专利名称：一种陶瓷金卤灯泡壳的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷光源领域，尤其涉及一种陶瓷金卤灯泡壳。
背景技术：
目前全球范围的半透明氧化铝管主要有一体化结构，两件体结构，三件体结构，甚 至五件体结构，但有一点结构基本是相同的即毛细管部分都是直筒结构和放电腔的内表面 基本为圆柱、椭球、球面形等二次曲面结构。另外目前陶瓷金卤灯制造商采用的封接方式是将玻璃焊料和陶瓷管及电极一同 加热，玻璃焊料的熔点低于陶瓷的软化点，并且在熔化后需要有很好的流动性，进而渗透到 陶瓷毛细管和电极组件的间隙中，待冷却后完成陶瓷管的封接。如图1所示，陶瓷金卤灯泡壳由放电腔1及设于放电腔1两端的毛细管2构成，毛 细管2为直筒结构，这种结构的电极的封接是通过玻璃焊料3填充毛细管2与电极杆4的 缝隙完成的，这样就需要毛细管2与电极杆4之间有较大的间隙，较大的间隙会造成卤素物 进入间隙而带来损失。且现有技术在毛细管2与放电腔1交接的部分形成喇叭口结构5，这 种结构容易形成冷点，在该处容易发生金卤物沉积，使卤素物没有全部参与循环，并造成其 对陶瓷金卤灯的侵蚀，影响成灯的工作效率和寿命。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种封装更为简单、密封效果更好的 陶瓷金卤灯泡壳。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种陶瓷金卤灯泡壳，包括放电腔及设于 放电腔两端的毛细管，该毛细管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接 槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封。本方案中，采用在毛细管的端面处形成一焊接槽结构，将以往的封接位置由毛细 管管壁转移到管口，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毛细管管壁来完成封接，主要是毛细 管的管径与电极直径相当，不存在间隙。另外，本方案焊料的位置比起现有技术焊接工艺中焊料所处的位置更远离电弧高 温区，毛细管的长度可以相应减小，有助于一些对泡壳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。本方案去除了毛细管与放电腔交接的部分形成的喇叭口结构，避免了冷 端温度过低的现象。毛细管为高精度、高准直、高同轴度，因此可以实现毛细管内壁与电极杆的最紧密 配合，他们之间的间隙可以控制在小于5微米的精度，这样可以防止发光物质渗入毛细管 中，提高了管的寿命，并且增加了制作灯过程中电极的同轴度。该焊接槽呈一向外缩口结构或该焊接槽侧面上设有若干凹/凸槽结构，使焊接牢固度更高，避免了现有电极焊接焊料下垂流动、包封不完整而使成灯早期失效。该放电腔的外曲面与毛细管的连接处为光滑过渡结构，最大程度减小了应力。该放电腔为非齐次的偶次等温曲面腔体，其为
其中x、y、z代表放电腔曲面的参数变量，a、b为放电腔曲面的半长轴与半短轴，其数值 由功率要求而定，而a :b彡1，C2 :b > 1，cn =Clri彡5。这样的曲面保证了泡壳内部性质的均勻性和一致性，最合理地减少泡壳的结构应 力。腔体设计不同于被采用的圆柱，球体或纯粹的椭球型。腔体的内表面设计为最接近泡壳 工作的等温面。由于温度遵从二次微分方程，同时考虑到电极是线性分布的，实际的等温面 是含二次项的非齐次的四次曲面，即由于线性电弧分布修正的等温曲面。这样的曲面设计 可以使得泡壳的温度梯度最小，承受压力能力最大，有助于提高灯的光效，显色性和寿命。进一步地，放电腔曲面的半长轴范围为2mm < a < 10mm,该放电腔的等温曲面由放 电腔内壁延伸至与毛细管内壁交接处。该放电腔部分外表面上设有一层反光材料层，使发光具有方向性，成灯在不使用 反光罩时，大大提高了光效。另外，增加反光材料层有效减少在泡壳外另设反光部件，直接 减少生产工艺和成本。进一步地，该反光材料层位于放电腔外表面沿长轴方向或短轴方向的半面上。进一步地，该放电腔由氧化铝制得，该反光材料层的化学组成摩尔比满足 100Al203+x(aSi02+bB203+cM10+dM200.5)+yM3,式中 0. 1 彡 χ 彡 3，0. 1 彡 a 彡 6，0. 05 彡 b 彡 5， 式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一种或几种碱土金属氧化物的混合物，且0彡c彡3 ;M2是 Na、K、Li当中的一种或几种碱金属氧化物的混合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&过渡金属 氧化物或Eu203、Y203等稀土元素氧化物当中的一种或几种混合物，0彡y彡6。