本发明专利技术涉及设置在放电灯电极组件（１４）上的阻挡层，至少包括非氧化材料的纳米簇层（２８）。此外，本发明专利技术涉及用于放电灯的电极组件，包括具有与其附连的箔的电极以便产生电极组件，该组件涂敷有多层涂层，多层涂层至少包括具有纳米簇形式的非氧化材料层并至少包括另一非氧化材料层，使得总涂层厚度高达１５００ｎｍ。还提供一种减少电极组件与放电灯外壳之间的热膨胀失配的方法，该方法包括提供电极组件并且在组件表面上沉积至少具有非氧化材料的纳米簇层的涂层，随后使电极组件区域中的灯外壳经过箍缩以便产生箍缩区域，这种灯能够在高温下工作超过１０００小时的延长时间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设置在放电灯的电极组件上的阻挡层，至少包括非氧化材料的纳米簇层。此外，本专利技术涉及用于放电灯的电极组件，包括具有与其附连的箔的电极以便产生电极组件，该组件涂敷有多层涂层，所述多层涂层至少包括具有小于lnm的厚度并且以纳米簇 形式的非氧化材料层并且至少包括另一非氧化材料层，使得总涂层厚度高达1500nm。还提 供一种减少电极组件与放电灯外壳之间的热膨胀失配的方法，该方法包括提供电极组件并 且在组件的表面上沉积至少具有非氧化材料的纳米簇层的涂层，随后使电极组件区域中的 灯外壳经过箍縮以便产生箍縮区域，这种灯能够在高温下工作超过1000小时的延长时间。附图说明 图1是常规灯组件的示图。 图la是另一常规灯组件的示图。 图2是根据本专利技术的箔箍縮区域的示图。 图3是示出根据本专利技术的两个涂敷层的界面结构的细节的示图。 具体实施例方式本专利技术涉及用于沉积到放电灯的箍縮区域中箔/线圈上的涂层。更具体来说，本 专利技术涉及一种涂层，它消除放电灯箍縮部分中石英外壳与箔/线圈支持组件之间的热失配 所引起的问题。另外，该涂层具有降低或阻碍金属箔氧化进展的能力，以便将灯的工作寿命 充分延长到预期1000至2000小时。 参照图1或图la，示出本领域普遍已知的典型放电灯10。灯IO含有具有圆形截 面的玻璃管或透光外壳12，并且包括常规电极、填充气体16以及本领域已知的汞成分(未 示出)。管12在两端通过底座18来密封。电极14安装在底座18中，使得它们在施加来自 常规灯电源(未示出)的电力时保持电弧放电。与底座18相邻，灯配置成具有"箍縮"区域20，其中石英外壳直径限制成为电极组件提供支持。图la示出附连到电极14的箔22。 玻璃管12内表面的全部或任何部分可涂敷有在我们的共同受让人的美国专利No. 5602444 中公开的类型的一个或多个涂敷层(未示出)、如透射阻挡涂敷层和/或反射阻挡涂敷层。 本领域的技术人员将领会，虽然本文参照这种常规灯配置来描述本专利技术，但是它将应用于 具有因灯外壳与电极组件之间的热失配而遇到縮短灯寿命的潜在问题的任何灯结构。 图2提供根据本专利技术的放电灯的箍縮区域20的展开图。这对应于图la所示的灯 类型。可以看到，箔22连接到电极14。石英外壳12虽然在表示这种灯类型的中心部分的 区域24中更宽，但在电极/箔连接的区域26中被"箍縮"，使石英比原本可能建立的更紧密 地靠近电极组件。如以上所述，箍縮设计用于为电极组件提供物理支持。 对于根据本专利技术的涂层，它在本文中可互换地被称作"涂层"、"层"或"阻挡"或者 这些术语的任何组合。涂层至少包括金属，例如Ni-Mo-Cr合成物、Re、 0s、 Au或Pt。用作 根据本专利技术的涂层的这些及其它适当金属的特征在于高熔点和低扩散距离。术语"扩散距 离"表示材料、这里为涂层材料的原子在被它扩散到其中的材料的原子捕获之前所行进的 距离。除了所定义的金属之外，涂层还可包括例如氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化铝的某些氧 化物以及例如TiInO、SrTiO、LaSrTi03、CuAlS的合成物。因此，根据本专利技术的涂层至少包括 导电金属或金属氧化物，并且可包括它们的组合。重要的是使涂层导电，以使它不干涉灯的 工作。 除了上述金属和/或金属氧化物之外，还可将涂层掺杂，以便进一步增强其性能。 掺杂物可从例如硅、硼和碳的材料中选取，掺杂物可作为离子或者以元素形式通过在沉积 涂层之后以极高温度将它们扩散到涂层合成中来添加。 