专利名称：基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具及加工方法
技术领域：
本发明涉及一种新型节能照明灯装置，具体涉及一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法。
背景技术：
国内照明灯具的生产制造方面未取得实质性的进展，光效过低、灯具的光分布不合理、 高效节能灯具反射罩效率低，大多没有系统设计的理论依据，如进行创新性的改进，提高光效和照射面积，进而提高灯具节能效果很大。当代的照明工程对灯具的光分布要求愈来愈高，人们对照明的要求已不再单纯地解决照明问题，而是对照明的舒适性也提出了很高要求，已有技术已满足不了要求，这些新的需求又对灯具的光分布提出了更为复杂的要求。2009年市场容量为750亿，每年增长速度为18%。需求量大的行业有钢铁、铁路、 汽车、电力、机械、石油、化工、船舶、造纸、煤炭等行业，另外在港口、道路、体育场馆、展览馆、城市亮化等场所用量也很大。目前市场销售的照明灯具，大多使用铝板做反射罩。它的理论反射率约为70%， 实际由于加工工艺的限制，反射率更低，并且长时间使用由于氧化、灰尘作用衰减30-50%。 档次较高的铝板反射罩镀有二氧化硅或一氧化钛保护，这种工艺仅能提高反射罩表面的硬度，保护反射面，但不提高反射率。一般灯具在使用过程中，由于灯具反射器是铝板压制的，易氧化，加之热效应、金属的静电效应，所以灰尘、油污的附着力大，造成光的衰减很快，而光学材料没有氧化问题， 同时灰尘附着力小，光的衰减缓慢。而且在一定周期(一年或二年)进行维护时，一般灯具的工作面为前表面，擦拭时破坏工作面的质量，一般5-6年后，灯具的效率衰减3(Γ50%，不能够达到要求的照明效果，必须需要更换灯具。
发明内容
本发明的目的是提供一种大幅度提高了灯具光的利用效率的高效节能照明灯具。上述的目的通过以下的技术方案实现
一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，其组成包括壳体，所述的壳体下部连接玻璃罩，所述的壳体内装有高效节能反射器，所述的高效节能反射器连接小连接盘，所述的壳体连接大连接盘和脖颈，所述的脖颈内装有灯头，所述的脖颈连接电器箱。所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，所述的壳体与所述的大连接盘之间用螺栓连接固定，所述的高效节能反射器与所述的小连接盘之间用螺栓连接固定。一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法，反射罩采用光学玻璃材料进行加工制作，调整光学玻璃网状结构中的成分配比，制成一种高强度、高透光度的光学玻璃材料，通过优化设计选择反射罩面形，利用热锻工艺制成毛胚。所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法，所述的光学玻璃成份及重量比是高纯度硅39%、硼23%、钠11%、钾9%、镁7%、钙5%、钡6%等氧化物，加工方法是按配方混合，在1200°C高温下融化，用超声搅拌器搅拌均勻同时排除气泡，然后缓慢降温，再热锻成型，制成反射罩基片。所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的镀膜方法，所述的镀膜技术包括真空蒸发、离子轰击技术和镀膜工艺；
1)清洗反射罩基片后放入烘干箱内，保持80°C烘干30分钟
2)，将反射罩基片放入真空镀膜机的真空室内，由齿轮带动基片做圆周运动以保证膜层厚度的均勻性；
3)为真空室抽取真空环境，真空度为5*10-3pa；
4)使用离子轰击技术轰击反射罩基片外表面，所述的离子轰击装置是利用低真空稀薄气体辉光放电产生离子来轰击基片表面，使基片表面渗入一种或几种化学元素并向其内部扩散，实现改变材料表层的化学成分或组织结构的一种专用设备。通过离子轰击清洁基片表面，同时形成过度层，过度层可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率，有利于获得致密的膜层；
5)使用难溶金属钽作为蒸发源，并通以MOA电流，加热温度达到1027°C，使放在它上方的高纯度银，开始蒸发；
6)银原子以气态微粒在基片表面沉积，经冷却还原即形成一层连续而光亮的金属银层沉积在基片表面；
7)膜层外喷涂保护漆，保护漆选用W61-900耐高温漆陶瓷漆；
8)形成反射罩成品，经检验后入库。有益效果
