专利名称：具有涂铬的铌馈通的陶瓷放电管和含有该放电管的放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及高强度放电(HID)灯，并且更具体地涉及这种 灯的陶资放电管。
背景技术：
例如高压钠灯和陶瓷金属卣化物灯的HID灯是有效的光源。 在这些灯中心处的陶t;放电管(也称为电弧管或灯头)必须是半透明的， 并且能够抵抗在工作的HID灯中所出现的高温和高压环境。虽然例如蓝 宝石、钇铝石榴石、镝氧化物、氮化铝和氧氮化铝的其它陶资也可以用 来形成HID灯应用的放电管，但是优选的陶瓷是多晶氧化铝(PCA)。在通常的陶乾放电管中，导电金属馈通被用来把电能带入放 电空间。但是，由于材料的不同属性，特别是考虑到热膨胀系数，形成 陶瓷管和金属馈通之间的密封封口可能是麻烦的。在多晶氧化铝的情况 中，封口通常形成在PCA陶瓷和铌馈通之间，这是因为这些材料的热 膨胀非常相似。铌馈通至少与被用来形成电弧的附着点的鵠电极连接， 这是因为相比于铌，钨电极具有高得多的熔点。但是，铌不能在灯工作期间暴露于空气中，这是因为铌将氧 化并造成灯的故障。这使放电管必须工作在真空或者惰性气体的环境 中，这增加了灯的成本和总尺寸。因此，使铌馈通能抗氧化并且仍然保 持所希望的密封属性将是有利的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是消除现有技术的缺点。本发明的 一 个目的是为陶乾放电管提供具有更大的抗氧化性
的铌馈通。本发明的另 一个目的是提供在陶资放电管中形成封口的方法。本发明的又 一 个目的是提供具有陶瓷放电管的高强度放电
4灯，该陶资放电管可以工作在露天的固定装置中并且没有外护层。根据本发明的一个目的，这里所提供的放电灯包括 由多晶氧化铝形成的陶资体；
该陶瓷体具有至少一个封口并且包围放电空间，该放电空间包含放 电维持介质和至少一个电极；并且
该至少 一 个封口具有密封在其中的用于形成该至少 一 个电极和外 电源之间的电连接的铌馈通，该铌馈通在外表面上具有由铬或者铬和铌 的合金构成的层以提供抗氧化性。根据本发明的另一个目的，这里所提供的形成陶瓷放电管的 方法包4舌
形成管状的多晶体；
形成一对环形的多晶氧化铝密封盘；
形成一对铌馈通，每个所述铌馈通具有密封到所述盘的区域； 用由铬构成的层涂覆铌馈通的外表面； 将每一个所述馈通插入在所述盘之一中以形成子组件；
在真空中于1700°C-1900°C (优选约1850°C)烧制所述子组件以将 所述盘密封到相应密封区域；并且
接着将所述被烧制的子组件插入所述管状体的相对端并且密封到 其上。在优选实施例中，这里所提供的放电灯包括
由多晶氧化铝形成的管状体；
一对封口，每个封口密封所述体的端部；和
每一个所述封口包括环形的多晶氧化铝盘和管状的铌馈通，所述盘 的外表面与所述体接合，并且所述铌馈通在密封区域中密封到所述盘的 内表面，该铌馈通在外表面上具有由铬或者铬和铌的合金构成的层，密 封区域内的该层在所述馈通和盘之间。涂有Cr的铌馈通允许用陶瓷放电管构造灯，并且允许在不需 要外护层、吸气器、玻璃杆或相关处理和对这些部件进行组装的情况下工作。
图1是具有涂Cr的铌馈通的子组件的剖视图2是子组件的环形的环的平面示图；
图3a是本发明的实施例的剖面示意图；
图3b是可替换实施例的剖面示意图。
