卤化钠放电灯制造技术

一种包括由熔凝石英或熔凝硅石组成的弧光室的含钠灯，其中熔凝石英和／或熔凝硅石包含低于约百万分之０．０５的钠。本发明专利技术的弧光室表明对钠扩散有阻滞作用，因此可做出具有优良的颜色保持性的寿命长久的灯。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含钠灯。本专利技术还特别涉及一种新型改进的可阻挡钠扩散的弧光放电室。本专利技术尤其适宜于减慢透过含钠金属卤化物灯弧光室的钠离子扩散。通过详细说明，将大量引证在含钠金属卤化物灯中使用弧光放电室的文献，并讨论某些现有技术的钠金属卤化物灯。但是应当意识到，本专利技术也能用于不希望钠扩散的其他灯的应用中。本专利技术的弧光放电室适用于(但不局限于)金属卤化物灯，这种灯已于美国专利No.4,047,067、4,918,315(有电极)和5,032,762(无电极)中予以论述，其公开内容在本文中予以引用。此类金属卤化物灯通常包括被保护性外壳包围的弧光放电室。弧光室中充满光发射金属，包括钠和稀土元素，诸如卤化物形式的钪、铟、镝、钕、镨、铈和钍，有时可选用水银，有时也可选用诸如氪或氩等惰性气体。本文引证的美国专利No.4,798,895描述了特别适合于本专利技术的金属卤化物配料的组合物。不幸的是，在灯工作过程中，因钠离子扩散而使充填的金属卤化物中钠部分丢失，常常限制了此种灯的寿命。特别是，典型的熔凝硅石或熔凝石英相对于钠离子来说是多孔的，在灯工作过程中，弧光等离子体中高能的钠离子穿越过硅石或石英的壁，聚集到弧光室和灯的外套或外壳之间的区域。丢失的钠对弧光放电不再有用，也不能再提供其特有的辐射，使光输出逐渐减弱，颜色由白向兰漂移。此外，弧光更为收缩，在水平工作的灯中，弧光可能变弯，靠近并软化弧光室的壁部。钠的丢失还使灯的工作电压上升到镇流器无法维持弧光的地步，造成灾难性失效。为了减小穿过弧光放电室的钠扩散的影响，典型的技术是依仗于在放电室上涂上抗钠扩散材料。在为了解决钠扩散的问题的办法中，还包括在弧光管的外表面上沉积硅酸铝和硅酸钛层，如美国专利No.4,047,067和4,017,163分别描述的。或者，如美国重新发行专利No.30,165所述，将透明的金属磷酸盐和砷酸盐涂于弧光管的内表面。可是，美国专利No.3,984,590却公布为磷酸铝涂层，美国专利No.5,032,762公布为氧化铍涂层。这些方法均成功地降低了钠扩散，但这些方法也需要额外的原料和生产步骤。因此在工艺上，希望有一种简单而低价有效的降低钠扩散的方法。本专利技术的主要目的是提供一种新型改进的弧光放电室以降低钠扩散。本专利技术的优点是提供一种新型改进的对钠扩散敏感度低的弧光放电室。本专利技术的另一优点是提供一种寿命更长、质量更好的含钠灯。本专利技术的又一优点是提供一种新型改进的、低成本、易制造、长寿命、钠扩散能力低下的卤化钠弧光放电灯。本专利技术的其他目的和优点，有些将在以下叙述中提出，有些在叙述中是显而易见的，或者在本专利技术的实际应用中可以学得到的。本专利技术的这些目的和优点也可以利用后附的权利要求书中特别指出的手段和组合而意识到和获得。为达到前述目的并根据本专利技术的目标，本专利技术的含钠灯包括由钠含量低于百万分之0.05硅石或石英制成的熔凝硅石或熔凝石英弧光放电室。在整个本申请中，所使用的熔凝硅石相当于人工合成的硅砂，熔凝石英也属于精炼石英砂的范畴，所以二者称之为玻璃。在本专利技术的优选实施方案中，钠金属卤化物灯包含由钠含量低于百万分之0.05的溶凝硅石或熔凝石英组成的弧光室。对构成含钠灯弧光室的熔凝硅石或熔凝石英来说，其特别优选的组成包括约少于百万分之0.1的锂、约少于百万分0.1的钾、约少于百万分之0.1的铯、约少于百万分之0.2的铁和约少于百万分之0.05的铬。更为优选的弧光室组成包括少于百万分之0.025的钠、约少于百万分之0.7的锂、约少于百万分之0.07的钾、约少于百万分之0.07的铯和约少于百万分之0.10的铁。本专利技术包括的新颖零件、结构、布局、组合和改进均在附图中显示和说明，附图作为详细说明的一部分，说明本专利技术的一个实施方案，而且与说明一起阐述了本专利技术的原理。附图说明图1示出包括依据本专利技术的弧光放电室的金属卤化物弧光放电灯；图2图示在本专利技术范围内不同熔凝石英成分的电阻率，并示出比较例。下面将详细说明本专利技术的一个优选实施方案，在附图中示出实例。