专利名称：一种电极组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电极组件。
背景技术：
目前全球陶瓷金卤灯电弧管生产商主要采用以下两种电极的结构形式第一种结 构，如图1所示，是分别将装套有钨弹簧4的钨芯棒1，密绕有钼螺旋5的钼杆2和用于作为 外引线的铌杆3采用激光焊接的方法准直焊接在一起，或铌杆和密绕有钼螺旋的钼杆通过 电子束焊的方法连接，为钨_钼-铌非等径结构的三段式电极结构，世界上大多电光源企业 都采用这种结构；另外一种结构是国内外有少数企业采用金属陶瓷杆取代钼杆作为连接杆 或在钼杆和铌杆之间增加一端金属陶瓷杆的各段非等径的电极结构。以上两种结构形式的 电极无论在结构本身还是在封接方式上都存在不可避免的缺陷，影响整灯的性能。现有技术由于钼螺旋的存在，使得钼螺旋冷端周围及其间隙在重复点燃使用中不 可避免会渗透进金属卤化物蒸汽并凝结在间隙中，这就会导致成灯的色温和光效逐渐发生 变化；由于采用钨钼铌材料作为电极组件，钼连接杆较高的热导率使电弧管的热量被导至 毛细管末端，使之温度提高，反而剥弱电弧管的温度，影响灯的使用性能。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种阻止热量向电极组件末端的过量 传导，保证成灯各方面的优异性能的电极组件结构。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种电极组件结构，其包括依次连接的 钨芯棒、金属陶瓷杆和引线结构，该钨芯棒的一端为放电端，另一端与金属陶瓷杆的一端连 接，金属陶瓷杆的另一端连接引线结构。本方案采用高热阻的金属陶瓷杆，阻止了热量向电 极组件末端的过量传导，保证了成灯各方面的优异性能。该钨芯棒外径和金属陶瓷杆外径尺寸相当，其为了增加钨芯棒的表面积，使钨芯 棒不致温度过高，而不用在钨电极头加套散热螺旋。而传统结构的钨放电极端部绕上螺旋 钨丝，借以末端散热，但对尖端放电不利且由于处于高温易造成钨蒸发损害发光效果。具体地，该金属陶瓷杆由氧化铝、氧化钇、镁铝尖晶石、钇铝石榴石和金属钨、钼、 铬、钽、铌、钒、铪、锆、钛中的至少一种材料混合，得到金属包覆的难熔氧化物颗粒，金属的 质量分数大于或等于40%，且小于或等于55%。当然，还可以进一步添加少量的氧化镁、氧化 锆或陶瓷纤维，使金属陶瓷杆的膨胀系数和半透明氧化铝泡壳接近，且起到增韧效果，提高 产品机械性能，制成的金属陶瓷电导率要求高于IX 106s/m，热导率控制在25 45W/Mk。该引线结构采用高温抗氧化性能好且电阻率小于70μ Ω · cm,膨胀系数小于 9X IO-6A的材料制成，其可以由铬基、镍基、铪基、铼基或IrPt特种合金或NiAl金属间化 合物或 &C、NbC, TaC、HfC、WC 制成。该金属陶瓷杆与引线结构连接的一端或金属陶瓷杆引出端形成有限位结构。该限位结构为在金属陶瓷杆末端加工成圆台或锥形状或方形梯台或者在金属陶瓷杆末端焊接一块到三块定位片或者用激光烧结一到三个凸起形成或者用机械方法加工 一到三个凸起形成。该钨芯棒的放电端加工成圆形头或平形头，该钨芯棒上具有缩颈结构、锥形头或 螺旋式凹槽结构。圆形头或平形头能有效提高热电子的发射能力，加工成缩颈结构、锥形头或螺旋 式凹槽结构以降低电极组件后端的温度，防止温度向后传递。该钨芯棒和金属陶瓷杆通过激光焊接或电弧焊焊接起来，再在金属陶瓷杆另一端 用激光或电弧焊焊接引线结构，用于与外电路相接。该电极组件结构的发明，包括依次相连接的钨芯棒及金属陶瓷杆，该钨芯棒的一 端为放电端，另一端与金属陶瓷杆的一端连接，金属陶瓷杆的另一端直接作为引线结构。