專利名稱：玻璃密封件和具有該密封件的電燈的制作方法
玻璃密封件和具有該密封件的電燈
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及電燈的玻璃密封結(jié)構(gòu)，更具體而言，涉及燈的內(nèi)室和外界之 間的氣密密封件。本發(fā)明還涉及利用該密封件制造的燈。
高電阻鉛玻璃用于制造電燈中的氣密密封和電絕緣部件。由于環(huán)保的要 求近來無鉛玻璃已取代了鉛玻璃。
美國專利No. 5,391,523披露了幾種使用具有Si02基高電阻無鉛玻璃組 合物作為密封玻璃的燈結(jié)構(gòu)。燈的密封件和芯柱或支座由無鉛玻璃組合物 制成。在楔座燈(wedge-baselamp)的情況下，整個(gè)泡殼或外殼由無鉛玻璃組 合物制成。
美國專利No.3,723,790披露了一些電氣制品，例如具有杜美(dumet)導(dǎo) 電體和密封導(dǎo)電體的玻璃封殼的電燈和電管(electric tube)。杜美絲是制造導(dǎo) 電體所用的一類已知的金屬絲，其由鎳鐵合金芯部和外部的銅涂層構(gòu)成。 銅涂層用于吸收密封操作過程中可能產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)芯部合金的具體組 成，存在不同的杜美金屬。玻璃封殼和芯柱整體由特定的電氣密封玻璃組
合物構(gòu)成并且可由鈉鈣玻璃外殼構(gòu)成，鈉鈣玻璃外殼利用電氣密封玻璃芯 柱作為中間部件連接到導(dǎo)電體上。
在上述專利所描述的構(gòu)造中，密封玻璃部件例如整個(gè)外殼或芯柱整體由 昂貴的高電阻玻璃組合物制成。該特征涉及鉛含量高的玻璃組合物或等效 的絕緣無鉛玻璃，但兩者均比普通鈉鈣玻璃昂貴的多。
特別需要降低用于制造電燈玻璃部件的材料的成本。同時(shí)要求保持引入 線(lead in wire)之間的高電阻。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的示范性實(shí)施方案中，電燈用玻璃密封件(glass sealing)包括密 封玻璃體、穿過密封玻璃體的多根引入線、包封各個(gè)引入線并將它們與密 封玻璃體隔開的高電阻玻璃層。高電阻玻璃層以提供玻璃密封件氣密包封的方式與引入線和密封玻璃體兩者接合。
在本發(fā)明另一方面的示范性實(shí)施方案中，電燈包括外殼、芯柱和上述玻 璃密封件。密封玻璃體與電燈的芯柱是一體的且芯柱與外殼接合。
在本發(fā)明另一方面的示范性實(shí)施方案中，電燈包括外殼和上述玻璃密封 件。密封玻璃體與電燈的外殼是一體的。
所提出的玻璃密封件具有多個(gè)超越現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢。發(fā)現(xiàn)僅需將昂貴的 高電阻玻璃材料的薄層用于燈引入線之間的適當(dāng)電絕緣。高電阻玻璃薄層
允許使用低成本玻璃組合物作為由軟玻璃(soft glasss)組成的燈構(gòu)造中的密 封玻璃材料。低成本密封玻璃的需要量大大高于薄層高電阻玻璃的需要量。 對(duì)于玻璃部件由一種玻璃組合物制成的燈，例如楔座燈，玻璃部件可由低 成本玻璃例如鈉4丐玻璃制成，代替昂貴的無鉛玻璃或鉛玻璃材料。在由外 殼和芯柱組成的燈中，外殼和芯柱均可由低成本玻璃材料例如鈉鈣玻璃制 成。


現(xiàn)參考

本發(fā)明，其中 圖1顯示玻璃密封件的截面；
圖2顯示具有帶圖1所示玻璃密封件的芯柱的車燈的局部縱向截面； 圖3顯示具有外殼的楔座玻璃燈，其中圖1所示玻璃密封件由外殼的一 部分形成；