本专利技术的涂层包括若干层。涂层的第一层大约以至少4/5纳米左右的厚度来沉积。这种沉积可通过任何已知的沉积技术来实现。优选地，该层以至少大约40(TC的温度来沉积。在这种温度下的沉积使阻挡层材料形成材料的纳米簇(nanocluster)层，与只在较低温度、常规10(TC左右的温度下沉积的性质的薄膜正好相反。在这种较低温度下沉积的薄材料层至少经受涂层金属到金属箔的部分扩散。但是，在根据本专利技术的较高沉积温度，金属涂层材料不会扩散到箔或线圈材料中，而是被沉积为超硬纳米簇涂层，其特征在于以下事实一旦被沉积，则它们即使在暴露于高温时也实质上保持为超硬表面层。 图3以截面来阐述涂敷箔。在这个图中看到，涂层28的第一层以所述纳米簇的形式驻留在金属箔的表面上。在这个图中，第二层30采取与上文称为氧化物材料对应的薄膜的形式来沉积。涂层还呈现纳米簇层与薄膜之间的界面32以及涂层与石英外壳之间的界面34。 在其中纳米簇涂敷层包括例如Au、 Ni或Pt的那种情况下，它可通过溅射来沉积。 这种沉积工艺之后，则在大约40(TC退火高达大约5个小时。对涂层进行沉积和退火所需的 时间取决于预期的涂层厚度。沉积温度由涂层的金属含量确定，即具有较高熔点的金属要 求较高温度沉积或者较长时间段的较低温度沉积。 在其中纳米簇涂敷层由例如锌、氧化钛、氧化铟或硫化物或硼化物来形成的那种 情况下，所述层可通过常规化学汽相沉积技术来沉积。 一般来说，化学汽相沉积是通过将待 涂敷表面、在本例中为箔组件暴露于一个或多个挥发性涂敷前驱物质(precursor)来沉积 高纯度、高性能涂层。活化和加工条件根据用于开始化学反应的工艺类型而改变，例如工5作压力CVD，包括但不限于大气压CVD、低压CVD等；汽相CVD，包括但不限于气溶胶CVD、液 体注入CVD等；等离子体增强CVD ;原子层CVD ;热丝(hot wire) CVD ;金属有机CVD ;等等。 本领域技术人员将会知道如何根据衬底和涂层含量来应用预期技术。 本专利技术还包括对上述氧化层添加掺杂物。氧化物材料可涂敷有极薄的硅层、硼层 或碳层，例如以便进一步减少石英外壳与最紧靠或最接近它的材料之间的热膨胀失配。 包括本文所述涂层的纳米簇的大小可变。 一般来说，因这些簇随增加的涂层厚度 而线性增加的事实，当涂敷层的厚度增加时这些簇更大。 在最初沉积的纳米簇涂敷层之后，沉积厚度大约为1500纳米的第二层。根据本 专利技术的涂层的这个辅助层可由与初始层相同的材料来形成，或者可由另一种金属合成来形 成。例如，包括初始层和辅助层或附加层的整个涂层可包括Au或Ni-Mo-Cr、 MoRe、 MoOs、 MoPt。包含多种成分的混合物的涂层、如Ni-Mo-Cr涂层因混合涂层可能更似颗粒的事实而 可呈现对应力的更好抵抗。虽然单成分涂层足以阻挡箔/电极组件的氧化，但是它可能不 如混合涂敷层那样有效地解决与应力相关的问题。 如上所述，虽然单成分涂层在这个方面有充分表现，但是包括多种成分的组合的 涂层可提供更好的结果。备选地，例如，涂层可包括初始金纳米簇层，之后是氧化铟/氧化 锌辅助层。此外，任一层或两个层可用例如硅进行掺杂。还注意到，通过沉积包含氧化物的 材料作为涂层的第二层，可使涂层更易于接合其它材料。为了进行说明，例如，可沉积例如 金的金属纳米簇层，之后沉积包含TilnO的第二层。但是，层的这种顺序不是必要的，层可 按照任何顺序来沉积，即首先是金属或氧化物/碳化物/氮化物，之后是另一个。两个层可 使用同样的沉积技术来沉积，或者可采用不同的沉积处理。 此外，虽然初始层优选作为纳米簇层来沉积，但是辅助或后续涂敷层可作为更厚 的纳米簇层或者作为所述近似厚度的薄膜层来沉积。甚至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设置在放电灯的电极组件上的阻挡层，至少包括非氧化材料的纳米簇层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DM奥隆泽布，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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