当联系某一优选实施方案对本专利技术予以说明时，并不意味着将本专利技术局限于此实施方案。相反，意味着囊括了所有变种、修改和等效物这些为后文权利要求书定义的本专利技术的构思和范围所包括的内容。参照图1，可以知道，灯10包括由诸如玻璃等透射光线的透明材料制成的外壳12和由钠含量少于百万分之0.05的熔凝硅石或熔凝石英制成的透光的弧光室14。灯10还包括基座16，它具有适宜的电气接点，以便与弧光室14的电极相连接。虽然图1所示的灯是有电极的灯，但本专利技术的弧光室同样可用于无电极的金属卤化物弧光放电灯。在所示的该实施方案中，弧光室14由框架组件固定在外壳12之内，框架组件包括箍在外壳12的凹入部20上的金属弹簧夹紧箍18。支架22点焊在箍18之上，同时也点焊在夹紧元件24之上。夹紧元件24是以机械方式紧固在弧光室14的夹封部。弧光室的另一端由支撑元件26固定，此支撑元件的一端点焊在导电端28之上，另一端点焊于夹紧元件30之上。夹紧元件30是以机械方式紧固于弧光室14的第二个夹封部17之上。导电片32和34的一端分别点焊于支撑元件26和22之上，另一端则分别焊于弧光室14各电极(未示出)的引入线36和38之上。导电元件40与电阻42和电流导线44点焊连接。电阻42的另一端则接于触发极(未示出)的引入线46。除了导线44、由钼制作的引入线36、38及46，以及电阻42的真正的电阻器之外，所有的框架组件都可由镀镍铁制成。灯内还装有吸气片30′，在其上涂有金属合金材料，主要用以吸收灯外壳之内的氢气。在本专利技术优选实施方案中，弧光放电室14由钠含量少于百万分之0.05的熔凝硅石或熔凝石英构成。在一特别优选的实施方案中，其石英或硅石中包含低于百万分之0.10的锂、钾、铯和/或铁。在另一更为优选的实施方案中，其石英或硅石包含低于百万分之0.07的锂、钾、铯、铁和/或铬。当然，该石英或硅石中还可以包括其他元素，如铝、砷、硼、钙、镉、铜、镁、锰、镍、磷、锑和锆。其中大多数是在玻璃生产过程中因污染而出现的杂质，仅以痕量级存在。但是，这些过渡性金属的数量会对弧光室的颜色产生不良影响，所以应予以避免。满足本专利技术需求的熔凝石英包含高度提纯的精炼砂。这种熔凝石英可以从GE石英部得到，其牌号为GE244。适用于本专题专利技术的高纯熔凝硅石可通过各种人工合成方法得到，包括水解四乙基硅酸盐和SiCl4的燃烧反应。这种熔凝硅可由通用电气公司得到，牌号为GE021玻璃。在半导体制造业中一直使用这些玻璃。不受理论约束，可以相信存在于玻璃中的碱金属起了迁移通道的作用，在灯内的钠离子就是通过这些迁移通道穿过硅石或石英室壁而扩散。如上所述，这种从弧光室高能高温内壁向外壁的扩散破坏了灯的功能。因此可以相邻，通过降低钠离子浓度来减少这些通道，会在弧光室中阻止钠扩散，并使灯得到改善。还可相信，在碱金属中，石英或硅石中的钠是钠扩散的最大原因。为进一步以实例说明理论，但这决不限制本专利技术，下述实例显示了本专利技术主题的有利特性。例I对三种其组成如表1所示的熔凝硅石玻璃在钠扩散特性方面进行评价。表1 这三种玻璃均由General Electric company，Quartz Department，Campbe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含含钠填充物的灯，包括一种弧光室，此弧光室由钠含量低于百万分之０．０５的熔凝硅石或熔凝石英构成。２．如权利要求１的灯，其中所说的硅石或石英包括低于约百万分之０．０２５的钠。

【技术特征摘要】
US 1995-2-21 08/391,8191.一种包含含钠填充物的灯，包括一种弧光室，此弧光室由钠含量低于百万分之0.05的熔凝硅石或熔凝石英构成。2.如权利要求1的灯，其中所说的硅石或石英包括低于约百万分之0.025的钠。3.如权利要求1的灯，其中所说的硅石或石英包括低于约百万分之0.1的锂、低于约百万分之0.1的钾和低于约百万分之0.1的铯。4.如权利要求1的灯，其中在所说的填充物中的钠包括钠的卤化物。5.如权利要求1的灯，其中所说的熔凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：CE施科特，JA施劳德，M拉扎兰姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]