闪光灯、用来生产闪光灯的方法以及合成体的制作方法

专利名称：闪光灯、用来生产闪光灯的方法以及合成体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的合成体和用来生产机械连 接件的过程，特别地，涉及能用于气密应用如灯特别是闪光灯泡中的合成体和制造过程。
背景技术：
图1表示不同的已知合成体并隐含地表示其生产过程(或工艺)，图Ia表示通过 玻璃壁15的金属线10的真空密封通道，这里，金属线被预装上玻璃，如虚线轮廓16所示， 此后，它熔化到玻璃管端部(图la)或玻璃板(图lb)中。在这种情况下，玻璃和金属选择 成它们的热膨胀系数的过程从熔点到冷却尽可能地相似(“完全匹配”)。然而，如果该完 全匹配不可能，则可能在玻璃中出现张力裂缝或金属线可能与玻璃分离。如果为了直接将 金属熔入玻璃中而使得它们之间的不匹配过大，则张力能被中间玻璃17a到17c和/或被 圆顶几何结构17d逐步补偿，如图Ic中所示。图Id表示所谓“刃口装配玻璃”，图Ie表示“箔挤压”。这里，每个金属配合物11、 13都薄得足以补偿随意发生的变形，以便在玻璃中不会出现危险的张力。图If表示“压力装配玻璃”的原理。金属线10和金属板12的膨胀系数稍高于熔 化的玻璃15的膨胀系数，然而，在玻璃部15中没有出现张力裂缝，因为随着熔入，金属12 收缩到玻璃15上，从而产生压应力。图Ig表示一个实施例，其中金属帽11通过环氧粘合剂18粘在玻璃管15上。图Ih表示两个玻璃15、14借助于铟19的连接。图1中所示的合成体具有下列缺点中的一个或多个传统的熔入金属钨、钼、铁/镍合金、铁/钴/镍合金和包铜金属线是较昂贵的，因 为必须在没有任何缺陷的情况下对它们进行拉拔并给它们提供专门的覆层，以便获得成功 的玻璃/金属连接。必须使用玻璃，玻璃要尽可能精确地适合于熔入金属，例如在它们的应变性质方 面，这限制了玻璃的选择。中间玻璃的使用(图Ic)常常需要玻璃吹制手艺，换句话说是费时和昂贵的。薄的、深拉部件的生产(图Id)或引线/薄片/引线的使用(图Ie)是昂贵的。含铟焊料(图Ih)是昂贵的且不耐热。由铁/钴/镍构成的合金具有高电阻率。粘合剂(图Ig)不耐用并且水可以透过。DE-AS 2150092披露了一种将玻璃或陶瓷与金属连接起来的过程，所用的金属是 具有包含氧化铝的表面层的含铝的铜合金，该方法的缺点是延展性很小，因而耐热冲击性较差，和由于氧化铝导致的在玻璃和金属之间的连接不足。DE-AS 2018752披露了一种用于金属和玻璃表面的气密连接的过程，该过程在金 属熔点以下的温度范围内操作，且在高温下迫使被连接的表面彼此紧靠。该过程的缺点是 最后所得到的连接不足和它只能用于相当简单的几何结构，只有一点点耐热冲击性。DE3827318A1披露了一种在陶瓷和金属物品之间的密封，这里，铝作为主要成分的 金属化合物密封件具有一个由另一种金属构成的覆层，然后，使该金属与其它部件接触并 将其加热到熔点之上。缺点是生产费事、变形性不足和接触表面上的延展性很小，这导致对 热冲击的抵抗性变坏。

发明内容
本发明的目的是提供一种合成体，其具有牢固、耐用和真空密封的耐热冲击的连 接件，并能以低价生产，和提供一种用来生产机械连接件的过程，能用该过程生产具有上述 性质的合成体。该目的由独立权利要求的特征实现，从属权利要求针对本发明的优选实施例。在本发明含义内的合成体包括至少一个第一主体部和一个连接件，还可将连接件 制造为开口或管端部中的止动件，第一主体部由玻璃制成，连接件是比较纯的铝，连接件熔 化到玻璃上。在其最普通的形式中，根据本发明的合成体优选地是整体的、由连接件封闭的空 心玻璃体，优选地以真空密封的方式封闭。已经发现，铝是这样一种金属，其氧化物在特定温度范围内熔入玻璃中，特别是硅 酸盐玻璃，因而导致密切的机械连接，关于其它金属(Mg，Zn, Cd，In, Tl，Sn, Pb，Sb，Bi, Mn) 也发现了这种氧化物在硅酸盐玻璃中的溶解性。与后者相比，铝是有利的，因为即使是高纯 度的，它也很便宜，并且是非常好的电和热的导体，它的延展性很高，能特别好地粘附在硅 酸盐玻璃(软质玻璃，硬质玻璃如硼硅酸盐和铝硅酸盐玻璃，石英玻璃)上，在熔点处具有 非常低的蒸汽压，且在大气中稳定，能很好地粘附在所有工业金属上，无毒，具有有利的温 度加工范围，并能直接用软焊料弄湿。由于所述理由，希望用相当纯的铝作为用于合成体的连接的材料，尽管与玻璃特 别是硅酸盐玻璃相比，它具有比较高的膨胀系数(铝是26 ·10_6/ ，软质玻璃是9 -IO-V0C, 硬质玻璃是4· 10_6/°C，石英玻璃是0.5· 10_6/°C)。已经证明，显著不同的热膨胀系数在 很大程度上能被铝的延展性所补偿。如果铝比较纯，即实质上是未搀杂质的，这也能排除表 面覆层的提供，特别是在加工期间，则铝的延展性只能保持在必需的情况。优选地，连接材 料中的铝部分按重量计算在99%以上，更优选地按重量计算在99. 9%以上。还业已证明，在加工之前，氧化铝在连接材料表面上的在前存在防止了在连接件 20的铝和主体部15的玻璃之间的密切的平面接触，以致粘附可以是在机械上牢固的，且还 可以是气密的(防止扩散)，但可能不再是可靠和永久地真空密封的(防止扩散和压力补 偿)。因而根据本发明，合成体的制造过程是这样的，即在铝与连接件中的主体部的玻 璃15接触之前，将连接件20的铝上的可能的氧化铝层除去，然后，合成物20的被加热到 熔点之上的铝通过其无氧化物的表面与玻璃接触，这是在铝能与玻璃成分起化学反应的场
