专利名称：放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯，它包括一个透光的陶瓷灯管壳；一个第一和一个第二电流导体，该两电流导体嵌入所述灯管壳，各支撑一个灯管壳内的电极；一种陶瓷密封混合物，它以气密方式将电流导体的周围密封到灯管壳上；一种处于灯管壳内的可电离的填充物，它包括一种惰性气体和金属卤化物，至少在灯管壳中的第一电流导体具有一个第一耐卤化部分和从陶瓷密封混合物延伸至所述灯管壳的外部的一个第二部分。
这种放电灯可参见欧洲专利文件EP-A-0 587 238。
这种放电灯的电流导体必须具有一个随灯管壳的热膨胀系数而改变的线性热膨胀系数，以防止放电灯发生泄漏。泄漏现象甚至在制造放电灯过程中就可发生，当在相对较高的温度下施以陶瓷密封混合物之后，在放电灯冷却过程中容易发生泄漏。如果电流导体的线性热膨胀系数太小，当灯管壳产生很强的收缩时，它会产生裂纹或者甚至破裂。如果热膨胀系数太大，电流导体的周围会出现泄漏。
然而，电流导体也必须能够耐受放电灯内的可电离的填充物，特别是卤化物，至少就其相互接触而论，它们应当基本上不被侵害，或者不与卤化物或形成该卤化物的卤素发生反应。低的耐受性将不仅导致电流导体的损坏和侵蚀，而且还导致填料中的卤化物的损失以及放电灯所产生的光的颜色改变。而且，电流导体必须承受热加工和灯的工作条件，并且为了抑制电能的损失，它们还应是良导体。
由于对于膨胀和化学耐蚀性的要求常常不能结合在一种材料之中，在已知的放电灯的在灯管壳中，至少第一导体具有一个第一耐卤化部分，其热膨胀与灯管壳的热膨胀不同，以及从密封中伸出的一个第二部分，它不具有耐卤化性但具有相应的热膨胀。这一部分经常由铌、钽或其合金组成，由于金属在高温下的氧化敏感性，所以采用一个外壳将灯与空气屏蔽开。
如果灯管壳相对较窄和细长，并且如果其工作位置是垂直的，则在放电灯中的卤化物和形成该卤化物的卤素主要出现在灯管壳的下部。因此，只有第一电流导体具有一个第一耐卤化部分并且将其放置在灯管壳的下部就足够了。但是，放电灯却不能倒置、或处于水平或倾斜状态工作。为了得到通用的工作位置，可以给放电灯提供一个相应于第一电流导体的第二电流导体。
已知的放电灯的电流导体的第一部分具有至少在其表面上的钨、钼或二硅化钼(molybdenum disilicide)。不然，该第一部分也可以是上述材料的一个固态棒。
已知的放电灯的一个缺点是，如果陶瓷密封混合物延伸到第一部分并且还将该部分与灯管壳相连接，则会发生泄漏。不过，有必要将灯管壳内的电流导体的第二部分完全用陶瓷密封混合物密封，以保护该部分免受卤化物侵蚀。已证实，如果既要基本上围绕该第二导体、又不能直接将第一部分连接至灯管壳，所应提供的陶瓷密封混合物的量是很难掌握的。
本发明的一个目的是提供一种本文初始部分所述类型的放电灯，它具有易于制造的结构，并且由于陶瓷密封混合物也能将一个电流导体的第一部分直接连接至灯管壳，所以能排除泄漏的危险。
根据本发明，上述目的是这样实现的，第一电流导体的第一部分至少基本上包括从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料。
在一个优选的实施例中，第二电流导体也具有一个第一部分和一个第二部分。此实施例简化了放电灯的制造过程，这是因为采用相同的组件制作两个电流导体。这种放电灯能够在任意的位置工作，而避免出现卤化物侵蚀和泄漏现象。
已发现，以WSi2形式和W5Si3形式存在的钨硅化物、钼铝化物Mo3AL、钼硼化物MoB和五价钼三硅酸盐Mo5Si3具有与灯管壳相对应的线性热膨胀系数。这些金属间化合物在放电灯的制造和工作条件下都是热稳定和化学稳定的。这与前面引用的EP-A-0 587 238所述的钼二硅化物不同，该硅化物在用作电流导体的第一部分的材料的情况下，由于焊接到电极和焊接到电流导体的第二部分上时会发生分解。有关材料，尤其是Mo3AL、特别是WSi2还有W5Si3和Mo5Si3可容易地被处理。
这些金属间化合物可以烧结体或者以金属线或由烧结体拉出的棒的形式用于放电灯中。虽然通常不是必须的，但少量的(例如百分之几十或百分之几)的具有相对低的线性热膨胀系数的金属(例如钨或钼)可添加到金属间化合物中，使得其线性热膨胀系数与灯管壳的膨胀系数具有较大的一致性。
