一种短弧高压放电灯，其特征在于，其为适用于大于1kW的标称功率下的直流工作的短弧高压放电灯(1)，具备：放电容器(2)，低温封装压力为0.5bar以上并且封装有包含至少一种稀有气体和汞的装填物；阳极(4)，由包含5ppm～80ppm的钾的钨系材料形成；和阴极(3)，所述阳极(4)和所述阴极(3)设置于所述放电容器(2)内，另外，所述阳极(4)具有直径d，其中，10mm<d<70mm，并且所述阳极(4)包含：所述阳极(4)与电弧相互作用的功能面区域(4a)、和与所述功能面区域(4a)邻接的主体区域(4b)；其中，所述功能面区域(4a)包含在与所述阳极(4)的纵轴线(Z)垂直的平面内测定的晶粒区域比2mm2宽的至少1粒的晶粒；所述主体区域(4b)内的所述钨系材料的晶粒数多于每1mm2中100粒，该情况下，所述晶粒数在所述阳极(4)的与所述纵轴线(Z)垂直的第2平面内测定，并且，所述第2平面具有至所述功能面区域的表面为止的轴向的距离s，其中，s大于d，在与所述纵轴线(Z)平行的方向的所述功能面区域(4a)与所述主体区域(4b)之间，所述阳极(4)的所述钨系材料的晶粒度存在急剧变化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供提高了阳极的形状稳定性、耐蒸发性和加工性的短弧高压放电灯。一种短弧高压放电灯，其特征在于，具备放电容器(2)、由包含钾的钨系材料形成的阳极(4)、和阴极(3)，前述阳极(4)包含前述阳极(4)与电弧相互作用的功能面区域(4a)、和与前述功能面区域(4a)邻接的主体区域(4b)，其中，在与前述阳极(4)的纵轴线(Z)平行的方向的前述功能面区域(4a)与前述主体区域(4b)之间，前述阳极(4)的前述钨系材料的晶粒度存在急剧变化。【专利说明】短弧高压放电灯
本专利技术涉及大于IkW的标称功率下点売的短弧闻压放电灯。
技术介绍
这种灯通常用于电影院的放映机(投影仪)，或者用于半导体和液晶显示器的制造中的光刻技术。这样的短弧高压放电灯包含设置于放电容器内的阳极和阴极。该放电容器中通常封装有包含稀有气体、或者稀有气体的混合气、通常为氩气(Ar)、氪气(Kr)、和/或氣气(Xe)的装填物。多数情况下，该装填物通常还包含lmg/cm3~8 lmg/cm3量的萊(Hg)。这样的短弧高压放电灯内的阳极通常由钨系材料形成。短弧高压放电灯中，通过电子与阳极撞击，阳极被加热至高温(通常2000°C~3000°C之间)。结果，阳极材料蒸发，会沉积于放电容器的内壁。该沉积了的阳极材料使放电容器浑浊或者发黑，进而，由此来自该放电灯的光束的一部分被吸收，实用光束会被减弱。这样的影响通常在放电灯的耐用期间中变得越来越显著。因此，随着该放电灯的工作时间增加，阳极材料蒸发，由此实用光束会被减弱。在上述影响基础上，该短弧高压放电灯的总耐用时间缩短并且还存在可能减弱其实用光束的进一步的影响。例如，阴极的品质随着工作期间不断劣化。特别是，阴极逐渐磨薄，而且阴极的前部前端进一步变宽。然而，特别是具有包含汞的装填物的短弧高压放电灯中，阳极材料的蒸发对该放电灯的总耐用期间而言是决定性的因素。特别是封装压力高 于3bar的情况下，该阳极的材料的蒸发随着封装压力增加而变得更加显著。这样高的稀有气体或者稀有气体混合气体(通常包含Ar和/或Kr和/或Xe)的封装压力用于缩短电弧的宽度。这样，该放电灯用于光学系统时，实用辐射光增强，该放电灯具有更高的亮度(高亮度灯)。结果，由于阳极材料带来的高的热负荷，由热产生的应力有时也变大，进而，由此功能面区域(functional surface region)有时也局部地变形。通常上述种类的短弧高压放电灯在直流电以及恒定功率(瓦特)下工作。然而，某些用途中，周期地调制其功率是有利的。即便这样调制功率而使其工作，有时也会增加阳极材料的蒸发。为了解决上述问题，特别是为了减少阳极材料的蒸发，减少阳极的功能面区域的局部变形的出现，进行了不同的尝试。特别是为了利用热辐射在远离阳极的位置增加热通量而增大了阳极的直径。进而，提出了对阳极进行涂布和/或将阳极结构化的不同的方法。例如，作为阳极的功能面区域用的涂布材料，使用粗粒钨或者树枝状铼。然而，具有低温封装压力超过某值这样的高封装压力的短弧高压放电灯中，这些对策不能充分地预先将阳极材料的蒸发抑制在允许值以下。进而，由包含钾作为添加剂的钨系材料形成阳极的放电灯如下所述。不溶性钾颗粒对于在非常高的温度下进行的位错(dislocation)赋予充分的耐久力，由此带来优异的形状稳定性。发现不仅形状稳定性优异，而且掺杂了钾的钨材料在超过2500°C的高温下使用时，有时也表现出沿着晶界过渡的晶体生长。这样的晶体生长带来高的孔隙率，降低导热率。专利文献I中记载了大于1.5kff的标称功率下的DC点亮用高压汞放电灯(包含阳极)。该阳极的至少一部分区域由至少含有若干钨的材料形成。该材料具有多于每Imm2中200粒的晶粒数、和大于19.05g/cm3的密度。该材料中掺杂有钾。