专利名称：灯用多元金属卤化物颗粒及其制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯及物理、化学制备，特别是涉及一种多元金属卤化物混合物颗粒及制备方法。
在荧光灯、汞弧灯、高压和低压钠灯以及金属卤化物灯等多种放电灯中，由于金属卤化物灯同时具备光效高、显色好的优点，它在照明方面占据了特殊的地位。特别是人们还可以选择添加材料来调整金属卤化物灯的光谱能量，以适应各种特殊场合的应用，因此，制备这类金属卤化物灯用的多元卤化物颗粒，无疑显示出其特殊的重要性。
目前，制备金属卤化物的方法，主要有喷射法，滴制法。
喷射法主要用于制备直径为0.2-0.6毫米的球型颗粒，在该直径范围内，每个颗粒的重量为15微克～3毫克。当液态的卤化物以连续的射流从喷咀中射出时，即被声频振动破碎为大小均匀的微滴，这需要仔细地控制振动频率和喷射速度(U.S.P Appril 6，1976，3,948,793)滴制法该系统除了一个已知外径的薄壁漏斗取代了喷咀之外，结构与喷射法所用的系统相似。金属卤化物液化后，流经漏斗管，当液滴的重量超过了制品液体与管壁间的表面张力时，液滴下落，并在凝聚器下部凝固。(U.S.P，4,201，739 May 6，1980)。
上述两种制备方法，均具有以下缺点1.仅可制备一元或二元组成的颗粒。二元组分的球粒其组成与配制组成有较大的误差。由于该二种方法需在高温下熔化，在成为液态时，各组分的挥发比较大；因为蒸气压的不同，导致挥发量各异，使冷却后组分的比例与在固态配制称量时的比例，发生很大偏差。
2.制备的颗粒大小受到限制。喷射法和滴制法分别能制备直径0.2-0.6毫米，重量分别为15微克-3毫克和9-20毫克，重量误差为5％-8％。
3.尚无三元以上组分的颗粒。而金属卤化物灯实际上均选用三元以上的卤化物。
本发明的目的在于提供一种灯用多元金属卤化物混合物颗粒及其压制成型烧结工艺制备方法。
本发明的多元金属卤化物混合物组分可以有三元、四元及五元等，其制备要点是1.金属卤化物原料的纯化处理将金属卤化物原料放在110℃下的真空度为10-3乇中，静置24小时左右，以除去水份，再加热到卤化物熔点，并通卤化氢(其中卤素原子应与纯化的金属卤化物中的一致)和氢气15分钟，以除去其它杂质，用纯化干燥过的氩气冲洗，最后用多孔石英漏斗过滤。
2.备料成型在净化操作箱中(其中的H2O，O2含量≤1ppm)，将已纯化好的卤化物所需比例称重(所用金属卤化物的量可从1％-99％范围变动)，混匀，制成流动性好的颗粒，根据需要的大小，用钨模或不与卤化物发生反应的材料做模具，压制成直径0.1-3.0毫米或更大些的园柱体。成型后不再接触大气，放入石英容器中。
3.烧结在接近金属卤化物混合物(或卤化物与络合物的混合物)熔点的条件下(大约在熔点以下20-180℃，最佳为40-100℃)烧结，其过程中⑼ǜ稍锎炕碾财逑矗Ｎ -15分钟，冷却后，熔化封离，即制备完毕。
本发明的优点是
1.可根据制灯管的排气管直径的大小，制备多种型号的颗粒，拓宽了制备金属卤化物的尺寸范围。
2.所制备的多元组分颗粒其组成误差小，纯度高。
由于原料经过预先纯化，及制备过程中的净化处理，使本法制备的多元金属卤化物颗粒纯度高，并且从纯化至颗粒烧结，全过程不接触大气。本方法仅在固相烧结，只有表面挥发量，不影响组成变化，本方法的特点在于可以控制升温速率，烧结温度，保温时间，尽量减少因蒸气压的不同造成挥发量的差异，保证了所制取的颗粒组分与原料配方组分的一致性，组成误差小。
3.操作工艺简单，加入量准确，适宜大批量生产。
4.本方法还可以将纯化的卤化物制成络合物之后，再加入其它卤化物组份压制成颗粒，进行制备。
组份的重量百分率为0.2％以上均可混合均匀压制成颗粒，因此，便于多元金属卤化物的定量加入和大批量生产。颗粒的重量误差小，例如1.5毫米的NaI-ScI3重量为9.2±0.3毫克，重量误差小于5％。
实施例一、1∶2 ScI3-NaI颗粒的制备1.分别纯化NaI及ScI3NaI在真空度为10-3的装置中，温度110℃的条件下保持24小时，通氩气洗2次，抽至高真空后，再以30-50℃/分钟的速率升温到熔化前(接近熔点时)再通氩气洗3-6次。
ScI3系用高纯(99.9％)Sc与I2(99.9％)在石英容器上部钨坩埚内放入纯钪、下部放碘，加热蒸发出I2和Sc即可直接合成。制备后，在110℃下除水，其余手续同NaI。