7合，特别是通过减少玻璃的SiO2和将由此释放的氧与铝结合以产生Al2O3，然后，最后所得 到的氧化物能扩散到玻璃中，如上所述，并有助于密切的连接。能随意地调整过程参数以便 支持所述类型的氧化物形成和氧化物扩散。在合适的场合，能采用下面所述的其它步骤。特 别地，能在保护气体大气中或在真空中执行上述加工步骤中的几个或全部。本发明给出一种合成体，它包括由玻璃制成的并具有开口的第一主体部；和机械连接件；所述合成体闪光灯；其特征在于，所述连接件熔化到所述第一主体部上；所述连接件按重量计算包含纯度至少99 %的铝；以及所述第一主体部具有由所述连接件封闭。按照本发明的一种优选实施方式，由金属或玻璃制成的第二主体部，所述连接件 连接两个主体部。按照本发明的一种优选实施方式，在所述第一主体部接触所述连接件的区域中， 所述第一主体部至少区域地包括带有圆形的边缘。按照本发明的一种优选实施方式，在所述第一主体部接触所述连接件的区域中， 所述第一主体部至少区域地包括材料加强部。按照本发明的一种优选实施方式，所述开口容纳辅助部，所述辅助部由热膨胀系 数小于铝的热膨胀系数的材料制成，优选地是玻璃，且所述辅助部通过所述连接件与所述 第一主体部相连。按照本发明的一种优选实施方式，所述开口容纳第二主体部，所述第二主体部充 当内部电极并包括热膨胀系数小于铝的热膨胀系数的金属材料，优选地是烧结体，所述第 二主体部通过所述连接件与所述第一主体部相连。按照本发明的一种优选实施方式，所述第二主体部的未覆盖的区域部分突出到所 述合成体内部中，同时所述第二主体部的向外突出的表面由所述连接件覆盖。按照本发明的一种优选实施方式，其特征在于，所述连接件包括粒状或粉末状的 填充物，所述填充物的热膨胀系数小于铝的热膨胀系数。按照本发明的一种优选实施方式，所述填充物包括玻璃粉末，特别包括石英玻璃 粉末，和/或氧化物和/或金属，特别是钨或钼。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部和所述连接件是气密或真空密 封外壳的部分。按照本发明的一种优选实施方式，电极设置在所述外壳内，所述电极电连接到所 述连接件。按照本发明的一种优选实施方式，所述电极由所述连接件机械地保持。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部是玻璃外壳的一部分，而所述 第二主体部是从所述外壳内部延伸到所述外壳外部的金属丝。按照本发明的一种优选实施方式，所述玻璃包括氧化玻璃，特别包括硬质玻璃或
石英玻璃。
按照本发明的一种优选实施方式，所述玻璃的软化温度在所述连接件的熔化温度 之上。按照本发明的一种优选实施方式，所述金属包括铜和/或镍和/或钽和/或钨和 /或钼。按照本发明的一种优选实施方式，所述第二主体部是优选地圆柱形的和至少部分 被铝覆盖的玻璃体，所述玻璃体部分地延伸到所述第一主体部的开口中和部分地突出到其 外。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部是玻璃管，至少其一端由所述 连接件封闭。按照本发明的一种优选实施方式，所述第二主体部包括金属部和金属丝，所述金 属部优选地由钼和/或钨制成且在所述连接件中插入所述管内部中，所述金属丝从外部插 入所述连接件中。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部是玻璃管，其一端由所述连接 件封闭，所述连接件在内表面上包括铯和/或钡和/或其氧化物。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部是玻璃管，其一端由所述连接 件封闭，所述连接件在外表面上具有焊料层。按照本发明的一种优选实施方式，所述连接件的金属部分是按重量计算包含至少 90%的铝的铝合金。按照本发明的一种优选实施方式，所述连接件的金属部分按重量计算包括至少 98%的铝。按照本发明的一种优选实施方式，不足100 %的其余的部分包括硅和/或镁和/或 锰和/或钙。按照本发明的一种优选实施方式，所述连接件在外表面上包括金属覆层，其特别 是包含元素锡、银、铜、锌、镉、铅中的一种或多种或这些元素的合金。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部是管子，在其由所述连接件封 闭的部分中，其至少区域性地具有不同于所述自由部分的横截面形状。按照本发明的一种优选实施方式，在所述封闭部分中，所述管子与所述连接件一 起具有一种横截面形状，其中，通过所述连接件的横截面具有至多Imm的尺寸DV，优选地是 0. 3mm,更优选地是0. 1mm。按照本发明的一种优选实施方式，在所述封闭部分中，所述管子与所述连接件一 起具有一种横截面形状，其中通过所述连接件的横截面具有一个尺寸DV，所述尺寸DV相应 地至多是在相同位置通过整个主体的横截面尺寸DK的10 %，优选地是其3 %，更优选地是 其1%。按照本发明的一种优选实施方式，在所述封闭部分中，所述管子与所述连接件一 起具有一种横截面形状，其中通过所述连接件的横截面具有一个尺寸BV，所述尺寸BV大于 管子在自由部分中的内径DI。按照本发明的一种优选实施方式，所述管子的至少一端被弯曲。按照本发明的一种优选实施方式，所述弯曲具有角度，所述角度的范围在45°到 135°之间，优选在80°和100°之间。
