单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的制作方法

本发明属于光电源技术领域，具体涉及一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管。

背景技术：

目前金属卤化物灯电弧管采用石英作电弧管的腔体，其石英作电弧管腔体的缺陷在于腔体负载低，石英管表面负载过高引起表面温度的升高，其石英本身的变形温度1120℃，软化温度1683℃，使用温度1100℃以下，从数据可以得出石英腔体的负载设计不能超过1100℃，但是腔体内所填充不同的卤化物其最佳气化温度在1400℃、2080℃等，由于腔体内的温度不能满足卤化物所要求的气化温度点，造成光通量低一般光效在85lm/W，显色指数小于80，其寿命在9000小时。

目前现有的陶瓷金属卤化物灯电弧管都是双端结构型的产品，如专利CN101419894A公开了一种陶瓷金属卤化物灯电弧管，中间部分为放电腔体两端为毛细管引出，该电弧管以高纯度a-Al₂O₃多晶半透明氧化铝(PCA)陶瓷为材料焙烧制成，电极组件通过尾管插入陶瓷放电腔内，由玻璃焊料将电极组件和尾管间隙密封，其设计要点是所述的过渡区的外径面与主管、尾管垂直，呈“-□-”型，过渡区内径面的陶瓷放电腔呈圆锥形，陶瓷放电腔内填充金属卤化物、汞、缓冲气体。

又如专利CN10439289A公开了一种单端双管陶瓷金卤灯发光结构，包括电弧管及其内设置的电极，电弧管为单端的一体化双管腔结构，其缺陷在于两个非独立的腔体，四个电极为二个正极二个负极，在通电后两个极的的放电由最近两个产生，当电极的正负极安装不可靠时，造成二个腔体的各一个电极工作，并且此专利所采用的是无排管的封接方式，此封接工序不可实现，或对生产工艺要求较高以及生产成本高；同时，如该专利中所述，当一个受体熄灭后另一个腔体快速亮起，当灯的点燃后，腔体内的气体高温下膨胀产生高气压的条件，在高气压的条件下电弧是很难启动的，需冷却几分钟后才能亮起，但是从实验证明这种条件下原已点亮的腔体更容易启动，并且这是物理现象而非PC控制下的工作，因此，其技术效果并不像该专利中所描述的两个腔体般的交替工作，所以不能达到寿命长启动快的目的。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出了一种采用a-Al₂O₃烧制而成的多晶体透明陶瓷作为腔体的单端陶瓷金属卤化物灯电弧管，有效解决了现有同类产品输出参数欠佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管，所述电弧管包括开口式的腔体1、设置于所述腔体1半球顶部的毛细管2和设置于所述腔体1开口处的阶梯式陶瓷塞3，所述陶瓷塞3上固定安装有两根发射电极4，所述腔体1内通过所述毛细管2填充有卤化物与汞6和启动气体7。

进一步地，所述腔体1为开口式的半球型圆柱体结构。

进一步地，所述腔体1和毛细管2均为采用高纯a-Al₂O₃多晶体氧化铝陶瓷制造技术整体式热压铸、并通过1800℃氢气气氛中而成的多晶体透明的氧化铝陶瓷。

进一步地，所述陶瓷塞3为采用高纯a-Al₂O₃多晶体氧化铝陶瓷制造技术整体式热压铸、并通过1800℃氢气气氛中而成的多晶体透明的氧化铝陶瓷。

进一步地，所述陶瓷塞3与所述腔体1的开口处通过稀土玻璃焊料5进行封接。

进一步地，所述陶瓷塞3与所述发射电极4之间通过稀土玻璃焊料5进行封接。

进一步地，所述陶瓷塞3上开设有两个用于固定发射电极4的电极固定孔8。

进一步地，所述电弧管在冲入所述金属卤化物与汞6和启动气体7后采用电磁电离技术密封所述毛细管2。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明单端陶瓷金属卤化物灯电弧管，其采用陶瓷作为发光腔体，提高了电弧管的负载能力，从而使冷端温度的提高，促使产品的光效提升与显色指数的提升，并且此结构为单端式的电弧管结构区别与目前陶瓷金属卤化物灯的双端式结构，更加有利于灯的组装与灯具的配光，使灯具的出光效率提升减少光源在灯具的消耗，从而达到节能的效果。