2.备料成型分别称取(需在净化操作箱中)纯化好的ScI3一份，NaI二份(为重量份数)混匀，制成流动性好的颗粒，按直径0.8mm压制成型后烧结颗粒。ScI3∶NaI＝33∶67(重量％)。
3.烧结将上述压制成型的颗粒料，放入已清洗、除气的石英容器中，接上真空系统，全过程不再接触大气，按10℃-100℃/分的升温速率升温至450℃-540℃，保温3-10分钟，并通氩气冲洗(氩气需预先干燥和纯化过)。冷却，熔化封离。
二、1∶3 NaI-ScI3颗粒的制备1.纯化NaI及ScI3，步骤同实例一。
2.备料成型按重量比NaI∶ScI3为1∶3配料，混匀，制成直径为1.2毫米，其余同例一。ScI3∶NaI＝25∶75(重量％)。
3.烧结条件500-600℃保温2-15分钟，其余同实例一。
三、四元金属卤化物颗粒的制备1.分别纯化NaI，ScI3和NaBr及CsI2.NaScI4络合物的制备将纯化好的卤化物放在净化箱内，称取1.5克NaI和4.26克的ScI3混合压制为6毫米的园柱体，放入已清洗除气的石英容器中，加热至540-580℃Ｎ -10分钟，并用纯Ar冲洗，冷却，制成NaScI4络合物。
3.备料成型(重量％)将上述络合物磨细并按NaBr 10-25，NaI 15-25，CsI 5-15，NaScI435-50配料，
混匀，制成流动性好的颗粒，再压制成1.5毫米园柱体颗粒。
4.烧结将上步压制的颗粒，放入已清洗，除气的石英容器中(不能在转移过程中接触大气)，经110℃除水，400-500℃除气再按40-70℃/分钟的速率升温至490-580℃，保温2-5分钟，用纯氩气冲洗2-3次，冷却，熔化封离。
四、五元金属卤化物颗粒的制备1.分别纯化DyI3，TlI3，HoI3和CsI，TmI3，步骤同实例一。
2.配料成型(重量％)需在净化箱按DyI338-46TmI310-15TlI310-14CsI 20-25配料HoI38-10混匀，制成流动性好的颗粒，压制成1.6毫米园柱体。
3.烧结同实例三，除水、除气，用纯氩气清洗后，升温650-780℃，保温1-15分钟，再用氩气洗2-3次，冷却，熔化封离。
权利要求
1.一种灯用多元金属卤化物混合物的颗粒，其特征在于A、混合物颗粒的直径为0.1-3.0毫米；B、含有金属卤化物，其量可从1-99(重量％)范围变动。
2.根据权利要求1的灯用多元金属卤化物混合物的颗粒，其特征在于所述的金属卤化物是碘化物，溴化物及其络合物。
3.根据权利要求1的灯用多元金属卤化物混合物的颗粒，其特征在于所述金属卤化物含量的配比范围是A、二元金属卤化物的混合物，含有(重量％)NaI 25-33SeI367-75；B、四元金属卤化物的混合物，含有(重量％)NaBr 10-25CsI 5-15NaI 15-25NaScI435-50C、五元金属卤化物混合物含(重量％)DyI338-46TlI310-14HoI38-10TmI310-15CsI 20-25
4.一种灯用多元金属卤化物混合物的颗粒的制备方法，其特征在于A、金属卤化物原料的纯化；B、备料成型将纯化好的金属卤化物原料置于净化操作箱中，按所需比例称重，混匀，制成流动性好的颗粒，在钨模或其它不与卤化物发生作用的模具内压制成0.8～1.5毫米的园柱体；C、烧结制粒后，需110℃左右除水，再经400-500℃除气；在接近组分熔点的条件下烧结，条件是烧结温度在熔点以下20-180℃；升温速率10-100℃/分钟；保温时间1-15分钟。
5.根据权利要求2的多元金属卤化物的制备方法，其特征在于所述的原料纯化条件是A、在10-3真空装置中(H2O，O2量≤1ppm)进行；B、110℃下，保持24小时；C、通卤化氢+氢气；D、通氩气。
6.根据权利要求2的多元金属卤化物混合物颗粒的制备方法，其特征在于A、在纯化与烧结过程中，均需通氩气冲洗；B、在配料成型、烧结全过程不接触大气。
7.根据权利要求2的多元金属卤化物混合物颗粒的制备方法，其特征在于最佳制备条件是升温速率40-70℃/分钟；保温时间2-5分钟；在混合物熔点以下40℃-100℃。
全文摘要
一种灯用多元金属卤化物混合物的颗粒及其制备方法。涉及放电灯及物理、化学制备。1.原料的纯化处理在110℃，真空度为10
文档编号H01J35/20GK1035062SQ87101139
公开日1989年8月30日 申请日期1987年12月14日 优先权日1987年12月14日
发明者曾绍先, 张申, 王依林, 杨志雄 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所