专利名称：放电灯的密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯，其包括光线可透射的和包围放电空间的陶瓷放电管；第一和第二导电体，进入所述放电管并分别支撑所述放电管中的电极；密封化合物，以气密方式形成放电管中导电体的密封，两个导电体从密封化合物延伸到放电管的外部；离子化充填物，包括所述放电管中的稀有气体和金属卤化物。
背景技术：
这种放电灯可从欧洲专利EP-A-0 587 238了解。在已知放电灯中，密封化合物是由陶瓷密封化合物构成。导电体的密封分别形成了引入(leadthrough)。
在本说明书和权利要求中陶瓷放电管是指具有透明金属氧化物或金属氮化物制成的侧壁的放电管。适合的金属氧化物可以是单晶体如蓝宝石，和高密度烧结多晶体，如氧化铝和钇铝石榴石。适合的氮化物可以是高密度的烧结氮化铝。
这种灯的导电体的密封体必须具有线性热膨胀系数，该系数对应于放电管的热膨胀系数，以防止灯出现泄漏。泄漏甚至可在制造灯的过程中发生，例如，在相当高的温度施加密封化合物后灯进行冷却时发生。
导电体的密封体和密封化合物还必须能耐受灯的离子化填充物，尤其是卤化物。
由于对膨胀和耐化学性的要求通常不能结合到一种材料中，已知灯的放电管中至少第一导电体具有第一构件，其有耐卤化物性能并具有与放电管不同的膨胀系数；和第二构件，其从密封处延伸，没有耐卤化物性能但具有对应的膨胀系数。该构件通常用铌，钽或者其合金来制造，考虑到其高温氧化敏感性，灯应当使用外壳以便与空气隔绝。
如果放电管较窄且细长，且如果位于垂直的工作位置，其中的卤化物和卤素一般位于放电管的下部。只有第一导电体具有第一耐卤化物部分并位于放电管的下部就足够了。但是，这样灯就不能倒置、水平或倾斜应用。为了具有通用的操作位置，灯可设置与第一导电体对应的第二导电体。
已知灯的导电体的第一构件一般包括钼线圈，或采用钼和氧化铝的金属陶瓷。
已知灯的缺点在于密封陶瓷放电管的导电体的陶瓷密封化合物受到放电管的充填物的侵蚀，尽管已知灯中的陶瓷密封化合物已尽可能设置得远离放电管的中部，即置于延伸插头(即细长件)的自由端，插头通过烧结的方式连接到放电管的中部。
发明内容
本发明的一个目的是克服现有的缺点，为了实现这个目的，本发明的在引言部分提到类型的放电灯具有特征密封化合物是密封钎焊料，其包括从铂、钯、铑、铱中选出的金属。其表明包括一种或多种所述金属的密封钎焊相对放电管中的离子化填充物以及在灯的高温(工作温度)下是非常稳定的。而且这些钎焊料的热膨胀系数与放电管的热膨胀系数配合。为了进一步改进放电管的密封质量，密封钎焊料最好还包括从镍、硼、硅、钛、锆、钇和铌这组元素中选出的一种元素。添加元素硼、硅、钛、锆、钇中的一种或多种可带来很大的优越性，可导致钎焊料分别与放电管和导电体之间有改进的粘合。添加元素镍、硼、硅和铌中的一种或多种对于控制钎焊料的熔点很有效。
在根据本发明的灯中，密封钎焊料最好包括金属铂、钯、铑、铱，其原子百分比≥45。很明显，具有比较高原子百分比的所述金属，在制造电灯的过程中形成不满意密封的危险很低。
在根据本发明的放电灯中，如果导电体完全或部分是由无耐卤化物性的材料如铌和钽制成，其优点是密封钎焊料可覆盖放电管内导电体整个范围。由于密封钎焊料对放电管离子化充填物有高耐受性并能经受放电灯工作期间的高温，导电体能得到有效保护。
在根据本发明的放电灯的又一优选实施例中，所述放电管没有延伸插头。这个实施例的优点是可以进一步减少放电管的尺寸，形成非常紧凑的灯结构。
在根据本发明的放电灯的又一优选实施例中，第一和第二导电体中的一个设置成从所述密封处延伸到所述放电管的外部，带有从所述放电管向外延伸的线圈。提供了制造灯的一种简单和可靠方式，可控制导电体相对放电管的位置。通过适当选择可适应密封化合物的线圈材料，在制造灯的过程形成密封钎焊时可进一步改进熔化的密封化合物的流动方向。
由于密封钎焊料可耐受灯的离子化充填物，尤其是卤化物，还可耐受本发明的放电灯的高工作温度，由于其可保护导电体避免上述离子化充填物的侵蚀，根据本发明，没有必要使用两部分形式的导电体。因此，本发明的优点是可使用单件的导电体，如用铌、钽或其合金制成的导电体。
