专利名称：带有成形难熔电极的放电灯以及制备放电灯的成形元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯、一种电极和一种制备这种放电灯的元件的方法。
背景技术：
放电灯通常包括两个彼此相对设置在填充有气体的密封透明和/或半透明灯泡内的电极。在运行过程中，为这些电极提供导致电极显著受热的电流。因此，电极的散热设计是防止运行过程中灯提前破坏的重要议题。
通常，通过将拉制导线缠绕在拉制杆上制备电极。设置螺线形导线以在电极的顶端部分具有能够消散大量热量的热质量。
而且近年来，作为适应更加先进的灯诸如高压气体放电(HID)灯和超高压(UHP)灯所强加的更高要求而制备电极的方法，已经出现了挤出和金属注射成型(MIM)。挤出成形包括将粉末、溶剂和粘结剂的混合物通过模具挤出以获得挤出制品，随后烧结这个制品。挤出成形使电极的形状具有二维自由度。US 6,218,025公开了一种由MIM工艺制备的电极。MIM包括在针对电极所需形状特别设计的模具内浇铸材料。然后烧结模制的(“生材”)制品。这种技术在获得电极时提供了由模具规定的三维自由度。MIM制品通常具有由注射模具所引起的接缝。
为了增加电极在诸如热质量、电弧稳定性和点火特性方面的功能性，这种电极需要复杂的形状。然而，挤出成形具有有限的形状自由度，而MIM需要复杂且昂贵的专用模具。
在JP2001-319615中公开了这些方法的替代方法，其中阴极的顶端具有孔洞，填充有含发光体的层。然后烧结阴极，随后将其加工成锥形。然而，烧结电极的加工可能很困难并且限制在电极没有含发光体的层的部分。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以由减少或消除了一个或多个上述缺点的替代技术制备的灯和电极。
这个目的是通过一种包括容纳两个彼此相对设置的难熔材料电极的密封透明灯泡的放电灯来实现的，其中至少一个所述电极至少包括由再成形的挤出难熔材料制成的一部分。
这个目的还通过一种包括由再成形的挤出难熔材料制成的部分的放电灯电极来实现。
这个目的还通过一种制备用于放电灯的导电元件的至少一部分的方法来实现，该方法包含下述步骤将包括粘结剂和难熔材料粉末的混合物通过模具挤出以获得挤出制品；再成形所述的挤出制品以使所述元件的所述部分获得适当的形状，随后烧结所述部分。
因为在挤出成形之后的适当阶段中断灯元件的制备过程以进行再成形，随后用至少一个烧结步骤来结束制备过程，所以消除或减小了元件成形时的二维限制。此外，不需要昂贵和复杂的专用模具。最后，挤出成形使难熔材料含有相当多的发光体材料，能够在烧结之前的适当再成形过程中对其再成形。然而，应当认识到发光体材料不是必须存在于放电灯的电极中。灯元件优选为电极，但同样可以考虑诸如在密封灯泡中为电极提供电流或从电极提供的电流的馈电导体的其它导电的灯元件。
如权利要求2和8所述的本发明实施例的优点是只有电极需要特殊形状的部分可以通过中断挤出过程来制备。其它的部分例如可以是拉制导线。
权利要求3和4所述的本发明的特定实施例中，获得了具有改进的电弧稳定性和点火性能，具有轮廓分明的电极顶端的灯。
权利要求5和9所述的本发明实施例的优点是更高的发光体浓度使点火过程变得容易。对于拉制导线来说，这个浓度通常受到限制，因为要不然的话，由于发光体材料不能变形而使导线拉制变为不可能发生。
如权利要求11和12所述的本发明实施例通过暂时弱化挤出制品的粘结剂而提供了使再成形过程变得容易的优点。更优选地，仅选择性施加溶剂以使生材状态的全部挤出制品保持稳定。
如权利要求13所述的本发明实施例的优点是生材状态的挤出制品的变形相对容易。
如权利要求15所述的本发明实施例的优点是孔洞提供了容纳电极的预期形状所不需要的剩余材料的空间。
将参照示意性示出本发明优选实施例的附图进一步说明本发明。应该理解的是本发明绝不限制于这些特定的和优选的实施例。
在附图中图1示出了放电灯的示意图；图2是用于获得放电灯电极的根据本发明实施例的方法步骤的流程图；图3示出了根据本发明制备电极部分的第一实施例的各个步骤；图4示出了根据本发明制备电极部分的第二实施例的各个制备步骤。
具体实施例方式
图1示出了诸如高压气体放电(HID)灯和超高压(UHP)灯的AC放电灯1，在下文中称为灯1。灯1具有形成容纳电极3的放电室的密封的透明或半透明灯泡2，每个电极3具有再成形的挤出部分4和细长部分5，即电极3具有轮廓分明的电极顶端。可以通过引线6和馈电导体7将电流馈送到电极3或从自电极3馈送电流。
图2是电极3的制备步骤的流程图。
在步骤10中，提供诸如钨的难熔材料粉末、诸如乙醇的溶剂和诸如甲基纤维素的粘结剂的混合物。混合物还可以包含含量为2到40vol.％的诸如稀土氧化物或碳化物的电子发光体物质。在步骤11中将这个混合物加压通过具有插脚(未示出)的模具，以便获得细长的中间制品。在步骤12中随后从中间制品中去除溶剂以获得适于处理的坚固制品。通常将这个阶段的制品称为生材制品。在步骤13中，将生材制品切成适当尺寸的块以获得挤出制品P。挤出制品具有由挤出模具的插脚所带来的通孔H。
在这个阶段，通常进行一个或多个烧结步骤，即将挤出制品加热到粉末颗粒可以彼此融合在一起的温度以获得完全致密的制品。在烧结过程中粘结剂被去除了，并在这个温阶的期间建立了强度。然而，根据本发明，该过程被再成形步骤所中断。