该钨芯棒和金属陶瓷杆外径与高效陶瓷管的管脚内径尺寸相当。由于高效陶瓷管 的管脚末端设有比管脚内径大的焊接槽，加上电极组件金属陶瓷杆末端设有与焊接槽配合 的定位结构，焊接槽通过填充焊料实现气密性封装，引线结构穿过焊料作为外接电极。本发明解决了传统陶瓷金卤灯电极钼螺旋及其间隙中不可避免的会渗透进金属 卤化物蒸汽并凝结在间隙中，导致电弧管中金属卤化物不断减少，影响成灯色温和光效的 问题；其次解决了传统电极用钼铌材料作为电极连接体，由于其较高的热导率将放电腔的 热量较多的传到至电极管及端部，使电极管的温度提高，而放电腔的温度减弱，导致影响成 灯的使用性能的问题；最后解决了传统电极采用各组件直径不相同的垂直结构，在电弧管 封装时两端电极位置距离难于准确固定，导致不利与成灯制作的一致性问题。本发明将以往的封接位置由电极管孔壁转移到管口，管口的直径较大，大大方便 了放焊料和完成封接。而且，焊料基本在焊接槽融化和完成封接，而不需要通过相当长的流 动到电极管孔壁来完成封接。另外，焊料比起在现有技术焊接的工艺更远离电弧高温区，电 极管的长度可以相应减小，有助于一些对电极管尺度要求短小一点的应用。此方案的冷端 位置能有效控制靠前，由于更接近热源部分，提高了冷端温度，保证光源的工作压力。本发明采用了高温抗氧化导线材料作为与外电路连接的引线结构，引线结构同时 满足具备高温抗氧化性能，低电阻的导电性和可以与金属陶瓷杆及玻璃焊料匹配封接的性 能，使得由该结构电极组装的成灯可以不用加套玻璃外罩，从而使成灯应用方便，拓宽应用 领域，性价比更优良。
图1为现有技术电极组件结构的结构示意图。图2为本发明电极组件结构的结构示意图。图3为本发明另一种电极组件结构的结构示意图。图4a_4d为钨芯棒的四种结构示意图。图5a_5d为限位结构的俯视示意图。图6为本发明电弧管的结构示意图。图7为本发明另一种电弧管的结构示意图。
具体实施例方式以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。如图2所示，本发明公开了一种电极组件结构，其包括依次连接的钨芯棒11、金属 陶瓷杆12和引线结构13，该钨芯棒11的一端为放电端，另一端与金属陶瓷杆12的一端连 接，金属陶瓷杆12的另一端连接引线结构13。进一步地，该钨芯棒11外径和金属陶瓷杆12外径尺寸相当。该金属陶瓷杆12由氧化铝、氧化钇、镁铝尖晶石、钇铝石榴石和金属钨、钼、铬、 钽、铌、钒、铪、锆、钛中的至少一种材料混合，得到金属包覆的难熔氧化物颗粒，金属的质量 分数大于或等于40%，且小于或等于55%，并且添加少量的氧化镁、氧化锆或陶瓷纤维。该引线结构13由铬基、镍基、铪基、铼基或IrPt特种合金或NiAl金属间化合物或 ZrC、NbC、TaC、HfC、WC 制成。该金属陶瓷杆12与引线结构13连接的一端形成有限位结构14。如图4a_4d所示，该钨芯棒11的放电端加工成圆形头或平形头，该钨芯棒11上具 有缩颈结构、锥形头或螺旋式凹槽结构。如图5a_5d所示，该限位结构14为在金属陶瓷杆12末端加工成圆台或锥形状或 方形梯台或者在金属陶瓷杆12末端焊接一块到三块定位片或者用激光烧结一到三个突起 形成。该钨芯棒11和金属陶瓷杆12通过激光焊接或电弧焊焊接起来，再在金属陶瓷杆 12另一端用激光或电弧焊焊接引线结构，用于与外电路相接。如图3所示，电极组件的还可以是金属陶瓷杆12直接延伸出来，即两段体电极结 构，该结构在满足以上有的优点的同时使电极制作更加简单，易于制作，降低了制造成本。如图6、7所示，不论是采用三段式或二段式电极结构，金属陶瓷杆12的外径与电 极管16的内径相当，且都有限位的定位结构14，焊接槽18通过填充焊料19进行气密性封 装。