专利名称：气体放电灯管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体放电灯管，尤其涉及气体放电灯管的电极结构。
背景技术：
现有的气体放电灯管，例如图1A和1B所示的闪光灯管和荧光灯管，它分别包括玻璃管壳1，设置在玻璃管壳1端部的电极丝2，沿电极丝2朝向玻璃管壳中部的长度方向设置在该电极丝2端部上的电极头3，以及充入玻璃管壳1内部的气体4。其中的电极头3例如包括耐高温电极头和/或吸气电极头。电极丝2与电极头3之间通常用局部电阻焊或用夹持的方式予以固定。但采用此种方式固定的电极丝和电极头之间，接触电阻较大或容易发生接触不良的问题，由此在闪光灯管中容易产生最低闪光电压波动范围大和不够稳定的缺陷；而在冷阴极荧光灯管中，当其工作在较大工作电流下时很容易产生电极发黑、喷溅严重的缺陷，影响了灯管的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有气体放电灯管的上述缺陷，提供一种工作电压稳定、使用寿命更长的气体放电灯管。
根据本实用新型的气体放电灯管，它包括玻璃管壳、设置在玻璃管壳端部的电极丝，沿所述电极丝朝向玻璃管壳中部的长度方向设置在所述电极丝端部上的电极头，以及充入玻璃管壳内部的气体，其中，所述气体放电灯管还包括设置在所述电极丝与所述电极头之间的自焊层。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层设置在所述电极丝的外表面和/或所述电极头的内表面上。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层为围绕所述电极丝外表面和/或围绕所述电极头内表面的带状形状。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层为覆盖所述电极丝至少一部分外表面和/或覆盖所述电极头至少一部分内表面的片状形状。
根据上述气体放电灯管，其中，所述电极丝和所述电极头相互接合的至少一个表面上开凿凹槽形成一个契形室，所述自焊层设置在所述契形室内。
根据上述气体放电灯管，其中，所述电极头为包含熔接层、吸气层和耐高温冲击层的复合结构的电极头，所述自焊层设置在所述电极丝与所述电极头的熔接层之间。
根据上述气体放电灯管，其中，所述耐高温冲击层由钽、铌、钼中的至少一种金属或金属合金制成，或由金属合金上喷涂的耐高温氧化物形成。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层为电镀层或粘结层。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层由镍、银、钼、钛、铌、锆、钴、铬中的至少一种金属或金属合金制成。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层由含80％的镍和20％的钴的镍钴合金；含80％的镍和20％的铬的镍铬合金；含80％的铌和20％的镍的铌镍合金；或者含80％的铌10％的钛和10％的镍的铌钛镍合金制成。
根据上述气体放电灯管，其中，所述自焊层由含有40％-80％的镍、10％-30％的钼或铌或钼铌合金、10％-30％的钛或锆或钛锆合金组成的合金制成。
根据本实用新型的气体放电灯管，由于在电极丝与电极头接合的部位之间设置了既能与电极丝固熔又能与电极头固熔的自焊层，因此能大大减小电极丝与电极头之间的接触电阻，消除接触不良的现象。而且，由于该接触电阻的减小，放电灯管消耗在接触电阻上的能量大大降低。电极丝与电极头的可靠接触提高了整个灯管的工作性能，延长了灯管的使用寿命。而且，采用此种自焊层，只需在灯管初始通电即可完成电极丝与电极头之间的熔接，故制作也相当方便。
