
  • the raw material for the wire must be such that it is applicable to the zone crystallization method.
  • the raw material for the raw wire could be obtained in a particularly advantageous manner from an electrolysis or vacuum melt.
  • This is particularly suitable for tantalum or tantalum carbide wires with respect to the raw tantalum.
  • a preparation of, for example, powder metallurgical material or sintered material is less favorable because the sintered powdered material grains have embedded with different crystal orientation axes in the material and in the zone crystallization already pretend an undesirable direction of crystallization or act as multiple crystallization nuclei, of which grown in the considered zone simultaneously separate crystals, the again form undesirable grain boundaries.
  • the advantage of raw material from electrolysis is the generally high chemical purity and the non-or little crystalline structure of the material. Material contamination disturbs namely the desired crystal growth and represent later lattice defects.
  • the Elektrolysetantal is not deposited in the form of powders, but in the form of cathode solids such as rods, sheets or plates.
  • an aqueous solution could be used in a particularly advantageous manner.
  • an electrolysis tantalum preparation could be made from an aqueous tantalum solution. Because of the low conductivity of the molten salt electrolytes, an electrolytic production process from a molten tantalum leads to the formation of coarse dentritic or flaky tantalum crystals.
  • the raw material could be processed by means of wire-rolling machines and / or wire-rotary hammers and / or by means of wire drawing tools in a hot deformation to form the raw wire or filament semi-finished product.
  • the lattice structure still present in the raw wire is so strongly destroyed and homogenized by such mechanical processing or by the associated strong plastic deformation that a subsequent recrystallization process can be carried out in a controlled manner.
  • the raw wire could be drawn over at least one roller to produce a bend in the raw wire.
  • the raw wire could be repeatedly pulled over as small as possible roles or as thin as possible axes that the wire learns the smallest possible bending radii with the largest possible bending angles.
  • the raw wire could be pulled with a bending angle of 360 degrees and more on the role or on the rollers.
  • the raw wire could be pulled over several rollers whose axes are at predetermined angles to each other.
  • all successive roller axes or bending axes could each be further rotated by a certain angle relative to the following axis, so that the wire axis is bent into as many azimuth angles as possible in the range between 0 degrees and 360 degrees.
  • the roller conveyor or the wire path in this multi-fold bending arrangement then shows an angular three-dimensional course.
  • the raw wire could be wound around an axis to form a helix. This could be done by the last deflection of the raw wire in the Mehrfachbiegean Aunt to already produce the helical turn of a helical filament. Specifically, the wire could not be pulled over a final bending roll or bending axis but wound on the last bending axis.
  • a bending axis could, for example, be a fixed cylindrical or pointed conical mandrel over which the wire is pushed or wound by means of a friction wheel or a friction roller, so that at the end of the dome on the mandrel tip an endless spiral or endless spiral takes place.
  • zone crystallization according to the invention is a controlled or progressive advancing crystallization or recrystallization of the raw wire.
  • zone crystallization could be generated by progressive crystallization emanating from an induced or already existing crystallization center in the raw wire. The consequence of this procedure is the formation of a single crystal or monocrystal.
  • a particularly rapid process for zone crystallization is carried out by a temperature-induced zone crystallization, wherein the raw wire for zone crystallization in a predetermined range heat could be supplied.
  • the temperature generated in the raw wire could be selected below the melting temperature of the raw wire.
  • the temperature could even be below the critical temperature of the yield strength of the filament wire.
  • an at least partially melting of the surface of the raw wire could be generated by the heat.
  • surface irregularities originating from a previous mechanical wire processing could be leveled or smoothed.
  • the metal wire when using the metal wire as a filament in an incandescent lamp when lamp operation electric field spikes can be avoided, which could be generated by surface edges or surface tips on the filament surface.
  • Such a partial reflow could be achieved if the wire temperature could be adjusted near the melting point of the wire material.
  • the heat could be generated by means of an electron beam or laser beam focused on the raw wire.
  • a particularly reliable specification of the range is possible, the heat to be supplied.
  • a quasi-selective heating of the raw wire and a safe control of the to be expected menden range of the raw wire with the electron or laser beam possible because such electron or laser beams can be very precisely managed and controlled.
  • the zone crystallization can be effected by heating an initial zone of the finished wire or the finished shaped filament by means of an electron beam or laser beam focused on a very small zone area of the wire or filament so that the recrystallization process in this Zone starts.
  • an electron beam this could be done in a vacuum.
  • the diameter of the electron beam or laser beam on the surface of the raw wire could substantially correspond to the wire gauge or the diameter of the raw wire.
  • crystallization of the raw wire at a predeterminable speed by the electron beam or laser beam or the electron beam or laser beam at a predeterminable speed along the raw wire could be performed.
  • the guide or relative speed must be matched to the desired and generated zone temperature. This tuning or the residence time of the wire in the temperature zone where recrystallization can take place should ensure substantially complete recrystallization.
  • the crystal induced in the heated initial zone continues to grow uniformly along the wire axis in accordance with the wire guiding speed or relative velocity, forming a single crystal along the wire.
  • the heat could be generated by means of inductive heating.
  • the raw wire for inductive heating at a predeterminable speed could be guided through an induction loop or an induction loop at a predeterminable speed along the rough-wire.
  • the wire could be passed through a narrow induction loop in order to keep the recrystallization zone as narrow as possible.
  • the heat could be generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. Both in the case of heating by means of plasma flame or laser beam and in the case of inductive heating, it is advantageous that the heating process could be carried out in a gas atmosphere, for example in a noble gas atmosphere, inert gas atmosphere or hydrogen atmosphere.
  • a region of the wire which is not to be heated during the supply of heat could be cooled.
  • the cooling of the region not to be heated could be effected in a particularly simple manner by a gas or liquid stream or in a cooling bath. Alternatively or additionally, cooling could be by contact with a heat sink.
  • a targeted gas or liquid stream could be used to cool down the neighboring regions of the recrystallization zone so that the heat conduction via the wire does not lead to an early, uncontrolled recrystallization in the zone adjacent. rich, which are not warming at first.
  • the zone secondary regions could advantageously be cooled down by solid-state contact cooling.
  • a very simple apparatus arrangement could be realized if the zone crystallization is performed over a cooling bath surface such as a water bath surface or an oil bath surface.
  • the wire could be pulled out of a water bath or oil bath from a wire spool and the laser beam, the induction loop or the heating flame could be positioned very close to the water surface or oil bath surface.
  • very large temperature gradients could be achieved between the heated recrystallization zone and the not yet recrystallized wire area in the cooling bath.
  • the surface of the zone-crystallized metal wire could be smoothed.
  • Such a smoothing could be generated, for example, by mechanical polishing.
  • the smoothing could be generated by a galvanic or electrical polishing.
  • a surface smoothing could take place by means of a galvanic surface polish or electropolishing of the wire following the recrystallization process.
  • Mechanical polishing methods can also be used. In this way, hot spots generated by the surface incidence of glow emission electrons or the impact of charged gas constituents or quasi-ions can be suppressed.
  • Another advantage is that chemical surface corrosion can be reduced by later-used lamp atmosphere gas components such as halogen compounds. Such corrosion phenomena start on, for example, metal surfaces on surface lattice defects such as lattice step dislocations or lattice trenches such as scratches. In addition, hot spots are avoided, which are generated by a surface temperature increase from a Strahlungsreabsorption in, for example, grooves or voids.
  • zone crystallization In a further advantageous manner, after the zone crystallization, a further heating step for outgassing unwanted elements from the metal wire could take place.
  • constituents of the gas atmosphere which are absorbed by the wire such as, for example, noble gases, protective gas components or hydrogen, can optionally be outgassed in a further heat treatment. This fact is of particular importance for a filament material which exhibits high gas reactivity or gas absorptivity, such as tantalum.
  • the heating of the wire required for the zone crystallization can take place in different ways. For example, after a bending step, which is carried out for the destruction or homogenization of unwanted metal structures prior to the zone crystallization, a supply of heat by means of a heater. In a particularly advantageous embodiment, a supply of heat could be carried out by means of a heater after each bending step. hereby is a particularly reliable and well metered heating of the wire at predetermined locations allows. As a result, virtually the entire wire bending web of the wire could be controlled heated.
  • the now essentially monocrystalline wire can be brought into the filament shape necessary for the lamp design under consideration and installed in a lamp blank.
  • the monocrystalline structure of the filament remains largely intact.
  • zone crystallization and optionally subsequent degas annealing can also be carried out only after filament formation.
  • heating by means of a laser, for example an infrared laser, or by means of an electron beam is particularly suitable since these beams can both be tracked via a corresponding steering optics or electrostatic / electromagnetic deflection device of the fine shape of the filament.
  • the subsequently completed light source or the subsequently completed filament does not show the known from the prior art disadvantageous properties due to the monocrystalline Glühfilaments together with the originating from the zone crystallization high surface quality of the filament.
  • the invention can therefore allow significantly longer lifetimes of the light source or the filament.
  • the invention is advantageous wherever annealed filament lamps or filament filaments are destroyed by a recrystallization process of the filament.
  • Fig. In a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention.
  • the single FIGURE shows a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention.
  • the light source has a heatable filament 1, wherein the filament 1 is arranged in a piston 2.
  • the heating of the filament 1 via electrical contacts 3 and 4.
  • the filament 1 is at least partially made of monocrystalline filament material.

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Abstract

The invention relates to a light source, in particular, an incandescent lamp, which comprises a tube (2) and a filament (1) which can be heated and is arranged in the tube (2). The light source is embodied in such a manner that the operating life thereof and of the filament (1) is extended. As a result the filament (1 ) consists at least partially of monocrystalline filament material. The invention also relates to a filament (1) for the above-mentioned light source. The invention further relates to a method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament (1) for a light source and a metal raw wire which is used as an initial material. According to said method, the raw wire is subjected, at least sectionally, to zone crystallisation which leads to the formation of an essentially monocrystalline metal structure.

Description

LICHTQUELLE, EIN FILAMENT UND EIN VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES MONOKRISTALLINEN METALLDRAHTS LIGHT SOURCE, A FILAMENT, AND A METHOD OF MAKING A MONOCRYSTALLINE METAL WIRE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle, insbesondere Glühlampe, mit einem Kolben und einem in dem Kolben angeordneten beheizbaren Filament. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Filament für eine Lichtquelle sowie ein Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Metalldrahts, insbesondere eines Filaments für eine Lichtquelle, mit einem als Ausgangsmaterial dienenden metallischen Rohdraht.The present invention relates to a light source, in particular incandescent lamp, with a piston and a heatable filament arranged in the piston. Furthermore, the present invention relates to a filament for a light source and a method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament for a light source, with a raw metal wire serving as a starting material.

Lichtquellen der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in verschiedenen Ausführungsformen. Bekannte Lichtquellen sind beispielsweise als Lampen oder Leuchtkörper mit Glühfilamenten ausgebildet, wobei Glühfilamente beispielsweise durch direkt elektrisch beheizte oder induktiv beheizte Filamente bekannt sind. Filamente werden aus Metallen oder Metallkarbiden oder Legierungen mit Metallen oder Metallkarbiden hergestellt. Entsprechende Lichtquellen sind als einfache Glühlampen, Halogenlampen oder Tantalkarbidlampen bekannt.Light sources of the type mentioned are known in practice and exist in various embodiments. Known light sources are formed, for example, as lamps or filaments with Glühfilamenten, filament filaments are known for example by directly electrically heated or inductively heated filaments. Filaments are made of metals or metal carbides or alloys with metals or metal carbides. Corresponding light sources are known as simple incandescent lamps, halogen lamps or tantalum carbide lamps.

