低壓放電燈制造技術

本發(fā)明專利技術的低壓放電燈配置有放電容器（１０），該放電容器以密封方式包圍一含可電離的填充物的放電空間（１２），在放電空間（１２）中還設置有電極（２０ａ，２０ｂ），在該電極之間延伸放電通道，同時至少在電極（２０ａ，２０ｂ）中之一包括金屬（２３）和陶瓷材料（２２，２４）的燒結混合物，相對于陶瓷材料（２２，２４）的含量，混合物中金屬（２３）的含量低，其特征在于：燒結混合物除包括具有模態(tài)直徑Ｄ１的較小陶瓷微粒（２２）之外還包括具有模態(tài)直徑Ｄ２的較大陶瓷微粒（２４），Ｄ２／Ｄ１的比值至少為３，而與較大陶瓷微粒（２４）所占體積比相比，較小的陶瓷微粒（２２）所占體積比小。在本發(fā)明專利技術的燈中，盡管金屬微粒具有小的體積比，但電極（２０ａ，２０ｂ）具有抵抗溫度變化的較高阻抗。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及配置有透輻射的放電容器的低壓放電燈，該放電容器以密封方式封閉一含可電離的填充物的放電空間，在放電空間中設置有電極，在該電極之間延伸放電通道，同時電極中的至少一根電極包括金屬和陶瓷材料的燒結混合物，混合物中金屬的含量低于陶瓷的含量。由德國專利529392可知這種燈。該已知的燈具有由如鎢或鉬之類的金屬與如堿金屬、堿土元素或稀土元素的氧化物或硅化物之類的陶瓷材料的混合物燒結的電極，與陶瓷材料的含量相比，金屬的含量低。使用這種電極具有可施加高電流密度的優(yōu)點，因此，如果需要，可使電極相對較細。對于具有相對較窄的放電容器的燈來說，這是特別重要的。在急劇的溫度變化時陶瓷材料相對易于破裂。由于接通放電燈而會在電極上產生這種溫度改變。假如在陶瓷材料中以足夠連續(xù)的分布結構加入金屬，則由于相對有韌性的金屬的存在因而能明顯增加對這種溫度變化的耐受性。但是，隨著金屬的所占體積比的減小，金屬的連續(xù)性下降。本專利技術的目的在于提供一種在公開文本中所述的燈，該燈的電極具有用較低含量的金屬來產生對溫度變化具有相對高的耐受性的結構。按照本專利技術的燈的特征在于燒結混合物除包括具有模態(tài)直徑(modaldiameters)D1的較小陶瓷微粒之外還包括具有模態(tài)直徑D2的較大陶瓷微粒，D2/D1的比值至少為3，而與較大陶瓷微粒的所占體積比相比，較小陶瓷微粒所占體積比小。術語“模態(tài)直徑”應理解為微粒尺寸分布具有最大值時的直徑。在本專利技術的燈中，由于在較大陶瓷微粒之間的空間填充有較小的陶瓷微粒，所以較小和較大陶瓷微粒一起構成比較致密的堆積。盡管如此，用相對少的金屬也可在較小和較大陶瓷微粒之間所存在的空間形成足夠連續(xù)的網絡。通過線性截取方法(linear intercept method)來確定模態(tài)直徑D1和D2。在該方法中，每段都由微粒的周長所確定并取決于在跨過燒結混合物的橫截面的普通(隨機)線(line)，各直段的長度分布在所說橫截面的顯微圖像中測定。然后由這樣獲得的長度分布來計算模態(tài)直徑D1和D2。陶瓷微粒最好由具有低功函數(shù)的材料組成。適合的例如如BaO和SrO之類的鋇和鍶化合物。最好用具有一種或多種含Ta、Ti、Zr系列的金屬，例如Ba4Ta2O9、BaTiO3、Ba2TiO4BaZrO3、SrTiO3、SrZrO3、Ba0.5Sr0.5TiO3、Ba0.5Sr0.5ZrO3和/或用一種或多種稀土元素(Sc、Y、La和鑭系)，例如BaCeO3之類的Ba和/或Sr的氧化物混合得到希望的化合物。