由于良好的热膨胀系数，电流导体的第二部分可由与第一部分相同的材料构成，而且这种导体甚至可以是一个整体。这便节省了焊接操作。
对于电流导体是否没有氢传输(hydrogen-transmissive)材料的一个第二部分这一点并没有异议，因为可以产生氢的水在放电灯的仔细的制造过程中已经基本上避免。而且，陶瓷灯管壳本身在相对较高的工作温度下是可渗透氢的，并且，由于氢的存在，放电灯可以这样的电源工作，即该电源避免了一个例如初始需要的增加的点火电压。
采用其第二部分伸出灯管壳之外、并且其材料与其第一部分的材料相同的电流导体的优点在于，在高温下它也是抗氧化的，使得放电灯能够直接工作在空气中，并不需要一个以气密方式密封的外壳。
最好是放电灯的灯管壳具有细长的端部，各电流导体密封在其中，各端部具有一个自由端，在该处灯管壳由陶瓷密封混合物密封。这个实施例的优点是，陶瓷密封混合物远离电极，因此电极具有相对低的温度，同时还防止在电极之后的灯管壳由于具有较大的低温容积，该处的卤化物会冷缩并会导致放电特性下降。所述端部的体积小，当电流流过电流导体时，该端部足够热，以防止卤化物的累积。
可电离的填充物不仅可以包括一种惰性气体作为点火气体，例如氩。而且还可包括一种或多种卤化物，例如碘化物，例如Na、TL和Dy的碘化物，还可有Ho和Tm的碘化物，或者例如Na、TL、Ca和Ho的碘化物的混合物，使得辐射具有3000K色温的光，或者例如Na、TL、Ca、Ce、Dy、Ho和Tm的碘化物的混合物，以产生4000K色温的光。
灯管壳可以由单晶或多晶材料制成。例如氧化铝或青玉。
陶瓷密封混合物可以是例如氧化铝、氧化硅或氧化镝或氧化镁的混合物。
本发明的这些和其它方面可参照对实施例的说明而更加清楚。
附图中
图1示出第一实施例的侧视图，部分以剖视方式表示；图2示出第二实施例的侧视图，部分以剖视方式表示，并且去掉一部分。
在图1中，放电灯具有一个管状的透光的陶瓷灯管壳1，在图中是由多晶氧化铝材料制成，还具有一个第一和一个第二电流导体2、3，它们嵌入灯管壳1内，彼此相对，各支撑一个灯管壳1中的电极4、5，即图中所示的焊接到电流导体2和3上的钨电极。陶瓷密封混合物6在图中为30％重量的氧化铝、40％重量的氧化硅和30％重量的氧化镝，在熔化处理中，以气密方式将所述导体2、3的周围密封到灯管壳1上。灯管壳内的可电离的填充材料包括一种惰性气体氩和金属卤化物。采用钠、铊和镝的碘化物的混合物作为金属卤化物。至少第一电流导体2具有灯管壳1中的一个第一耐卤化部分21和从陶瓷密封混合物6延伸至灯管壳的外部的一个第二部分22，此第二部分通过焊接连接到第一部分21上。
第一电流导体2的第一部分21至少基本上包括从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料。
在图示的放电灯中，第二电流导体3具有与第一电流导体2类似的第一部分31和第二部分32。各电流导体2、3的第二部分22和32由铌制成。各第一部分21和31由钨硅化物制成。例如W5Si3。
灯管壳1具有细长端11、12，其中设置了各电流导体2、3。端部11、12具有一个自由端111、121，在该处用陶瓷密封混合物6密封灯管壳1。通过烧结至端部11、12，使灯管壳1的中央部分10与陶瓷圆盘13相连接。
电流导体的第二部分22、32被全部地设置在灯管壳1中的陶瓷密封混合物6内。
在图1中，在灯管壳1由一个外壳7罩住，该外壳以气密的方式密封，外壳被抽真空或充有一种惰性气体，目的是保护电流导体2、3的铌第二部分22、32。外壳7支撑一个灯帽8。在另一个实施例中，外壳7可带有两个灯帽，例如R7灯帽。
在图2中，与图1相对应的组件具有相同的标号。图中所示的在灯管壳内的电流导体2、3的第二部分也主要包括从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料，并且与第一部分类似，在本图中主要由钼铝化物组成。因此，各电流导体2、3构成一个整体。
灯管壳1被固定在灯帽8上。电流导体3处于灯管壳1的远离灯帽8的端部，放电灯有一个陶瓷帽9，用粘合剂12将该陶瓷帽固定在该电流导体的周围。一个陶瓷管110中的一个导体10连接到电流导体3。由于管110和帽9，放电灯能够安全地接通。由于电流导体2和3的抗氧化性，放电灯可以工作在空气中。