All diesen bisher bekannten Lichtquellen oder Lampentypen ist gemein, dass die Filamente Rekristallisierungserscheinungen zeigen, die zur Zerstörung des Filaments führen. Die Glühfilamente werden nach einer bestimmten Brenndauer zerstört. Dabei reißt das Glühfilament ab und ein meist folgender Lichtbogen schmilzt dann die Enden der Bruchstellen auf. Der Filamentbruch wird häufig an überhitzten Stellen des Glühfilaments beobachtet, wobei diese Stellen als „Hotspots" bezeichnet werden. Die Hotspots können ihre Ursache in den inneren Kristallphänomenen des Glühfilaments oder in den äußeren Bedingungen eines das Glühfilament umgebenden elektromagnetischen Strahlungsfelds oder Teilchenstrahlungsfelds, beispielsweise eines Elektronengases, haben. Für Glühfilamente wie beispielsweise Wolframfilamente, Tantalfilamente oder Metallkarbidfilamente, beispielsweise Tan- talkarbidfilamente, kann für den Filamentbruch an Hotspots die folgende Modellvorstellung dienen.All these previously known light sources or lamp types have in common that the filaments show recrystallization phenomena that lead to the destruction of the filament. The filaments are destroyed after a certain burning time. The annealing filament tears off and a mostly following arc then melts the ends of the break points. The filament breakage is often observed at overheated spots of the filament, these spots being referred to as "hotspots." The hotspots may be due to internal crystal phenomena of the filament or external conditions of an electromagnetic radiation field or field, e.g., an electron gas, surrounding the filament. For filament filaments such as tungsten filaments, tantalum filaments or metal carbide filaments, for example tantalum carbide filaments, the following model presentation may be used for filament breakage at hotspots.

Glühlampen mit Wolfram- oder Metallkarbidfilamenten benötigen einen inneren Transportprozess, der vom Filament abdampfende Elemente wie beispielsweise Wolfram, Tantal, Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen wieder auf das Filament zurückführt, um das Auftreten des Filamentbruchs zu verzögern. Die Rückführung geschieht üblicherweise vornehmlich aus der Abscheidung von Wolfram, Tantal, Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen aus einer das Filament umgebenden Gasatmosphäre mit einer geeigneten Gaszusammensetzung und mit einer geeigneten Partialdruckzusammensetzung der Gaskomponenten in einem bestimmten Temperaturbereich.Incandescent filaments with tungsten or metal carbide filaments require an internal transport process, the filament evaporating elements such as tungsten, tantalum, carbon or carbon compounds back on the filament returns to delay the onset of filament breakage. The recirculation is usually done primarily from the deposition of tungsten, tantalum, carbon or carbon compounds from a surrounding the filament gas atmosphere with a suitable gas composition and with a suitable partial pressure composition of the gas components in a certain temperature range.

Die Hotspots können an oder um Kristallkomgrenzen der Filamente beobachtet werden. Die Kristallkorngrenzen in den Filamenten sind durch Ebenen oder Schichten großer kristallographischer Gitterstörungen gebildet, in denen beispielsweise Kohlenstoff beweglicher ist und schneller an die Filamentoberfläche diffundieren kann als im Restgitter. Diese Diffusion wird bei elektrisch beheizten Filamenten durch eine erhöhte Temperatur gefördert, die durch den erhöhten Wärmeabfall an den stromdurchquerten Korngrenzschichten aufgrund ihres höheren elektrischen Widerstands entstehen kann.The hotspots can be observed at or around crystal grain boundaries of the filaments. The crystal grain boundaries in the filaments are formed by planes or layers of large crystallographic lattice perturbations in which, for example, carbon is more mobile and can diffuse faster to the filament surface than in the lattice. This diffusion is promoted in electrically heated filaments by an elevated temperature, which can be caused by the increased heat loss at the current-traversed grain boundary layers due to their higher electrical resistance.

Der größere mögliche Kohlenstoffverlust bei beispielsweise Tantalkarbidlampen an den Korngrenzbereichen der Filamentoberfläche führt dort in der weiteren Folge zu einem Abdampfen von Tantalkarbid oder sogar von metallischem Tantal. Die Kris- tallkorngrenzbereiche zeigen sich deshalb auf den Filamentoberflächen nach einer bestimmten Brenndauer unter dem Mikroskop als Rillen mit beispielsweise V-förmigem Querschnittsprofil, die ausgefressen wurden.The greater possible loss of carbon in, for example, tantalum carbide lamps at the grain boundary areas of the filament surface leads there in the further consequence to an evaporation of tantalum carbide or even of metallic tantalum. The crystal grain boundary areas therefore show on the filament surfaces after a certain burning time under the microscope as grooves with, for example, V-shaped cross-sectional profile which have been eroded.

Da der nun beschriebene Modellprozess sowohl für Metallfilamente als auch für Metallkarbidfilamente weitgehend sehr ähnlich ist, soll dieser Modellprozess hier stellvertretend nur für Metallkarbidfilamente wie beispielsweise Tantalkarbidfila- mente beschrieben werden. Als Modellvoraussetzung werden annähernd zylindrische Filamentabschnitte angenommen und der im Transportkreislauf von der Filamentoberfläche abdampfende und auf diese wieder zurückgeführte Kohlenstoff betrachtet. Die angenommene annähernd zylindrische Oberfläche ist durch Korngrenzrillen gestört.Since the model process now described is largely very similar for both metal filaments and metal carbide filaments, this model process should be described here only for metal carbide filaments such as tantalum carbide filaments. As a model requirement, approximately cylindrical filament sections are assumed and considered in the transport cycle of the filament surface evaporating and recycled to this carbon. The assumed approximately cylindrical surface is disturbed by grain boundary grooves.

Der Kohlenstoff, der aus der umhüllenden Gasatmosphäre auf das Filament abgeschieden werden kann, liegt über der Filamentoberfläche atomar oder molekular, beispielsweise in Form von CH- oder CO-Verbindungen, und elektrisch neutral oder ionisiert vor. Der Partialdruck bzw. die Konzentration ist über den Kristallkomgrenz- bereichen der Oberfläche als annähernd homogen anzusehen. Die Abscheidung des Kohlenstoffs durch eine beliebig orientierte gedachte Fläche hindurch auf ihre Projektionsfläche auf der ungestörten Zylinderoberfläche des Filaments ist deshalb homogen. Der auf die tatsächliche Filamentoberfläche abgeschiedene Kohlenstoff kann so die Oberflächenbereiche, in denen auch die beobachteten Korngrenzrillen abschnittsweise vorliegen, nicht gleichmäßig bedecken. Da die Korngrenzrillenbe- reiche, die unter gleich großen Projektionsflächenabschnitten liegen wie die Nichtril- lenabschnitte, eine größere tatsächliche Abscheidungsoberfläche aufweisen als die Bereiche der Nichtrillenabschnitte, ist eine Kohlenstoffbelegung auf den Rillenwänden dünner als in den Bereichen außerhalb der Rille.The carbon that can be deposited on the filament from the surrounding gas atmosphere is atomic or molecular over the filament surface, for example in the form of CH or CO compounds, and electrically neutral or ionized before. The partial pressure or concentration is to be regarded as approximately homogeneous over the crystal compres- sion areas of the surface. The deposition of the carbon through an arbitrarily oriented imaginary surface on its projection surface on the undisturbed cylinder surface of the filament is therefore homogeneous. The carbon deposited on the actual filament surface can thus not uniformly cover the surface areas in which the observed grain boundary grooves are present in sections. Since the grain boundary groove portions, which are under screen projection areas of the same size as the non-groove portions, have a larger actual deposition surface than the regions of the non-groove portions, carbon coverage on the groove walls is thinner than in the regions outside the groove.

Im Fall des Vorliegens von ionisiertem Tantal oder Kohlenstoff oder von ionisierten Tantalverbindungen oder Kohlenstoffverbindungen kann ein Transport unter der Wirkung eines elektrischen Felds zur Filamentoberfläche hin geschehen. Dieses elektrische Feld kann durch einen Potentialunterschied zwischen der Filamentoberfläche und der Gasatmosphäre um das Filament herum entstehen, da die teilweise ionisierte Gasatmosphäre über eine endliche elektrische Leitfähigkeit verfügt und mit anderen elektrischen Bauteilen wie beispielsweise den Lampenelektroden in Berührung steht.In the case of the presence of ionized tantalum or carbon or ionized tantalum compounds or carbon compounds, transport under the action of an electric field may occur toward the filament surface. This electric field may be due to a potential difference between the filament surface and the gas atmosphere around the filament because the partially ionized gas atmosphere has finite electrical conductivity and is in contact with other electrical components such as the lamp electrodes.

Ein weiteres elektrisches Feld baut sich in elektrischen Glühlampen mit gewendel- ten Filamenten aufgrund des elektrischen Filamantwiderstands zwischen den gegenüberliegenden Wendelwindungen auf. Bei Kleinglühlampen mit typischen Wen- delfilamenten von 5 bis 10 Windungen und Betriebsspannungen von 12 Volt beträgt die elektrische Spannung zwischen benachbarten Wendelgängen ca. 1 Volt bis 2 Volt.Another electric field builds up in filament filament electric filaments due to the electrical filament resistance between the opposing filament turns. For small filament lamps with typical filaments of 5 to 10 turns and operating voltages of 12 volts, the electrical voltage between adjacent turns is about 1 volt to 2 volts.

