专利名称：陶瓷金属卤化物灯电弧管的制作方法
技术领域：
本发明属电光源技术领域，具体涉及一种金属卤化物灯的电弧管结构。
背景技术：
金属卤化物灯通常采用石英作为金属卤化物灯的电弧管材料。在灯的工作温度下，由于石英会与填充的金属卤化物产生某些化学反应以及碱金属离子的渗漏，导致发光物质的损失和卤素的过剩。上述现象的存在使石英金属卤化物灯的光色稳定性，光输出维持性，启动特性和寿命等指标明显恶化，从而限制了该灯的使用推广。
多晶氧化铝陶瓷具有很好的化学稳定性，在高温下其不与金属卤化物发生明显的化学过程。用半透明的氧化铝陶瓷管替代石英管做成的金属卤化物灯，不但可克服石英金属卤化物灯存在的缺点，而且因允许更高的工作温度而使灯的发光效率比石英金卤灯的提高(15-20)％。陶瓷金属卤化物灯具有高稳定性，长寿命和高光效的特点，是照明光源中照明效果最好、节能效果最佳和使用前景最好的高强度气体放电光源。陶瓷金属卤化物灯的研发和产业化对我国建立节约型社会具有重大意义。
发明内容
本发明提出的目的在于提出一种稳定性好、光效高，使用寿命长的陶瓷金属卤化物灯电弧管的结构。
本发明设计的陶瓷金属卤化物灯电弧管，由陶瓷放电腔和封入其内的一对电极组成，放电腔内填充有启动气体、汞和作为发光物质的若干种金属卤化物；一对电极分别由导电线引出，并用玻璃焊料实现金属导线与陶瓷放电腔体的气密封接。
本发明中，陶瓷放电腔由直管型陶瓷管1封接于氧化铝陶瓷管1两端的对称的氧化铝陶瓷塞2和3，以及对称的氧化铝陶瓷帽6和7组成。陶瓷塞2和3伸入陶瓷管1中的顶端部份4内侧呈锥型或圆锥型，其末端(外侧)有一供定位电极组件用的园槽5，中间有供放入电极的中心孔13；对称的陶瓷帽6和7分别封接于两个陶瓷塞2和3的两端，其末端(即外侧)通过圆锥型过渡筒连接有细长的尾管8，中间有供插入电极引线的中心孔14。
本发明中，陶瓷管和陶瓷塞分别压制成型后，经素烧切削，采用过盈的配合连接方法在高温下烧结成一个整体。
本发明中，电极组件由铌杆或铌丝9、钼片10和电极头11组成，作为电极引线的铌杆(丝)和电极头分别在钼片两个端面的中心点上通过激光焊接方法连成一体。电极组件的钼片分别放入两个陶瓷塞末端的圆槽5中，圆槽5的直径和深度与钼片10的直径和厚度互相匹配，由此起到电极的准确定位，电极铌杆9穿入陶瓷塞和陶瓷帽的中心孔13和中心孔14中。陶瓷塞2和3与钼片10之间由稀土氧化物玻璃焊料12实现气密封接，陶瓷帽6和7与陶瓷管1由稀土氧化物或碱土氧化物玻璃焊料成气密封接，最后铌杆(丝)9与陶瓷帽细管部分之间的也由稀土氧化物焊料玻璃实现气密封接。
进一步地，本发明的陶瓷金属卤化物灯的输入功率范围为20瓦到2000瓦。
陶瓷塞前端的锥状或圆锥形结构，可起到可提高灯的冷端温度的作用，从而达到提高光效和显色性的效果。陶瓷塞末端留有与电极组件的钼片尺寸相匹配的圆槽，具有电极定位和担当气密封接区的功能。
陶瓷帽的后端部分通过圆弧状的过渡筒和细管部份组成一体。
电极通过三道玻璃焊料的方式实现与陶瓷部份的气密封接。此阻断型封接结构可有效防止卤化物的渗漏。
陶瓷塞整体的设计保证了最小的热损耗和可靠的封接气密性。
陶瓷塞的圆心孔直径可等于或大于陶瓷帽的圆心孔，保证大功率灯电极的插入需要。
图1为本发明中陶瓷金属卤化物灯电弧管的结构示意图。
图2为本发明中电极结构示意图。
图3为本发明中陶瓷腔体的结构示意图。
图中标号1为半透明氧化铝陶瓷管，2和3分别为结构对称的陶瓷塞，4为陶瓷管的顶端部份，5为陶瓷塞末端的圆槽，6和7为对称的陶瓷帽，8为细长的尾管，9为铌杆(丝)，10为钼片，11为电极头，12为稀土氧化物玻璃焊料，13为陶瓷塞中心孔，14为陶瓷帽中心孔，15为激光焊接点，16为玻璃焊料。