以下将参照附图和实施例对本实用新型的气体放电灯管作进一步的详细描述，图中相同的参照号表示相同或相应的部件。本实用新型的其它的目的、特点和优点在以下的描述中将变得更加清楚。
图1A和1B是现有技术的气体放电灯管的电极结构示意图；图2是根据本实用新型的第一个实施例的气体放电灯管的电极结构示意图；图3是沿图2所示A-A线作了剖视的放大的气体放电灯管的电极结构的截面示意图；图4是根据本实用新型的第二个实施例的气体放电灯管的电极结构示意图；图5是图4所示气体放电灯管的放大的电极结构示意图；图6是根据本实用新型的第三个实施例的气体放电灯管的放大的电极截面示意图；图7是根据本实用新型的第四个实施例的带有复合结构的电极头的气体放电灯管的电极结构示意图；图8是图7所示气体放电灯管的放大的电极结构示意图。
具体实施方式
参见图2和图3，它表示根据本实用新型的第一个实施例的气体放电灯管的电极结构。其中，在电极丝2与电极头3之间例如采用电镀或粘结的方式在电极丝2的外表面和/或电极头3的内表面上设置一自焊层6。该自焊层6为围绕电极丝2外表面或电极头3内表面的带状形状，例如由镍、银、钼、钛、铌、锆、钴、铬中的至少一种金属或金属合金制成。该自焊层6在例如1100℃-1600℃的高温下既能与电极丝2固熔，也能与电极头3固熔。电极丝2例如采用钨或钼等金属或金属合金制成，电极头3例如采用镍、钴、铌等能够与电极丝2形成合金的金属或金属合金制成。根据上述构造的电极结构，当气体放电灯管初始通电工作时，设置在电极丝2与电极头3之间的自焊层6能在瞬间将电极丝和电极头固熔接合，随后，气体放电灯管能在很稳定的电流和电压下工作。
作为特例，自焊层6例如可以用含80％的镍和20％的钴的镍钴合金；含80％的镍和20％的铬的镍铬合金；含80％的铌和20％的镍的铌镍合金；含80％的铌、10％的钛和10％的镍的铌钛镍合金制成。自焊层6也可以用含有40％-80％的镍、10％-30％的钼或铌或钼铌合金、10％-30％的钛或锆或钛锆合金组成的合金制成。
本实用新型的气体放电灯管的电极结构中的自焊层6也可以采用上述例举的材料以外的金属或金属合金制成，只要该自焊层6能在高温下瞬间将电极丝2和电极头3固熔在一起即可。
参见图4和图5，它表示根据本实用新型的第二个实施例的气体放电灯管的电极结构。其中，电极丝2被电极头3所夹持，在电极丝2与电极头3相互接触的表面之间例如采用电镀或粘结的方式在电极丝2和/或电极头3的至少一部分表面上设置一自焊层6。该自焊层6为片状形状。该自焊层6的材料如上所述，只要能在高温下瞬间将电极丝2和电极头3固熔在一起即可。
参见图6，它表示根据本实用新型的第三个实施例的气体放电灯管的放大的电极截面示意图。其中，在电极丝2和电极头3相互接合的表面上沿电极丝2的长度方向各开凿一条凹槽，两条凹槽形成一个契形室7，契形室内设置契形状的自焊层6。同样，该自焊层6的材料如上所述，只要能在高温下瞬间将电极丝2和电极头3固熔在一起即可。当然，上述契形室6也可以仅在电极丝2和电极头3之一的一个表面上形成，即，仅在电极丝2或电极头3的表面上开凿一条凹槽。
参见图7和图8，它们表示根据本实用新型第四个实施例的气体放电灯管的电极结构示意图。其中，图8是图7的电极结构的局部放大图。图7和图8与图4和图5所示本实用新型第二个实施例的气体放电灯管的电极结构相比，只是电极头3采用了一种复合结构的电极头。该复合结构的电极头3包括直接设置在电极丝2上用以与电极丝2熔接的熔接层31，以及沿电极丝2朝向灯管内部的长度方向依次设置在熔接层31上的吸气层32和设置在吸气层32上的耐高温冲击层33。自焊层6设置在主要由熔接层31所夹持的电极丝2的端面上。
其中，熔接层31例如采用镍、钴、铌等能够与电极丝2熔接形成合金的金属或金属合金；吸气层32例如采用钛、锆、铝、铁、镍、钴等金属或金属合金；耐高温冲击层例如采用钽、铌、钼等金属或金属合金，或者，在金属合金的表面喷涂一层耐高温氧化物，例如氧化铝、氧化锆、氧化硅等。至于带吸气层的复合电极头的具体构造也可参见由同一申请人于2003年8月29日提交的题为“含水银的气体放电管及其吸气装置”的第03157778.4中国发明专利申请。