Darüber hinaus können elektrische Felder durch Raumladungen entstehen, die aus der Elektronenglühemission des Filaments stammen. Für pulvermetallurgisch heiß- gepresstes Tantalkarbid berichten J. H. Ingold, E. Blue und WJ. Ozeroff eine Elektronenaustrittsarbeit bei der Glühemission von 3,97 eV zwischen 1.300 K - 1.900 K mit einer Richardsonkonstante von 37 A/cm2K2. Für Tantalkarbiddrähte berichten B. H. Eckstein und R. Formann zwischen 1.600 K - 2.250 K eine Elektronenaustrittsarbeit von 3,17 eV mit einer Richardsonkonstante von 0,22 A/cm2K2. K. Be- cker und H. Ewest berichten eine 2,8 mal kleinere Elektronenglühemission bei Tantalkarbid im Vergleich zu reinem Tantal. Aus den Angaben von Eckstein et al. lässt sich nach Richardson eine Elektronenglühemission von 357 A/cm2 bei 4.000 K Filamenttemperatur abschätzen. Für Wolfram beträgt der Glühemissionsstrom bei 3.000 K 14,19 A/cm2 und bei 3.655 K 479,9 A/cm2. Experimentell wurde für Wolfram bei 3.000 K ein Elektronenemissionsstrom von 5 mA pro Watt Heizleistung gefunden, der sich auf 3.655 K auf ca. 170 mA/W extrapolieren lässt. Um die Glühfila- mente treten deshalb bei hohen Temperaturen sehr hohe Elektronenraumladungen auf. Für die oben erwähnten Kleinglühlampen mit 10 Filamentwindungen, mit Windungsradien von 0,5 mm und mit einer Filamentoberfläche von ca. 15 mm2 können bei der Verwendung von Tantalkarbid als Filamentmaterial bei einer Temperatur von 4.000 K mögliche Sättigungsglühemissionselektronenströme von bis zu 50 A abgeschätzt werden.In addition, electric fields can arise from space charges resulting from the electron glow emission of the filament. For powder-metallurgically hot-pressed tantalum carbide report JH Ingold, E. Blue and WJ. Ozeroff an electron work function at the annealing emission of 3.97 eV between 1.300 K - 1.900 K with a Richardson constant of 37 A / cm 2 K 2 . For tantalum carbide wires BH Eckstein and R. Formann reported an electron work function of 3.17 eV between 1,600 K and 2,250 K with a Richardson constant of 0.22 A / cm 2 K 2 . K. Be cker and H. Ewest report a 2.8 times smaller electron glow emission with tantalum carbide compared to pure tantalum. From the data of Eckstein et al. According to Richardson, an electron glow emission of 357 A / cm 2 at 4,000 K filament temperature can be estimated. For tungsten, the glow emission current at 3,000 K is 14.19 A / cm 2 and at 3,655 K is 479.9 A / cm 2 . Experimentally, an electron emission current of 5 mA per watt heating power was found for tungsten at 3,000 K, which can be extrapolated to 3,655 K to about 170 mA / W. At high temperatures, therefore, very high electron space charges occur around the filaments. For the above-mentioned 10-filament small filament winding coils with 0.5 mm coil radii and about 15 mm 2 filament surface, when tantalum carbide is used as the filament material at a temperature of 4,000 K, possible saturation glow emission electron currents of up to 50 A can be estimated.

An der heißen Filamentoberfläche oder zwischen den heißen Wendelwindungen können Elektronen aus der Glühemission, die im elektrischen Feld zwischen den Wendelwindungen beschleunigt werden, eine dortige Ionisation von Atmosphärenbestandteilen unterstützen. Die direkte Stoßionisation im idealen Gas bei 4.000 K ist aufgrund der maximalen verfügbaren kinetischen Stoßenergie von ca. 4,3 eV für eine positive Ionisation von Atomen wie W, Ta, C, H und O nicht ausreichend. Die lonisationsenergien dieser Elemente liegen alle über 7 eV.On the hot filament surface or between the hot helical turns, electrons from the annealing emission that are accelerated in the electric field between the helical turns can assist in ionizing atmospheric constituents there. The direct impact ionization in the ideal gas at 4,000 K is insufficient due to the maximum available kinetic energy impact of about 4.3 eV for a positive ionization of atoms such as W, Ta, C, H and O. The ionization energies of these elements are all above 7 eV.

Daher ist das Auftreten von positiv ionisierten Gasbestandteilen unwahrscheinlich. Jedoch können Radikale, die aus der Thermolyse von Kohlenstoffverbindungen am heißen Filament stammen, Elektronen aus dem das Filament umgebenden Elektronengas aufnehmen. Das Auftreten von negativ geladenen Ionen ist wahrscheinlich. Auch ungeladene Gasatmosphärenbestandteile können durch einen Glühelektronenstrom entlang den elektrischen Feldlinien mitgerissen werden. Sie verhalten sich dann quasi wie Ionen und sollen hier deshalb Quasiionen genannt werden. Auf den heißen Filamentoberflächen kann nach einer bestimmten Brenndauer ein Aufwachsen von nadelartigen Kristallen beobachtet werden, wobei die Kristallnadeln zur nächsten Filamentschleife hin gerichtet sind bzw. entlang den Feldlinien zwischen den Windungen. Auch ionisierter Kohlenstoff oder ionisierte Kohlenstoffverbindungen oder deren geladene Radikale oder deren Quasiionen werden weniger in die Rillen hinein abgeschieden als auf Nichtrillenoberflächenbereiche, da sich das elektrische Feld in Rillen hinein reduziert oder ggf. verschwindet. Die Rillenoberfläche wird also weniger mit zurückgeführtem Kohlenstoff versorgt als die Nichtrillenoberfläche.Therefore, the occurrence of positively ionized gas components is unlikely. However, radicals resulting from the thermolysis of carbon compounds on the hot filament can pick up electrons from the electron gas surrounding the filament. The appearance of negatively charged ions is likely. Even uncharged gas atmosphere components can be entrained by a flow of glow electrons along the electric field lines. They then behave like ions and should therefore be called quasi-ions. On the hot filament surfaces, after a certain firing time, growth of needle-like crystals can be observed, the crystal needles being directed towards the next filament loop or along the field lines between the turns. Also, ionized carbon or ionized carbon compounds or their charged radicals or their quasi-ions are deposited less into the grooves than on non-groove surface areas as the electric field in grooves reduces or eventually disappears. The groove surface is therefore less supplied with recycled carbon than the non-groove surface.

Die heißen Filamentoberflächenbereiche strahlen das Licht nicht gleichmäßig ab. Nichtrillenbereiche von Zylinderabschnitten strahlen das Licht von der Zylinderoberfläche ab, ohne dass es zu einer Rückstrahlung bzw. Reabsorption dieses Lichts in diesen Nichtrillenbereich kommt. Rillenbereiche strahlen das Licht unter einer gewissen Rückstrahlung bzw. Selbstabsorption ab, denn die gegenüberliegenden Wandflächen der Rillen strahlen sich teilweise gegenseitig an. Die Rillenbereiche der Filamentoberfläche sind deshalb heißer als die Nichtrillenbereiche.The hot filament surface areas do not emit the light evenly. Non-groove portions of cylindrical portions radiate the light from the cylinder surface without re-radiation or reabsorption of this light in this non-groove portion. Grooved areas radiate the light under a certain reflection or self-absorption, because the opposite wall surfaces of the grooves partially radiate each other. The groove areas of the filament surface are therefore hotter than the non-groove areas.

Eine weitere Aufheizung der Rillenbereiche oder anderer Bereiche mit gestörter Oberfläche erfolgt durch den Stromeintritt der Glühemissionselektronen und das Auftreffen geladener Gasbestandteile oder Quasiionen auf die Filamentoberfläche. Diese werden im elektrischen Feld zwischen den Wendelgängen elektrisch beheizter Filamente auf die Filamentoberfläche transportiert. Dort geben die Elektronen beim Eintritt in die Filamentoberfläche die ihrer Potentialdifferenz zwischen ihrem Potential im Außenraum des Filaments und dem Potential im Filament entsprechende Energie, die gerade der Glühemissionselektronenaustrittsarbeit entspricht, in Form von Wärme ab. Zwar ist die Energiebilanz ausgeglichen, da die Glüh- emissionsströme beim Filamentaustritt durch die Mitnahme der Elektronenaustrittsarbeit kühlend wirken, jedoch treten diese „externen Heizströme" nicht homogen sondern konzentriert in bestimmte Filamentoberflächenbereiche ein, da sie der elektrischen Feldliniendichte bzw. der elektrischen Feldstärke folgen, die auf gestörten Oberflächenbereichen mit stark konvexen Krümmungen extreme Werte annehmen kann. Solche Bereiche sind unter anderem wieder die Ränder bzw. die Kanten der Korngrenzrillen, die durch die eintretenden Glühemissionselektronen oder die dort auftreffenden geladenen Gasbestandteile noch stärker aufgeheizt werden als Nichtrillenbereiche.Further heating of the groove areas or other areas with a faulty surface is effected by the current entry of the Glühemissionselektronen and the impact of charged gas constituents or quasi-ions on the filament surface. These are transported in the electric field between the turns of electrically heated filaments on the filament surface. There, the electrons enter the filament surface, the energy corresponding to their potential difference between their potential in the outer space of the filament and the potential in the filament, which just corresponds to the Glühemissionselektronenaustrittsarbeit in the form of heat. Although the energy balance is balanced, since the glow emission currents at the filament exit by the entrainment of the electron work function cooling, but these "external heating" not homogeneous but concentrated in certain filament surface areas, since they follow the electric field density and the electric field strength, the These areas include, among other things, the edges or the edges of the grain boundary grooves, which are heated even more strongly than non-groove areas by the incandescent emission electrons or the charged gas components impinging there.

Die temperaturabhängige Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit von Kohlenstoff aus den Rillen ist aufgrund der dort höheren Temperatur größer als diejenige von Nichtrillenbereichen. Da die Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit von Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen in Rillenbereichen größer ist als in Nichtrillenbereichen und da die Abscheidungsrate bzw. Rückführungsrate von Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen in die Rillen geringer ist als in Nichtrillenbereichen, kann dies zu einer Unterversorgung der Rillenbereiche mit Kohlenstoff führen.The temperature-dependent evaporation rate and evaporation rate of carbon from the grooves is greater than that due to the higher temperature there of non-groove areas. Since the evaporation rate and evaporation rate of carbon or carbon compounds are greater in groove regions than in non-groove regions, and because the deposition rate of carbon or carbon compounds into the grooves is less than in non-groove regions, this can lead to undershoot of the groove regions with carbon.

Die Folge kann im Fall von Metallkarbidfilamenten ein Phasenübergang zwischen Metallkarbidphasen sein. Im Fall von Tantalkarbidfilamenten kann sich die temperaturstabilste Gamma-Phase des vorliegenden Tantalkarbids in die weniger temperaturstabile Beta- oder Alpha-Phase umwandeln, was zu einem weiteren drastischen Anstieg der Kohlenstoffdiffusion im Tantalkarbidgitter und folgend zu einem Anstieg der Kohlenstoffabdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit im Rillenbereich führt und letztendlich zur Bildung von Bitantalkarbid führt. Die Kohlenstoffdiffusionskonstante ist beispielsweise bei 2.6500C in Ta2C ca. 9 mal höher als in TaC. Zunehmend entkohltes Tantalkarbid zeigt jedoch bis zu einer Molzusammensetzung von C/Ta = 0,75 herab einen ansteigenden elektrischen spezifischen Widerstand, was im Fall von elektrisch beheizten Filamenten zu einem höheren Wärmeabfall und damit zu einer weiteren Temperaturerhöhung in den sich zunehmend entkohlenden Rillenbereichen führt. Eine Entkohlung des Tantalkarbids in elektrisch beheizten Filamenten ist also selbstbeschleunigend.The consequence, in the case of metal carbide filaments, may be a phase transition between metal carbide phases. In the case of tantalum carbide filaments, the most temperature stable gamma phase of the present tantalum carbide can convert to the less temperature stable beta or alpha phase, resulting in a further dramatic increase in carbon diffusion in the tantalum carbide lattice and consequent increase in carbon vapor deposition rate and vaporization rate in the groove region, and ultimately leads to the formation of bitan carbide. The carbon diffusion constant, for example, at 2,650 0 C in Ta 2 C is about 9 times higher than in TaC. Increasingly decarburized tantalum carbide, however, exhibits increasing electrical resistivity down to a molar composition of C / Ta = 0.75, which in the case of electrically heated filaments results in higher heat loss and hence further temperature increase in the increasingly decarburizing groove regions. Decarburization of the tantalum carbide in electrically heated filaments is thus self-accelerating.