1.本发明首次将航天技术应用到照明领域，在提高光效和照射面积以及光分布等方面有重大突破，其技术水平处于国内领先地位，其技术和产品的推广使用，必将带来行业的重大技术进步。2.本发明利用光反射可控的原理，大幅度提高了灯具光的利用效率；本产品采用光学材料加镀膜技术，大幅度提高了反射罩的反射率，反射率可以达到90%以上。3.本发明通过工业优化设计按照几何光学理论有效控制光反射的光束分布、密度、途径，形成本产品反射罩面形，能够有效地控制光束的分布，很好地解决光的定向性和均勻性等问题，大幅度提高了光的利用率，减少光衰减，提高灯具的效率。灯具的效率达到 85. 6%以上。4.本发明采用独特的光学材料，和镀膜技术，通过优化设计，成功地解决了照度与眩光的矛盾，提高照明系统的光效，减少眩光，消除光污染，减少光衰，提高灯具寿命，制成新一代高效节能灯具。5.本发明通过高水平的优化设计，再加上光学材料附加镀膜技术，提高灯具的效率、减少光衰、提高灯具寿命。本产品的高效反射罩的工作面为后表面，擦拭后反射率不降低，只衰减;Γ8%，能够长期维护高效率。所以使用寿命在15年以上。，是新一代高效节能灯具。主要性能指标如下光的反射率90%; 光利用效率83-90% ； 光的定向性 90-95% ；光的衰减3-8%。与其它普通灯具相比具有以下先进性序号比较内容高效节能照明灯具普通灯具1光的利用率83~90%光从灯具射出50^70%光从灯具射出2光的定向性90~95%光照射到工作面65^70%光照射到工作面3光的衰减3~8%30~50%4光的均匀性0. 70. 3~0. 55紫外线吸收80%3~5%6使用寿命15年以上5~6年
附图1是本发明的结构示意图。附图2是本发明的反射罩真空镀银示意图。附图3是本发明的反射定律示意图。附图4是本发明的折射定律示意图。
具体实施例方式
实施例1
一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，其组成包括壳体1，所述的壳体 1下部连接玻璃罩2，所述的壳体1内装有高效节能反射器3，所述的高效节能反射器3连接小连接盘4，所述的壳体1连接大连接盘5和脖颈6，所述的脖颈6内装有灯头7，所述的脖颈6连接电器箱8。实施例2
实施例1所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，所述的壳体1与所述的大连接盘5之间用螺栓连接固定9，所述的高效节能反射器与所述的小连接盘之间用螺栓连接固定。实施例3
实施例1一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法，反射罩采用光学玻璃材料附加镀膜技术进行加工制作，将光学玻璃经过特殊的加工技术，调整其玻璃网状结构中的组分，使改性离子群通过网络与普通离子群交联，形成一种高强度、高透光度、高科技含量的光学材料，根据材料的光学性能即反射率、折射率、透过率、吸收率、色散系数，使用专业软件ph0t0pia2. 0设计，多次设计、修改、试制、再修改，最后优化出的反射罩面形，光学玻璃的光反射率为90% ；光利用效率为83-90% ；光的定向性为90-95% ；光的衰减为3-8%，在利用镀膜工艺制成成品。实施例4
实施例3所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，所述的高效节能反射器采用光学材料并附加镀膜技术加工制作，这在国内外首开先河。光学玻璃成份是用高纯度硅39%、硼23%、钠11%、钾9%、镁7%、钙5%、钡6%等氧化物按特定的配方混合，在1200°C高温下融化，用超声搅拌均勻去气泡，然后缓慢降温，再经过光学仪器检测参数是否合格(纯度、透明度、均勻性、折射率、色散率)再热锻成型，制成毛胚。与普通玻璃相比有如下特点(1)、透透过率高(其透过率可达90%以上)且均勻(物理和化学高度的稳定性和均勻性)( 、制造技术复杂(加工工艺技术参数要求高)(3)、有特定的光学常数(透射率、折射率、色散)。(4)具有无选择吸收着色等特点，并能改变紫外、 可见光或红外光的相对光谱分布。所述的高效节能反射器即反射罩是把光学玻璃是再经过特殊的加工技术，调整其玻璃网状结构中的组分，使改性离子群通过网络与普通离子群交联，形成一种高强度、高透光度、高科技含量的光学材料。所述的反射罩的面型设计是按照几何光学理论——光线的定向反射、折射原理设计的；根据材料的光学性能(反射率、折射率、透过率、吸收率、色散系数)，使用专业软件 photopia2. 0设计，多次设计、修改、试制、再修改，最后优化出的反射罩面形，能够有效地控制光束的分布，很好地解决光的定向性和均勻性等问题，大幅度提高了光的利用率，减少光衰减，提高灯具的效率。灯具的效率达到85. 6%以上。所述的反射罩的镀膜技术
(1)采用真空蒸发加离子轰击技术
把经过改良的光学玻璃经加工成型为反射罩作为基片，放入真空镀膜机(H44-520)的真空室10内，由齿轮11带动基片做圆周运动以保证膜层厚度的均勻性。使用99. 9999%的高纯度银(Ag)作为蒸发材料。银在各种金属元素中具有非常高的反射率，在可见区可达99. 5%,红外区可达99. 9%，是非常优异的反射材料。在加热的蒸发源上进行蒸发，银在正常大气压下的蒸发温度为1027°C成份高纯度银
