Tudományos Diák Konferencia Kerámia fémhalogén lámpák fénytartásának vizsgálata Kolozsi Zoltán Fizikus MSc 2. évf. (Alkalmazott fizika) Konzulensek: dr. Tóth Zoltán (GE Hungary Kft.) Vargáné dr. Josepovits Katalin 2017.04.04.

Tartalomjegyzék Motiváció Kerámia fémhalogén lámpa Az égőtest falának feketedését okozó folyamatok Halogén körfolyamat Mérési módszerek Eredmények Konklúzió Következő lépések 2017.04.04.

Motiváció GE Hungary Kft. Kerámia fémhalogén lámpa fénytartása 2017.04.04.

Kerámia fémhalogén lámpa Nagynyomású kisülőlámpa Fényhasznosítás (80-120 lm/W) Színvisszaadási index (65-90 Ra) 2017.04.04.

Az égőtest falának feketedését okozó folyamatok Volfrám kiválása az elektródáról Párolgás, porlódás Transzport a fal felé Lerakódás a falra 2017.04.04.

Halogén körfolyamat Halogén izzólámpa Regeneráló körfolyamat 2017.04.04.

Halogén körfolyamat a kerámia fémhalogén lámpákban Oxigén koncentráció növelése WO3, higany-halogenid adalékok Kerámia falnál: WO2I2 Elektródánál: WI, WI2 T. Russel, M. Rahmane, P.J. Meschter, G.W. Utterback, US Patent Application, 2009/0146571 A1 2017.04.04.

Secunder Ion Mass Spectroscopy (SIMS) Szekunder ionok a legfelső atomi rétegekből Szigetelő minta → Primer ionnyaláb semlegesítése (FAB) 2017.04.04.

X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Röntgen:1000-1500 eV Fotoelektronok Kinetikus energia mérése Koncentráció Kötésállapot Felületérzékeny Felület tisztítása, mélységanalízis argon ionos porlasztással 2017.04.04.

Vizsgált minták Volfrám kimutathatóságának vizsgálata (SIMS, SEM, AFM) 2000 óráig égetett lámpa (BSc szakdolgozat) 100 óráig égetett lámpa HgBr2 halogén körfolyamatot elősegítő hatásának vizsgálata (XPS) 6000 óráig égetett lámpa 2017.04.04.

Volfrám kimutathatóság vizsgálata rövid ideig égetett lámpán (SIMS) 100 óráig égetett lámpa (égőtest széle) 2017.04.04.

2000 és 100 óráig égetett lámpa összehasonlítása (SIMS, SEM, AFM) 183W intenzitások (alumínium intenzitásra normálva): 100 óra (közép) 2000 óra (közép) 100 óra (szél) 2000 óra (szél) Intenzitás [cps] 3,25·10-5 4,5·10-4 1,36·10-4 5,8·10-4 2017.04.04.

HgBr2 halogén körfolyamatot elősegítő hatásának vizsgálata 2017.04.04.

Volfrám koncentrációja a kerámia felületén (XPS) 6000 óra 100 óra Égőtest közepe Égőtest széle Kezdeti HgBr2-os [at%] - 0,2 HgBr2 nélküli [at%] 0,3 1,4 0,1 5 perc porlasztás 0,6 2,3 0,4 30 perc porlasztás 0,7 1,6 2,5 2017.04.04.

Spektrumot javító adalékok koncentriciói a kerámia felületén 5 perc porlasztás után (XPS) 6000 órát égetett lámpa 100 órát égetett lámpa HgBr2 nélkül HgBr2-os Közép Szél Ce [at%] 0,9 1,0 1,5 2,3 - Na [at%] 6,3 2,6 0,6 0,2 Sr [at%] 0,3 I [at%] 2,4 0,7 0,1 2017.04.04.

Volfrám kötésállapot vizsgálata (XPS) 100 óráig égetett, HgBr2 nélküli lámpa égőtestének széle Kezdeti Fémes [%] 57,2 Oxidos [%] 42,8 5 perc porl. 68,8 31,2 30 perc porl. 51,6 48,4 2017.04.04.

Konklúzió A SIMS és az XPS egyedülállóan hatékony módszer a volfrám lerakódás kimutatására Különösen fontos a tesztelési idők lerövidítésére Igazoltam, hogy a HgBr2 hatékony vegyület a halogén körfolyamat kerámia falat tisztító hatásának növelésére Csökkenti a volfrám lerakódást Megállapítottam, hogy a volfrám a felületen többféle kötésállapotban van jelen Adalékok is kimutathatóak, így lehetőség van a körfolyamat pontosabb megismerésére 2017.04.04.

Következő lépések A HgBr2 vegyület hatásának további tanulmányozása Több HgBr2 Más halogén körfolyamatot serkentő vegyület hatásának vizsgálata WO3 Kerámia égőtest különböző felületkezelésének a hatása a volfrám lerakódására 2017.04.04.

Köszönöm a figyelmet! Z. Tóth, T. Russel, Z. Kolozsi, V. K. Josepovits, „Surface analitycal investigation of the Tungsten build-up in Ceramic Metal Halide lamps”, Proc. of 12th Int. Symp. of the Sci. and Techn. of Light Sources” Eindhoven, 2010, 131. Z. Tóth, T. Russel, Z. Kolozsi, V. K. Josepovits, „Development of Ceramic Metal Halide Lamps with Ultra Lumen Maintenance and Reliability”, 3rd Conf. of the Visegrad Countries on Lighting, Brno, 2010 2017.04.04.