Die stetig zunehmende Temperaturüberhöhung in den Rillenbereichen kann zu einem zusätzlichen Abdampfen von Tantalkarbid oder nach genügender Entkohlung sogar von metallischem Filamentmaterial, d.h. Tantal, führen, wodurch sich die Rillen vergrößern und vertiefen. Dies beschleunigt abermals die oben beschriebene Entwicklung bzw. eine weitere Temperaturüberhöhung in den Rillenbereichen durch beispielsweise die gleichermaßen zunehmende Strahlungsselbstabsorption.The steadily increasing temperature rise in the groove areas can lead to additional evaporation of tantalum carbide or, after sufficient decarburization, even of metallic filament material, i. Tantalum, whereby the grooves enlarge and deepen. This again accelerates the above-described development or a further increase in temperature in the groove regions by, for example, the equally increasing radiation self-absorption.

Das Tantalkarbid zeigt mit zunehmender Entkohlung eine starke Dichteänderung, wodurch starke mechanische Spannungen in den Rillenbereichen auftreten können. Mit dieser Entwicklung geht bei zunehmender Brenndauer ein temperaturinduziertes Kristallkornwachstum im Filament einher. Das Kristallkornwachstum endet erst, wenn die Kristallkörner den Durchmesser des Filamentdrahts erreicht haben. Dann können sich Einzelkomgrenzen über den gesamten Drahtquerschnitt spannen und eine durchgehende Bruchebene oder Gleitebene bilden. Die wachsenden Kristall- korngrenzschichten zeigen wegen der dortigen starken Gitterstörungen schon selbst eine Dichteänderung, die mechanische Spannungen erzeugt.The tantalum carbide shows a strong density change with increasing decarburization, whereby strong mechanical stresses can occur in the groove areas. This development is accompanied by a temperature-induced crystal grain growth in the filament as the burning time increases. Crystal grain growth does not stop until the crystal grains have reached the diameter of the filament wire. Then individual komgrenzen can stretch over the entire wire cross-section and form a continuous fracture plane or slip plane. The growing crystal Grain boundary layers already show a density change due to the strong lattice disturbances, which generates mechanical stresses.

Folglich liegt in den Rillen und den von hier ausgehenden Komgrenzschichten die größte Gitterstörung bzw. die geringste mechanische Festigkeit des Filaments zusammen mit den großen mechanischen Spannungen vor. An diesen selbstinduzierten Bruchstellen reißt nach einer bestimmten Brenndauer der Filamentdraht ab. Um dieses Verhalten wenigstens zu verzögern, werden heute bekannterweise die Filamente wie beispielsweise Wolframfilamente mit Metallen wie Rhenium oder Hafnium legiert oder mit Fremdmetalloxiden aus Thorium, Aluminium, Kalzium, Silizium oder Kalium dotiert. Die Legierung führt zur Bildung von Mischkristallen mit geringeren Kristallwachstumsgeschwindigkeiten im Filament, wohingegen die Fremdmetalloxiddotierung zu Gitterstörstellen führt, die das Kristallkornwachstum verzögern oder in bestimmte Wachstumsrichtungen lenken, um beispielsweise im Fall von in den Filamentrohdraht gebrachten Kaliumclustern, die sich durch den Drahtziehvorgang entlang der Drahtachse verziehen bzw. Längsspuren bilden, ein so genanntes Stapeldrahtgefüge zu erzeugen, das das Hochtemperatur-Korngrenzgleiten einschränkt.Consequently, the largest lattice disturbance or the lowest mechanical strength of the filament together with the large mechanical stresses is present in the grooves and the boundary layers extending from here. At these self-induced break points breaks off after a certain burning time of the filament wire. To at least delay this behavior, it is known today that the filaments such as tungsten filaments are alloyed with metals such as rhenium or hafnium or doped with foreign metal oxides of thorium, aluminum, calcium, silicon or potassium. The alloy results in the formation of mixed crystals with lower crystal growth rates in the filament, whereas the extraneous metal oxide doping leads to lattice perturbations that retard or direct crystal grain growth, for example in the case of potassium clusters brought into the filament raw wire, which warp along the wire axis through the wire drawing process or longitudinal tracks form to produce a so-called stacked wire structure, which limits the high-temperature grain boundary sliding.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtquelle, ein Filament für eine Lichtquelle und ein Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Metalldrahts anzugeben, wonach eine Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle und des Filaments und eine höhere mechanische Stabilität eines als Filament verwendbaren Metalldrahts bei vereinfachter Herstellung erreicht sind.The present invention is therefore based on the object of specifying a light source, a filament for a light source and a method for producing a monocrystalline metal wire, after which an extension of the life of the light source and the filament and a higher mechanical stability of a usable as a filament metal wire with simplified production are reached.

Die voranstehende Aufgabe ist zum einen durch eine Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die Lichtquelle derart ausgestaltet und weitergebildet, dass das Filament zumindest bereichsweise aus monokristallinem Filamentmaterial besteht.The above object is achieved on the one hand by a light source with the features of claim 1. Thereafter, the light source is designed and refined such that the filament consists at least partially of monocrystalline filament material.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass durch eine geeignete Wahl der Kristallstruktur des Filamentmaterials die obige Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst wird. Hierzu ist das Filament im Konkreten zumindest bereichsweise aus monokristallinem Filamentmaterial ausgebildet. Je weitläufiger das Filament aus monokristallinem Filamentmaterial ausgebildet ist, desto vorteilhafter wirkt sich diese Ausgestaltung auf die Lebensdauer der Lichtquelle aus. Da monokristallines FiIa- mentmaterial weitestgehend glatte Oberflächen aufweist, weist es keine oder kaum innere Kristallkorngrenzen und somit auch keine elektrischen Übergangswiderstände an Kristallkorngrenzen oder Kristallkorngrenzgleitebenen oder -bruchebenen oder inhomogene innere Diffusionswege für Filamentmaterialbeimengungen wie Dotierungen oder Wasserstoff oder Kohlenstoff oder eine oberflächliche Kristall- korngrenzrillenbildung auf. Aufgrund der monokristallinen Beschaffenheit weist das Material eine über die Oberfläche hinweg gleichmäßige Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit für Filamentmaterialbeimengungen wie beispielsweise Kohlenstoff oder für Filamentmaterial wie beispielsweise Kohlenstoffverbindungen oder FiIa- mentmetall auf. Das Material besitzt weiterhin eine über die Oberfläche homogene Aufnahmerate für beispielsweise Kohlenstoff und eine über die Oberfläche gleichmäßige oder stetige Temperaturverteilung. Aufgrund dieser Eigenschaften wird das Auftreten von Hotspots nach dem obigen Modell vermieden und kann dadurch die Lebensdauer von Lichtquellen mit einem Glühfilament oder von Filamenten erhöht werden.According to the invention it has been recognized that by a suitable choice of the crystal structure of the filament material, the above object is achieved in a surprisingly simple manner. For this purpose, the filament in the concrete is at least partially formed of monocrystalline filament material. The more extensive the filament is formed from monocrystalline filament material, the more advantageous it has Embodiment on the life of the light source. Since monocrystalline fi lament material has largely smooth surfaces, it has no or hardly any internal crystal grain boundaries and thus no electrical contact resistances at crystal grain boundaries or Kristallkorngrenzgleitebenen or fracture planes or inhomogeneous internal diffusion paths for Filamentmaterialbeimengungen such as doping or hydrogen or carbon or a superficial Kristallkorngrenzrillenbildung. Due to the monocrystalline nature, the material has a uniform evaporation rate and evaporation rate across the surface for filament material admixtures such as carbon or for filament material such as carbon compounds or filament metal. The material further has a homogeneous absorption rate over the surface for, for example, carbon and a uniform or continuous temperature distribution over the surface. Due to these characteristics, the occurrence of hotspots according to the above model is avoided, and thus the life of light sources with filament or filaments can be increased.

Zur Realisierung einer besonders hochwertigen monokristallinen Struktur des FiIa- mentmaterials könnte das Filament zumindest bereichsweise aus zonenkristallisiertem Filamentmaterial bestehen. Mit einer Zonenkristallisierung ist auf besonders zuverlässige und einfache Weise eine weitgehend monokristalline Struktur erreichbar. Unter Zonenkristallisation ist im Konkreten die kontrollierte oder gesteuerte fortschreitende Kristallisation oder Rekristallisation des Filamentmaterials zu verstehen. Dabei geht eine derartige Kristallisation oder Rekristallisation von einem induzierten oder bereits vorliegenden Kristallisationszentrum mit der Folge der Bildung eines Monokristalls oder Einkristalls aus. Eine Zonenkristallisation kann durch die kontrollierte bzw. gesteuerte beispielsweise epitaktische Abscheidung von Material aus einer Gasphase oder aus einer flüssigen Phase wie beispielsweise einer Lösung oder einer Dispersion oder einer Schmelze an Kristallkeimen erzeugt werden. Eine derartige Vorgehensweise erzeugt im Allgemeinen ein zuverlässiges aber langsames Kristallwachstum.To realize a particularly high-quality monocrystalline structure of the fi lament material, the filament could at least partially consist of zone-crystallized filament material. With a zone crystallization, a largely monocrystalline structure can be achieved in a particularly reliable and simple manner. In particular, zone crystallization means the controlled or controlled progressive crystallization or recrystallization of the filament material. Such crystallization or recrystallization starts from an induced or already existing crystallization center with the consequence of the formation of a monocrystal or single crystal. Zone crystallization may be produced by the controlled deposition of, for example, epitaxial deposition of material from a gaseous phase or from a liquid phase such as a solution or dispersion or melt of seed crystals. Such a procedure generally produces reliable but slow crystal growth.

Zur Realisierung einer besonders schnellen Herstellung eines zonenkristallisierten Filamentmaterials könnte die Zonenkristallisation durch eine räumlich begrenzte Erwärmung des Filaments erzeugt sein. Mit anderen Worten liegt hier eine tempe- raturinduzierte Zonenkristallisation in einem Festkörper vor.To realize a particularly rapid production of a zone-crystallized filament material, the zone crystallization could be limited by a spatially limited Heating the filament to be generated. In other words, there is a temperature-induced zone crystallization in a solid state.

Die Erwärmung könnte in besonders einfacher und zuverlässiger Weise mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls erzeugt sein, durch den das Filament geführt wird oder der entlang des Filaments geführt wird.The heating could be produced in a particularly simple and reliable manner by means of an electron or laser beam, through which the filament is guided or which is guided along the filament.

Alternativ hierzu könnte die Erwärmung ebenfalls in einfacher Weise mittels einer induktiven Aufheizung erzeugt sein. Dabei könnte das Filament durch eine Induktionsschleife geführt oder die Induktionsschleife entlang des Filaments geführt werden.Alternatively, the heating could also be generated in a simple manner by means of inductive heating. The filament could be passed through an induction loop or the induction loop along the filament.

Bei einer weiteren Alternative könnte die Erwärmung mittels einer Edelgasplasmaflamme oder einer Wasserstoffplasmaflamme erzeugt sein. Auch hierdurch ist eine zuverlässige bereichsweise Kristallisation in Form einer Zonenkristallisation erreichbar.In another alternative, the heating could be generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. This also makes it possible to achieve reliable regional crystallization in the form of zone crystallization.