图1所示的试验性的放电灯被制成了各种的系列，每次都是采用两个相同的电流导体。这些放电灯经操作，其电压、色温点和效率与作为参考的具有相同填料和相同功率的类似的放电灯相比较，但后者的各电流导体都采用陶瓷材料作为耐卤化的第一部分。
第一个系列是150瓦的两个放电灯，其电流导体的第一部分是二硅化钨。在工作3000小时之后，放电灯与参考灯仍具有相同的特性。
第二个系列是150瓦的两个放电灯，其电流导体的第一部分是铝化钼，在工作3000小时之后，放电灯与参考灯仍具有相同的特性。
第三个系列是400瓦的四个放电灯，其电流导体的第一部分是硼化钼。将一个钨电极和一个铌导线通过烧结固定在第一部分的端面的一个凹坑内。在工作1000小时之后，放电灯与参考灯仍具有相同的特性。
所采用的金属间化合物的电导性和耐卤化性能都是令人满意的，这由试验性的放电灯和参考灯所表现出的相同的性能而显见。化合物的热膨胀无论在放电灯的制造或放电灯的工作期间都没有带来泄漏的危险。
权利要求
1．一种放电灯，它包括一个透光的陶瓷灯管壳(1)；一个第一和一个第二电流导体(2，3)，该两电流导体嵌入所述灯管壳(1)，各支撑一个灯管壳(1)内的电极(4，5)；一种陶瓷密封混合物(6)，它以气密方式将所述电流导体(2，3)的周围密封到所述灯管壳(1)上；一种处于所述灯管壳(1)内的可电离的填充物，它包括一种惰性气体和金属卤化物，至少在所述灯管壳(1)中的所述第一电流导体(2)具有一个第一耐卤化部分(21)和从所述陶瓷密封混合物(6)延伸至所述灯管壳的外部的一个第二部分(22)，其特征在于，所述第一电流导体(2)的第一部分(21)至少基本上包括从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料。
2．根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述第二电流导体(3)也具有与所述第一导体(2)类似的一个第一部分(31)和第二部分(32)。
3．根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述灯管壳(1)具有细长的端部(11，12)，各电流导体(2，3)密封在其中，各端部(11，12)具有一个自由端(111，121)，在该处所述灯管壳(1)由所述陶瓷密封混合物(6)密封。
4．根据权利要求1、2或3所述的放电灯，其特征在于，位于所述灯管壳(1)内的所述第二部分(22，32)完全被所述陶瓷密封混合物(6)密封。
5．根据权利要求1、2或3所述的放电灯，其特征在于，所述第二部分(22，32)基本上也包括从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料。
6．根据权利要求5所述的放电灯，其特征在于，所述电流导体(2，3)是一个整体件。
7．根据权利要求1-6的其中任一所述的放电灯，其特征在于，它至少选用铝化钼。
8．根据权利要求1-6的其中任一所述的放电灯，其特征在于，它至少选用硅化钨。
9．根据权利要求1-6的其中任一所述的放电灯，其特征在于，它至少选用五价钼三硅酸盐。
10．根据权利要求8所述的放电灯，其特征在于，它选用五价三硅酸盐(W5Si3)。
全文摘要
放电灯具有一个陶瓷灯管壳(1),其中充有惰性气体和金属卤化物的一种填料。电流导体(2,3)以气密方式通过一种陶瓷密封混合物(6)被嵌入所述灯管壳(1),它们支撑放电管壳(1)内的电极(4,5)。电流导体(2,3)的至少其中之一具有处于灯管壳(1)内的一个第一耐卤化部分(21,31),它是从钨硅化物、钼铝化物、钼硼化物、五价钼三硅酸盐以及至少其中两种材料的组合中选取的一种材料制成的。这些化合物具有与放电管壳(1)的热膨胀系数相对应的热膨胀系数。据此可防止如果陶瓷密封混合物(6)延伸超过第一部分(21,31)的外部而引起的放电管壳泄漏。由于其热膨胀系数所致,这些金属间化合物同样可以构成电流导体(2,3)的第二部分(22,32),该第二部分(22,32)由陶瓷密封混合物(6)以气密方式围绕。
文档编号H01J61/36GK1290400SQ99802725
公开日2001年4月4日 申请日期1999年11月29日 优先权日1998年12月8日
发明者E·范德沃尔特, H·J·德罗伊宁, F·H·范利罗普, P·A·赛宁, M·F·C·维莱姆森, M·波莱克 申请人:皇家菲利浦电子有限公司