实例1照相机上使用的2017闪光灯管，灯管外径为2.0毫米、内径为1.2毫米、长度为17.4毫米，电极头用钛合金制成。产品要求是在130μF的主电容时，放电电压320V(每次放电量为6.7焦耳)，闪光间隔7秒钟，连续闪光3000次无漏闪，寿命前后发光亮度下降小于10％，寿命后灯管不失效，可继续闪光。采用现有电极结构的灯管，虽然连续闪光3000次无漏闪，但寿命前后发光亮度下降最大达到11.24％，最低发光电压分布在140V-185V范围内，最高出现峰值仅为21.4％。采用本实用新型的电极结构，自焊层采用镍或镍铬合金的电镀层或粘结层，厚度为5至20μm，在相同条件下可以连续闪光3000多次无漏闪，连续闪光6000次不失效。寿命前后灯管的发光亮度下降最大为4.9％，最低发光电压分布在150V-175V范围内，最高出现峰值为37.4％，闪光亮度提高3％。
实例2照相机上使用的2519N闪光灯管，灯管外径为2.5毫米，内径为1.5毫米，长度为19毫米，电极头用铌合金制成。产品要求是在260μF的主电容时，放电电压280V(每次放电能量为10.2焦耳)，闪光间隔6秒钟，连续闪光3000次无漏闪。寿命前后发光亮度下降小于10％，寿命后灯管不失效，可继续闪光。采用现有电极结构的灯管，连续闪光3000次无漏闪，寿命前后发光亮度下降最大为6.7％，最低发光电压分布在195V-220V之间，范围内最高出现峰值为34％。采用本实用新型的电极结构，自焊层采用镍或镍铬合金的电镀层或粘结层，厚度为5至20μm，在相同条件下，闪光3000次不漏闪，寿命前后灯管发光亮度下降最大为5.2％，最低发光电压分布在190V-210V之间，范围内最高出现峰值为44.8％，并且，发光电压分布在195V-205V之间的概率长达85％以上。
实例3频闪用M型60240闪光灯管，灯管外径为6.0毫米，内径为4.1毫米，长度为240毫米，电极头用钽合金制成。产品要求是灯管在40μF主电容时，放电电压280V(每次放电能量为3.76焦耳)，以每秒钟10闪的频率连闪100万次无漏闪，且灯管不发黑能继续闪光。采用现有电极结构的灯管，连续闪光100万次无漏闪，灯管不发黑，最低发光电压分布在160V-140V之间范围内，最高出现峰值为39.6％。采用本实用新型的电极结构，自焊层采用镍或镍铬合金的电镀层或粘结层，厚度为5至20μm，在相同条件下达到300万次不漏闪，灯管不发黑，最低发光电压分布在150V-130V之间，下移10V，范围内最高出现峰值为47.9％。
实例4直管型冷阴极荧光灯管，灯管外径为2.6毫米，内径为2.0毫米，长度为250毫米，管壳采用硼矽酸盐玻璃制成。采用图7所示本实用新型的电极结构，其中，电极丝用钨丝，电极头的耐高温冲击层由厚度约为0.5毫米的铌合金制成，吸气层由厚度约为1.0毫米的钼、铁、钴合金制成，熔接层由厚度约为0.4毫米的镍合金制成。整个电极头用粉末冶金工艺制成。电极头与电极丝之间的自焊层由镍铬合金制成，厚度为5至20μm。电极丝与电极头组装后，在瞬间通以20安培以上的大电流，使两者熔接在一起组成电极。灯管内壁上涂有5100°K的荧光粉，管内充入氖氩混合气和汞蒸汽。使用专用的点灯电路，开始点灯时在7.5毫安的工作电流下，灯管表面亮度达到42500cd/m2，光通量达到156lm。然后，灯管在15毫安电流下进行了相当于正常点灯3万小时的快速电寿命试验。接着，灯管仍在7.5毫安的工作电流下测试其表面亮度为31100cd/m2，光衰为26.8％，此时，光通量为123lm，下降21.2％。但观察灯管电极仍无发黑现象，预期其寿命在5万小时以上。而现有电极结构的灯管在相同条件下，其寿命只能达到2万小时左右。