该反光材料层能够耐1450°C以上的高温，热稳定性好，其在可见光波长范围具有 很高的反射率，反射率可以达到98%以上，基本对可见光零吸收。具体地，该反光材料层烧结或涂覆固定于放电腔部分外表面上，且其厚度大于或 等于 0. 05mm。 该反光材料层热膨胀系数与氧化铝放电腔接近，其烧结或涂覆于放电腔部分外表 面上，长时间而不会出现成分变化或脱落的情况；该反光材料选择性的涂覆于泡壳外表面 上使泡壳发光有方向性，可不用反光罩，从而降低了生产成本。该放电腔未设有反光材料层的外表面上覆盖有一玻璃透明釉层，其厚度大于 50nm，其有效提高了陶瓷金卤灯发光的直透率，大大提高了成灯光效和性能。玻璃透明釉材料热稳定性好，玻璃化转变温度Tg不低于910°C，软化点温度高于 1000°C，且其膨胀系数与氧化铝放电腔接近，因此其可以安全稳定的工作于泡壳表面；
在氧化铝放电腔表面涂覆一层玻璃透明釉层，可以使放电腔表面更加光滑，提高氧化 铝放电腔的直线透过率，其可以直接涂覆在整个放电腔的表面，也可以与高反射材料同时 使用，涂覆在未有反射材料层的放电腔表面的其他部分，从而提高直线通过率。
图1为现有技术陶瓷金卤灯泡壳的剖面结构图； 图2为本发明的陶瓷金卤灯泡壳的剖面结构图3a_3e为带有各种焊接槽结构的泡壳剖面结构图； 图4a、4b为带有反光材料层及玻璃透明釉层的泡壳剖面结构图。
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，本发明公开了一种陶瓷金卤灯泡壳，包括放电腔6及设于放电腔6两 端的毛细管7，该毛细管7包括相连接的内管段71及焊接槽72，该内管段71靠近放电腔6， 焊接槽72位于端面处，且焊接槽72的内径较内管段71大，焊接槽72通过填充焊料73实 现放电腔6的气密密封。本实施例中，该焊接槽72的内径尺寸为1到4毫米范围内，深度 在1-4毫米，内管段内径在0. 4-1. 5毫米范围内。本方案的冷端10能有效控制靠前，由于更接近热源部分，提高了冷端10温度，保 证光源的工作压力；可以防止发光物质渗入毛细管7中，提高了泡壳的寿命，并且增加了制 作灯过程中电极的同轴度。毛细管7管径的大小根据灯的功率可任意制作，管径为高精度、高准直、高同轴 度，以确保其与电极杆的紧密配合实现最小间隙，两者之间的间隙可以控制在小于5微米 的精度。
如图3a至3e所示，该焊接槽72呈一向外缩口结构或该焊接槽72侧面上设有若 干凹/凸槽结构，使焊接牢固度更高，避免了现有传统电极焊接焊料下垂流动，包封不完整 而使成灯早期失效。进一步地，该焊接槽72可呈圆台结构或圆锥台或球形结构。该放电腔6的外曲面与毛细管7的连接处为光滑过渡结构，最大程度减小了应力。该放电腔6为非齐次的偶次等温曲面腔体，其具体为
其中χ ζ代表放电腔6曲面的参数变量，a、b为放电腔6曲面的半长轴与半短轴，其 数值由功率要求而定，而a :b彡l，c2 :b > 1，Cn=Clri彡5。
本实施例中，该偶次可为四次，即该非齐次的四次曲面腔体为
其中x、y、z代表放电腔6曲面的参数变量，a、b为放电腔6曲面的半长轴与半短轴，其 数值由功率要求而定，且a :b彡1，c :b > I0 现有技术的陶瓷泡壳放电腔内表面为为圆柱、椭球、球面形等二次曲面结构，但由 于电极是线性分布的，因此理想的等温面应该是含一次项的非齐次的二次曲面，而传统结 构仅为二次曲面，因此该种结构存在陶瓷管内温度梯度较大，不利于提高灯的光效，显色性和寿命；而本方案的曲面保证了泡壳内部性质的均勻性和一致性，最合理地减少泡壳的结 构应力。腔体设计不同于被采用的圆柱，球体或纯粹的椭球型。腔体的内表面设计为最接 近泡壳工作的等温面和等压面。由于温度遵从二次微分方程，同时考虑到电极是线性分布 的，实际的等温面是含二次项的非齐次的四次曲面，即由于线性电弧分布修正的等温曲面。 这样的曲面设计可以使得泡壳的温度梯度最小，承受压力能力最大，有助于提高灯的光效， 显色性和寿命。进一步地，放电腔6曲面的半长轴范围为2mm< a < 10mm，该放电腔6的等温曲面 由放电腔内壁延伸至与毛细管7内壁交接处。如图4a、4b所示，该放电腔6部分外表面上设有一层反光材料层8，使发光具有方 向性，成灯在不使用反光罩时，大大提高了光效。另外，增加反光材料层8能避免在泡壳外 另设反光部件，直接减少生产工艺和成本。进一步地，该反光材料层8位于放电腔6外表面沿长轴方向或短轴方向的半面上。进一步地，该放电腔6由氧化铝制得，该反光材料层8的化学组成摩尔比满足 100Al203+x(aSi02+bB203+cM10+dM200.5)+yM3,式中 0. 