專利名稱：具有鎢合金饋入裝置的陶瓷放電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有鎢合金饋入裝置的陶瓷放電容器。
背景技術(shù)：
陶瓷放電容器通常被用于高強(qiáng)度放電(HID)燈如高壓鈉(HPS)燈、高壓汞燈和金屬鹵化物燈中。所述半透明的陶瓷容器必須能夠耐受在HID燈工作過程中存在的高溫高壓條件以及耐受腐蝕性的化學(xué)填料。盡管也可以使用其它陶瓷材料如藍(lán)寶石、釔鋁石榴石、氮化鋁和氧氮化鋁，但是用于HID燈應(yīng)用的優(yōu)選陶瓷為多晶氧化鋁(PCA)。
在常規(guī)的陶瓷放電容器中，在陶瓷容器和金屬電饋入裝置之間進(jìn)行隔絕密封可能比較困難，這是由于所述材料的性質(zhì)，特別是熱膨脹系數(shù)非常不同而造成的。在多晶氧化鋁的情況下，由于這些材料的熱膨脹非常相似，因此密封部通常設(shè)置在氧化鋁陶瓷和鈮饋入裝置之間。所述鈮饋入裝置與由于具有明顯更高的熔點(diǎn)而用以形成電弧附接點(diǎn)的至少一個(gè)鎢電極相連。
然而，鈮作為饋入裝置材料具有兩個(gè)明顯的不利條件。第一個(gè)不利條件在于由于鈮會發(fā)生氧化并且密封將會失效，因此鈮不能暴露于空氣中。這樣就需要放電容器在真空或惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行工作，由此增加了所述燈的成本和總尺寸。第二個(gè)不利條件在于鈮與金屬鹵化物燈中的絕大多數(shù)化學(xué)填料發(fā)生反應(yīng)。這一問題已經(jīng)導(dǎo)致對用于金屬鹵化物應(yīng)用的更復(fù)雜的電極組件進(jìn)行研發(fā)。例如，一種現(xiàn)有技術(shù)的用于陶瓷金屬鹵化物燈的電極組件包括焊接到一起的四個(gè)部分即用于密封到陶瓷電弧管上的鈮饋入裝置；鉬桿；Mo-氧化鋁金屬陶瓷和鎢電極。如美國專利No.6,774,547所述的另一電極組件采用了多引線饋入裝置，所述多引線饋入裝置具有包括沿其外側(cè)長度的多條溝槽的陶瓷芯，所述引線被插入到所述溝槽中。所述引線，或是鎢引線或是鉬引線，在饋入裝置的至少一端處扭絞在一起。所述扭絞的引線可被用作燈內(nèi)的電極或者分開的電極尖端可被附接到扭絞的引線束上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種陶瓷電弧管中的鈮饋入裝置的替換物。
根據(jù)本發(fā)明的這些和其它目的，提供了一種用于陶瓷放電容器的鎢合金饋入裝置。在此所使用的術(shù)語鎢合金意味著含有重量百分比超過50％的鎢的合金。特別是，本發(fā)明中的鎢合金包括與從鈦、釩或其組合中選擇出來的一種金屬合金化的鎢。優(yōu)選地，鎢合金包含一種重量百分比(wt％)為從約10％至約35％的從鈦、釩或其組合中選擇出來的金屬。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括鎢合金饋入裝置的陶瓷放電容器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明以及本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和性能，結(jié)合上述附圖并參考以下公開內(nèi)容和所附技術(shù)方案。
鎢-鈦和鎢-釩體系具有形成完全固溶體的優(yōu)點(diǎn)。另外，單獨(dú)金屬成分的熱膨脹系數(shù)對在HID燈中所使用的，或者建議使用的常規(guī)陶瓷材料的膨脹系數(shù)范圍進(jìn)行劃分(bracket)。特別是，與重要陶瓷材料如多晶氧化鋁、氧氮化鋁和釔鋁石榴石的膨脹系數(shù)相比較，鈦和釩具有更高的膨脹系數(shù)，而鎢具有更低的膨脹系數(shù)。這些特征允許單相鎢合金在典型的燈密封方法和燈的高溫工作中所使用的溫度范圍上與膨脹系數(shù)在W與Ti或V之間的幾乎各種陶瓷材料的熱膨脹行為接近相配。
表1提供了用于與HID燈的三種主要的陶瓷材料一起使用的以重量百分比(wt％)表示的優(yōu)選的鎢合金成分的大致合金組成。配制所述成分以使其與選定陶瓷的熱膨脹相匹配。預(yù)期在化學(xué)反應(yīng)性更強(qiáng)的環(huán)境中，W-V合金比W-Ti合金略具優(yōu)勢。這些合金可采用拉絲工藝、粉末冶金、或者鑄造及機(jī)加工方法而成形出最終形狀。拉絲工藝由于其成本低從而是一種優(yōu)選的成形方法。W-Ti-V合金的一般組成范圍以合金中鈦和釩的重量百分比總和的形式給出。
表1

