專利名稱：放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電燈，它包括一個(gè)透光的陶瓷燈管殼；一個(gè)第一和一個(gè)第二電流導(dǎo)體，該兩電流導(dǎo)體嵌入所述燈管殼，各支撐一個(gè)燈管殼內(nèi)的電極；一種陶瓷密封混合物，它以氣密方式將電流導(dǎo)體的周圍密封到燈管殼上；一種處于燈管殼內(nèi)的可電離的填充物，它包括一種惰性氣體和金屬鹵化物，至少在燈管殼中的第一電流導(dǎo)體具有一個(gè)第一耐鹵化部分和從陶瓷密封混合物延伸至所述燈管殼的外部的一個(gè)第二部分。
這種放電燈可參見歐洲專利文件EP-A-0 587 238。
這種放電燈的電流導(dǎo)體必須具有一個(gè)隨燈管殼的熱膨脹系數(shù)而改變的線性熱膨脹系數(shù)，以防止放電燈發(fā)生泄漏。泄漏現(xiàn)象甚至在制造放電燈過程中就可發(fā)生，當(dāng)在相對(duì)較高的溫度下施以陶瓷密封混合物之后，在放電燈冷卻過程中容易發(fā)生泄漏。如果電流導(dǎo)體的線性熱膨脹系數(shù)太小，當(dāng)燈管殼產(chǎn)生很強(qiáng)的收縮時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生裂紋或者甚至破裂。如果熱膨脹系數(shù)太大，電流導(dǎo)體的周圍會(huì)出現(xiàn)泄漏。
然而，電流導(dǎo)體也必須能夠耐受放電燈內(nèi)的可電離的填充物，特別是鹵化物，至少就其相互接觸而論，它們應(yīng)當(dāng)基本上不被侵害，或者不與鹵化物或形成該鹵化物的鹵素發(fā)生反應(yīng)。低的耐受性將不僅導(dǎo)致電流導(dǎo)體的損壞和侵蝕，而且還導(dǎo)致填料中的鹵化物的損失以及放電燈所產(chǎn)生的光的顏色改變。而且，電流導(dǎo)體必須承受熱加工和燈的工作條件，并且為了抑制電能的損失，它們還應(yīng)是良導(dǎo)體。
由于對(duì)于膨脹和化學(xué)耐蝕性的要求常常不能結(jié)合在一種材料之中，在已知的放電燈的在燈管殼中，至少第一導(dǎo)體具有一個(gè)第一耐鹵化部分，其熱膨脹與燈管殼的熱膨脹不同，以及從密封中伸出的一個(gè)第二部分，它不具有耐鹵化性但具有相應(yīng)的熱膨脹。這一部分經(jīng)常由鈮、鉭或其合金組成，由于金屬在高溫下的氧化敏感性，所以采用一個(gè)外殼將燈與空氣屏蔽開。
如果燈管殼相對(duì)較窄和細(xì)長(zhǎng)，并且如果其工作位置是垂直的，則在放電燈中的鹵化物和形成該鹵化物的鹵素主要出現(xiàn)在燈管殼的下部。因此，只有第一電流導(dǎo)體具有一個(gè)第一耐鹵化部分并且將其放置在燈管殼的下部就足夠了。但是，放電燈卻不能倒置、或處于水平或傾斜狀態(tài)工作。為了得到通用的工作位置，可以給放電燈提供一個(gè)相應(yīng)于第一電流導(dǎo)體的第二電流導(dǎo)體。
已知的放電燈的電流導(dǎo)體的第一部分具有至少在其表面上的鎢、鉬或二硅化鉬(molybdenum disilicide)。不然，該第一部分也可以是上述材料的一個(gè)固態(tài)棒。
已知的放電燈的一個(gè)缺點(diǎn)是，如果陶瓷密封混合物延伸到第一部分并且還將該部分與燈管殼相連接，則會(huì)發(fā)生泄漏。不過，有必要將燈管殼內(nèi)的電流導(dǎo)體的第二部分完全用陶瓷密封混合物密封，以保護(hù)該部分免受鹵化物侵蝕。已證實(shí)，如果既要基本上圍繞該第二導(dǎo)體、又不能直接將第一部分連接至燈管殼，所應(yīng)提供的陶瓷密封混合物的量是很難掌握的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種本文初始部分所述類型的放電燈，它具有易于制造的結(jié)構(gòu)，并且由于陶瓷密封混合物也能將一個(gè)電流導(dǎo)體的第一部分直接連接至燈管殼，所以能排除泄漏的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，第一電流導(dǎo)體的第一部分至少基本上包括從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第二電流導(dǎo)體也具有一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分。此實(shí)施例簡(jiǎn)化了放電燈的制造過程，這是因?yàn)椴捎孟嗤慕M件制作兩個(gè)電流導(dǎo)體。這種放電燈能夠在任意的位置工作，而避免出現(xiàn)鹵化物侵蝕和泄漏現(xiàn)象。