当然，以上只是本实用新型的气体放电灯管采用不同材质的自焊层，并利用不同材质的自焊层与电极丝和电极头在灯管内的合理配置达到灯管最佳效果的几个特定的实施例。根据本实用新型的构思，本领域的熟练人员还可以对此作出各种变换和修改，但诸如此类的变换均属于本实用新型的范围。
权利要求1.一种气体放电灯管，包括玻璃管壳、设置在玻璃管壳端部的电极丝，沿所述电极丝朝向玻璃管壳中部的长度方向设置在所述电极丝端部上的电极头，以及充入玻璃管壳内部的气体，其特征在于所述气体放电灯管还包括设置在所述电极丝与所述电极头之间的自焊层。
2.如权利要求1所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层设置在所述电极丝的外表面和/或所述电极头的内表面上。
3.如权利要求2所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层为围绕所述电极丝外表面和/或围绕所述电极头内表面的带状形状。
4.如权利要求1所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层为覆盖所述电极丝至少一部分外表面和/或覆盖所述电极头至少一部分内表面的片状形状。
5.如权利要求1所述的气体放电灯管，其特征在于，所述电极丝和所述电极头相互接合的至少一个表面上开凿凹槽形成一个契形室，所述自焊层设置在所述契形室内。
6.如权利要求1所述的气体放电灯管，其特征在于，所述电极头为包含熔接层、吸气层和耐高温冲击层的复合结构的电极头，所述自焊层设置在所述电极丝与所述电极头的熔接层之间。
7.如权利要求6所述的气体放电灯管，其特征在于，所述耐高温冲击层由钽、铌、钼中的至少一种金属或金属合金制成，或由金属合金上喷涂的耐高温氧化物形成。
8.如权利要求1至7任一所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层为电镀层或粘结层。
9.如权利要求1至7任一所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层由镍、银、钼、钛、铌、锆、钴、铬中的至少一种金属或金属合金制成。
10.如权利要求9所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层由含80％的镍和20％的钴的镍钴合金；含80％的镍和20％的铬的镍铬合金；含80％的铌和20％的镍的铌镍合金；或者含80％的铌、10％的钛和10％的镍的铌钛镍合金制成。
11.如权利要求9所述的气体放电灯管，其特征在于，所述自焊层由含有40％-80％的镍、10％-30％的钼或铌或钼铌合金、10％-30％的钛或锆或钛锆合金组成的合金制成。
专利摘要气体放电灯管，包括玻璃管壳、设置在玻璃管壳端部的电极丝，沿所述电极丝朝向玻璃管壳中部的长度方向设置在所述电极丝端部上的电极头，以及充入玻璃管壳内部的气体，其中，所述气体放电灯管还包括设置在所述电极丝与所述电极头之间的自焊层。由于在电极丝与电极头接合的部位之间设置了既能与电极丝固熔又能与电极头固熔的自焊层，因此能大大减小电极丝与电极头之间的接触电阻，消除接触不良的现象。而且，由于该接触电阻的减小，放电灯管消耗在接触电阻上的能量大大降低。电极丝与电极头的可靠接触提高了整个灯管的工作性能，延长了灯管的使用寿命。采用此种自焊层，只需在灯管初始通电即可完成电极丝与电极头之间的熔接，故制作也相当方便。
文档编号H01J61/06GK2691043SQ20042000605
公开日2005年4月6日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日
发明者周成祥, 周立理 申请人:东莞南光电器有限公司, 周成祥, 周立理