按照本发明的一种优选实施方式，所述连接件充当外部电连接件，优选地是可软 焊的。按照本发明的一种优选实施方式，根据上述实施方式中的一种或者多种制造封闭 部分。按照本发明的一种优选实施方式，连接件在任何时候都不具有用于防止氧化保护 的覆层，特别是由另一种金属制成的。本发明提供一种用于制造闪光灯的方法，所述闪光灯是如前述实施方式中的合成 体，所述方法包括下列步骤提供第一主体部，其由玻璃制成或包含玻璃并具有开口 ；和将连接件接附到所述第一主体部上；其特征在于，将具有按重量计算至少99%的纯度的铝用于所述连接件；将所述连接件加热到其熔点之上并熔化到所述第一主体部上；在所述连接件熔化到所述第一主体部上之前，使其没有氧化物成分；以及通过所述连接件封闭所述第一主体部中的所述开口。按照本发明的一种优选实施方式，在将所述连接件加热到其熔点之上后，所述连 接件没有氧化物成分。按照本发明的一种优选实施方式，所述第一主体部通过所述连接件与第二主体部 相连。按照本发明的一种优选实施方式，在生产所述连接件之前，在所述第一主体部接 触连接件的区域中，特别是通过熔化在所述主体部上，所述第一主体部至少区域性地是有 圆形的。按照本发明的一种优选实施方式，在将所述连接件接附到所述第一主体部上之 前，在所述第一主体部接触所述连接件的区域中，特别是通过熔化在所述主体部上，至少区 域性地形成材料的加强部。按照本发明的一种优选实施方式，将辅助部定位在所述开口中，且然后通过所述 连接件将所述辅助部与所述第一主体部相连，所述辅助部由热膨胀系数小于铝的热膨胀系 数的材料制成，优选地是玻璃。按照本发明的一种优选实施方式，在接附上所述连接件之前，使包含铝的物质与 粒状或粉末状的填充物混合并通过熔化结合起来，所述填充物的热膨胀系数小于铝的热膨 胀系数。按照本发明的一种优选实施方式，在缺乏氧的情况下使所述连接件熔化在所述第 一主体部上，优选地在保护气体下或在真空中进行。按照本发明的一种优选实施方式，用一种气体作为保护气体，封闭的合成体将用 所述气体填充。按照本发明的一种优选实施方式，使所述连接件熔化在所述第一主体部上发生在 一个温度，所述连接件在所述温度熔化，而所述玻璃在所述温度不会变软。按照本发明的一种优选实施方式，使所述连接件熔化在所述第一主体部上发生在 一个温度，在所述温度氧化铝容易扩散到玻璃中。
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按照本发明的一种优选实施方式，当生产所述机械连接件时，所述连接件材料和 所述第一主体部被逐渐地共同加热。按照本发明的一种优选实施方式，使用管状主体部，将所述管状主体部的端部变 平。按照本发明的一种优选实施方式，所述变平发生在接附上所述连接件之后，在变 平之前，将所述玻璃加热到其软化温度之上。按照本发明的一种优选实施方式，将所述管端部弯曲。按照本发明的一种优选实施方式，在将所述连接件熔化到所述第一主体部上之 前，将所述连接件加热到至少700°C。按照本发明的一种优选实施方式，将所述连接件加热并在保护气体下使其没有氧 化物。


下面参考附图描述本发明的各个实施例，其中图Ia到Ih表示已知的合成体；图2表示根据本发明第一实施例的合成体；图3a和3b表示具有两个主体部的合成体；图4a到4c表示用于增大的热交变负荷的合成体；图5a到5d表示具有辅助主体或第二主体部的合成体；图6a到6d表示合成体，其连接件是几种材料的混合物；图7表示另一个实施例；图8a到8c表示管形合成体的端部的实施例；和图9表示气体放电灯或闪光灯泡的实施例。
具体实施例方式图2表示合成体的一个实施例。合成体具有第一主体部15和连接件20，第一主体 部15由玻璃制成，例如，它可以是玻璃管。在一端(未示出)，可以通过熔化使它封闭，在 另一端(已示出)，它由连接件20封闭。连接件20熔化在第一主体部15上，连接件包括 铝，铝按重量计算具有至少99%的纯度，优选地按重量计算具有至少99. 9%的纯度。在这 方面，优选地它没有金属合金元件或混合物。优选地，在加工时，它没有表面覆层(例如，作 为氧化的保护)。优选地，连接件以真空密封的方式紧靠第一主体部15，未示出的管端部也 能以根据本发明的方式制成。合成体通常具有真空密封设计，在其内部，它可以充满低压惰性气体，然后，它可 以充当气体放电管，例如作为闪光灯泡。闪光管可以包括合成体，并且基于小玻璃管，其可 以发展为主体部15，小玻璃管的一端或两端可以根据本发明制成。电子管的应用也是可能的。图2中所示的用于小玻璃管的典型尺寸具有大约4mm+/-3mm的外径，优选地 2. 5mm+/-lmm，和20到30mm的长度。连接件在小玻璃管的轴向方向上的延伸可以是1. 2倍 的内径+/-40%，优选地+/-10%。