Zur Gewährleistung eines besonders vorteilhaften Oberflächenbereichs des FiIa- mentmaterials könnte das Filamentmaterial zumindest bereichsweise mechanisch und/oder elektrisch geglättet oder poliert sein.To ensure a particularly advantageous surface area of the filament material, the filament material could be at least partially mechanically and / or electrically smoothed or polished.

Das Filament könnte ein Metall oder Metallkarbid oder mindestens eine Legierung mit einem Metall oder Metallkarbid aufweisen. Dabei könnte das Metall in besonders vorteilhafter Weise zur Realisierung einer besonders langen Lebensdauer der Lichtquelle Tantal oder Wolfram sein. Diesbezüglich noch vorteilhafter könnte als Metallkarbid Tantalkarbid verwendet sein.The filament could comprise a metal or metal carbide or at least one alloy with a metal or metal carbide. In this case, the metal could be tantalum or tungsten in a particularly advantageous manner for realizing a particularly long life of the light source. In this regard, even more advantageous than tantalum carbide could be used as a metal carbide.

Zur Gewährleistung eines besonders reinen Filamentmaterials könnte das Rohmaterial für das Filament aus einer Elektrolyse oder aus einer Vakuumschmelze gewonnen sein. Dabei könnte in besonders vorteilhafter Weise die bei der Elektrolyse verwendete Lösung eine wässrige Lösung sein. Hierdurch ist eine besonders glatte und dichte Metallabscheidung gewährleistet.To ensure a particularly pure filament material, the raw material for the filament could be obtained from an electrolysis or from a vacuum melt. In this case, the solution used in the electrolysis could be an aqueous solution in a particularly advantageous manner. This ensures a particularly smooth and dense metal deposition.

Die oben stehende Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 13 des Weiteren durch ein Filament für eine Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gelöst. Hinsichtlich der Vorteile eines derartigen Filaments für eine Lichtquelle wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den voranstehenden Text verwiesen.The above object is further achieved according to claim 13 by a filament for a light source according to one of claims 1 to 12. Regarding the advantages of such a filament for a light source is referred to the preceding text to avoid repetition.

Die oben stehende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Metalldrahts, insbesondere eines Filaments für eine Lichtquelle, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst, wobei ein als Ausgangsmaterial dienender metallischer Rohdraht verwendet wird. Danach ist das Verfahren derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Rohdraht zumindest bereichsweise einer eine im Wesentlichen monokristalline Metallstruktur erzeugenden Zonenkristallisation unterzogen wird.The above object is further achieved by a method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament for a light source, having the features of claim 14, wherein a metallic raw wire serving as a starting material is used. Thereafter, the method is configured and further developed in such a way that the raw wire is subjected at least in regions to a zone crystallization producing a substantially monocrystalline metal structure.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass der Einsatz einer Zonenkristallisation die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache Weise löst und ein Filament- material mit besonders hoher Qualität ermöglicht. Da zonenkristallisiertes FiIa- mentmaterial monokristallin oder zumindest weitgehend monokristallin ist und glatte Oberflächen aufweist, besitzt es keine oder nahezu keine inneren Kristallkorngrenzen und somit auch keine elektrischen Kristallkorngrenzübergangswiderstände oder Kristallkorngrenzgleitebenen oder -bruchebenen oder inhomogene innere Diffusionswege für Filamentmaterialbeimengungen wie Dotierungen oder Wasserstoff oder Kohlenstoff oder oberflächliche Kristallkorngrenzrillenbildung. Das zonenkristallisierte Filamentmaterial besitzt aufgrund seiner monokristallinen Beschaffenheit eine über die Oberfläche gleichmäßige Abdampfrate und Abdampfgeschwindigkeit für Filamentmaterialbeimengungen wie beispielsweise Kohlenstoff oder für Filamentmaterial wie beispielsweise Kohlenstoffverbindungen oder Filamentmetall. Es besitzt eine über die Oberfläche homogene Aufnahmerate für beispielsweise Kohlenstoff und eine über die Oberfläche gleichmäßige bzw. stetige Temperaturverteilung. Wegen dieser Eigenschaften wird das Auftreten von Hotspots nach dem obigen Modell vermieden. Dadurch ist die Lebensdauer von Lichtquellen, Lampen oder Leuchtkörpem mit einem derartigen Glühfilament erhöht.According to the invention, it has been recognized that the use of zone crystallization solves the above problem in a surprisingly simple manner and enables a filament material with particularly high quality. Since zone crystallized film material is monocrystalline or at least substantially monocrystalline and has smooth surfaces, it has no or nearly no intrinsic crystal grain boundaries and thus no electrical crystal grain boundary resistances or crystal grain boundary planes or fracture planes or inhomogeneous internal diffusion paths for filament material admixtures such as dopants or hydrogen or carbon or surface crystal grain boundary groove formation , Due to its monocrystalline nature, the zone-crystallized filament material has a uniform evaporation rate and evaporation rate for filament material admixtures such as carbon or filament material such as carbon compounds or filament metal. It has a homogeneous absorption rate over the surface for, for example, carbon and a uniform or continuous temperature distribution over the surface. Because of these characteristics, the occurrence of hotspots according to the above model is avoided. As a result, the life of light sources, lamps or Leuchtkörpem is increased with such Glüh filament.

Aus der EP 1 445 340 A2 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Metalldrahts bekannt. Bei dem bekannten Verfahren findet eine Rekristallisation während einer plastischen Deformation von Rohdrähten in Form eines Ver- zwirbelns zweier Drähte gegeneinander oder in Form einer Torsion eines Drahts um seine Drahtachse während einer Wärmebehandlung statt. Das bekannte Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass es nur auf Drähte mit Drahtstärken im Bereich zwischen 0,01 bis 5 Mikrometer anwendbar ist und dass der monokristallisierte verzwirbelte Draht zur Verwendung wieder entzwirbelt und ausgereckt werden muss oder gegebenenfalls in eine weitere andere Form gebracht werden muss, was wieder zu Kristallstörungen des fertigen Monokristalls führen kann.From EP 1 445 340 A2 a method for producing a monocrystalline metal wire is already known. In the known method recrystallization takes place during a plastic deformation of raw wires in the form of a twirling of two wires against each other or in the form of a twist of a wire about its wire axis during a heat treatment. The known method However, it has the disadvantage that it is only applicable to wires with wire thicknesses in the range between 0.01 to 5 microns and that the monocrystallized twisted wire must be rewound and stretched for use again or possibly must be brought into a different other form, what again can lead to crystal defects of the finished monocrystal.

Das Rohmaterial für den Draht muss derart vorliegen, dass es für das Zonenkristallisationsverfahren anwendbar ist. Hierzu könnte das Rohmaterial für den Rohdraht in besonders vorteilhafter Weise aus einer Elektrolyse oder Vakuumschmelze gewonnen werden. Dies bietet sich insbesondere für Tantal- oder Tantalkarbiddrähte hinsichtlich des Rohtantals an. Eine Herstellung aus beispielsweise pulvermetallurgischem Material oder Sintermaterial ist ungünstiger, da die versinterten Materialpulverkörner sich mit unterschiedlichen Kristallorientierungsachsen im Material eingebettet haben und im Zonenkristallisationsverfahren schon eine gegebenenfalls ungewünschte Kristallisationsrichtung vorgeben oder als mehrfache Kristallisationskeime wirken, von denen in der betrachteten Zone gleichzeitig getrennte Kristalle auswachsen, die wieder unerwünschte Korngrenzen bilden. Der Vorteil von Rohmaterial aus der Elektrolyse ist die im Allgemeinen hohe chemische Reinheit und die nicht- bzw. wenig kristalline Struktur des Materials. Materialverunreinigungen stören nämlich das gewünschte Kristallwachstum und stellen spätere Gitterstörungen dar.The raw material for the wire must be such that it is applicable to the zone crystallization method. For this purpose, the raw material for the raw wire could be obtained in a particularly advantageous manner from an electrolysis or vacuum melt. This is particularly suitable for tantalum or tantalum carbide wires with respect to the raw tantalum. A preparation of, for example, powder metallurgical material or sintered material is less favorable because the sintered powdered material grains have embedded with different crystal orientation axes in the material and in the zone crystallization already pretend an undesirable direction of crystallization or act as multiple crystallization nuclei, of which grown in the considered zone simultaneously separate crystals, the again form undesirable grain boundaries. The advantage of raw material from electrolysis is the generally high chemical purity and the non-or little crystalline structure of the material. Material contamination disturbs namely the desired crystal growth and represent later lattice defects.

Beispielsweise das Elektrolysetantal wird nicht in Form von Pulvern abgeschieden, sondern in Form von Kathodenfestkörpern wie Stäben, Blechen oder Platten. Bei der Elektrolyse könnte daher in besonders vorteilhafter Weise eine wässrige Lösung verwendet werden. Im Konkreten könnte eine Elektrolyse-Tantalherstellung aus einer wässrigen Tantallösung erfolgen. Ein Elektrolyseherstellungsverfahren aus einer Tantalschmelze führt nämlich wegen der geringen Leitfähigkeit der Salzschmelzen- elektrolyte zur Bildung von groben dentritischen oder flitterartigen Tantalkristallen. Bei der Elektrolysetantalabscheidung aus einer wässrigen Tantallösung hingegen führen hohe Metallionenkonzentrationen im Elektrolyten - gegebenenfalls mit Unterstützung durch eine hohe Elektrolytleitfähigkeit - und eine hohe Badtemperatur zusammen mit einer hohen Keimbildungsgeschwindigkeit zu glatten und dichten Metallabscheidungen. Die Keimbildungsgeschwindigkeit kann durch eine hohe Ka- thodentemperatur gefördert werden. Die Bildung unerwünschter Polykristalle wird hierdurch wirksam vermieden.For example, the Elektrolysetantal is not deposited in the form of powders, but in the form of cathode solids such as rods, sheets or plates. In the electrolysis, therefore, an aqueous solution could be used in a particularly advantageous manner. Specifically, an electrolysis tantalum preparation could be made from an aqueous tantalum solution. Because of the low conductivity of the molten salt electrolytes, an electrolytic production process from a molten tantalum leads to the formation of coarse dentritic or flaky tantalum crystals. In the case of electrolysis tantalum deposition from an aqueous tantalum solution, on the other hand, high metal ion concentrations in the electrolyte-optionally with the aid of high electrolyte conductivity-and a high bath temperature together with a high nucleation rate lead to smooth and dense metal deposits. The nucleation rate can be determined by a high Ka be promoted thodentemperatur. The formation of unwanted polycrystals is thereby effectively avoided.

In weiter vorteilhafter Weise könnte das Rohmaterial mittels Drahtwalzmaschinen und/oder Drahtrundhämmermaschinen und/oder mittels Drahtzieh Werkzeugen in einer Warmverformung zum Rohdraht oder Filamenthalbzeug verarbeitet werden. Die im Rohdraht noch vorhandene Gitterstruktur wird durch eine derartige mechanische Bearbeitung bzw. durch die damit einhergehende starke plastische Deformation so stark zerstört und homogenisiert, dass ein anschließender Rekristallisations- prozess kontrolliert ausgeführt werden kann.In a further advantageous manner, the raw material could be processed by means of wire-rolling machines and / or wire-rotary hammers and / or by means of wire drawing tools in a hot deformation to form the raw wire or filament semi-finished product. The lattice structure still present in the raw wire is so strongly destroyed and homogenized by such mechanical processing or by the associated strong plastic deformation that a subsequent recrystallization process can be carried out in a controlled manner.