图6中有引线13，图7中金属陶瓷杆12直接穿过焊料19作为外电路的连接。以下所述实例只是对于本发明作进一步说明，并不构成对权利要求范围的限制。 任何建立在本发明技术实质基础上而稍作修改变化所设计出来的电极产品，均在本发明权 利要求范围之内。实施例1 150W陶瓷金卤灯三段式电极，如图2，本实施例所述的电极各部分组件 的具体尺寸为钨芯棒直径ΦΑ1 :1.2mm，长度Al :6.0mm，钨芯棒放电端为半圆形；金属陶 瓷杆直径ΦΑ2 :1. 2mm，长度A2:13mm;外引线直径ΦΑ3 :0.8mm，长度A3:11. 5mm，在金属陶 瓷末端焊接两片定位片。各部分采用激光焊接。实施例2 150W陶瓷金卤灯两段式电极，如图3，本实施例所述的电极各部分组件 的具体尺寸为钨电极直径ΦΒ:1.2πιπι，长度Bl:6.0mm，电极头为半圆形；金属陶瓷杆直径 ΦΒ :1.2mm, B2:长度18mm其中限位结构在距离金属陶瓷杆顶端6mm处。各部分采用激光焊接。
权利要求
一种电极组件结构，其特征在于，包括依次连接的钨芯棒、金属陶瓷杆和引线结构，该钨芯棒的一端为放电端，另一端与金属陶瓷杆的一端连接，金属陶瓷杆的另一端连接引线结构。
2.根据权利要求1所述的电极组件结构，其特征在于，该钨芯棒外径和金属陶瓷杆外 径尺寸相当。
3.根据权利要求2所述的电极组件结构，其特征在于，该金属陶瓷杆由氧化铝、氧化 钇、镁铝尖晶石、钇铝石榴石和金属钨、钼、铬、钽、铌、钒、铪、锆、钛中的至少一种材料混 合，得到金属包覆的难熔氧化物颗粒，金属的质量分数大于或等于40%，且小于或等于55%。
4.根据权利要求3所述的电极组件结构，其特征在于，该金属陶瓷杆还添加少量的氧 化镁、氧化锆或陶瓷纤维。
5.根据权利要求2所述的电极组件结构，其特征在于，该引线结构由高抗卤化的铬基、 镍基、铪基、铼基或IrPt特种合金或NiAl金属间化合物或&C、NbC, TaC, HfC, WC制成。
6.根据权利要求2所述的电极组件结构，其特征在于，该金属陶瓷杆与引线结构连接 的一端或金属陶瓷杆引出端设有限位结构。
7.根据权利要求6所述的电极组件结构，其特征在于，该限位结构为在金属陶瓷杆末 端加工成圆台或锥形状或方形梯台或者在金属陶瓷杆末端焊接一块到三块定位片或者用 激光烧结一到三个突起形成或者用机械方法加工一到三个突起形成。
8.根据权利要求1所述的电极组件结构，其特征在于，该钨芯棒的放电端加工成圆形 头或平形头，该钨芯棒上具有缩颈结构、锥形头或螺旋式凹槽结构。
9.根据权利要求1所述的电极组件结构，其特征在于，该钨芯棒和金属陶瓷杆一端通 过激光焊接或电弧焊焊接起来，金属陶瓷杆另一端用激光或电弧焊焊接引线结构，用于与 外电路相接。
10.一种电极组件结构，其特征在于，包括依次连接的钨芯棒、金属陶瓷杆结构，该钨芯 棒的一端为放电端，另一端与金属陶瓷杆的一端连接，金属陶瓷杆的另一端直接作为引线 结构。
全文摘要
本发明公开了一种电极组件结构，其包括依次连接的钨芯棒、金属陶瓷杆和引线结构，该钨芯棒的一端为放电端，另一端与金属陶瓷杆的一端连接，金属陶瓷杆的另一端连接引线或金属陶瓷杆直接作为引出线的结构；且该钨芯棒外径和金属陶瓷杆外径尺寸相当。本发明能有效阻止热量向电极组件末端的过量传导，保证成灯各方面的优异性能。
文档编号H01J61/06GK101901735SQ201010236569
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者张万镇, 杨双节, 谢灿生, 陆镇洲 申请人:潮州市晨歌电光源有限公司