這種化合物不或幾乎不與大氣成份反應，這簡化了燈的制造。在燒結電極中所用的金屬最好在電極所能達到的工作溫度下具有相對低的蒸汽壓。非常適合的是如W、Mo、Re和Ta。還能適用的有相對昂貴的金屬Os、Ru和Ir。如Ni和Fe之類的金屬也可用于僅僅包含稀有氣體的可離子化的填充物的燈中。較易制造的本專利技術的燈的實施例的特征在于較小陶瓷微粒的模態(tài)直徑D1和較大陶瓷微粒的模態(tài)直徑D2分別在5-10μm之間和20-70μm之間。該實施例具有另外的優(yōu)點，在相對細的電極例如在0.5mm的數(shù)量級的電極時，電和熱傳導的重復性較大。由于較大陶瓷微粒的模態(tài)直徑相對于電極直徑較小，因此由較大微粒占據(jù)橫向表面區(qū)域部分，因而電和熱的傳導顯示較小的分散。最好，從具有約相同或小于較小陶瓷微粒尺寸的金屬微粒著手電極制造。原材料為例如具有0.5-1.5μm模態(tài)直徑的金屬微粒粉末。金屬微粒可在繞結電極中被熔融在一起。本專利技術低壓放電燈的最佳實施例的特征在于用金屬所占體積比除較小陶瓷微粒所占的體積比，其商在1-4之間，用較小陶瓷微粒和金屬所占的共同體積比除較大陶瓷微粒所占的體積比，其商在2-10之間。該實施例具有由于使用絕緣陶瓷材料而使電極有足夠的電傳導性，同時熱傳導性還較低的優(yōu)點。相對低的熱傳導性有利于在具有較低熱損失的熱發(fā)射情況下獲得足夠高的電極尖端的溫度。本專利技術的又一低壓放電燈的最佳實施例的特征在于由例如摻鋇鈦或鍶鈦(例如摻有稀土元素)之類的半導體陶瓷材料制成較小的陶瓷微粒。這樣提供了降低混合物中金屬含量的可能，從而進一步增加電極的熱阻抗同時其電阻可至少保持基本上不變。混合物的較小和較大陶瓷微粒最好具有幾乎相同的膨脹系數(shù)。這能提高電極的溫度阻抗。本專利技術低壓放電燈的最佳實施例的特征在于基本上由相同的材料制成較小和較大的陶瓷微粒。本專利技術的低壓放電燈的最佳實施例的特征在于電極的端部固定在金屬管的端部。最好用焊接方法將電極固定在金屬管上。從而在電極和金屬管之間獲得可靠的電和機械連接。或者，例如將電極的端部夾持在金屬管的端部。電極和金屬管組件可容易地裝配在放電容器中。例如金屬管被熔接或焊接在從放電容器穿出到外部并用作供電導體的金屬管針的另一端。通過與放電容器連為一體的排氣管對放電容器進行排氣和填充。然后通過熔燒來封口。并且，金屬管也可延伸到放電容器的外部。將其作為供電導體。當金屬管配置在放電空間的開口處時較好，這樣在制造過程中就能將其用作排氣管。金屬管上的這種開口可獲得，例如，在電極和金屬管之間的周圍部分上的缺口。用玻璃可在遠離電極端封閉該金屬管。或者，例如通過在其端口的熔燒來封閉管子。在又一實施例中，例如，將電極燒結到穿過放電容器壁的金屬管針上。下面，將參照附圖詳細說明本專利技術的低壓放電燈的這些和其它的方面，其中附圖說明圖1概括地示出第一實施例。圖2示出沿圖1中的II-II線所作的更詳細的剖視圖。圖3和4分別示出第2和第3實施例。圖1中所示的低壓放電燈配置有其內直徑為5mm的管形放電容器10，該放電容器10配置有在其內表面上的發(fā)光層11，并以氣密形式包圍著一放電空間12，所說的空間包括可電離的填充物，此處為水銀和氬。由可透過在發(fā)光層11上產生的可見輻射的石灰玻璃構成放電容器10。在該放電空間12中設置有直徑0.5mm、長10mm的電極20a、20b。用在延伸至放電容器10外部的金屬管30a、30b的端部32a、32b上的鎳31b(參見圖2中的點)，焊接各電極20a，20b的端部21a、21b。