Sollte die plastische Deformation und Homogenisierung des Gittergefüges durch den obigen mechanischen Bearbeitungsvorgang noch nicht ausreichend sein, so könnte der Rohdraht zur Erzeugung einer Biegung im Rohdraht über mindestens eine Rolle gezogen werden. Dabei könnte der Rohdraht mehrfach so über möglichst kleine Rollen oder möglichst dünne Achsen gezogen werden, dass der Draht möglichst kleine Biegungsradien bei möglichst großen Biegungswinkeln erfährt. In möglichst günstiger Weise könnte der Rohdraht dabei mit einem Biegungswinkel von 360 Grad und mehr über die Rolle oder über die Rollen gezogen werden.Should the plastic deformation and homogenization of the lattice structure not be sufficient by the above mechanical machining operation, then the raw wire could be drawn over at least one roller to produce a bend in the raw wire. In this case, the raw wire could be repeatedly pulled over as small as possible roles or as thin as possible axes that the wire learns the smallest possible bending radii with the largest possible bending angles. In the most favorable manner, the raw wire could be pulled with a bending angle of 360 degrees and more on the role or on the rollers.

In weiter vorteilhafter Weise könnte der Rohdraht über mehrere Rollen gezogen werden, deren Achsen in vorgebbaren Winkeln zueinander stehen. Im Konkreten könnten alle nacheinander folgenden Rollenachsen oder Biegeachsen jeweils gegen die folgende Achse um jeweils einen bestimmten Winkel weiter verdreht sein, so dass die Drahtachse in möglichst viele Azimutwinkel im Bereich zwischen 0 Grad und 360 Grad gebogen wird. Die Rollenbahn bzw. der Drahtverlauf in dieser Mehr- fachbiegeanordnung zeigt dann einen verwinkelten dreidimensionalen Verlauf.In a further advantageous manner, the raw wire could be pulled over several rollers whose axes are at predetermined angles to each other. In concrete terms, all successive roller axes or bending axes could each be further rotated by a certain angle relative to the following axis, so that the wire axis is bent into as many azimuth angles as possible in the range between 0 degrees and 360 degrees. The roller conveyor or the wire path in this multi-fold bending arrangement then shows an angular three-dimensional course.

Im Hinblick auf die Herstellung eines Filaments könnte der Rohdraht zur Bildung einer Wendel um eine Achse gewickelt werden. Dies könnte durch den letzten Umlenkvorgang des Rohdrahts in der Mehrfachbiegeanordnung erfolgen, um bereits den Wendelgang eines Wendelfilaments herzustellen. Im Konkreten könnte der Draht nicht über eine letzte Biegerolle oder Biegeachse gezogen sondern auf die letzte Biegeachse aufgewickelt werden. Eine derartige Biegeachse könnte beispielsweise ein feststehender zylindrischer oder spitzkegeliger Dorn sein, über den der Draht mittels eines Reibrads oder einer Reibrolle geschoben oder gewickelt wird, so dass am Ende des Doms an der Dornspitze eine Endlosspirale oder Endloswendel abläuft.With regard to the production of a filament, the raw wire could be wound around an axis to form a helix. This could be done by the last deflection of the raw wire in the Mehrfachbiegeanordnung to already produce the helical turn of a helical filament. Specifically, the wire could not be pulled over a final bending roll or bending axis but wound on the last bending axis. Such a bending axis could, for example, be a fixed cylindrical or pointed conical mandrel over which the wire is pushed or wound by means of a friction wheel or a friction roller, so that at the end of the dome on the mandrel tip an endless spiral or endless spiral takes place.

Die erfindungsgemäße Zonenkristallisation ist eine kontrollierte bzw. gesteuerte fortschreitende Kristallisation oder Rekristallisation des Rohdrahts. Zur Gewährleistung einer besonders sicheren Zonenkristallisation könnte die Zonenkristallisation durch eine von einem induzierten oder bereits vorliegenden Kristallisationszentrum im Rohdraht ausgehende fortschreitende Kristallisation erzeugt werden. Die Folge dieses Vorgehens ist die Bildung eines Einkristalls oder Monokristalls.The zone crystallization according to the invention is a controlled or progressive advancing crystallization or recrystallization of the raw wire. To ensure particularly secure zone crystallization, zone crystallization could be generated by progressive crystallization emanating from an induced or already existing crystallization center in the raw wire. The consequence of this procedure is the formation of a single crystal or monocrystal.

Ein besonders schnelles Verfahren zur Zonenkristallisation erfolgt durch eine temperaturinduzierte Zonenkristallisation, wobei dem Rohdraht zur Zonenkristallisation in einem vorgebbaren Bereich Wärme zugeführt werden könnte.A particularly rapid process for zone crystallization is carried out by a temperature-induced zone crystallization, wherein the raw wire for zone crystallization in a predetermined range heat could be supplied.

Zur Verhinderung eines Abreißens des Drahts beim Zonenkristallisationsverfahren könnte die im Rohdraht erzeugte Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Rohdrahts gewählt werden. Dabei könnte die Temperatur sogar unter der kritischen Temperatur der mechanischen Fließgrenze des Filamentdrahts liegen.To prevent tearing of the wire in the zone crystallization process, the temperature generated in the raw wire could be selected below the melting temperature of the raw wire. The temperature could even be below the critical temperature of the yield strength of the filament wire.

In weiter vorteilhafter Weise könnte durch die Wärme eine zumindest bereichsweise Aufschmelzung der Oberfläche des Rohdrahts erzeugt werden. Hierdurch könnten Oberflächenunebenheiten, die von einer vorangegangenen mechanischen Drahtbearbeitung stammen, eingeebnet oder geglättet werden. Hierdurch können bei einer Verwendung des Metalldrahts als Filament in einer Glühlampe beim Lampenbetrieb elektrische Feldspitzen vermieden werden, die von Oberflächenkanten oder Oberflächenspitzen auf der Filamentoberfläche erzeugt werden könnten. Eine derart bereichsweise Aufschmelzung könnte erreicht werden, falls die Drahttemperatur nahe des Schmelzpunkts des Drahtmaterials eingestellt werden könnte.In a further advantageous manner, an at least partially melting of the surface of the raw wire could be generated by the heat. As a result, surface irregularities originating from a previous mechanical wire processing could be leveled or smoothed. As a result, when using the metal wire as a filament in an incandescent lamp when lamp operation electric field spikes can be avoided, which could be generated by surface edges or surface tips on the filament surface. Such a partial reflow could be achieved if the wire temperature could be adjusted near the melting point of the wire material.

Im Hinblick auf eine besonders sichere Vorgabe und Definition des erwärmten Bereichs könnte die Wärme mittels eines auf den Rohdraht fokussierten Elektronenstrahls oder Laserstrahls erzeugt werden. Hierdurch ist eine besonders sichere Vorgabe des Bereichs möglich, dem Wärme zugeführt werden soll. Dabei ist eine quasi punktuelle Erwärmung des Rohdrahts und eine sichere Ansteuerung des zu erwär- menden Bereichs des Rohdrahts mit dem Elektronen- oder Laserstrahl möglich, da derartige Elektronen- oder Laserstrahlen sehr präzise geführt und gesteuert werden können.In view of a particularly reliable specification and definition of the heated region, the heat could be generated by means of an electron beam or laser beam focused on the raw wire. As a result, a particularly reliable specification of the range is possible, the heat to be supplied. In this case, a quasi-selective heating of the raw wire and a safe control of the to be expected menden range of the raw wire with the electron or laser beam possible because such electron or laser beams can be very precisely managed and controlled.

Im Konkreten kann die Zonenkristallisation dadurch herbeigeführt werden, dass eine Anfangszone des fertig gezogenen Drahts oder des fertig geformten Filaments mittels eines auf einen sehr kleinen Zonenbereich des Drahts oder Filaments fokus- sierten Elektronen- oder Laserstrahls soweit erhitzt wird, dass der Rekristallisie- rungsprozess in dieser Zone startet. Bei Verwendung eines Elektronenstrahls könnte dies im Vakuum erfolgen.Concretely, the zone crystallization can be effected by heating an initial zone of the finished wire or the finished shaped filament by means of an electron beam or laser beam focused on a very small zone area of the wire or filament so that the recrystallization process in this Zone starts. When using an electron beam, this could be done in a vacuum.

Im Hinblick auf eine gleichmäßige Erwärmung der gewünschten Zone könnte der Durchmesser des Elektronenstrahls oder Laserstrahls auf der Oberfläche des Rohdrahts im Wesentlichen der Drahtstärke oder dem Durchmesser des Rohdrahts entsprechen. Zur sicheren und gleichmäßigen Zonenkristallisation könnte der Rohdraht mit vorgebbarer Geschwindigkeit durch den Elektronenstrahl oder Laserstrahl oder der Elektronenstrahl oder Laserstrahl mit vorgebbarer Geschwindigkeit entlang des Rohdrahts geführt werden. Die Führungs- oder Relativgeschwindigkeit muss dabei auf die gewünschte und erzeugte Zonentemperatur abgestimmt sein. Diese Abstimmung oder die Verweildauer des Drahts in der Temperaturzone, in der eine Rekristallisation stattfinden kann, sollte eine im Wesentlichen vollständige Rekristalli- sierung sicherstellen. In diesem Fall wächst der in der aufgeheizten Anfangszone induzierte Kristall entsprechend der Drahtführungsgeschwindigkeit oder Relativgeschwindigkeit gleichmäßig entlang der Drahtachse weiter und bildet längs des Drahts einen Einkristall.With a view to uniformly heating the desired zone, the diameter of the electron beam or laser beam on the surface of the raw wire could substantially correspond to the wire gauge or the diameter of the raw wire. For safe and uniform zone crystallization of the raw wire at a predeterminable speed by the electron beam or laser beam or the electron beam or laser beam at a predeterminable speed along the raw wire could be performed. The guide or relative speed must be matched to the desired and generated zone temperature. This tuning or the residence time of the wire in the temperature zone where recrystallization can take place should ensure substantially complete recrystallization. In this case, the crystal induced in the heated initial zone continues to grow uniformly along the wire axis in accordance with the wire guiding speed or relative velocity, forming a single crystal along the wire.

