Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3955
Markus, Thorsten
Thermochemische Untersuchungen zur Hochtemperaturkorrosion von polykristallinem Aluminiumoxid (PCA) durch Metallhalogenide
167 S., 2002
Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen zur
Hochtemperaturkorrosion von polykristallinem Aluminiumoxid (PCA) durch Halogenide
der Alkalien und der Lanthaniden sind von besonderem Interesse für die Lampenindustrie-
Mischungen aus Alkalihalogeniden und Halogeniden der Lanthaniden sind unverzichtbarer
Bestandteil moderner Metallhalogenid-Entladungslampen. Die Halogenide der
Lanthaniden erzeugen im Lichtbogen der Gasentladungslampe ein sehr linienreiches, dem
natürlichen Sonnenlicht sehr nahe kommendes Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich.
Hervorgerufen durch die hohen Temperaturen und Temperaturgradienten in einem
Brennergefäß kommt es zu chemischen Reaktionen zwischen dem Lampenfüllmaterial und
der Brennergefäßwand sowie den Elektroden. Es lassen sich chemische Transportvorgänge
beobachten, die zu einer Abnahme der Wandstärke und schließlich zu einem Versagen der
Lampe führen können.
Die Aufklärung der in Metallhalogenid-Entladungslampen mit PCA-Brennern
beobachteten, bisher nicht verstandenen Mechanismen der Korrosionsprozesse ist das Ziel
dieser Arbeit. Zur Verbesserung der Lampeneigenschaften ist es letztendlich das Ziel,
diese Lampen modellmäßig zu beschreiben, um hierüber Aussagen über das
Korrosionsverhalten machen zu können. Neben dem Verständnis der ablaufenden
Korrosionsmechanismen ist es für die Modellierung wichtig, die sich bildenden
Korrosionsphasen zu identifizieren und ihre thermochemischen Daten zu bestimmen.
Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag hierzu.
The accomplished investigations in the context of the available work conceming the high-
temperature corrosion of polycrystalline alumina (P CA) by halides of the alkalis and the
lanthanides are from special interest in the lamp industry. Mixtures from alkali halides and
halides of the lanthanides are an indispensable component of modern metal halide lamps.
The halides of the lanthanides produce a very line-rich emission spectrum in the arc of the
gas-discharge lamp within the visible range which is very close to that of the natural
sunlight.
Caused by the high temperatures and temperature gradients in a burner vessel chemical
reactions between the lamp filling and the wall of the discharge vessel as well as the
electrodes take place. Chemical transport can be observed, which can finally lead to a
reduction of the wall thickness and to a failure of the lamp.
The goal of this work is the clearing-up of the so far not understood mechanisms of the
corrosion processes observed in metal halide lamps with PCA burners. Für the
improvement of the lamp characteristics it is finally the goal of describing these lamps in a
computer-model in order to be able to make statements concerning the corrosion behavior.
Apart from the understanding of the corrosion mechanisms it is important für the
modelling to identify the formed corrosion phases and to determine their thermochemical
data.
The available work makes a contribution to this.
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