离子化充填物不仅包括用作点燃气体的稀有气体，如氩气，还可以包括一种或多种金属卤化物，一般是碘化钠、碘化铊、碘化钙和一种或多种稀土金属碘化物组成的混合物。
本发明的这些和其他方面可根据下面介绍的实施例得到清楚的了解。附图中图1是显示了根据本发明的灯的第一实施例的部分剖开的侧视图；图2显示了图1的灯的密封结构的细节；和图3到7显示了可选择的放电管的密封结构。
图1到7未按比例绘制。
具体实施例方式
图1显示了根据本发明的放电灯，放电灯设有管状的光线可透过的陶瓷放电管1，放电管用透明的高密度烧结多晶氧化铝制造，并围绕放电空间100，其设有第一和第二导电体2，3，互相相对的所述导体2，3进入放电管1，分别支承位于放电管1内的钨电极4，5并焊接到钨电极。当以气密方式将导电体2，3密封钎焊到放电管1时，密封化合物形成密封6。放电管1具有离子化的填充物包括作为稀有气体的氩气和金属卤化物。包括碘化钠、碘化铊、碘化钙和一种或多种稀土金属碘化物组成的混合物是实际的充填组合。
第一和第二导电体2，3都具有放电管1内的第一耐卤化物部分21，31，从密封钎焊6延伸到放电管外部的第二部分22，32焊接到第一部分21，31。在所显示的实施例中，导电体2，3的第二部分22，32由铌组成，在放电管1内被密封钎焊料6完全覆盖。在实施例中，第一和第二导电体2，3的第一部分21，31包括钼和氧化铝的金属陶瓷。在可选择的实施例中，各个导电体的第一部分21，31由钼线圈形成。在另一可选实施例中，所述第一部分完全不需要，两个导电体2，3都包括铌。
放电管1具有端部件11，12，其中设置各个导电体2，3。端部件11，12具有自由端111，121，在此导电体3通过密封钎焊6密封到放电管1。放电管1的中部10利用陶瓷盘13和通过烧结连接到端部件11，12。这些端部件11，12的长度可能很(或非常)短，或者不设置端部件，由于密封钎焊料相对灯的离子化充填物(甚至在高温工作条件下)是稳定的，还由于钎焊料的热膨胀系数与放电管的热膨胀系数相配合。
在图1中，放电管1被外壳7包围，放电管以气密方式密封并进行抽真空或充填惰性气体来保护导电体2，3的铌制的第二部分22，32。外壳7支撑灯管帽8。
在图2中，显示了图1的灯的密封结构的细节。图2到图7的对应部分用相同的标记来表示。
图3中，显示了根据本发明的灯的可选实施例的细节。放电管1没有延伸的插头。而是将导电体3直接固定到陶瓷盘13，形成放电管的端部密封。在所显示的实施例中，导电体是单件结构，例如铌制的笔状件，电极5连接到其通向放电空间100的端部，例如通过焊接。密封钎焊料延伸，从而覆盖导电体在放电管内的整个范围，以及覆盖电极与导电体的连接处。
图4和图6显示了放电管端封闭结构的许多可选择形状中的几种结构。图4中的放电管具有颈部形状的端部130，其通过密封钎焊6密封了导电体3。图5中的放电管的端部密封由陶瓷盘形成，其凸出到放电管的外面，因此形成长度缩短的延伸插头。显示出，这两种情况下的导电体是两部分的导体31，32。在另一可选实施例中，导电体是单件构件，最好使用适当的金属陶瓷。图6显示的实施例具有金属陶瓷导电体3，用密封钎焊料6密封到放电管1的侧壁10的锥形端部230中。
根据本发明的灯的密封结构的又一可选实施例(未显示)中，位于密封钎焊处的放电管设有难熔金属的金属涂层，涂层金属最好从金属钨和钼中选择。这意味着封闭盘或延伸插头在制造过程形成密封的位置设有金属涂层，以便改进钎焊材料与盘或插头之间的连接。还可以不设置金属涂层，而是放电管在进行密封钎焊的位置由金属陶瓷形成，这是因为形成放电管端部封闭的盘或插头全部或部分由金属陶瓷形成。
图7显示出一种具优越性的放电管密封结构，其中导电体，比如是用铌制造的，在从密封延伸到放电管外面的位置设有从放电管向外延伸的线圈60。在制造放电灯的过程中，线圈具有的优点是导电体进入放电管的长度比较容易调整。该线圈可用钼来制造，这样的另外优点是，钼制成的导电体相对钼线圈有很好的润湿性，在密封过程中含有铂的密封化合物将迫使进入放电管端。
