Brevet FR2472829A1 — publié le 19810703

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE LAMPE A DECHARGE INCLUANT DU SCANDIUM. La présente invention concerne les lampes à décharge en arc du type à halogénure de métal dans le tube à arc duquel est introduit du scandium. De façon générale, on peut introduire du scandium dans le tube à arc d'une telle lampe soit sous forme d'un sel dthalogàne soit sous forme élémentaire. Selon le brevet américain 3,351,798, il est in- troduit sous forme d'un halogénure et, selon le brevet américain 3,407, 327, il est introduit sous forme élémentaire, tandis que dans les brevets américains 3,577,029 & 3,911,308 il est introduit sous l'une et/ou l'autre forme. On sait que le scandium est généralement introduit dans le tube à arc des lampes à décharge de manière à obtenir une couleur blanche. Son introduction dans le tube à arc sous forme d'un halogénure seul, tel qu'un iodure de scandium, présente l'inconvénient d'Utre cause d'une diminution du flux lumineux et d'une réduction de la durée de vie par rapport à son introduction sous forme élémentaire. Par exem- ple, une lampe de 175 watts incluant du scandium et un iodure de scandium délivre 13 400 lumens, et après 2 000 heures de fonctionne- ment, elle délivre encore 82,8% de la valeur initiale, tandis que les lampes incluant un iodure de scandium sans scandium métallique ne délivre que 11 000 lumens et, après 2 000 heures de fonctionne- ment seulement 61,8% de la valeur initiale. Cependant l'utilisation de scandium sous forme élémentaire présen- te un inconvénient dans le fait qu'il en résulte une surtension de la lampe pendant le fonctionnement de cette dernière et une défail- lance de la lampe peut quelquefois en résulter. La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients et notamment de réduire cette surtension de la lampe lors de l'utili- sation de scandium sous forme élémentaire. Selon l'invention, le scandium est d'abord cuit sous vide avant d'être introduit dans le tube. De préférence, cette introduction est effectuée relativement rapidement après l'opération de cuisson préa- lable, c'est-à-dire moins d'une journée après. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lec- D 22,405 -2 472829 ture de la description qui suit et qui est donnée à titre d'exemple non limitatif. Le tube à arc des lampes à décharge en arc du type à halogénure de métal est généralement réalisé dans du quartz ou de l'alumine. Le tube est empli par un gaz d'amorçage tel l'argon et, en plus du scandium pur, par un iodure de scandium et du mercure. Selon l'invention, le scandium pur est cuit sous vide puis intro- duit dans le tube à arc après un court délai raisonnable. Des lampes de 175 watts incluant un éclat de scandium cuit sous une pression de 133. 10 Pascal ont été comparées à des lampes identiques pour lesquelles les éclats de scandium n'ont pas été préalablement cuits. Après 4 000 heures de fonctionnement, les lampes conformes à l'in- vention présentaient une surtension de fonctionnement de 5 volts seulement (132 volts au lieu de 127) et les autres lampes une sur- tension de 19 volts (148 au lieu de 127 volts). Dans cet exemple, chaque éclat de scandium pesait environ 0,5 mg et avait été cuit à 1 0502C pendant 30 minutes. Ces éclats ont été introduits dans le tube à arc 6 heures environ après cette cuisson, puis les tubes furent scellés. Lorsque les éclats de scandium sont introduits dans les tubes à arc longtemps après la cuisson préalable, par exemple deux semaines après, l'amélioration concernant la surtension de fonctionnement disparaît. Lorsque les éclats de scandium sont cuits à 6002C pendant 15 minu- tes, l'amélioration recherchée ne se produit que pendant les 2 000 premières heures de fonctionnement puis décroît. L'opération de cuisson sous vide permet de dégazer le scandium et de le purifier. Une analyse du scandium après une telle cuisson mon- tre une réduction de la quantité d'hydrogène, de monoxyde et de di- oxyde de carbone, de l'azote, de l'eau, des matières organiques et du fluor (peut être en tant que fluorure) qu'il contient. On peut donc penser que la réduction de la surtension pendant la durée de vie de la lampe est due à une telle purification. Le scan- dium utilisé est un matériau que l'on trouve communément dans le commerce avec une pureté meilleure que 99,5%. Il est dispo.nible sous forme de feuilles de 0,025 mm d'épaisseur dans lesquelles les éclats sont découpés pour leur cuisson et leur introduction dans les L 472829 tubes à arc. Les éclats sont de petites dimensions et sont cuits dans des moules de tantale. Bien que seul un- mode préféré de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention. ú472829 R E V E N D I C A T IONS i - Procédé de fabrication d'une lampe à décharge en arc du type à halogénure de métal, comprenant un tube à arc scellé incluant un éclat de scandium métallique, caractérisé en ce que le dit éclat de scandium est cuit sous vide avant d'être introduit dans le dit tube à arc. 2 - Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la température de cuisson est supérieure à 6009C. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit éclat de scandium est introduit dans le tube à arc avec un dé- lO lai inférieur à une journée après la dite cuisson. 4 - Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le dit éclat est découpé dans une feuille de scandium avant cuisson. - 5 - Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la pression de la cuisson est égale à 133. 10-6 Pascal environ. 6 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température de cuisson est égale à 1 0502C environ. 7 - Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la cuisson sous vide est effectuée pendant 30 mn environ.