(2)镀膜工艺
1)清洗反射罩基片后放入烘干箱内，保持80°C烘干30分钟。2)为真空室抽取真空环境，真空度为5*10-3pa。3)使用离子轰击技术轰击反射罩基片外表面，离子轰击装置是利用低真空稀薄气体辉光放电产生离子来轰击基片表面，使基片表面渗入一种或几种化学元素并向其内部扩散，实现改变材料表层的化学成分或组织结构的一种专用设备。对基片表面起清洁作用，还能形成共混的过度层，并可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率，有利于获得致密的膜层。4)使用难溶金属钽(Ta)作为蒸发源，并通以MOA电流，加热在它上方的高纯度银，使其蒸发。5)银原子以气态微粒在基片表面沉积，经冷却还原即形成一层连续而光亮的金属银层沉积在基片表面。6)膜层外喷涂保护漆，保护漆选用中泰致远(天津)涂料有限公司生产的W61-900 耐高温漆陶瓷漆。
权利要求
1.一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，其组成包括壳体，其特征是 所述的壳体下部连接玻璃罩，所述的壳体内装有高效节能反射器，所述的高效节能反射器连接小连接盘，所述的壳体连接大连接盘和脖颈，所述的脖颈内装有灯头，所述的脖颈连接电器箱。
2.根据权利要求1所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，其特征是 所述的壳体与所述的大连接盘之间用螺栓连接固定，所述的高效节能反射器与所述的小连接盘之间用螺栓连接固定。
3.一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法，其特征是反射罩采用光学玻璃材料进行加工制作，调整光学玻璃网状结构中的成分配比，制成一种高强度、高透光度的光学玻璃材料，通过优化设计选择反射罩面形，利用热锻工艺制成毛胚。
4.根据权利要求3所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的加工方法， 其特征是所述的光学玻璃成份及重量比是高纯度硅39%、硼23%、钠11%、钾9%、镁7%、钙 5%、钡6%等氧化物，加工方法是按配方混合，在120(TC高温下融化，用超声搅拌器搅拌均勻同时排除气泡，然后缓慢降温，再热锻成型，制成反射罩基片。
5.根据权利要求3所述的基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具的镀膜方法， 其特征是所述的镀膜技术包括真空蒸发、离子轰击技术和镀膜工艺；1)清洗反射罩基片后放入烘干箱内，保持80°C烘干30分钟2)将反射罩基片放入真空镀膜机的真空室内，由齿轮带动基片做圆周运动以保证膜层厚度的均勻性；3)为真空室抽取真空环境，真空度为5*10-3pa；4)使用离子轰击技术轰击反射罩基片外表面，所述的离子轰击装置是利用低真空稀薄气体辉光放电产生离子来轰击基片表面，使基片表面渗入一种或几种化学元素并向其内部扩散，实现改变材料表层的化学成分或组织结构的一种专用设备。
6.通过离子轰击清洁基片表面，同时形成过度层，过度层可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率，有利于获得致密的膜层；5)使用难溶金属钽作为蒸发源，并通以MOA电流，加热温度达到1027°C，使放在它上方的高纯度银，开始蒸发；6)银原子以气态微粒在基片表面沉积，经冷却还原即形成一层连续而光亮的金属银层沉积在基片表面；7)膜层外喷涂保护漆，保护漆选用W61-900耐高温漆陶瓷漆；8)形成反射罩成品，经检验后入库。
全文摘要
基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具及加工方法。一般灯具在使用过程中，由于灯具反射器是铝板压制的，易氧化，加之热效应、金属的静电效应，所以灰尘、油污的附着力大，造成光的衰减很快，而光学材料没有氧化问题，同时灰尘附着力小，光的衰减缓慢。一种基于光学材料和镀膜技术的高效节能照明灯具，其组成包括:壳体(1)，所述的壳体下部连接玻璃罩(2)，所述的壳体内装有高效节能反射器(3)，所述的高效节能反射器连接小连接盘(4)，所述的壳体连接大连接盘(5)和脖颈(6)，所述的脖颈内装有灯头(7)，所述的脖颈连接电器箱(8)。本发明用于工业照明包括室内和室外两部分照明。
文档编号F21V7/22GK102252178SQ20111008802
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者刘志宏, 刘静宇, 宋泽金, 方凌菊, 林日新, 马跃东 申请人:哈尔滨工业大学远光光电仪器有限公司