已發(fā)現(xiàn)，以WSi2形式和W5Si3形式存在的鎢硅化物、鉬鋁化物Mo3AL、鉬硼化物MoB和五價(jià)鉬三硅酸鹽Mo5Si3具有與燈管殼相對(duì)應(yīng)的線性熱膨脹系數(shù)。這些金屬間化合物在放電燈的制造和工作條件下都是熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的。這與前面引用的EP-A-0 587 238所述的鉬二硅化物不同，該硅化物在用作電流導(dǎo)體的第一部分的材料的情況下，由于焊接到電極和焊接到電流導(dǎo)體的第二部分上時(shí)會(huì)發(fā)生分解。有關(guān)材料，尤其是Mo3AL、特別是WSi2還有W5Si3和Mo5Si3可容易地被處理。
這些金屬間化合物可以燒結(jié)體或者以金屬線或由燒結(jié)體拉出的棒的形式用于放電燈中。雖然通常不是必須的，但少量的(例如百分之幾十或百分之幾)的具有相對(duì)低的線性熱膨脹系數(shù)的金屬(例如鎢或鉬)可添加到金屬間化合物中，使得其線性熱膨脹系數(shù)與燈管殼的膨脹系數(shù)具有較大的一致性。
由于良好的熱膨脹系數(shù)，電流導(dǎo)體的第二部分可由與第一部分相同的材料構(gòu)成，而且這種導(dǎo)體甚至可以是一個(gè)整體。這便節(jié)省了焊接操作。
對(duì)于電流導(dǎo)體是否沒有氫傳輸(hydrogen-transmissive)材料的一個(gè)第二部分這一點(diǎn)并沒有異議，因?yàn)榭梢援a(chǎn)生氫的水在放電燈的仔細(xì)的制造過程中已經(jīng)基本上避免。而且，陶瓷燈管殼本身在相對(duì)較高的工作溫度下是可滲透氫的，并且，由于氫的存在，放電燈可以這樣的電源工作，即該電源避免了一個(gè)例如初始需要的增加的點(diǎn)火電壓。
采用其第二部分伸出燈管殼之外、并且其材料與其第一部分的材料相同的電流導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)在于，在高溫下它也是抗氧化的，使得放電燈能夠直接工作在空氣中，并不需要一個(gè)以氣密方式密封的外殼。
最好是放電燈的燈管殼具有細(xì)長(zhǎng)的端部，各電流導(dǎo)體密封在其中，各端部具有一個(gè)自由端，在該處燈管殼由陶瓷密封混合物密封。這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，陶瓷密封混合物遠(yuǎn)離電極，因此電極具有相對(duì)低的溫度，同時(shí)還防止在電極之后的燈管殼由于具有較大的低溫容積，該處的鹵化物會(huì)冷縮并會(huì)導(dǎo)致放電特性下降。所述端部的體積小，當(dāng)電流流過電流導(dǎo)體時(shí)，該端部足夠熱，以防止鹵化物的累積。
可電離的填充物不僅可以包括一種惰性氣體作為點(diǎn)火氣體，例如氬。而且還可包括一種或多種鹵化物，例如碘化物，例如Na、TL和Dy的碘化物，還可有Ho和Tm的碘化物，或者例如Na、TL、Ca和Ho的碘化物的混合物，使得輻射具有3000K色溫的光，或者例如Na、TL、Ca、Ce、Dy、Ho和Tm的碘化物的混合物，以產(chǎn)生4000K色溫的光。
燈管殼可以由單晶或多晶材料制成。例如氧化鋁或青玉。
陶瓷密封混合物可以是例如氧化鋁、氧化硅或氧化鏑或氧化鎂的混合物。
本發(fā)明的這些和其它方面可參照對(duì)實(shí)施例的說明而更加清楚。
附圖中

圖1示出第一實(shí)施例的側(cè)視圖，部分以剖視方式表示；圖2示出第二實(shí)施例的側(cè)視圖，部分以剖視方式表示，并且去掉一部分。