Als Alternative zu einer Erwärmung mittels Laser- oder Elektronenstrahls könnte die Wärme mittels einer induktiven Heizung erzeugt werden. Dabei könnte der Rohdraht zum induktiven Aufheizen mit vorgebbarer Geschwindigkeit durch eine Induktionsschleife oder eine Induktionsschleife mit vorgebbarer Geschwindigkeit entlang des Rohdrahts geführt werden. Dabei könnte bei der induktiven Aufheizung der Draht durch eine möglichst schmale Induktionsschleife geführt werden, um die Rekristallisierungszone möglichst schmal zu halten. Bei einer weiter alternativen Ausgestaltung des Verfahrens könnte die Wärme mittels einer Edelgasplasmaflamme oder einer Wasserstoffplasmaflamme erzeugt werden. Sowohl bei einer Erwärmung mittels Plasmaflammen oder Laserstrahls als auch bei einer induktiven Erwärmung ist vorteilhaft, dass der Erwärmungsprozess in einer Gasatmosphäre, beispielsweise in einer Edelgasatmosphäre, Schutzgasatmosphäre oder Wasserstoffatmosphäre, durchgeführt werden könnte.As an alternative to heating by means of laser or electron beam, the heat could be generated by means of inductive heating. In this case, the raw wire for inductive heating at a predeterminable speed could be guided through an induction loop or an induction loop at a predeterminable speed along the rough-wire. In the case of inductive heating, the wire could be passed through a narrow induction loop in order to keep the recrystallization zone as narrow as possible. In a further alternative embodiment of the method, the heat could be generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. Both in the case of heating by means of plasma flame or laser beam and in the case of inductive heating, it is advantageous that the heating process could be carried out in a gas atmosphere, for example in a noble gas atmosphere, inert gas atmosphere or hydrogen atmosphere.

Zur Gewährleistung einer besonders kontrollierten Erwärmung eines vorgebbaren Bereichs des Rohdrahts könnte ein während der Zufuhr von Wärme nicht zu erwärmender Bereich des Drahts gekühlt werden. Hierdurch kann ein zu früher ungewollter Rekristallisierungsprozess außerhalb des vorgebbaren Bereichs aufgrund der Kühlung weitestgehend unterdrückt werden. Das Kühlen des nicht zu erwärmenden Bereichs könnte in besonders einfacher Weise durch einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom oder in einem Kühlbad erfolgen. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte das Kühlen durch Kontakt mit einem Kühlkörper erfolgen.To ensure a particularly controlled heating of a predeterminable region of the raw wire, a region of the wire which is not to be heated during the supply of heat could be cooled. As a result, an unintended recrystallization process outside the predefinable range can be largely suppressed due to the cooling. The cooling of the region not to be heated could be effected in a particularly simple manner by a gas or liquid stream or in a cooling bath. Alternatively or additionally, cooling could be by contact with a heat sink.

Insbesondere bei einer Laseraufheizung, einer induktiven Aufheizung oder einer Aufheizung mittels Edelgasplasmaflamme oder Wasserstoffplasmaflamme könnte ein gezielter Gas- oder Flüssigkeitsstrom eingesetzt werden, um die Nachbarbereiche der Rekristallisationszone so herabzukühlen, dass die Wärmeleitung über den Draht zu keiner zu frühen, unkontrollierten Rekristallisation in den Zonennachbarbe- reichen führt, die zunächst nicht zur erwärmen sind.In particular, in the case of laser heating, inductive heating or heating by means of a noble gas plasma flame or hydrogen plasma flame, a targeted gas or liquid stream could be used to cool down the neighboring regions of the recrystallization zone so that the heat conduction via the wire does not lead to an early, uncontrolled recrystallization in the zone adjacent. rich, which are not warming at first.

Im Falle der Zonenbeheizung durch einen Elektronenstrahl könnten die Zonennach- barbereiche in vorteilhafter Weise durch eine Festkörperkontaktkühlung herabgekühlt werden. Eine sehr einfache apparative Anordnung könnte realisiert werden, wenn das Zonenkristallisieren über einer Kühlbadoberfläche wie beispielsweise einer Wasserbadoberfläche oder einer Ölbadoberfläche durchgeführt wird. Dabei könnte der Draht von einer Drahtspule aus einem Wasserbad oder Ölbad herausgezogen und der Laserstrahl, die Induktionsschleife oder die Heizflamme ganz dicht über der Wasseroberfläche oder Ölbadoberfläche positioniert werden. Hierdurch könnten sehr große Temperaturgradienten zwischen der beiheizten Rekristallisationszone und dem noch nicht rekristallisierten Drahtbereich im Kühlbad erreicht werden. In weiter vorteilhafter Weise könnte die Oberfläche des zonenkristallisierten Metalldrahts einer Glättung unterzogen werden. Eine derartige Θlättung könnte beispielsweise durch ein mechanisches Polieren erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte die Glättung durch ein galvanisches oder elektrisches Polieren erzeugt werden. Im Konkreten könnte eine Oberflächenglättung durch eine dem Re- kristallisationsprozess folgende galvanische Oberflächenpolitur bzw. Elektropolitur des Drahts erfolgen. Auch mechanische Polierverfahren können angewendet werden. Damit können Hotspots, die durch den Oberflächeneintritt von Glühemissions- elektronen oder das Auftreffen von geladenen Gasbestandteilen oder von Quasiionen erzeugt werden, unterdrückt werden.In the case of zone heating by an electron beam, the zone secondary regions could advantageously be cooled down by solid-state contact cooling. A very simple apparatus arrangement could be realized if the zone crystallization is performed over a cooling bath surface such as a water bath surface or an oil bath surface. In this case, the wire could be pulled out of a water bath or oil bath from a wire spool and the laser beam, the induction loop or the heating flame could be positioned very close to the water surface or oil bath surface. As a result, very large temperature gradients could be achieved between the heated recrystallization zone and the not yet recrystallized wire area in the cooling bath. In a further advantageous manner, the surface of the zone-crystallized metal wire could be smoothed. Such a smoothing could be generated, for example, by mechanical polishing. Alternatively or additionally, the smoothing could be generated by a galvanic or electrical polishing. In concrete terms, a surface smoothing could take place by means of a galvanic surface polish or electropolishing of the wire following the recrystallization process. Mechanical polishing methods can also be used. In this way, hot spots generated by the surface incidence of glow emission electrons or the impact of charged gas constituents or quasi-ions can be suppressed.

Ein weiterer Vorteil ist, dass eine chemische Oberflächenkorrosion durch später verwendete Lampenatmosphärengaskomponenten wie beispielsweise Halogenverbindungen reduziert werden kann. Solche Korrosionserscheinungen beginnen auf beispielsweise Metalloberflächen an Oberflächengitterstörungen wie beispielsweise Gitterstufenversetzungen oder Gittergräben wie beispielsweise Kratzern. Daneben werden auch Hotspots vermieden, die durch eine Oberflächentemperaturerhöhung aus einer Strahlungsreabsorption in beispielsweise Rillen oder Lunkern erzeugt werden.Another advantage is that chemical surface corrosion can be reduced by later-used lamp atmosphere gas components such as halogen compounds. Such corrosion phenomena start on, for example, metal surfaces on surface lattice defects such as lattice step dislocations or lattice trenches such as scratches. In addition, hot spots are avoided, which are generated by a surface temperature increase from a Strahlungsreabsorption in, for example, grooves or voids.

In weiter vorteilhafter Weise könnte nach der Zonenkristallisation ein weiterer Erwärmungsschritt zur Ausgasung von ungewollten Elementen aus dem Metalldraht erfolgen. Beim Zonenkristallisieren, das nicht im Vakuum durchgeführt wird, können gegebenenfalls vom Draht aufgenommene Bestandteile der Gasatmosphäre wie beispielsweise Edelgase, Schutzgaskomponenten oder Wasserstoff in einer weiteren Wärmebehandlung wieder ausgegast werden. Dieser Umstand gewinnt besondere Bedeutung für ein Filamentmateriai, das eine hohe Gasreaktivität oder Gasab- sorptivität zeigt wie beispielsweise Tantal.In a further advantageous manner, after the zone crystallization, a further heating step for outgassing unwanted elements from the metal wire could take place. In the case of zone crystallization, which is not carried out in a vacuum, constituents of the gas atmosphere which are absorbed by the wire, such as, for example, noble gases, protective gas components or hydrogen, can optionally be outgassed in a further heat treatment. This fact is of particular importance for a filament material which exhibits high gas reactivity or gas absorptivity, such as tantalum.

Die für die Zonenkristallisation erforderliche Erwärmung des Drahts kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Beispielsweise kann nach einem Biegeschritt, der zur Zerstörung oder Homogenisierung ungewollter Metallstrukturen vor der Zonenkristallisation durchgeführt wird, eine Zufuhr von Wärme mittels einer Heizeinrichtung erfolgen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung könnte nach jedem Biegeschritt eine Zufuhr von Wärme mittels einer Heizeinrichtung erfolgen. Hierdurch ist ein besonders zuverlässiges und gut dosierbares Erwärmen des Drahts an vorgebbaren Stellen ermöglicht. Hierdurch könnte quasi die gesamte Drahtbiegebahn des Drahts kontrolliert beheizt werden.The heating of the wire required for the zone crystallization can take place in different ways. For example, after a bending step, which is carried out for the destruction or homogenization of unwanted metal structures prior to the zone crystallization, a supply of heat by means of a heater. In a particularly advantageous embodiment, a supply of heat could be carried out by means of a heater after each bending step. hereby is a particularly reliable and well metered heating of the wire at predetermined locations allows. As a result, virtually the entire wire bending web of the wire could be controlled heated.

Nach dem Beendigen des Zonenkristallisationsverfahrens und des gegebenenfalls notwendigen Entgasungstemperns und der gegebenenfalls angewendeten Politur kann der nun im Wesentlichen monokristalline Draht in die für die betrachtete Lampenkonstruktion notwendige Filamentform gebracht werden und in einen Lampenrohling eingebaut werden. Bei der Weiterverarbeitung des Lampenrohlings, beispielsweise bei einer Karburierung des Tantaldrahts zu Tantalkarbid bei der Herstellung von Tantalkarbidlampen, bleibt die monokristalline Struktur des Filaments weitestgehend erhalten.After the completion of the zone crystallization process and the optionally necessary degassing annealing and the optionally used polish, the now essentially monocrystalline wire can be brought into the filament shape necessary for the lamp design under consideration and installed in a lamp blank. During further processing of the lamp blank, for example during carburization of the tantalum wire to tantalum carbide in the production of tantalum carbide lamps, the monocrystalline structure of the filament remains largely intact.

Falls die endgültige Filamentdrahtformung zu Gitterstörungen führt, in deren Bereich wieder eine Rekristallisation stattfindet, beispielsweise beim Brennen der Lampe, so kann eine Zonenkristallisation und das gegebenenfalls anschließende Entga- sungstempern auch erst nach der Filamentformung durchgeführt werden. Hierzu eignet sich besonders die Beheizung mittels eines Lasers, beispielsweise eines Infrarotlasers, oder mittels eines Elektronenstrahls, da diese Strahlen beide über eine entsprechende Lenkoptik bzw. elektrostatische/elektromagentische Ablenkeinrichtung der feinen Form des Filaments nachgeführt werden können.If the final filament wire formation leads to lattice defects in the region of which recrystallization occurs again, for example during the burning of the lamp, then zone crystallization and optionally subsequent degas annealing can also be carried out only after filament formation. For this purpose, heating by means of a laser, for example an infrared laser, or by means of an electron beam is particularly suitable since these beams can both be tracked via a corresponding steering optics or electrostatic / electromagnetic deflection device of the fine shape of the filament.