该情况下，钾的量少于 50ppmo现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2008/077832A1号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供大于IkW的标称功率下的直流点亮用的短弧高压放电灯，所述短弧高压放电灯能提高阳极的形状稳定性和耐蒸发性，同时，即便在制造中阳极材料受到高温加工之后也能提供阳极的优异的加工性。本专利技术的目的通过权利要求1所述的大于IkW的标称功率下的直流点亮用的短弧高压放电灯来解决。从属权利要求中定义了进一步的展开。该短弧高压放电灯包含:放电容器，低温封装压力为0.5bar以上并且封装有包含至少一种稀有气体和任意的萊的装填物；阳极，由包含5ppm?80ppm的钾的鹤系材料形成；以及阴极。该阳极和阴极设置于放电容器内。阳极具有直径d(其中，10mm〈d〈70mm)，并且包含阳极与电弧相互作用的功能面区域、和与该功能面区域邻接的主体区域。该功能面区域包含在与阳极的纵轴线垂直的平面内测定的晶粒区域比2mm2宽的、至少I粒的晶粒。上述主体区域内的钨系材料的晶粒数多于每Imm2中100粒。该情况下，该晶粒数在与阳极的纵轴线垂直的第2平面内测定，并且，该第2平面具有至上述功能面区域的表面为止的轴向的距离s(其中，s大于d)。在与阳极的纵轴线平行的方向的功能面区域与主体区域之间，阳极的钨系材料的晶粒度存在急剧变化。该功能面区域内的至少I粒晶粒的晶粒区域可以通过光学显微镜在例如该功能面区域的研磨面上确定，上述主体区域内的钨系材料的晶粒数按照ASTM E112来定义。阳极的直径d定为阳极的最大直径。阳极包含圆筒形部分和邻接圆锥部分的代表性的例子中，该圆筒形部分的直径定为阳极的直径d。低温封装压力这一术语被理解为室温下的放电容器的封装压力。进而，对于5ppm?SOppm的钾含量，阳极的钨系材料有时还可以包含能以氧化物的形式添加的另外的添加剂，特别是硅(Si)和铝(Al)。阳极的纵轴线对应于电弧展开的轴线。上述功能面区域例如优选由钨系材料的仅I粒的晶粒形成，或者也有时由2粒以上的被限定的量的晶粒形成。优选的是，功能面区域包含2粒以上的晶粒的情况下，该功能面区域内的钨系材料的所有晶粒具有比2mm2宽的晶粒区域。上述主体区域内的晶粒数多于每Imm2中100粒，S卩，该主体区域由微粒结构形成，另外，该功能面区域内的晶粒区域比2_2宽，其对应于相较而言极大的晶粒度，所以在晶粒度这一点上，该功能面区域与主体区域之间存在极端的差异。该主体区域与功能面区域邻接，因此，在该功能面区域和主体区域之间，晶粒度存在急剧变化。可知特别是将这样的晶粒度的急剧变化(这是二次重结晶中的、不连续的晶粒生长的征兆)、阳极的钨系材料中确定量的钾、该功能面区域内的较大的晶粒度、以及微晶粒度组合时，能够实现特别高水准的形状稳定性和不优选的晶体生长的低风险。由此，在短弧高压放电灯的耐用期间，该短弧高压放电灯的光束增多。特别是，能够极有效地减小起因于阳极材料的蒸发的实用光束的减少。主体区域与功能面区域邻接，所以在功能面区域和主体区域之间，完全不存在包含中间晶粒度的区域。该适用于直流工作短弧高压放电灯能够特别适合于例如恒定功率下的直流工作，或者适合于调制了的功率下的直流工作。该阳极也有时具有例如大致圆筒形的形状(例如，在功能面区域内或者功能面区域附近包含圆的形状或者圆锥形状)。该情况下，纵轴线与该圆柱中心线一致。用于解决问本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短弧高压放电灯，其特征在于，其为适用于大于1kW的标称功率下的直流工作的短弧高压放电灯(1)，具备：放电容器(2)，低温封装压力为0.5bar以上并且封装有包含至少一种稀有气体和汞的装填物；阳极(4)，由包含5ppm～80ppm的钾的钨系材料形成；和阴极(3)，所述阳极(4)和所述阴极(3)设置于所述放电容器(2)内，另外，所述阳极(4)具有直径d，其中，10mm<d<70mm，并且所述阳极(4)包含：所述阳极(4)与电弧相互作用的功能面区域(4a)、和与所述功能面区域(4a)邻接的主体区域(4b)；其中，所述功能面区域(4a)包含在与所述阳极(4)的纵轴线(Z)垂直的平面内测定的晶粒区域比2mm2宽的至少1粒的晶粒；所述主体区域(4b)内的所述钨系材料的晶粒数多于每1mm2中100粒，该情况下，所述晶粒数在所述阳极(4)的与所述纵轴线(Z)垂直的第2平面内测定，并且，所述第2平面具有至所述功能面区域的表面为止的轴向的距离s，其中，s大于d，在与所述纵轴线(Z)平行的方向的所述功能面区域(4a)与所述主体区域(4b)之间，所述阳极(4)的所述钨系材料的晶粒度存在急剧变化。...
【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：F·波勒，P·阿本桑，T·威尔，I·韦泽曼，小平宏，芹泽和泉，早川壮则，前岛慎，
申请(专利权)人：普兰西欧洲股份公司，株式会社奥珂制作所，
类型：
国别省市：
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