专利名称：低气压气体放电灯用的铋铟汞合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态汞合金材料，具体是指一种低气压气体放电灯用的铋铟汞合金。
背景技术：
低气压气体放电灯利用波长为253.7nm的紫外线杀菌或激发荧光粉产生可见光，对于普通直管型荧光灯在汞蒸汽压为0.8Pa附近波长253.7nm的紫外线具有最高的辐射效率，对于普通紧凑型荧光灯在汞蒸汽压为1.0Pa附近波长253.7nm的紫外线具有最高的辐射效率。紧凑型荧光灯、无极灯、杀菌灯、小管径冷阴极荧光灯等这类低气压气体放电灯管壁温度高，液汞在高温下汞蒸汽压远大于1.0Pa，波长253.7nm紫外线辐射效率低，发光效率低。要获得高光效，必须使用在较高温度下控制、稳定汞蒸汽压在1.0Pa附近的汞合金，目前工作于70-125℃的汞合金普遍采用铋铟汞合金(代替液汞)，将铋铟汞合金放置在灯的排气管内。
目前普遍采用即传统的铋铟汞合金典型的铋铟汞质量比为Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5，其中铋铟原子数之比为Bi∶In＝1.13∶1，铋铟质量之比为Bi∶In＝2.1∶1，对应于光输出从88％-100％连续波动的工作温度区域为70-125℃，汞蒸汽压约为0.3-3.0Pa，在该温度区域内相对液汞具有较高的发光效率。但因铋铟汞合金在中间温度区域95-108℃内，汞蒸汽压会下降，降到0.3Pa，甚至更低，部分灯由于离散性的原因，铋铟汞合金处于该温度区域，在该温度区域过低的汞蒸汽压使波长为253.7nm紫外线辐射的效率降低，发光效率低。传统的铋铟汞合金具有较宽的工作温度区域，但光输出随温度变化波动大，灯的光电参数离散性大。传统的铋铟汞合金另一缺点是合金液相点温度低，在110-120℃完全熔融成液体，易流动。制灯过程中圆排气机自动化生产时排气管温度高，铋铟汞合金受热会熔融成液体易流入灯内，灯燃点过程中铋铟汞合金在高于110-120℃时也会从排气管中流入灯内，合金冷却成固态后在后工序或运输中易划粉，造成荧光粉层划痕、脱落，同时流入灯内的合金温度与原设计存放在排气管中的合金温度有差异，导致灯的光电参数劣化，传统的铋铟汞合金尽管可以工作到125℃甚至更高，但由于液相点的温度只有110℃，在工作超过110℃温度时使用困难。
传统的铋铟汞合金中铟的质量含量均大于28％，一般为31％，有些含量更高，美国专利US4157485提出的铋铟汞合金中铟的质量含量约为30％，国际专利WO 02/097858 A1提出的铋铟银汞合金是在铋铟汞合金中减少铟含量，铟的质量含量小于30％，另外加入银，可以提高合金的液相点温度，也可以改善合金在中间温度区域95-108℃汞蒸汽压下降得过低的缺点，灯的一致性提高，但这一方案降低了铟含量，增加了银含量，要达到相同的工作温度区域，必须要降低汞含量，加入灯内合金总重量增加，给制灯带来不便，也没有降低成本。专利申请号200610036177.2提出的铋铟锌汞合金是在铋铟汞合金中加入锌，是为了提高合金的液相点温度，提高灯的一致性。但是其也增加了熔点较高的金属，给合金的制造带来一定困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种在工作温度区域内汞蒸汽压能更稳定地控制在1.0Pa附近，使灯具有一个光输出从95％-100％连续波动的、更平稳的工作温度区域，同时提高合金的液相点温度，降低合金在110-120℃下的流动性，更好地适用于低气压气体放电灯用的铋铟汞合金。而且由于铟含量减少，铋铟汞合金成本降低。
本发明的目的是这样实现的，是含有铋铟汞的合金，铋铟汞的质量比为铋(Bi)∶铟(In)∶汞(Hg)＝66-82∶15-28∶3-8。