具体实施例方式为较好的理解本发明，以及本发明的其它和进一步的目的、 优势和功能，结合上述附图，参考下面的公开和所附权利要求。现在更详细地参看附图，图1-3示出了本发明的优选实施例。 如在图3a中所示，光源30包括具有反射体34的露天的固定装置32, 该反射体34具有闭端36和开端38。形式为电弧管10的陶瓷放电管安 装在反射体34内。该电弧管10包括由多晶氧化铝形成的管状的陶瓷体 12,并且该电弧管10具有一对封口 14,每个封口 14密封陶瓷体12的 端部16。当^皮密封时，陶t;体12包围放电空间60。在该实施例中，陶 资放电管的形状是管状的。但是，应当理解其它配置也是可能的，包括 球形的放电管。当被完成时，电弧管10包含电弧放电维持介质。在高 压钠灯的情况中，灯工作所需要的介质包括钠汞齐和气体填充物。封口 14包括子组件26，该子组件26由环形的多晶氧化铝盘 18构成，多晶氧化铝盘18的外表面20与体12接合。管状的铌馈通22 被密封到盘18的内表面24，并且在每一側都延伸超过该盘的边缘。钨 电极61被附着在每个铌馈通22的端部。铌馈通22具有与其外表面结 合的由铬或者铬和铌的合金构成的层28。通过用铬层改变铌馈通，其变 得具有抗氧化性，因此允许露天工作。图1示出子组件和铌馈通的放大视图，图2示出盘18的平面 视图，为了图示说明的目的，所有的尺寸均被放大。由于电弧管IO工作在空气环境中，反射体34可以被用作吸 顶灯，并且开端38保持为敞开。但是，如有需要，可以提供盖或者透 镜40以改变光束。从镇流器到电弧管10的电连接42能从闭端36进入反射体 34。为了在电极61之间产生稳定的电弧放电，镇流器从外电源(未示 出)供应电能给电弧管并调节从外部电源到电弧管的电能。铬层优选通过铬粉末-曱醇浆被涂覆。该浆被刷在铌管的外表 面上并且被干燥至约100-500 jli m的厚度。
为了制备电弧管，涂覆了铬层28的铌管22被安装到环形盘 18中(该环形盘18已经被预烧制形成子组件)，接着在真空中于1700 °C-1900°C (优选1850。C)烧制三十分钟到四小时(优选一小时)。为了确保良好的接合，环形盘18的预测烧结ID被选定为比 铌管22的OD小6%-20% (优选10%)。在真空中于1850。C烧制一小 时后，涂有铬的铌管与PCA环形盘18良好地接合。该环形盘18被烧结 为视觉上半透明的状态。因为氢气烧制将使铌变脆，所以用真空烧制代 替氢气烧制。真空烧制使铌保持足够的可伸展性以允许铌经受环境温度 下的夹紧密封，因此避免了通常的高温玻璃粉密封。但是，作为另一例子，玻璃粉密封可用于结合已经烧结的管 状体和烧结的涂有Cr的Nb-PCA环子组件。这样做的优点是，允许使 用已经被烧结的管状体，该管状体可以在氢隧道炉中连续生产，而真空 烧结的涂有Cr的Nb-PCA环子组件则是在真空炉中成批完成的。在烧结期间，铬首先形成液态膜，该液态膜开始迁移进铌中 并且反过来允许铌迁移到环形盘18的PCA表面24。接着该液态膜变小 并且促进铌和环形盘18的PCA之间的良好的接合的形成。遗留在铌表 面上的铬(或者铬和铌的合金)层充当空气中铌的抗氧化保护层。应当 注意，其它金属，特别是Ti和Zr曾被测试，但被确认在结合PCA使用 时要么不可用要么不理想。对于在真空中于1850。C加热的测试叠层 PCA/Zr/Nb/PCA,观察不到熔化的迹象，并且Ti蒸发并扩散进PCA中， 导致PCA在真空中于1615。C被加热的时候变为不希望的略带粉红色的 颜色。在完成子组件密封之后，子组件被插入管状体的端部，并且 电弧管由之前所描述的任何一种技术制造。之后，铌管被夹紧密封，如 在35处那样。因此，如图3a和3b所示，电弧管IO可以被直接安装在固定 装置中，并且在空气中工作而不需要外护层和惰性气氛或真空气氛。如图3a所示，放电管可以沿着固定装置(由反射体34定义) 的中心轴安装，具有70° -90。的覆盖角(covering angle),或者如图 3b所示垂直于中心轴安装，具有宽(例如，120° )覆盖角。相比于类似的工作在真空外护层中的放电管，工作在空气中 的放电管的电压和壁温更低；但是，能通过改变PCA体的尺度和/或放