在圖1中，放電燈具有一個(gè)管狀的透光的陶瓷燈管殼1，在圖中是由多晶氧化鋁材料制成，還具有一個(gè)第一和一個(gè)第二電流導(dǎo)體2、3，它們嵌入燈管殼1內(nèi)，彼此相對(duì)，各支撐一個(gè)燈管殼1中的電極4、5，即圖中所示的焊接到電流導(dǎo)體2和3上的鎢電極。陶瓷密封混合物6在圖中為30％重量的氧化鋁、40％重量的氧化硅和30％重量的氧化鏑，在熔化處理中，以氣密方式將所述導(dǎo)體2、3的周圍密封到燈管殼1上。燈管殼內(nèi)的可電離的填充材料包括一種惰性氣體氬和金屬鹵化物。采用鈉、鉈和鏑的碘化物的混合物作為金屬鹵化物。至少第一電流導(dǎo)體2具有燈管殼1中的一個(gè)第一耐鹵化部分21和從陶瓷密封混合物6延伸至燈管殼的外部的一個(gè)第二部分22，此第二部分通過焊接連接到第一部分21上。
第一電流導(dǎo)體2的第一部分21至少基本上包括從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料。
在圖示的放電燈中，第二電流導(dǎo)體3具有與第一電流導(dǎo)體2類似的第一部分31和第二部分32。各電流導(dǎo)體2、3的第二部分22和32由鈮制成。各第一部分21和31由鎢硅化物制成。例如W5Si3。
燈管殼1具有細(xì)長(zhǎng)端11、12，其中設(shè)置了各電流導(dǎo)體2、3。端部11、12具有一個(gè)自由端111、121，在該處用陶瓷密封混合物6密封燈管殼1。通過燒結(jié)至端部11、12，使燈管殼1的中央部分10與陶瓷圓盤13相連接。
電流導(dǎo)體的第二部分22、32被全部地設(shè)置在燈管殼1中的陶瓷密封混合物6內(nèi)。
在圖1中，在燈管殼1由一個(gè)外殼7罩住，該外殼以氣密的方式密封，外殼被抽真空或充有一種惰性氣體，目的是保護(hù)電流導(dǎo)體2、3的鈮第二部分22、32。外殼7支撐一個(gè)燈帽8。在另一個(gè)實(shí)施例中，外殼7可帶有兩個(gè)燈帽，例如R7燈帽。
在圖2中，與圖1相對(duì)應(yīng)的組件具有相同的標(biāo)號(hào)。圖中所示的在燈管殼內(nèi)的電流導(dǎo)體2、3的第二部分也主要包括從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料，并且與第一部分類似，在本圖中主要由鉬鋁化物組成。因此，各電流導(dǎo)體2、3構(gòu)成一個(gè)整體。
燈管殼1被固定在燈帽8上。電流導(dǎo)體3處于燈管殼1的遠(yuǎn)離燈帽8的端部，放電燈有一個(gè)陶瓷帽9，用粘合劑12將該陶瓷帽固定在該電流導(dǎo)體的周圍。一個(gè)陶瓷管110中的一個(gè)導(dǎo)體10連接到電流導(dǎo)體3。由于管110和帽9，放電燈能夠安全地接通。由于電流導(dǎo)體2和3的抗氧化性，放電燈可以工作在空氣中。
圖1所示的試驗(yàn)性的放電燈被制成了各種的系列，每次都是采用兩個(gè)相同的電流導(dǎo)體。這些放電燈經(jīng)操作，其電壓、色溫點(diǎn)和效率與作為參考的具有相同填料和相同功率的類似的放電燈相比較，但后者的各電流導(dǎo)體都采用陶瓷材料作為耐鹵化的第一部分。
第一個(gè)系列是150瓦的兩個(gè)放電燈，其電流導(dǎo)體的第一部分是二硅化鎢。在工作3000小時(shí)之后，放電燈與參考燈仍具有相同的特性。
第二個(gè)系列是150瓦的兩個(gè)放電燈，其電流導(dǎo)體的第一部分是鋁化鉬，在工作3000小時(shí)之后，放電燈與參考燈仍具有相同的特性。
第三個(gè)系列是400瓦的四個(gè)放電燈，其電流導(dǎo)體的第一部分是硼化鉬。將一個(gè)鎢電極和一個(gè)鈮導(dǎo)線通過燒結(jié)固定在第一部分的端面的一個(gè)凹坑內(nèi)。在工作1000小時(shí)之后，放電燈與參考燈仍具有相同的特性。