Die danach fertig gestellte Lichtquelle oder das danach fertig gestellte Filament zeigt aufgrund des monokristallinen Glühfilaments zusammen mit der aus der Zonenkristallisation stammenden hohen Oberflächengüte des Filaments nicht die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Eigenschaften. Die Erfindung kann deshalb wesentlich längere Lebensdauern der Lichtquelle bzw. des Filaments ermöglichen. Die Erfindung ist überall dort vorteilhaft, wo Glühfilamentlampen bzw. Glühfilamente durch einen Rekristallisationsprozess des Glühfilaments zerstört werden.The subsequently completed light source or the subsequently completed filament does not show the known from the prior art disadvantageous properties due to the monocrystalline Glühfilaments together with the originating from the zone crystallization high surface quality of the filament. The invention can therefore allow significantly longer lifetimes of the light source or the filament. The invention is advantageous wherever annealed filament lamps or filament filaments are destroyed by a recrystallization process of the filament.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In der Zeichnung zeigt die einzigeThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the subordinate claims, on the other hand, the following explanation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. In the drawing shows the only one

Fig. in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle.Fig. In a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Die Lichtquelle weist ein beheizbares Filament 1 auf, wobei das Filament 1 in einem Kolben 2 angeordnet ist. Die Beheizung des Filaments 1 erfolgt über elektrische Kontakte 3 und 4. Im Hinblick auf eine Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle und des Filaments 1 besteht das Filament 1 zumindest bereichsweise aus monokristallinem Filamentmaterial.The single FIGURE shows a schematic side view of an embodiment of a light source according to the invention. The light source has a heatable filament 1, wherein the filament 1 is arranged in a piston 2. The heating of the filament 1 via electrical contacts 3 and 4. With a view to extending the life of the light source and the filament 1, the filament 1 is at least partially made of monocrystalline filament material.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments and further developments of the teaching of the invention reference is made to avoid repetition on the one hand to the general part of the description and on the other hand to the accompanying claims.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt. Finally, it should be particularly emphasized that the previously purely arbitrary chosen embodiment is only for the purpose of discussing the teaching of the invention, but this limits to this embodiment.

Claims

Patentansprüche claims 1. Lichtquelle, insbesondere Glühlampe, mit einem Kolben (2) und einem in dem Kolben (2) angeordneten beheizbaren Filament (1), dad urch geken nzeichnet, dass das Filament (1) zumindest bereichsweise aus monokristallinem Filamentmaterial besteht.1. light source, in particular incandescent lamp, with a piston (2) and in the piston (2) arranged heatable filament (1), dad urch geken nzeichnet that the filament (1) at least partially consists of monocrystalline filament material. 2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) zumindest bereichsweise aus zonenkristallisiertem Filamentmaterial besteht.2. Light source according to claim 1, characterized in that the filament (1) consists at least partially of zonenkristallisiertem filament material. 3. Lichtquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonenkristallisation durch eine räumlich begrenzte Erwärmung des Filaments (1) erzeugt ist.3. Light source according to claim 2, characterized in that the zone crystallization is generated by a spatially limited heating of the filament (1). 4. Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls erzeugt ist.4. Light source according to claim 3, characterized in that the heating is generated by means of an electron beam or laser beam. 5. Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels einer induktiven Aufheizung erzeugt ist.5. Light source according to claim 3, characterized in that the heating is generated by means of an inductive heating. 6. Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels einer Edelgasplasmaflamme oder einer Wasserstoffplasmaflamme erzeugt ist.6. Light source according to claim 3, characterized in that the heating is generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. 7. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filamentmaterial mechanisch und/oder elektrisch geglättet oder poliert ist.7. Light source according to one of claims 1 to 6, characterized in that the filament material is mechanically and / or electrically smoothed or polished. 8. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (1) ein Metall oder Metallkarbid oder mindestens eine Legierung mit einem Metall oder Metallkarbid aufweist.8. Light source according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filament (1) comprises a metal or metal carbide or at least one alloy with a metal or metal carbide. 9. Lichtquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Tantal oder Wolfram ist. 9. Light source according to claim 8, characterized in that the metal is tantalum or tungsten. 10. Lichtquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallkarbid Tantalkarbid ist.10. Light source according to claim 8, characterized in that the metal carbide is tantalum carbide. 11. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial für das Filament (1 ) aus einer Elektrolyse oder aus einer Vakuumschmelze gewonnen ist.11. Light source according to one of claims 1 to 10, characterized in that the raw material for the filament (1) is obtained from an electrolysis or from a vacuum melt. 12. Lichtquelle nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Elektrolyse verwendete Lösung eine wässrige Lösung ist.12. Light source according to claim 11, characterized in that the solution used in the electrolysis is an aqueous solution. 13. Filament (1) für eine Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12.13. filament (1) for a light source according to one of claims 1 to 12. 14. Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Metalldrahts, insbesondere eines Filaments (1) für eine Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem als Ausgangsmaterial dienenden metallischen Rohdraht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Rohdraht zumindest bereichsweise einer eine im Wesentlichen monokristalline Metallstruktur erzeugenden Zonenkristallisation unterzogen wird.14. A method for producing a monocrystalline metal wire, in particular a filament (1) for a light source according to one of claims 1 to 12, with a starting raw material serving as metallic raw wire, characterized in that the raw wire at least partially subjected to a substantially monocrystalline metal structure generating zone crystallization becomes. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohmaterial für den Rohdraht aus einer Elektrolyse oder Vakuumschmelze gewonnen wird.15. The method according to claim 14, characterized in that a raw material for the raw wire is obtained from an electrolysis or vacuum melt. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Elektrolyse eine wässrige Lösung verwendet wird.16. The method according to claim 15, characterized in that an aqueous solution is used in the electrolysis. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial mittels Drahtwalzmaschinen und/oder Drahtrundhämmerma- schinen und/oder mittels Drahtziehwerkzeugen in einer Warmverformung zum Rohdraht verarbeitet wird.17. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the raw material is processed by means of wire-rolling machines and / or wire hammers machines and / or by means of wire drawing tools in a hot deformation to the raw wire. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, das der Rohdraht zur Erzeugung einer Biegung im Rohdraht über mindestens eine Rolle gezogen wird. 18. The method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the raw wire is pulled to produce a bend in the raw wire via at least one roller. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohdraht mit einem Biegungswinkel von 360 Grad und mehr über die Rolle gezogen wird.19. The method according to claim 18, characterized in that the raw wire is pulled with a bending angle of 360 degrees and more over the roller. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohdraht über mehrere Rollen gezogen wird, deren Achsen in vorgebbaren Winkeln zueinander stehen.20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the raw wire is pulled over a plurality of rollers whose axes are at predetermined angles to each other. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohdraht zur Bildung einer Wendel um eine Achse gewickelt wird.21. The method according to any one of claims 14 to 20, characterized in that the raw wire is wound around an axis to form a coil. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zonenkristallisation durch eine von einem induzierten oder bereits vorliegenden Kristallisationszentrum im Rohdraht ausgehende fortschreitende Kristallisation erzeugt wird.22. The method according to any one of claims 14 to 21, characterized in that the zone crystallization is generated by an induced or already existing crystallization center in the raw wire outgoing progressive crystallization. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rohdraht zur Zonenkristallisation in einem vorgebbaren Bereich Wärme zugeführt wird.23. The method according to any one of claims 14 to 22, characterized in that the raw wire for zone crystallization in a predetermined range heat is supplied. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die im Rohdraht erzeugte Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Rohdrahts gewählt wird.24. The method according to claim 23, characterized in that the temperature generated in the raw wire is selected below the melting temperature of the raw wire. 25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wärme eine zumindest bereichsweise Aufschmelzung der Oberfläche des Rohdrahts erzeugt wird.25. The method according to claim 23 or 24, characterized in that an at least partially melting of the surface of the raw wire is generated by the heat. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme mittels eines auf den Rohdraht fokussierten Elektronenstrahls oder Laserstrahls erzeugt wird.26. The method according to any one of claims 23 to 25, characterized in that the heat is generated by means of an focused on the raw wire electron beam or laser beam. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Elektronenstrahls oder Laserstrahls auf der Oberfläche des Rohdrahts im Wesentlichen der Drahtstärke oder dem Durchmesser des Rohdrahts entspricht. 27. The method according to claim 26, characterized in that the diameter of the electron beam or laser beam on the surface of the raw wire substantially corresponds to the wire thickness or the diameter of the raw wire. 28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohdraht mit vorgebbarer Geschwindigkeit durch den Elektronenstrahl oder Laserstrahl oder der Elektronenstrahl oder Laserstrahl mit vorgebbarer Geschwindigkeit entlang des Rohdrahts geführt wird.28. The method of claim 26 or 27, characterized in that the raw wire is guided at a predeterminable speed through the electron beam or laser beam or the electron beam or laser beam at a predeterminable speed along the raw wire. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme mittels einer induktiven Heizung erzeugt wird.29. The method according to any one of claims 23 to 28, characterized in that the heat is generated by means of an inductive heating. 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohdraht zum induktiven Aufheizen mit vorgebbarer Geschwindigkeit durch eine Induktionsschleife oder eine Induktionsschleife mit vorgebbarer Geschwindigkeit entlang des Rohdrahts geführt wird.30. The method according to claim 29, characterized in that the raw wire for inductive heating at a predeterminable speed is guided through an induction loop or an induction loop with a predeterminable speed along the raw wire. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme mittels einer Edelgasplasmaflamme oder einer Wasserstoffplasmaflamme erzeugt wird.31. The method according to any one of claims 23 to 30, characterized in that the heat is generated by means of a noble gas plasma flame or a hydrogen plasma flame. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass ein während der Zufuhr von Wärme nicht zu erwärmender Bereich des Drahts gekühlt wird.32. The method according to any one of claims 23 to 31, characterized in that during the supply of heat not to be heated portion of the wire is cooled. 33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen durch einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom oder in einem Kühlbad erfolgt.33. The method according to claim 32, characterized in that the cooling is carried out by a gas or liquid flow or in a cooling bath. 34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen durch Kontakt mit einem Kühlkörper erfogt.34. The method according to claim 32 or 33, characterized in that the cooling erfogt by contact with a heat sink. 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des zonenkristallisierten Metalldrahts einer Glättung unterzogen wird.35. The method according to any one of claims 14 to 34, characterized in that the surface of the zone-crystallized metal wire is subjected to a smoothing. 36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättung durch ein mechanisches Polieren erzeugt wird. 36. The method according to claim 35, characterized in that the smoothing is produced by a mechanical polishing. 37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättung durch ein galvanisches oder elektrisches Polieren erzeugt wird.37. The method according to claim 35 or 36, characterized in that the smoothing is produced by a galvanic or electrical polishing. 38. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Zonenkristallisation ein weiterer Erwärmungsschritt zur Ausgasung von ungewollten Elementen aus dem Metalldraht erfolgt.38. The method according to any one of claims 23 to 37, characterized in that after the zone crystallization, a further heating step for the outgassing of unwanted elements from the metal wire. 39. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Biegeschritt eine Zufuhr von Wärme mittels einer Heizeinrichtung erfolgt.39. The method according to any one of claims 17 to 38, characterized in that after a bending step, a supply of heat by means of a heating device takes place. 40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Biegeschritt eine Zufuhr von Wärme mittels einer Heizeinrichtung erfolgt. 40. The method according to claim 39, characterized in that after each bending step, a supply of heat by means of a heating device takes place.
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