7电介质的组分来保持相同的或者更高的效率。因此，这里提供了高强度的放电灯，其工作在空气中，不需 要外护层和隔离的无空气的环境，以及相关处理和组件。尽管这里已经示出并描述了本发明的当前认为的优选实施 例，但是显然，对于本领域技术人员，在不背离所附权利要求规定的本 发明的范围的情况下，这里可以做出各种改变和修改。
权利要求
1.一种放电灯，包括由多晶氧化铝形成的陶瓷体；该陶瓷体具有至少一个封口并且包围放电空间，该放电空间包含放电维持介质和至少一个电极；并且该至少一个封口具有密封在其中的用于形成该至少一个电极和外电源之间的电连接的铌馈通，该铌馈通在外表面上具有由铬或者铬和铌的合金构成的层以提供抗氧化性。
2. 权利要求1的放电灯，其中该放电灯被安装在露天的固定装置中， 该固定装置具有带有开端的反射体。
3. 权利要求2的放电灯，其中该开端具有盖。
4. 一种放电灯，包括由多晶氧化铝形成的管状体；一对封口，每个封口密封所述体的端部；和每一个所述封口包括环形的多晶氧化铝盘和管状的铌馈通，所述盘的 外表面与所述体接合，并且所述铌馈通在密封区域中密封到所述盘的内表 面，该铌馈通在外表面上具有由铬或者铬和铌的合金构成的层，所述密封 区域内的该层在所述馈通和盘之间。
5. —种形成陶资放电管的方法，包括 形成管状的多晶体；形成一对环形的多晶氧化铝密封盘；形成一对铌馈通，每个所述馈通具有用于密封到所述盘的区域； 用由铬构成的层涂覆铌馈通的外表面； 将每一个所述馈通插入所述盘之一中以形成子组件；在真空中于17 0 (TC -19 0 (TC烧制所述子组件以将所述盘密封到相应的 密封区域；并且接着将所述被烧制的子组件插入所述管状体的相对端并且密封到其上。
6. 权利要求5的方法，其中通过用铬和甲醇的浆涂覆铌馈通而涂覆所 述铬层；并且干燥所述层以提供100-500 y m之间的铬厚度。
7. 权利要求5的方法，其中在约185(TC加热子组件。
8.—种用于陶瓷放电管的馈通，该馈通包括铌管，其在外表面上具有 由铬或者铬和铌的合金构成的层以提供抗氧化性。
全文摘要
本发明涉及具有涂铬的铌馈通的陶瓷放电管和含有该放电管的放电灯。这里描述了一种具有陶瓷放电管的灯，该陶瓷放电管具有涂有铬层以提供抗氧化性的铌馈通。在优选的方法中，包含铬粉末的浆被涂覆在铌馈通上并被弄干。通过将被涂覆的铌馈通插入环形的多晶氧化铝(PCA)盘中来形成子组件，并且在真空中于1700℃-1900℃加热该子组件以将该馈通接合到PCA上并形成子组件和该馈通上的抗氧化涂层。接着以常规方式将子组件密封到该放电管的陶瓷体。
文档编号H01J61/36GK101556896SQ20091011797
公开日2009年10月14日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者D·彻卡, G·C·魏 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司