所采用的金屬間化合物的電導(dǎo)性和耐鹵化性能都是令人滿意的，這由試驗(yàn)性的放電燈和參考燈所表現(xiàn)出的相同的性能而顯見?；衔锏臒崤蛎洘o(wú)論在放電燈的制造或放電燈的工作期間都沒有帶來泄漏的危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1．一種放電燈，它包括一個(gè)透光的陶瓷燈管殼(1)；一個(gè)第一和一個(gè)第二電流導(dǎo)體(2，3)，該兩電流導(dǎo)體嵌入所述燈管殼(1)，各支撐一個(gè)燈管殼(1)內(nèi)的電極(4，5)；一種陶瓷密封混合物(6)，它以氣密方式將所述電流導(dǎo)體(2，3)的周圍密封到所述燈管殼(1)上；一種處于所述燈管殼(1)內(nèi)的可電離的填充物，它包括一種惰性氣體和金屬鹵化物，至少在所述燈管殼(1)中的所述第一電流導(dǎo)體(2)具有一個(gè)第一耐鹵化部分(21)和從所述陶瓷密封混合物(6)延伸至所述燈管殼的外部的一個(gè)第二部分(22)，其特征在于，所述第一電流導(dǎo)體(2)的第一部分(21)至少基本上包括從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈，其特征在于，所述第二電流導(dǎo)體(3)也具有與所述第一導(dǎo)體(2)類似的一個(gè)第一部分(31)和第二部分(32)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電燈，其特征在于，所述燈管殼(1)具有細(xì)長(zhǎng)的端部(11，12)，各電流導(dǎo)體(2，3)密封在其中，各端部(11，12)具有一個(gè)自由端(111，121)，在該處所述燈管殼(1)由所述陶瓷密封混合物(6)密封。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的放電燈，其特征在于，位于所述燈管殼(1)內(nèi)的所述第二部分(22，32)完全被所述陶瓷密封混合物(6)密封。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的放電燈，其特征在于，所述第二部分(22，32)基本上也包括從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的放電燈，其特征在于，所述電流導(dǎo)體(2，3)是一個(gè)整體件。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-6的其中任一所述的放電燈，其特征在于，它至少選用鋁化鉬。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-6的其中任一所述的放電燈，其特征在于，它至少選用硅化鎢。
9．根據(jù)權(quán)利要求1-6的其中任一所述的放電燈，其特征在于，它至少選用五價(jià)鉬三硅酸鹽。
10．根據(jù)權(quán)利要求8所述的放電燈，其特征在于，它選用五價(jià)三硅酸鹽(W5Si3)。
全文摘要
放電燈具有一個(gè)陶瓷燈管殼(1),其中充有惰性氣體和金屬鹵化物的一種填料。電流導(dǎo)體(2,3)以氣密方式通過一種陶瓷密封混合物(6)被嵌入所述燈管殼(1),它們支撐放電管殼(1)內(nèi)的電極(4,5)。電流導(dǎo)體(2,3)的至少其中之一具有處于燈管殼(1)內(nèi)的一個(gè)第一耐鹵化部分(21,31),它是從鎢硅化物、鉬鋁化物、鉬硼化物、五價(jià)鉬三硅酸鹽以及至少其中兩種材料的組合中選取的一種材料制成的。這些化合物具有與放電管殼(1)的熱膨脹系數(shù)相對(duì)應(yīng)的熱膨脹系數(shù)。據(jù)此可防止如果陶瓷密封混合物(6)延伸超過第一部分(21,31)的外部而引起的放電管殼泄漏。由于其熱膨脹系數(shù)所致,這些金屬間化合物同樣可以構(gòu)成電流導(dǎo)體(2,3)的第二部分(22,32),該第二部分(22,32)由陶瓷密封混合物(6)以氣密方式圍繞。
文檔編號(hào)H01J61/36GK1290400SQ99802725
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期1999年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月8日
發(fā)明者E·范德沃爾特, H·J·德羅伊寧, F·H·范利羅普, P·A·賽寧, M·F·C·維萊姆森, M·波萊克 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司