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连接件20熔化到第一玻璃主体部15上。为此目的，连接件20的材料如所需地与 第一主体部15接触并被加热到其熔点之上。使得连接件的材料溢流到主体部的壁上，而具 体地说是将其接附于主体部的壁上，再次使整个装置冷却。优选地过程(或加工)参数调节成使氧化铝形成并能扩散到玻璃中，以便形成密 切的连接。特别地，过程温度选择成使连接件20的铝熔化，同时第一主体部15的玻璃仍没 有变软。可以在该温度范围内选择温度，以使得氧化铝能改进地或最适宜地扩散到玻璃15 中。这样，连接件20用来将第一主体部与第二主体部连接起来，优选地以真空密封的 方式，和/或用来封闭第一主体部的开口。优选地，连接件制造成将连接件的材料以固体形式放入到应该随后形成连接件的 第一主体部区域中。然后，将连接件材料与一个或几个主体部一起加热，直到至少使铝液化 为止。然后，它进入上述的与玻璃的密切连接，此后，合成体再次被冷却，以便连接件材料特 别是铝再次变成固体。优选地，在真空中或保护气体下生产连接件，更优选地，注意在生产连接件之前， 铝的表面在纯度形式上是可用的，且特别是铝的表面只在较小的程度上被氧化(小于自然 钝化的10%)或没有被氧化(小于自然钝化的0.5%)。铝在氧的面前氧化(钝化)，最后 得到的氧化层可能太厚而不能允许上述的扩散机理。就连接件材料的表面上的纯铝来说， 该铝以液体形式接触玻璃，特别是硅酸盐玻璃，减少其氧化物，结果，使它本身氧化，以致最 后得到的氧化铝能扩散到玻璃中。如果使用保护气体，该保护气体可以是这样一种气体，即应该用其填充最后得到 的合成体。特别地，保护气体可以包括氙。图3a和3b表示这样的实施例，其中最后得到的合成体具有两个主体部15和10， 附图标记15表示由玻璃制成的第一主体部，附图标记10是指第二主体部，在这种情况下由 金属制成，例如金属丝，它可以充当电极。原则上，可以选择任何金属作为金属丝，特别是 铜。图3a表示一个合成体，其中第一主体部15是小玻璃管(例如，具有如上所述的尺寸)， 而图3b表示一个合成体，其中第一主体部15是玻璃板。能如上所述地制造或生产连接件 20。图4a到4c表示用于增大的热交变负荷的实施例，它们适合于在使用生产的物品 时达到150°C的热交变负荷。图4a到4c的每个实施例都在第一玻璃主体部15接触连接件 20的区域中具有增强的和/或圆形的边缘15a，优选地，当根据图4a到4c封闭开口时，边 缘增强部的直径b能大于被封闭的开口的直径d。图4b表示这样一种情况，其中金属引线 或金属丝形成合成体的第二主体部10。图4c表示一个电极41，其在小玻璃管的内部中被 熔化到连接件20上，电极41可以是烧结体。附图标记42表示焊料，优选地是软焊料，其部 分或完全覆盖连接件20的外部。如所示的，软焊料可以向下突出到管端部之外。连接件能 向下突出到管端部之外或与其齐平，或如图1或4c中所示，可以保持在它后面。图5a到5d表示适合于合成体工作时的高热交变负荷的实施例。这里，辅助主体 51、52或第二主体部55作为例子与如上述组成的合成物20 —起用来封闭开口，辅助主体 51,52或第二主体部55的热膨胀系数小于铝的热膨胀系数，且优选地近似与第一主体部15 的热膨胀系数相同(偏差小于50%)。然后，将辅助主体51、52放到第一主体部15的要被封闭的开口中或开口上面，随后，在第一主体部15和辅助主体51、52或第二主体部55之间 再次制造一个连接件20，可以预先用金属56或合成材料覆盖辅助主体51、52或第二主体 部55，其中金属56特别可以是铝。能以一种方式完成该覆盖，该方式等同于根据本发明的 连接件和主体部之间的创造性合成物的生产，如所述的。辅助主体51、52或第二主体部55 可以包括或由玻璃或者与第一主体部15的材料相同的材料构成，并可具有等于或小于后 者的热膨胀系数。在工作过程中，即使在高温差的情况下，也仅仅由于比较小的连接件横截 面的尺寸而导致较小的张力，所述张力能通过铝的延展性来补偿。图5b表示这样一个实施 例，其中金属部件53安装在辅助主体52的内侧上，由于连接件20从第一主体部的内部延 伸到第一主体部的外部，所以连接件20能从外部接触辅助主体52。图5c表示这样一个实 施例，其中第二主体部55螺纹旋入到开口中，在此第二主体部55通过连接件20与第一主 体部15密切地连接。可选择地借助于夹具或夹子57或通过钎焊(未示出)，用第二主体部 55的突出部将其连接到电缆58。另一个电极54安装在第二主体部55的内侧上。图5d表示这样一个实施例，其中第一主体部15的开口基本上被第二主体部59占 据，这里玻璃管优选地具有如上所述的尺寸，第二主体部59能直接充当电极。第二主体部 59可以是金属的烧结体，其可以是多孔的。在其面对管开口的侧面上(在图5d中在下方)， 烧结体完全由铝或铝合金20覆盖。