具体实施例方式
如图1所示结构的250瓦陶瓷金属卤化物灯电弧管，具有半透明多晶氧化铝陶瓷管1，其内腔直径为9.6±0.2mm，壁厚为1.5±0.1mm，长度为46±0.5mm。陶瓷塞2和3的总长度为6±0.2mm，其内侧呈锥型，锥度为50°±2°；其末端(外侧)圆槽的直径为5±0.5mm，深度为0.5mm；中间圆孔13的直径13为2.5±0.1mm。陶瓷帽6和7的总长为10±0.2mm，其中伸入陶瓷管1的长度为2±0.1mm，中心圆孔14的直径为1.5±0.1mm。内充Dy、Ho、Tm、Tl、Na和Cs等金属的卤化物15±0.5g，汞23±0.5g，以及Kr85和Ar的混合气5KPa，采用三道玻璃焊料方法实现气密封接。形成的电弧管的弧长为30±0.5mm，总长为62±1mm。该灯的色温5500±200K，显色指数92±2，光效110±5Lm/W。
权利要求
1.一种陶瓷金属卤化物灯电弧管，其特征在于由多晶氧化铝陶瓷放电腔和封入其内的一对电极组成，放电腔内填充有启动气体、汞和作为发光物质的若干种金属卤化物；一对电极分别由导电线引出，并用玻璃焊料实现金属导线与陶瓷放电腔体的气密封接。
2.根据权利要求1所述的陶瓷金属卤化物电弧管，其特征在于陶瓷放电腔由直管型陶瓷管1、封接于多晶氧化铝陶瓷管(1)两端的对称的多晶氧化铝陶瓷塞(2)和(3)，以及对称的氧化铝陶瓷帽组成；陶瓷塞(2)和(3)伸入陶瓷管(1)中的顶端部份(4)内侧呈锥型或圆锥型，其末端有一供定位电极组件用的园槽(5)，中间有供放入电极的中心孔(13)；对称的陶瓷帽(6)和(7)分别封接于两个陶瓷塞(2)和(3)的两端，其末端通过圆锥型过渡筒连接有细长的尾管(8)，中间有供插入电极引线的中心孔(14)。
3.根据权利要求1所述的陶瓷金属卤化物电弧管，其特征在于电极组件由铌杆或铌丝(9)、钼片(10)和电极头(11)组成，作为电极引线的铌杆和电极头分别在钼片两个端面的中心点上通过激光焊接方法连成一体；电极组件的钼片分别放入两个陶瓷塞末端的圆槽(5)中，圆槽(5)的直径和深度与钼片(10)的直径和厚度互相匹配，由此起到电极的准确定位，电极铌杆(9)穿入陶瓷基和陶瓷帽的中心孔(13)和中心孔(14)中。
4.根据权利要求1所述的陶瓷金属卤化物电弧管，其特征在于陶瓷塞(2)和(3)与钼片(10)之间由稀土氧化物玻璃焊料(12)实现气密封接，陶瓷帽(6)和(7)与陶瓷管(1)由稀土氧化物或碱土氧化物玻璃焊料成气密封接，最后铌杆(9)与陶瓷帽细管部分之间的也由稀土氧化物焊料玻璃实现气密封接。
5.根据权利要求1所述的陶瓷金属卤化物电弧管，其特征在于功率为20瓦到2000瓦。
全文摘要
本发明属电光源技术领域，具体为一种陶瓷金属卤化物灯的电弧管结构，其放电腔用半透明的直管型多晶氧化铝陶瓷管和两端的陶瓷塞整体烧结而成。陶瓷塞内侧呈锥状或圆锥状，陶瓷塞外侧有与电极组件的钼片尺寸相匹配的圆槽，使电极准确定位和实现气密封接。陶瓷塞与后部的陶瓷帽实现进一步的气密封接。陶瓷塞和陶瓷帽的中心都留有小孔，供插入电极组件，放电腔内填充有启动气体、汞和根据不同光谱要求的若干种金属卤化物。根据本发明制造的金属卤化物灯，其光电性能明显优于石英金属卤化物灯，特别适用于中大功率陶瓷金属卤化物灯的生产。
文档编号H01J61/30GK1761028SQ200510110260
公开日2006年4月19日 申请日期2005年11月10日 优先权日2005年11月10日
发明者施振家, 诸定昌 申请人:复旦大学