进行了许多实验。在第一个实验中，制造多个放电灯，其中形成的密封钎焊料包括含有59原子百分比的铂和41原子百分比的铌的合金。该钎焊料在含有1％重量锆的铌制成的导电体与放电管的多晶材料壁之间形成密封。第一个灯工作超过8200小时后检查未发现任何密封损坏的痕迹。另一个灯经受通-断工作模式超过1800次。同样这种情况下检查显示出密封没有损坏的痕迹。
在一不同的实验中，导电体是由钼和三氧化二铝金属陶瓷形成。密封钎焊料包括94原子百分比的铂，4原子百分比的锆和2原子百分比的钛。相同成分的钎焊料还用于另一实验，其中放电管的侧壁在密封位置是由钼和三氧化二铝金属陶瓷形成。
还进行了金属陶瓷导电体的另一实验，第一种情况密封钎焊料包括97原子百分比的铂，1.5原子百分比的锆和1.5原子百分比的钛。第二种情况密封钎焊料包括80原子百分比的铂和20原子百分比的镍。
在不同的实验中，导电体是铌制成的固体销。放电管位于密封位置的侧壁在进行密封钎焊之前进行金属化。形成的密封钎焊包括70原子百分比的铂和30原子百分比的硼。
或者，可选择密封钎焊料包括47原子百分比的铂，52原子百分比的铌和1原子百分比的锆。在导电体是用钽制造的情况下，形成了成功的密封钎焊，其包括37原子百分比的铂，13原子百分比的钯和50原子百分比的钽。
所有的实验都在导电体和放电管之间形成了高质量的密封。
在又一实验中，密封钎焊料包括42原子百分比的铂和58原子百分比的铌。在所制成的放电灯中，由于放电管和导电体之间密封有缺陷，废品超过50％。
权利要求
1.一种放电灯，包括陶瓷放电管，光线可透射并包围放电空间；第一和第二导电体，进入所述放电管并分别支撑所述放电管中的电极；密封化合物，以气密方式形成所述放电管中导电体的密封，所述两个导电体从密封延伸到所述放电管的外部；离子化充填物，包括所述放电管中的稀有气体和金属卤化物，其特征在于，所述密封是密封钎焊，其包括从铂、钯、铑、铱中选出的一种金属。
2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述密封钎焊还包括从镍、硼、硅、钛、锆、钇和铌中选出的一种元素。
3.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述密封钎焊金属铂、钯、铑、铱的原子百分比≥45。
4.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述放电管未设置延伸的插头。
5.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述第一和第二导电体中的一个设置成从密封延伸到所述放电管的外部，带有从所述放电管向外延伸的线圈。
6.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述放电管在所述密封钎焊位置设有难熔金属涂层，涂层金属最好从金属钨和钼中选择。
7.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述放电管在所述密封钎焊处由金属陶瓷形成。
全文摘要
本发明涉及一种放电灯，其包括光线可透射的包围放电空间(10)的陶瓷放电管(1)；第一和第二导电体(2，3)，进入所述放电管(1)并分别支撑所述放电管(1)中的电极(4，5)；密封化合物(6)，以气密方式形成所述放电管(1)中导电体(2，3)的密封；离子化充填物，包括所述放电管(1)中的稀有气体和金属卤化物，两个导电体(2，3)从密封化合物(6)延伸到放电管(1)的外部。根据本发明，密封化合物(6)至少包括从铂、钯、铑、铱中选出的一种金属。
文档编号H01J61/36GK1653583SQ03810363
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月8日 优先权日2002年5月10日
发明者G·F·贝德, M·J·M·科塞斯, A·C·范阿姆斯特, B·T·维林登, A·S·G·格文, M·博勒奇, H·P·M·古贝斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司