Brevet FR2005612A1 — publié le 19691212

L'invention concerne une lampe à décharge contenant de la vapeur de sodium à basse pression et comportant une enceinte à décharge en verre, dont la face intérieure est recouverte d'une couche d'ode transparente. T1 invention concerne en outre un procédé permettant d'appliquer une telle couche d'oxyde. On sait que, dans les lampes n décharge contenant de la vapeur de sodium, le verre de l'enceinte à décharge est fortement attaqué par la vapeur de sodium, ce qui se traduit par un virement de couleur, phénomène qui évidemment, est très nuisible, du fait qu'il affecte le rendement lumineux. Etant donné que la vapeur de sodium est très agressive aux températures auxquelles s'effectue la décharge, Sl est évident que les verres mous aussi bien que les verres durs sont attaqués Afin de s'opposer à cette attaque, Qn a pris plusieurs dispositions. C'est ainsi qu on a proposé de réaliser l'enceinte à décharge en verres normaux et de recouvrir la face opposée à la décharge d'oxydes métalliques, tels que le trioxyde de bore. Ce composé peut facilement être appliqué sous forme de couche homogène convenablement transparente. Toutefois la substance présente le grand inconvénient d'être médiocrement résistante à lthumi dité. C'est pour cette raison qu'11 faut prendre des disposi- tions permettant de protéger le verre contre l'humidité après l'application de la couche de trioxyde de bore. Cela constitue évidemment une entrave à l'application de la couche de trioxyde de bore. C'est que le recouvrement est généralement effectué séparément, après quoi le verre ainsi recouvert est transformé en une lampe à sodium. Une lampe à décharge contenant de la vapeur de sodium conforme à 1 t invention comporte une enceinte à décharge en verre dont la face intérieure est recouverte d'une couche d'oxyde homo- gène, transparente au sodium, résistant à la vapeur de sodium et est caractérisée en ce que ladite couche est constituée par au moins un des oxydes d'yttrium et/ou des métaux des terres rares Les oxydes d'yttrium et des métaux des terres rares satisfont convenablement aux exigences de transparence et de résistance aux vapeurs de sodium chaudes et résistent en outre très bien à l'humidité. De olus, ils se prêtent tres bien à la formation d'une couche très homogène et sont plus stables que le tioxyde de bore. Du fait que les oxydes cuoni; convenablement transpa rents à la lumière, l'épaisseur peut être choisie très grande. Toutefois, une protection suffisante par les couches d'oxyde s'obtient déjà avec une épaisseur de 0,05 um. Dans la partie visible u spectre, ces couches sent pratiquement exemptes d'absorptions La transparence n'est modifiée que par des phénomènes d'interfréquence. En pratique, on choisit généralement une couche plus épaisse ; dans ce cas, il faut tenir compte des coefficients de dilatation des @ydes et du verre sur lequel ils sont appliqués. Dans le cas d'un verre dit mou, c'est-à- aire un verre dont le coefficient dc dilatation est supérieur à environ 8.10-6 par degré Celsius, l'épaisseur de la couche d'oxyde peut être choisie entre 0,05 et ? m.Si l'on envisage un verre dit dur, l'épaisseur de la couche d'oxyde est de pré férence comprise entre 0,05 et 0, 5 am. Si l'on ne respecte pas ces exigences concernant l'épaisseur, il peut arriver que la couche d'oxyde ne reste pas tomlcgène et qu'il 5ty forme des fissures. Comme il a déjà été décrit ci-dessus, suivant un procédé conforme à 1 l'invention, les couches d'oxyde peuvent convenablement être formées en amenant un composé organique d'yttrium et/ou d'un ou de plusieurs métaux des terres rares en contact, en atmosphère oxydante; avec la surface du verre portée à une température comprise entre 300 C et le point de ramollissement du erre. Les composés organiques des métaux se décomposent à la surface de verre chauffée tout en formant des couches d'oxyde homogènes.C'est ainsi qu'on peut faire dissoudre les composés organiques métallique dans un solvant organique par exemple pour projeter ensuite la solution ainsi formée sur la surface de verre chauffez Des composés particulièrement appropriés à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention sont par exemple les chélates métalliques ; notamment les acétyl acétonates de métaux fournissent des couches dioxyde convenablement homogènes. Les chélates peuvent être dissous dans plusieurs solvants organiques, tels que le toluène, les acétates de butyle ou la diméthylfor- mamide. Toutefois, on utilise de préférence l'éther mono-éthylique d'éthylène-glycol.Le procédé précite permet d'appliquer très facilement les oxydes d'yttrium, de gadolinium, d'ytterbium, de samarium et d'autres oxydes des métaux des terres rares Il est également possible d'utiliser des mélanges des métaux des terres rares. Des couches réalisées en un tel mélange d'oxydes présentent également une très bonne résistance à la vapeur de sodium chaude et n'absorbent que peu de lumière. De tels mélanges offrent l'avantage d'être peu coûteux.Un mélange avec lequel de très bons résultats ont été obtenus avait la composition suivante 0,1 % de