第二主体部59的膨胀系数小于铝的膨胀系数，第二主 体部59在玻璃管的端部处被铝层20机械地保持、密封和电接触。优选地，充当连接件20的铝从管子的切口面突出。因而在图5d中，与玻璃管的最 低的边缘相比，连接件20向下突出得更远。连接件20可设计成它不仅覆盖第一主体部15 的内壁15a，而且覆盖前表面15b。在这种情况下，铝或连接件20不必在第二主体部59延 伸到管子中的整个长度上覆盖第二主体部59。从开口端开始，连接件20可覆盖它，例如小 于延伸到管子中的长度的一半，优选地小于该延伸长度的三分之一。在这一实施例中，连接层20可以比较薄，因为在管子15的开口的区域中，它仅仅 以真空密封的方式封闭多孔的第二主体部59。结构的机械稳定性由稳定的第二主体部59 本身来保证，第二主体部59基本上支承连接层20。连接件20还能充当第二主体部59的电 触点。图6a到6d表示这样一些实施例，其中连接件一方面包括铝，另一方面包括填充物 60。与该实施例有关，关于连接件的铝的含量的陈述必须被看作基于连接件的金属部分，即 不考虑填充物。如此选择填充物，即它的热膨胀系数小于铝的热膨胀系数。具体地，可如此 选择填充物60，即它的热膨胀系数近似等于第一主体部15的热膨胀系数。它也可以小于第 一主体部15的热膨胀系数，它可以是玻璃颗粒或细小的玻璃粉末，从而，铝和填充物的混 合物的热膨胀系数接近第一主体部15的热膨胀系数。因而，该实施例也适合于工作期间的 高热交变负荷。如果将具有较低热膨胀系数的玻璃粉末(例如，石英玻璃)用作填充物，则 如果第一主体部15的热膨胀系数处于铝的热膨胀系数和填充物的热膨胀系数之间(例如 硼硅酸盐玻璃)，填充物和铝之间的混合比的调节就用来实现非常接近第一主体部15的热 膨胀系数的热膨胀系数。铝能以一种方式与填充物混合，该方式等同于连接件和主体部之 间的创造性连接件的生产，如所述的，即，特别是通过在掺合填充物之前使铝没有氧化层。图6a表示这样一个实施例，其中用连接件20、60封闭小管15的一端。图6b表示 这样一个实施例，其中从外部将金属丝10 (作为第二主体部)放置到连接件20、60中。电极61从内部熔入到连接件20、60中，电极61可以如所需的那样选择材料，例如钨。还能可选 择地将金属丝(整体地)完全连接。图6c和6d表示了这样的实施例，其中为了某些目的， 电极62、63仅仅处在连接件20、60的内侧上，它们熔入到连接件20、60中并从连接件20、60 向内突出。附图标记62是具有某种几何形状的金属电极，附图标记63是烧结体。混合连 接件20、60还能用于图5d的实施例。填充物60可以是玻璃粉末、玻璃微粒、玻璃颗粒或细小的玻璃粉末和/或另一种 粒状的或粉末状/粒状的材料，例如钨和/或钼。基本材料是铝，优选地具有上述纯度。图7表示另一个实施例。第一主体部15是一个小管，其一端用连接件20 (可选择 地由填充物60)封闭。连接件20、60可以在内侧和/或外侧上具有材料的变化。示出了一 个实施例，其中在连接件20、60的外侧上施加了焊料层71，例如，该层可以是锡铅焊料。可 在形成连接件20、60之后接着施加该层，于是，它通常是不连续的、可识别的层。在内侧上， 示出了充当阴极的层72，它可以包括铯和/或钡和/或其氧化物，可以随后将层72施加或 熔入到其上，于是层72也是不连续的并能区别于连接件20、60。然而，它也能作为合金成分 加入到连接件20、60中，例如这可如下进行当形成连接件时，在熔化之前引入到小管中的 不仅是固体连接材料20、60，而且也有阴极72的材料。当连接件20、60熔化时，电极材料也 熔化，以便扩散从而在电极材料和连接件材料之间发生混合。这主要在离连接件20、60和 主体部15之间的接触面的一定距离处实现。连接件可在其外部具有金属覆层，该金属覆层特别具有元素锡、银、铜、锌、镉、铅 中的一种或多种或具有这些元素中一种或多种的合金。该覆层能特别提供成使得外部是可 软焊的。图8a到8c也表示特别适合于高热交变负荷的实施例。合成体实质上是具有可选 择的主要尺寸的玻璃管15，如上所述。闪光灯泡的焦距(电极之间的宽度)能覆盖12mm 的范围，优选地覆盖17mm的范围，和/或是小于30mm，优选地小于25mm。玻璃管具有自由 区域82，在那里充分地发生引起发光效应的电物理过程。因而，自由区域82基本上在玻璃 管的整个焦距上延伸，并还可选择地完全或部分包括电极长度。玻璃管15还具有封闭区域 81，在那里，连接件20、60以真空密封的方式封闭玻璃管。即使图8a仅仅表示了玻璃管的 一端，但另一端可以相同的方式发展。在玻璃管的封闭区域81中，至少在一些部分中，横截面形状可以不同于自由区域 82。特别地，可以将横截面变平。横截面(根据图8b)可以是这样的，即横截面的尺寸DV 至多是1mm，优选地至多是0. 3mm，更优选地至多是0. 1mm。变平可以是这样的，即所述横截 面尺寸DV不大于30 μ m或甚至不大于10 μ m,结果，用连接件20、60填充的体积变得比较 小，以致热膨胀也是不太明显的。可如参考图4c、5d或6b所述地接附或电连接第二主体部 59。第二主体部59基本上在管子15的自由区域82中，优选地，连接件20、60完全占据封 闭区域中剩下的剩余体积，特别是直到管端部，以便连接件20、60也能用作外部电联接件。封闭区域81中的连接件的尺寸DV可以小于在相同地点通过整个主体的横截面尺 寸DK的10 %，优选地小于其3 %，更优选地小于其10Z0。图8c表示通过图8a的设计的另一个横截面。图8c的横截面垂直地延伸通过图 8a的突出部的平面，并且垂直地延伸到图8b的横截面。在此破开的平面中，连接件的宽度 BV比管15在自由区域82中的内径DI宽。如果与根据图8a和8b的实施例一起选择此实