附图说明

图1为本发明一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的半球型腔体结构示意图；

图2为本发明一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的陶瓷塞的结构示意图；

图3为本发明一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的整体结构示意图；

其中，1-半球型腔体，2-毛细管，3-陶瓷塞，4-发射电极，5-稀土玻璃焊料，6-金属卤化物与汞，7-启动气体。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

如图1-3所示，本实施例提供了一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管，该电弧管包括开口式的腔体1、设置于腔体1半球顶部的毛细管2和设置于腔体1开口处的阶梯式陶瓷塞3，陶瓷塞3上固定安装有两根发射电极4，腔体1内通过毛细管2填充有卤化物与汞6和启动气体7。

本实施例的设计要点是在腔体1一端面上的陶瓷塞3上设有两根发射电极4，发射电极4由电极和瓷管组成，两发射电极4之间的距离较近冷端温度较高从而提高腔体1内的温度使卤化物与汞6充分气化，提高电弧管的光效与显色指数，改善灯的启动性能。装在陶瓷塞3上的发射电极4与腔体1的截面封接在一起成为电弧管的半成品。腔体1为半球型圆柱体结构，球面顶端的毛细管2用于电弧管封接完成后装入填充物，待启动气体7充入后密封毛细管2。

该电弧管中，腔体1为开口式的半球型圆柱体结构。陶瓷塞3与腔体1的开口处通过稀土玻璃焊料5进行封接。同时封接陶瓷塞3的电极组件，通过稀土玻璃焊料5的气密封接保证了腔体1内电极组件与填充物充分反应，防止填充物排出该陶瓷金属卤化物灯电弧管。陶瓷塞3与发射电极4之间也通过稀土玻璃焊料5进行封接，且陶瓷塞3上开设有两个用于固定发射电极4的电极固定孔8。当电弧管在冲入金属卤化物与汞6和启动气体7后采用电磁电离技术密封毛细管2。

本实施例还提供了一种单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的制备方法，如图3所示，该电弧管包括开口式的腔体1和毛细管2均为采用高纯a-Al₂O₃多晶体氧化铝陶瓷制造技术整体式热压铸工艺而成，并通过1800℃氢气气氛中成为多晶体透明的氧化铝陶瓷；用于固定发射电极4的陶瓷塞3也同样采用热压铸工艺相同通过1800℃氢气气氛中为多晶体透明的氧化铝陶瓷。在安装过程中，首先将发射电极4与电极陶瓷塞3安装在一起，将半球型圆柱体结构腔体的腔体1的端口上放置稀土玻璃焊料5，再带有发射电极4的陶瓷塞3放置在稀土玻璃焊料5上，并且将稀土玻璃焊料5套入发射电极4中放置在电极陶瓷塞3的平面上，以上组件通过气密性封接完成一端的电弧管封接。

在上述电弧管开口端已封接的半成品中通过毛细管2孔充入金属卤化物与汞6、充入启动气体7后，然后将毛细管2采用电磁电离技术将毛细管2进行密封，成为单端陶瓷金属卤化物灯电弧管。

对比分析：

以本发明技术方案制得的2件单端陶瓷金属卤化物灯电弧管为实施例1和实施例2；以专利CN101419894A技术方案制得的陶瓷金属卤化物灯电弧管为对比例1和对比例2；以专利CN10439289A技术方案制得的单端双管陶瓷金卤灯发光结构为对比例3和对比例4，分别在相同的条件下(功率、电压、电流)进行各项性能测试，具体如下表1所示：

表1各实施例和对比例项性能测试结果

由上述表1的检测数据经对比分析可是，本发明制得的单端陶瓷金属卤化物灯电弧管相对现有对比例1-4，光效提高25～30％，在相近的显色指数下使用寿命有较大的提高；而且上述实施例1-2和对比例1-4分别经2000小时寿命试验后，本发明实施例1-2光通维持率95％，而对比例1-4的光通维持率65％，且本实施例的1-2电弧管相腔体冷端部温度从原来800℃提高至1000℃，电弧管端未见明显发黑。

因此，该单端陶瓷金属卤化物灯电弧管的寿命长、启动快，其克服了电弧管光效、显色性差、寿命后期易产生自熄的缺点，具有设计合理、操作方便、结构简单、具有长寿命、高光效的特点，生产工艺可靠，光效超过一级能效标准，适用于通用的灯具，是工矿、道路照明的首选光源。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。