1 彡 χ 彡 3，0. 1 彡 a 彡 6，0. 05 彡 b 彡 5， 式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一种或几种碱土金属氧化物的混合物，且0彡c彡3 ;M2是 Na、K、Li当中的一种或几种碱金属氧化物的混合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&过渡金属 氧化物或Eu203、Y203等稀土元素氧化物当中的一种或几种混合物，0彡y彡6。具体地，该反光材料层8烧结或涂覆固定于放电腔6部分外表面上，且其厚度大于 或等于0. 05mm。如图4a、4b所示，该放电腔6未设有反光材料层8的外表面上覆盖有一玻璃透明 釉层9，其厚度大于50nm，其有效提高了陶瓷金卤灯发光的直透率，大大提高了成灯光效和 性能。
权利要求
一种陶瓷金卤灯泡壳，包括放电腔及设于放电腔两端的毛细管，其特征在于，该毛细管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封。
2.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该焊接槽呈一向外缩口结构 或该焊接槽侧面上设有若干凹/凸槽结构。
3.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该放电腔的外曲面与毛细管 的连接处为光滑过渡结构。
4.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该放电腔为非齐次的偶次等 温曲面腔体，其为其中x、y、z代表放电腔曲面的参数变量，a、b为放电腔曲面的半长轴与半短轴，其数值 由功率要求而定，而a :b彡1，C2 :b > 1，cn =Clri彡5。
5.根据权利要求4所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，放电腔曲面的半长轴范围为 2mm<a< 10mm，该放电腔的等温曲面由放电腔内壁延伸至与毛细管内壁交接处。
6.根据权利要求1至5任一项所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该放电腔部分外表 面上设有一层反光材料层。
7.根据权利要求6所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该反光材料层位于放电腔外 表面沿长轴方向或短轴方向的半面上。
8.根据权利要求7所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该放电腔由氧化铝制得， 该反光材料层的化学组成摩尔比满足100A1203+x (aSi02+bB203+cM10+dM200.5) +yM3,式中 0. 1彡χ彡3，0. 1彡a彡6，0. 05彡b彡5，式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一种或几种碱 土金属氧化物的混合物，且0彡c ( 3 ；M2是Na、K、Li当中的一种或几种碱金属氧化物的混 合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&过渡金属氧化物或Eu203、Y2O3等稀土元素氧化物当中的 一种或几种混合物，0 < y < 6。
9.根据权利要求8所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该反光材料层烧结或涂覆固 定于放电腔部分外表面上，且其厚度大于或等于0. 05mm。
10.根据权利要求6所述的陶瓷金卤灯泡壳，其特征在于，该放电腔未设有反光材料层 的外表面上覆盖有一玻璃透明釉层，其厚度大于50nm。
全文摘要
本发明属于陶瓷光源领域，尤其涉及一种陶瓷金卤灯泡壳，其包括放电腔及设于放电腔两端的毛细管，其中，该毛细管包括相连接的内管段及焊接槽，该内管段靠近放电腔，焊接槽位于端面处，且焊接槽的内径较内管段大，焊接槽通过填充焊料实现放电腔的气密密封；该放电腔部分外表面上设有一层反光材料层；该放电腔未设有反光材料层的外表面上覆盖有一玻璃透明釉层。本发明具有封装简单、密封效果好及高发光效率等优点。
文档编号H01J61/36GK101916711SQ20101024648
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者张万镇, 谢灿生, 陆镇洲 申请人:潮州市晨歌电光源有限公司