14施例，则可以通过将管子15的端部区域与连接件20、60 —起变平容易地实现连接件的变薄。相当一般地，在插入连接件20、60之后，通过合成体的机械变形，可获得根据图8a 到8c之一的合成体。例如，可将结构加热到管子15的玻璃的软化温度之上，接着进行变平， 然后，获得根据图8b和8c的实施例。图9表示另一个实施例。这里，可在玻璃管15的两端上以同样的方式制成封闭区 域81a和81b。图9表示一个实施例，其中封闭端弯曲。玻璃管15的纵向轴线93围住轴 线(或在管子的端部在切线的弯曲的实施例的情况下)94a或94b —个角度μ，该角度μ 的范围可以从45°到135°，优选地80°到100°，角度μ可以基本上是直角。封闭区域 81a能——但不是必须——如借助于图8a_c所述地那样设计。优选地，连接件20、60占据管子一直到其自由端(在图中下方)，以便它能充当电 连接件。可如参考图5d或6d所述地电连接或机械连接玻璃管15内部的电极，能将电极 59a和59b设计为金属烧结体(根据图5d或6d)。优选地，弯曲区域96具有如图8b中所示的横截面形状，尺寸DV在图9的突出部 的平面内，尺寸BV垂直于突出部的平面延伸。优选地，弯曲区域96a和96b的长度是这样的，即管子15的笔直区域97在印刷电 路板98的上方具有高度H，以便反射器95安装在其下方，且还可以选择地具有横向延伸部 (到突出部的平面之外)。通过图9中所示的结构，可将设计为照明装置特别是气体放电管或闪光灯泡的合 成体直接安装在印刷电路板98上，因而，照明装置被设计为SMD(表面安装设备)。与图4c 或图7相似，前表面可具有焊料层(例如，锡铅焊料)。即使建立了例如与图8b—致的横截 面形状，也能实现弯曲。这里，可继续下去以便首先慢慢地实现弯曲，然后进行变平。如果 通过挤压管子15的端部来进行变平，则可以迫使连接件材料20、60离开自由端，可将该材 料除去或将其分配到管端部的整个前表面上。参考图2到8描述的特征可彼此结合，本发明特别适合于形成气体放电管、电子管 或照明装置的一部分的模制主体。就气体放电管而言，应该特别提及闪光灯泡，它们通常是 填充有惰性气体并以真空密封方式封闭的小管，它们包括两个电极，每个电极都必须以真 空密封的方式穿透玻璃外壳壁。在这样的连接件中，应该指出，特别是在没有第二主体部 (如图3中所示)的情况下，连接件20、60可以相当一般地充当内部上的电极和/或充当外 部上的电连接件(见附图2、4a、6a和其它附图)。铝的导电率很高，足以照那样地通过连接 件20、60用十分小的损失实现从内部到外部的电连接。根据另外的方面，可随意地选择额 外的电极10。
1权利要求
一种闪光灯，包括具有两个开口的玻璃管；和所述开口中的至少一个的封闭件(20，60)；其特征在于，所述封闭件(20，60)包括熔化到所述玻璃管上的金属；并且所述金属按重量计算包含纯度至少98％的铝。
2.如权利要求1所述的闪光灯，其特征在于，由金属或玻璃制成的第二主体部(10，14， 55，61)，所述封闭件的金属连接所述玻璃管和所述第二主体部(10，14，15，55，61)。
3.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，在所述玻璃管(15)接 触所述封闭件(20，60)的区域中，所述玻璃管(15)至少区域地包括带有圆形的边缘(15a)。
4.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，在所述玻璃管(15)接 触所述封闭件(20，60)的区域中，所述玻璃管(15)至少区域地包括材料加强部(15a)。
5.如权利要求1所述的闪光灯，其特征在于，所述开口容纳辅助部(51)，所述辅助部 (51)由热膨胀系数小于铝的热膨胀系数的材料制成，优选地是玻璃，且所述辅助部(51)通 过所述封闭件(20，60)与所述玻璃管(15)相连。
6.如权利要求1所述的闪光灯，其特征在于，所述开口容纳第二主体部(59)，所述第二 主体部(59)充当内部电极并包括热膨胀系数小于铝的热膨胀系数的金属材料，优选地是 烧结体，所述第二主体部(59)通过所述封闭件(20，60)与所述玻璃管(15)相连。
7.如权利要求6所述的闪光灯，其特征在于，所述第二主体部(59)的未覆盖的表面部 分突出到所述闪光灯内部中，同时所述第二主体部(59)的向外突出的表面由所述封闭件 (20，60)覆盖。