La203 > 0,1 % de CeO2, 0,1 % de Pr6011, 0,1 % de Nd203, 0,3 % de Sm2O3, 0, 1 % de Eu2O3, 4,2 % de Gd2O3, 2,6 % de Tb4O7, 31,6 % de Dy2O3, 6,1 % de Ho2O3, 24,3 % de Er2O3, 3,2 % de Tm2O3, 22,3 % de Yb2O3, 1,9 % de Lu2O3, 3,0 % de Y203. L'invention sera expliquée en détail à l'aide d'un exemple de réalisation suivant et du dessin annexé. EXEMPLE On fait dissoudre 22,6 g de Y203 dans environ 100 ml d'acide chlorhydrique concentré à une température comprise entre 70 et 80 C. La solution ainsi obtenue est diluée dans 700 ml d'eau, après quoi la majeure partie de l'excès d'acide est neutralisée par de l'ammoniaque. Ensuite, on y ajoute 9 ml d'acétylacétone et 50 ml de chloroforme, après quoi on neutralise, tout en agitant, le tout avec une solution d'ammoniaque 6N. Lorsque le pH est compris entre 6 et 7, l'acétyl-acétonate d'yttrium se précipite sous forme d'une substance blanche. Le chloroforme favorise la transformation et facilite en outre la filtration du précipité. Le précipité ainsi obtenu est filtré et séché dans un dessiccateur.Puis, on introduit de 70 à 80 g de l'acétylacétonate d'yttrium ainsi obtenu dans 250 ml de benzel . On y ajoute ensuite 50 ml d'éthanol, après quoi le tout est distillé azéotropiquement afin de chasser l'eau de cristallisation. Après cette distillation, il subsiste environ 100 ml de solution qui est diluée dans de l'éther mono-éthylique d'éthylène-glyeol jus. qu'à une concentration de 10 à 20 % en poids d'acétyl-acétonate d'yttrium. La solution ainsi obtenue est vaporisée, par exemple à l'aide d'un vaporisateur, sur une surface de verre chauffée, par exemple sur un tube de verre destiné à la fabrication de l'enceinte à décharge d'une lampe à décharge dans la vapeur de sodium. L'atmosphère gazeuse dans laquelle s'effectue cette vaporisation est par exemple de l'air. La température à laquelle est portée la surface de verre est de préférence d'environ 4800C. Ltobtention d'une épaisseur de couche de 0,5 m requiert une vaporisation d'environ 20 minutes. Le dessin représente un graphique donnant en abscisses la longueur d'onde X en um et en ordonnées la transparence. La courbe 1 indique la transparence d'un support en verre ; la courbe 2 la transparence d'un tel support après que ce dernier a été recouvert dssune couche d'oxyde d'yttrium d'une épaisseur de 0,47 gm. La courbe 3 indique la transparence d'un même support recouvert d'une couche d'oxyde de gadolinium d'une épaisseur de Q22 ssm. La courbe 4 indique la transparence d'une couche d'oxyde d'ytterbium d'une épaisseur de 0,31 um. Les courbes pour les verres recouverts d'oxydes présentent des ondulations par suite de ladite modification de la perméabilité à la lumière à certaines longueurs d'onde par suite des phénomènes dtinter- iérence. En pratique, on choisit de préférence pour la couche d'oxyde une épaisseur à laquelle les courbes de perméabilité présentent un maximum pour la lumière de sodium. Afin d'examïner la résistance à la vapeur de sodium chaude, les verres ainsi recouverts furent amenés en contact pendant 1 à 2 heures avec de la vapeur de sodium de 4800C sous une pression de 2 torr. Après l'essai, on ne constata aucune attaque ou décoloration. Des mesures révélèrent que les courbes indiquant la perméabilité à la lumière n'étaient nullement modifiées. REVENDICATIONS 1.- Lampe à décharge contenant de la vapeur de sodium à basse pression et comportant une enceinte à décharge en verre dont la face intérieure est recouverte d'une couche d'oxyde homone perméable à la lumière de sodium et résistant à la vapeur de sodium, caractérisé en ce que la couche est constituée par au moine un des oxydes d'yttrium et/ou des métaux des terres rares. 2.- Lampe à décharge selon la revendication 1, dont l'enceinte est en verre mou, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche d'oxyde est comprise entre 0,05 et 1 m. 3.- Lampe à décharge selon la revendication f dont 11 enceinte à décharge est en verre dur caractérisea en ce que l'épaisseur de la couche d'oxyde est comprise entre 0,05 et 0,25 um. 4.- Procéda, permettant d'appliquer une couche d'oxyde homogène perméable à la lumière, résistant à la vapeur de sodium, sur la face intérieure d'une enceinte an verre d'une lampe à dé- charge contenant la vapeur de sodium à basse pression, caraco térisé en ce qu'un composé organique d'yttrium et/ou d'un ou de plusieurs des métaux des terres rares est mis en contact, dans uneatmosphère oxydante, avec a face de verre portée à une tempé- rature comprise entre 3000C et le point de ramollissement du verre. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une solution d'un composé organique d'yttrium et/ou d'un ou de plusieurs des métaux des terres rares dans un solvant orga nique est vaporisé sur la surface de verre chauffée. 6.- Procédé selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le composé organique est un chélate 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le composé organique est un acétyl-acétonate. 8.- Procédé selon les revendications 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le solvant est l'éther mono-éthylique d'éthylène- glycol.