无汞陶瓷金卤灯、发光药丸及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于照明光电技术领域，具体的说是涉及一种无汞陶瓷金卤灯发光药丸和 其制备方法以及一种无汞陶瓷金卤灯。
【背景技术】
[0002] 目前市场上的陶瓷金卤灯绝大多数都含有稀有气体，金属卤化物和汞。在金卤灯 正常工作时，金卤物是发光的主要材料，汞与稀有气体在金卤灯所发射的可见光光谱中， 所占的比例较低。汞作为缓冲气体可以维持金卤灯在较高的管压下工作，这将提高了金卤 灯的寿命和光效。但是汞是一种有害物质，常温下其蒸汽压较高，吸入人体后将长期积存在 人体器管中，影响人体的各种功能的正常运行，严重危害人体健康。近年来，全球制定了一 系列限制或者禁止利用含汞产品的法律法规。因此，无汞金卤灯的研制也越来越得到研究 者的重视。
[0003] 十多年前，人们已开始无汞金卤灯的研究工作。最初，有人提出以氙气代替汞，但 是这使电弧管的管压较低，电流过大，从而在实际应用带来很大的不便；并且这种类型的金 卤灯光效较低，没有实际的应用价值。
[0004] 也有人提出，以金属锌代替汞，但是锌的熔点是420°C，而沸点是907°C。在金卤灯 实际工作时，启动瞬时温度过高，高于1000度，对电弧管的寿命带来很大危害，因此也不具 有实用价值。
[0005] 在目前无汞金卤灯中，所用到的金卤丸(在金卤灯制备时，金卤物以丸球的形式加 入）通常包括主要参与发光的金卤物，该金卤物含有碘化钠，因为碘化钠能实现高光效，因 此其作为常用的物质，且用量较高。但是钠原子的电离能较低，这会降低金卤灯的管压，从 而导致镇流器的能耗过高，最终使无汞金卤灯的工作性能效果明显低于含汞金卤灯。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种不含钠离子的无汞陶瓷金 卤灯发光药丸和其制备方法以及无汞陶瓷金卤灯，旨在解决现有含有钠离子的陶瓷金卤灯 发光药丸导致的无汞陶瓷金卤灯中镇流器能耗过高，无汞陶瓷金卤灯工作性能低的技术问 题。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
[0008] -种无汞陶瓷金卤灯发光药丸，含有第一类金卤物和第二类金卤物，所述第一类 金卤物与第二类金卤物的重量比为（24~50) : (5~20);其中，所述第一类金卤物由50~ 80wt%的碘化铥、5~10wt%的碘化镨和余量为碘化铊构成，所述第二类金卤物为碘化锌。
[0009] 以及，一种如上述的无汞陶瓷金卤灯发光药丸的制备方法，包括如下步骤：
[0010] 将所述第一类金卤物和第二类金卤物进行混合后，在无氧的气氛中加热至熔融， 获得烙融液；
[0011] 将所述熔融液喷出至高纯度惰性气体保护的气氛中，并使喷出后自然形成液珠在 所述高纯度惰性气体保护的气氛中冷却、凝固成球；
[0012] 采用吸附的方式将凝固成的球的表面残留的微量杂气除去后进行筛分，得到所述 发光药丸。
[0013] 以及，一种无汞陶瓷金卤灯，其包括陶瓷电弧管和填充在所述陶瓷电弧管的电弧 腔体内的发光药丸和稀有气体，所述发光药丸为上述的发光药丸，或者按照上述的无汞陶 瓷金卤灯发光药丸的制备方法制备的发光药丸。
[0014] 上述无汞陶瓷金齒灯发光药丸采用碘化铥、碘化镨、碘化铊协同作用替代现有碘 化钠，使得含有该发光药丸的无汞陶瓷金卤灯在工作过程中管压高，镇流器的能耗低，并赋 予无汞陶瓷金卤灯高光效，良好的显色指数和色温，长的使用寿命。另外，该无汞陶瓷金卤 灯发光药丸不含有汞金属，在其制备和使用中环保安全。
[0015] 上述无汞陶瓷金卤灯发光药丸制备方法采用熔融法将无汞陶瓷金卤灯发光药丸 金卤物组分熔融后喷射自然成球，使得制备的该无汞陶瓷金卤灯发光药丸粒径和粒重均 匀，性能稳定，而且良品率和生产效率高。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例无汞陶瓷金卤灯中发光药丸制备方法工艺是流程示意图；
[0017] 图2为本发明实施例无汞陶瓷金卤灯结构示意图；