8.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件(20，60) 包括粒状和/或粉末状的填充物(60)，所述填充物的热膨胀系数小于铝的热膨胀系数。
9.如权利要求8所述的闪光灯，其特征在于，所述填充物(60)包括玻璃粉末，特别包括 石英玻璃粉末，和/或氧化物和/或金属，特别是钨或钼。
10.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述玻璃管(15)和 所述封闭件(20，60)是气密或真空密封外壳的部分。
11.如权利要求10所述的闪光灯，其特征在于，电极(41，53，54，61-63，72)设置在所述 外壳内，所述电极电连接到所述封闭件(20，60)的金属。
12.如权利要求11所述的闪光灯，其特征在于，所述电极由所述封闭件(20，60)机械地 保持。
13.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述第二主体部 (10，14，55，61)是从所述外壳内部延伸到所述外壳外部的金属丝(10)。
14.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述玻璃包括氧化玻 璃，特别包括硬质玻璃或石英玻璃。
15.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述玻璃的软化温度 在所述封闭件(20，60)的金属的熔化温度之上。
16.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件的金属包 括铜和/或镍和/或钽和/或钨和/或钼。2
17.如权利要求2所述的闪光灯，其特征在于，所述第二主体部(10，14，55，61)是优选 地圆柱形的和至少部分被铝覆盖的玻璃体(55)，所述玻璃体(55)部分地延伸到所述玻璃 管(15)的开口中和部分地突出到其外。
18.如权利要求2所述的闪光灯，其特征在于，所述第二主体部(10，14，55，61)包括 金属部(61)和金属丝(10)，所述金属部(61)优选地由钼和/或钨制成且插入所述封闭件 (20,60)中的所述管内部中，所述金属丝(10)从外部插入所述封闭件(20，60)中。
19.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件(20，60) 的金属在内表面(72)上包括铯和/或钡和/或它们的氧化物。
20.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件(20，60) 在外表面上具有焊料层(71)。
21.如权利要求1所述的闪光灯，其特征在于，不足100%的其余的部分包括硅和/或 镁和/或锰和/或钙。
22.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件的外表面 包括金属覆层，其特别是包含元素锡、银、铜、锌、镉、铅中的一种或多种或这些元素的合金。
23.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述玻璃管(15)在 其由所述封闭件(20，60)封闭的部分(81)中，其至少区域性地具有不同于所述自由部分 (82)的横截面形状。
24.如权利要求23所述的闪光灯，其特征在于，在所述封闭部分(81)中的所述管子与 所述封闭件(20，60) —起具有一种横截面形状，其中，通过所述封闭件的横截面具有至多 Imm的尺寸DV，优选地是0. 3mm,更优选地是0. 1mm。
25.如权利要求23或24所述的闪光灯，其特征在于，在所述封闭部分(81)中的所述管 子与所述封闭件(20，60) —起具有一种横截面形状，其中通过所述封闭件的横截面具有一 个尺寸DV，所述尺寸DV相应地是在相同位置通过整个主体的横截面尺寸DK的至多10%， 优选地是3 %，更优选地是1 %。
26.如权利要求24或25所述的闪光灯，其特征在于，在所述封闭部分(81)中的所述管 子与所述封闭件(20，60) —起具有一种横截面形状，其中通过所述封闭件的横截面具有一 个尺寸BV，所述尺寸BV大于管子在自由部分(82)中的内径DI。
27.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述管子的至少一端 被弯曲。1
28.如权利要求27所述的闪光灯，其特征在于，所述弯曲具有角度(μ)，所述角度(μ ) 的范围在45°到135°之间，优选在80°和100°之间。
29.如权利要求27或29所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件(20，60)充当外部电 连接件，优选地是可软焊的。
30.如权利要求27到29中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，根据权利要求24 到26中的一项或多项制造封闭部分(81)。