金屬管30a、30b用作供電導體。金屬管30a、30b中之一配置有在放電空間12中的開口34b。遠離電極20a、20b的各金屬管30a、30b的端部33a、33b用玻璃35a、35b封閉。電極20a、20b由陶瓷材料22、24和金屬23的混合物燒結而成，在陶瓷微粒22、24之間的金屬23以黑色表示，該金屬的比例相對較少。在所示實施例中，金屬所占體積比為3％。燒結混合物包括具有7μm模態(tài)直徑的較小微粒22和具有50μm的較大模態(tài)直徑D2的較大陶瓷微粒24。D2/D1的比值為7.1，即至少為3。由線性截取方法確定直徑D1和D2。為比按實際尺寸繪制的圖更清楚，所以在附圖中較大地示出微粒22、24。較小的陶瓷微粒22所占體積比為9％，即與較大陶瓷微粒24所占體積比88％相比小。用金屬所占體積比(3％)除較小陶瓷微粒所占體積比(9％)等于3，并且在所說的1-4之間。用較小陶瓷微粒和金屬所占的共同體積比(9％＋3％)除較大陶瓷微粒所占的體積比(88％)，其商為7.3，并位于2-10之間。混合物中的較小和較大陶瓷微粒22、24都為Y-型摻雜的半導體BaTiO3。鎢用作金屬23。如下所述來獲得電極20a、20b。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１　一種低壓放電燈，配置有透輻射的放電容器（１０），該放電容器以密封方式封閉一含可電離的填充物的放電空間（１２），在放電空間（１２）中還設置有電極（２０ａ，２０ｂ），在該電極之間延伸放電通道，同時至少在電極（２０ａ，２０ｂ）中之一包括金屬（２３）和陶瓷材料（２２，２４）的燒結混合物，相對于陶瓷材料（２２，２４）的含量，混合物中金屬（２３）的含量低，其特征在于：燒結混合物除包括具有模態(tài)直徑Ｄ１的較小陶瓷微粒（２２）之外還包括具有模態(tài)直徑Ｄ２的較大陶瓷微粒（２４），Ｄ２／Ｄ１的比值至少為３，而與較大陶瓷微粒（２４）所占體積比相比，較小陶瓷微粒（２２）所占的體積比小。２　根據(jù)權利要求１所述的低壓放電燈，其特征在于：較小陶瓷微粒（２２）的模態(tài)直徑Ｄ１和較大陶瓷微粒（２４）的模態(tài)直徑Ｄ２分別在５－１０μｍ之間和２０－７０μｍ之間。

【技術特征摘要】
EP 1994-11-8 94203248.31 一種低壓放電燈，配置有透輻射的放電容器(10)，該放電容器以密封方式封閉一含可電離的填充物的放電空間(12)，在放電空間(12)中還設置有電極(20a，20b)，在該電極之間延伸放電通道，同時至少在電極(20a，20b)中之一包括金屬(23)和陶瓷材料(22，24)的燒結混合物，相對于陶瓷材料(22，24)的含量，混合物中金屬(23)的含量低，其特征在于燒結混合物除包括具有模態(tài)直徑D1的較小陶瓷微粒(22)之外還包括具有模態(tài)直徑D2的較大陶瓷微粒(24)，D2/D1的比值至少為3，而與較大陶瓷微粒(24)所占體積比相比，較小陶瓷微粒(22)所占的體積比小。2 根據(jù)權利要求1所述的低壓放電燈，其特征在于較小陶瓷微粒(22)的模態(tài)直徑D1和較大陶瓷微粒(24)的模態(tài)直徑D2分別在5-10μm之間和20-70μm之間。...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：CHL懷騰斯，D亨寧斯，
申請(專利權)人：皇家菲利浦電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[荷蘭]