在应用于图2实施例的步骤14中，在挤出制品P需要再成形的位置选择性地将诸如乙醇的溶剂加到挤出制品P中。由此暂时弱化了粘结剂。例如通过仅将挤出制品P的相关部分浸入到溶剂中来实现根据位置选择性地加入溶剂。
然后，在步骤15中，在压力下对挤出制品P的弱化部分进行再成形以获得用于电极3的难熔材料再成形的挤出制品R。孔洞H提供了用于容纳再成形过程带来的剩余材料的空间。在再成形之后孔洞H可以具有略微变平的尖端。在步骤16中，从再成形的挤出制品R中去除溶剂。
最后，接着继续进行常规的烧结过程，包括在例如1000-1200℃的温度下进行的用来去除粘结剂的预烧步骤17和在2000-2600℃下进行的用来获得用于图1的电极3的再成形挤出难熔材料的完全致密部分4的烧结步骤18。
图3示出了图2中的用来获得用于电极3的再成形挤出难熔材料的部分4的各个步骤。可以将这样的部分4用于HID灯1的电极3。图3中从左到右，将顶端部分处具有选择性加入的溶剂的挤出制品P设置在模具20中。然后，通过由压制工具21用压制挤出制品P的力F使挤出制品P在压力下变形。然后可以根据图2的步骤17和18烧结再成形的制品R以获得电极3的部分4。将这个部分4设计为具有在稳定运行期间增强电弧稳定性的形状的HID电极。
图4示出了图2中的使再成形挤出难熔材料的另一个部分4与拉制导线的细长部分5相结合以形成图1中示出的电极3的各个步骤。细长部分5也可以通过通常比导线拉制工艺清洁的挤出工艺来制备。再次，在模具30中设置选择性弱化的挤出制品并通过压制工具30使其承受压力F以获得再成形制品R。再成形制品R具有凹进部32和突出部33。随后将拉制导线的细长部分5插入到再成形制品R的凹进部32中，随后对其进行烧结步骤17和18。因此，再成形制品R的收缩使细长部分5自己固定在孔洞32内。由于细长部分末端位于凹进部32内，同时突出部33与细长部分5还沿着部分4对齐，所以实际上突出部33是细长部分5的延伸。由此获得用于图1的UHP放电灯1的具有轮廓分明的顶端部分的电极3。
应当指出的是，上述实施例是用于说明而不是限制本发明，本领域技术人员在不偏离附属权利要求的范围下，能够设计多种替代实施例。作为示例，可以通过根据本发明的方法制备例如由钼构成的馈电导体7。更一般地，应当认识到根据本发明的方法也可以用于制备灯元件之外的产品。在权利要求中，不能将任何位于圆括号内的附图标记理解为限制权利要求。词汇“包括”不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的词汇“一个”不排除多个这种元件的存在。实际上，在相互不同的从属权利要求中陈述的某些措施并不意味着不能更有利地使用这些措施的组合。
权利要求
1.一种放电灯(1)，包括容纳两个彼此相对设置的难熔材料的电极(3)的密封透明灯泡(2)，其中至少一个所述电极至少包括由再成形的挤出难熔材料制成的部分(4)。
2.权利要求1所述的放电灯(1)，其中所述电极包括电连接到所述再成形挤出部分(4)的其它部分(5)。
3.权利要求2所述的放电灯(1)，其中所述放电灯为超高压灯，所述电极(3)包括插入到所述再成形挤出部分(4)的凹进部(32)的细长部分(5)。
4.权利要求3所述的放电灯(1)，其中所述再成形挤出部分(4)具有形成所述细长部分(5)的延伸的突出部(33)。
5.权利要求1所述的放电灯(1)，其中所述挤出电极由钨制成并且包括超过2摩尔百分数的电子发光体掺杂物。
6.权利要求1所述的放电灯(1)，其中所述放电灯为高压气体放电灯或超高压放电灯。
7.一种制备用于放电灯(1)的导电元件(3，7)的至少一部分(4)的方法，包括下述步骤将包括粘结剂和难熔材料粉末的混合物通过模具挤出以获得挤出制品(P)；对所述挤出制品(P)进行再成形以获得用于所述元件(3，7)的所述部分(4)的合适的形状，随后烧结所述部分(4)。
8.权利要求7所述的方法，其中该方法还包括将溶剂加入到所述挤出制品(P)中的步骤。
9.权利要求8所述的方法，其中将所述溶剂选择性地加入到所述挤出制品(P)中。
10.权利要求7所述的方法，其中通过在压力下使所述挤出制品(P)变形来进行所述再成形。
11.权利要求7所述的方法，其中所述元件是所述放电灯的电极(3)或馈电导体(7)。
12.权利要求7所述的方法，其中所述模具包括用于在所述挤出制品(P)中获得孔洞(H)的插脚。
全文摘要
本发明涉及一种包括容纳两个彼此相对设置的难熔材料的电极(3)的密封灯泡的放电灯。至少一个所述电极至少包括再成形挤出难熔材料的一部分(4)。因此，可以给挤出制品(P)提供复杂的形状。本发明还涉及一种电极和一种制备用于放电灯特别是HID或UHP灯的导电元件的至少一部分(4)的方法。
文档编号H01J9/28GK101061565SQ200580037700
公开日2007年10月24日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年11月2日
发明者E·J·M·侯厄特, N·赫克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司