[0018] 图3为本发明实施例无汞陶瓷金卤灯电极结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020] 本发明实施例提供了一种不含钠离子的无汞陶瓷金卤灯发光药丸(下文简称发光 药丸)。该发光药丸含有第一类金卤物和第二类金卤物；所述第一类金卤物与第二类金卤物 的重量比为（24~50) : (5~20)的；其中，所述第一类金卤物由50~80wt%的碘化铥、5~ 10wt%的碘化镨和余量为碘化铊构成，所述第二类金卤物为碘化锌。这样，含有该成分的发 光药丸采用碘化铥、碘化镨、碘化铊协同作用替代现有碘化钠，使得下文如图2所示的无汞 陶瓷金卤灯在工作过程中能提高管压，降低镇流器的能耗，并赋予无汞陶瓷金卤灯高光效， 良好的显色指数和色温，长的使用寿命。具体地，在无汞陶瓷金卤灯在工作过程中，发光药 丸中的碘化铥电离能最高，能显著提高管压，与此同时，碘化铥的发射光谱与明视觉曲线的 波峰有很好的匹配，这将很好的提高无汞陶瓷金卤灯的光效。碘化镨能提高无汞陶瓷金卤 灯的显色指数，第二类金卤物碘化锌替代传统汞金属。因此，当该碘化铥、碘化镨与碘化铊、 碘化锌等组分协同作用，实现增效效应，显著提高陶瓷电弧管的管压，从而显著的降低镇流 器的能耗，提高无汞陶瓷金卤灯的光效，改善显色指数和色温，从而有效克服现有含有碘化 钠无汞金卤灯存在的电弧管管压低、致镇流器的能耗过高、无汞金卤灯的工作性能效果明 显低于含汞金卤灯的技术问题。另外，该无汞陶瓷金卤灯发光药丸不含有汞金属，在其制备 和使用中环保安全。
[0021] 为了使得上述发光药丸的作用更好的发挥，在优选实施例中，发光药丸的直径为 0. 5mm~0. 8mm;在另一优选实施例中，该发光药丸的粒重为0. 5mg~1.lmg;在进一步优选 实施例中，该发光药丸的粒重为0. 5mg~1.lmg，直径为0. 5mm~0. 8mm。该优选的金齒丸 具备均匀的形状与重量，不但保证了组分的均匀性，而且有利于金卤灯制备过程中，顺利加 入。因为在添加过程中，每个电弧管是按照金卤丸的数目加入的。
[0022] 相应地，本发明实施例还提供了一种制备上述实施例中无汞陶瓷金卤灯发光药丸 的制备方法，该方法工艺如图1所示。该方法包括如下步骤：
[0023] S01.制备第一类金卤物与第二类金卤物的混合物熔融液：将上述无汞陶瓷金卤 灯发光药丸实施例中的第一类金卤物和第二类金卤物进行混合后，在无氧的气氛中加热至 烙融，获得烙融液；
[0024]S02.将混合物熔融液喷出冷却、凝固成球：将步骤S01制备的熔融液喷出至高纯 度惰性气体保护的气氛中，并使喷出后自然形成液珠在所述高纯度惰性气体保护的气氛中 冷却、凝固成球；
[0025] S03.对凝固成的球除杂、筛分处理：采用吸附的方式将步骤S02中凝固形成的球 的表面残留的微量杂气除去后进行筛分，得到所述发光药丸。
[0026] 其中，上述步骤S01中将第一类金卤物和第二类金卤物进行混合处理可以按照常 规的方式混合，没有特别要求。在对两者形成的混合物进行加热熔融的过程中，无氧气氛可 以是充满惰性的气氛环境，也可以是真空的气氛环境，具体的可以根据生产条件选取。加热 熔融的温度优选为700~750°C，更优选的缓慢加热至混合物熔融，该温度范围在实现混合 物熔融的同时，保证了混合物中的组分不发生分解等副反应。
[0027] 在加热熔融之前，优选在无氧的气氛中于100~150°C下预处理，处理时间优选但 不仅仅为50分钟。
[0028] 上述步骤S02中的高纯度惰性气体保护的气氛优选为高纯度的氩气或者氮气，更 优选为氩气。当熔融混合液从喷嘴喷出后，会自然形成液珠，当液珠在该高纯度惰性气体保 护的气氛中以一定速率飞行时会迅速降温冷却，凝固成小球。
[0029] 为了使得液珠在落地之前具有足够的冷却时间，且形成的球的外形、密度、粒径等 更加优异，在优选实施例中，该混合液从喷嘴喷出时的速率为20~50cm/S，或者喷出的高 度为50~80cm。
[0030] 熔融混合液喷出设备可以采用具有喷嘴的石英容器。应当理解的是，从步骤SOI 的加热至S02中熔融液被喷出后的冷却都是在真空或惰性气体的环境中进行的。为了使得 制备凝固成的小球中各组分分布均匀，熔融液在喷出之前优选保持搅拌处理。
[0031] 上述步骤S03中，除去小球表面的残留的杂气的方式为吸附式，具体的是将形成 的小球置于分子泵高真空系统下，进一步除去吸附在球表面上的微量杂气。该微量杂气为 残留小球表面的惰性气体。
[0032] 该步骤中的筛分是为了除去不规则或不符合要求的发光药丸3。作为优选实施例， 该筛分的方式可以是在H20与02含量低于lppm的环境中进行筛分，具体的如在H20与02含 量低于lppm的手套箱内进行筛分。经筛分后获得上述实施例要求的发光药丸3。如优选 的，筛分后的发光药丸3的直径为0? 5mm~0? 8mm，或粒重为0? 5mg~1.lmg。或进一步的 直径为〇? 5謹~0? 8謹，并且粒重为0? 5mg~1.l