參見圖1，圖中示出了用于金屬鹵化物燈的陶瓷放電容器1的剖面圖，其中所述放電容器1具有半透明的陶瓷主體3，所述陶瓷主體3中優(yōu)選包含多晶氧化鋁、氧氮化鋁(AlON)或釔鋁石榴石(YAG)。陶瓷主體3具有自兩側(cè)向外延伸的相對的毛細(xì)管5。毛細(xì)管5具有用于接收電極組件20的中心孔9。在本實(shí)施例中，電極組件20被構(gòu)造成包括根據(jù)本發(fā)明的包含鎢合金的饋入裝置22和鎢電極26。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電極組件20整體由本發(fā)明的鎢合金形成，優(yōu)選形成一個(gè)單一結(jié)構(gòu)以降低成本。鎢線圈或其它相類似的結(jié)構(gòu)可被加到鎢電極26的端部上以提供電弧放電的附接點(diǎn)。
放電室12中含有金屬鹵化物填充材料，所述金屬鹵化物填充材料通?？砂ü?，外加金屬鹵化物鹽例如NaI、CaI2、DyI3、HoI3、TmI3和TlI，的混合物。放電室12中還含有緩沖氣體，例如Xe或Ar。玻璃料17在毛細(xì)管5和電極組件20的饋入裝置22之間形成隔絕密封。優(yōu)選的玻璃料為耐受鹵化物的Dy2O3-Al2O3-SiO2玻璃-陶瓷體系。在金屬鹵化物燈中，通常所希望的是將玻璃料17透過進(jìn)入毛細(xì)管5中的情況減至最少，從而防止與腐蝕性金屬鹵化物填料發(fā)生不利反應(yīng)。例如，鉬線圈24可被纏繞到鎢電極26的軸桿上，從而保持金屬鹵化物鹽冷凝物在燈工作過程中不接觸玻璃料17。
本發(fā)明的鎢合金饋入裝置還可以具有其它饋入構(gòu)造。例如，可用作多引線饋入裝置或者作為常規(guī)高壓鈉燈中的鈮管饋入裝置的替代物。
雖然已結(jié)合被認(rèn)為優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言明顯的是，在不偏離由所附技術(shù)方案所限定的本發(fā)明的范圍的條件下可對本發(fā)明作出多種改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷放電容器，包括具有至少一個(gè)電極組件的陶瓷主體，所述電極組件具有密封到所述陶瓷主體上的饋入裝置部分，所述饋入裝置包括鎢合金，在所述鎢合金中，鎢與從鈦、釩或其組合中選擇出來的一種金屬合金化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述陶瓷主體包含多晶氧化鋁、藍(lán)寶石、氧氮化鋁或釔鋁石榴石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述陶瓷主體具有至少一個(gè)毛細(xì)管且所述饋入裝置被密封到所述毛細(xì)管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述饋入裝置利用玻璃料被密封到所述陶瓷主體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為從約10％至約35％的鈦、釩或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述陶瓷主體中包含氧化鋁且鎢合金包含重量百分比為從約20％至約30％的鈦、釩或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為25％的鈦。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為22.5％的釩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述陶瓷主體中包含氧氮化鋁且鎢合金包含重量百分比為從約10％至約20％的鈦、釩或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為16.5％的鈦。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為17％的釩。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷放電容器，其中所述陶瓷主體中包含釔鋁石榴石且鎢合金包含重量百分比為從約20％至約30％的鈦、釩或其組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為26％的鈦。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的陶瓷放電容器，其中鎢合金包含重量百分比為25％的釩。
全文摘要
一種用于陶瓷放電容器的鎢合金饋入裝置被用以形成與放電容器的陶瓷主體的隔絕密封。鎢合金包括與從鈦、釩或其組合中選擇出來的一種金屬合金化的鎢。配制所述合金以使其具有與陶瓷的熱膨脹系數(shù)接近相匹配的熱膨脹系數(shù)從而防止發(fā)生開裂。優(yōu)選地，鎢合金包含一種重量百分比為從約10％至約35％的從鈦、釩或其組合中選擇出來的金屬。
文檔編號C22C27/00GK1815680SQ200610004800
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者J·H·塞爾弗里安 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司