本发明的铋铟汞合金，在工作温度区域能更稳定地控制灯内汞蒸汽压在1.0Pa附近，使管壁温度高的低气压气体放电灯在70-110℃具有更稳定的汞蒸汽压，从而获得更高的发光效率，提高产品的稳定性、一致性。传统的铋铟汞合金与本发明的铋铟汞合金在紧凑型荧光灯中光输出随温度变化的特性曲线见图1，曲线A为本发明的铋铟汞合金光输出随温度变化的特性曲线，曲线B为传统的铋铟汞合金光输出随温度变化的特性曲线。
本发明也可以上述的铋铟汞合金通过辅以包括镧(La)、铈(Ce)、锌(Zn)银(Ag)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)等高熔点金属组成的铋铟多元汞合金，改善灯的启动性能，进一步提高合金的液相点温度，降低合金高温下的流动性。
本发明按以上所述的合金配比后，可以用常规的熔融滴制成球丸的方法制造，也可以是用常规的模铸成球丸或圆柱体的方法制造，也可以是用常规的压制成球丸或圆柱体的方法制造。
图1为本发明的铋铟汞合金与传统合金的光输出随温度变化的特性曲线对比图。
具体实施例方式
实施例1铋铟汞合金按质量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝66∶26∶8，经熔融滴制成球丸，应用在5-13w紧凑型荧光灯中，平均光效比典型Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5的铋铟汞合金高2％，灯的光输出稳定性、一致性好。
实施例2铋铟汞合金按质量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝66∶28∶6，经熔融滴制成球丸，应用在5-15w紧凑型荧光灯中，平均光效比典型Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5的铋铟汞合金高2％，灯的光输出稳定性、一致性好。
实施例3铋铟汞合金按质量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝82∶15∶3，经熔融模铸成球丸，应用在13-20w紧凑型荧光灯，平均光效高，合金液相点的温度高，可用于圆排气机自动化生产。
实施例4铋铟汞合金按质量比(m/m)配比Bi∶In∶Hg＝70∶25∶5经熔融滴制成球丸，应用在5-20w紧凑型荧光灯中，平均光效高。
实施例5将铋铟汞按质量比(m/m)配比Bi∶In∶Hg＝70∶24∶6经熔融喷雾冷却成合金粉，铋铟汞合金粉与Zn粉按质量百分比为80∶20混合压制成圆柱体，应用在5-20w紧凑型荧光灯中，平均光效高，光输出稳定，降低汞合金高温下的流动性，可用于圆排气机自动化生产。
权利要求
1.低气压气体放电灯用的铋铟汞合金，其特征在于铋铟汞的质量比为Bi∶In∶Hg＝66-82∶15-28∶3-8。
2.根据权利要求1所述的低气压气体放电灯用的铋铟汞合金，其特征在于所述的铋铟汞的合金中铋铟的质量比为Bi∶In＝2.3-5.5∶1。
3.根据权利要求1所述的低气压气体放电灯用的铋铟汞合金，其特征在于所述的铋铟汞的合金中铟汞的质量比为In∶Hg＝3.5-6∶1。
全文摘要
本发明公开了一种低气压气体放电灯用的铋铟汞合金，铋铟汞的质量比为Bi∶In∶Hg＝66－82∶15－28∶3－8。本发明的铋铟汞合金，在工作温度区域能更稳定地控制灯内汞蒸汽压在1.0Pa附近，使管壁温度高的低气压气体放电灯在70－110℃具有更稳定的汞蒸汽压，从而获得更高的发光效率，提高产品的稳定性、一致性，而且由于铟含量减少，铋铟汞合金成本降低。
文档编号H01J61/12GK101041872SQ200710027858
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者何志明 申请人:何志明