31.如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯，其特征在于，所述封闭件(20)在 任何时候都不具有用于防止氧化保护的覆层，特别是由另一种金属制成的。
32.一种用于制造如前述权利要求中的一项或多项所述的闪光灯的方法，所述方法包 括下列步骤提供玻璃管(15)，其具有开口 ；和将封闭件(20)接附到所述玻璃管(15)上；其特征在于，将具有按重量计算至少98%的纯度的铝用于所述封闭件的金属部；将所述封闭件加热到其熔点之上并熔化到所述玻璃管(15)上；在所述封闭件熔化到所述玻璃管(15)上之前，使所述封闭件没有氧化物成分；以及通过所述封闭件封闭所述玻璃管(15)的所述开口。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，在将所述封闭件加热到其熔点之上后，所 述封闭件没有氧化物成分。
34.如权利要求32或33所述的方法，其特征在于，所述玻璃管通过所述封闭件与第二 主体部相连。
35.如权利要求32到34中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在生产所述封闭件 之前，在所述玻璃管接触所述封闭件的区域中，特别是通过开始熔化所述玻璃管，所述玻璃 管至少区域性地是有圆形的。
36.如权利要求32到34中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在将所述封闭件接 附到所述玻璃管上之前，在所述玻璃管接触所述封闭件的区域中，特别是通过开始熔化所 述玻璃管，至少区域性地形成材料的加强部。
37.如权利要求32到35中的一项或多项所述的方法，其特征在于，将辅助部定位在所 述开口中，且然后通过所述封闭件的金属将所述辅助部与所述玻璃管相连，所述辅助部由 热膨胀系数小于铝的热膨胀系数的材料制成，优选地是玻璃。
38.如权利要求32到37中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在接附上所述封闭 件之前，使包含铝的物质与粒状和/或粉末状的填充物混合并通过熔化结合起来，所述填 充物的热膨胀系数小于铝的热膨胀系数。
39.如权利要求32到38中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在缺乏氧的情况下， 优选地在保护气体氛围中或在真空中使所述封闭件熔化在玻璃管上。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，用一种气体作为保护气体，封闭的闪光灯 将用所述气体填充。
41.如权利要求32到40中的一项或多项所述的方法，其特征在于，使所述封闭件熔化 在所述玻璃管上发生在一个温度，所述封闭件在所述温度熔化，而所述玻璃在所述温度不 会变软。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，使所述封闭件熔化在所述玻璃管上发生 在一个温度，在所述温度氧化铝容易扩散到玻璃中。
43.如权利要求32到42中的一项或多项所述的方法，其特征在于，当生产所述机械封 闭件时，所述封闭件材料和所述玻璃管被逐渐地共同加热。
44.如权利要求32到43中的一项或多项所述的方法，其特征在于，使用管状主体部，将 所述管状主体部的端部变平。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述变平发生在接附上所述封闭件之后， 在变平之前，将所述玻璃加热到其软化温度之上。
46.如权利要求44或45所述的方法，其特征在于，将所述管端部弯曲。
47.如权利要求32到46中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在将所述封闭件熔 化到所述玻璃管上之前，将所述封闭件加热到至少700°C。
48.如权利要求32到47中的一项或多项所述的方法，其特征在于，将所述封闭件加热 并使其没有氧化物是在保护气体氛围下进行的。
49.一种合成体，包括玻璃制成的第一主体部(15)并具有开口，和 机械连接件(20，60)； 其特征在于，所述连接件(20，60)熔化到所述第一主体部(15)上， 所述连接件含有按重量计算纯度至少90%的铝。
全文摘要
本发明提出一种闪光灯，包括具有两个开口的玻璃管、和所述开口中的至少一个的封闭(20，60)，其特征在于，所述封闭(20，60)包括熔化到所述玻璃管上的金属，并且所述金属按重量计算包含纯度至少99％的铝；还提出这种闪光灯的制造方法；还提出一种合成体，其包括由玻璃构成并具有开口的第一主体部(15)、和机械连接件(20，60)，其特征在于，所述连接件(20，60)熔化到所述第一主体部(15)上，且所述连接件含有按重量计算纯度至少90％的铝。
文档编号H01J9/32GK101901736SQ20101012890
公开日2010年12月1日 申请日期2003年11月20日 优先权日2002年12月9日
发明者I·迪尼施 申请人:珀金埃尔默科技有限责任两合公司