圖4顯示具有帶圖1所示玻璃密封件的外殼的懸掛式燈(festoonlamp); 圖5顯示具有帶圖1所示玻璃密封件的芯柱的普通白熾燈。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，術(shù)語玻璃密封件用作燈結(jié)構(gòu)的一部分用于大氣環(huán)境和燈內(nèi) 室之間的氣密包封。玻璃密封件可連接到燈的玻璃外殼上或者燈的外殼可 與玻璃密封件形成一體。
在由軟玻璃組成的電燈例如白熾燈、熒光燈、低功率高強(qiáng)度放電燈和楔 座燈中，鉛玻璃或高電阻無鉛玻璃用于制造包封引入線的例如封接或密封 部件。
應(yīng)用高電阻玻璃的根本原因在于提供適當(dāng)?shù)牟Ａ?金屬密封，以防止空氣漏入燈中。引入線之間的電勢差造成離子遷移，主要為堿金屬離子遷移， 從而由引入線金屬表面上和周圍玻璃區(qū)域中的電解造成組成變化。由于組
成變化而改變的絕對(duì)熱膨脹(specific thermal expansion)造成引入線和玻璃之 間的膨脹失配。膨脹失配造成燈的開裂和漏氣。特別是在直流電壓驅(qū)動(dòng)的 燈中存在堿金屬離子遷移，但在施加交流電壓的燈中也存在離子遷移。要 求引入線周圍的材料具有電絕緣性以降低離子遷移。鉛玻璃或高電阻無鉛 玻璃用于電絕緣和適當(dāng)?shù)牟Ａ?金屬密封。
現(xiàn)參考圖1，示出了玻璃密封件1的截面。以在引入線5和密封玻璃體 4之間使用高電阻玻璃層6的方式將引入線5裝在密封玻璃體4中，高電阻 玻璃層6包封相應(yīng)引入線5穿過密封玻璃體4材料的部分。高電阻玻璃層6 的厚度為至少IO微米，優(yōu)選為10-500微米，Tk腦值大于220。C,優(yōu)選Tkl00 大于270°C。 T國為根據(jù)ASTM C 657-72(1)標(biāo)準(zhǔn)電阻率(specific electric resistance)等于108Q時(shí)的溫度。
選擇或調(diào)節(jié)玻璃層6的厚度及其熱膨脹系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)密封體4和玻璃 層6的無開裂配合。為此，玻璃層6的熱膨脹系數(shù)為85-115 1(T71/K。如果 熱膨脹系數(shù)為卯-110 10-"l/K則更可能實(shí)現(xiàn)無開裂配合。
高電阻玻璃層6可沉積在引入線5上或者可以小直徑管的形式在引入線 5上拉制(pullover)。管壁的厚度即高電阻玻璃層6的厚度例如可為100-500 微米。為在引入線周圍整個(gè)區(qū)域中提供足夠大的電阻，所沉積的覆蓋層需 為至少IO微米厚。將所沉積的玻璃層6或拉制的管熔接在引入線5和密封 玻璃體4二者上以提供玻璃密封件1的氣密包封。
用于高電阻玻璃層6的材料可選自各種玻璃材料，優(yōu)選Si02基無鉛玻 璃材料。
杜美合金為常用于構(gòu)成引入線5的結(jié)構(gòu)材料組分。杜美合金具有FeNi 芯、Cu層和Cii20層的結(jié)構(gòu)。在特殊情況下，可額外將Ni層施涂在杜美合 金的表面上。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，高電阻玻璃層6沉積在杜美合 金引入線5的表面上。
根據(jù)電燈的制造和工作條件，密封玻璃體4可由幾種不同的玻璃材料制 成。對(duì)于大多數(shù)燈結(jié)構(gòu)，鈉鈣玻璃是密封玻璃體4材料經(jīng)濟(jì)且公知的選擇。
在現(xiàn)有技術(shù)中，外殼的密封部件或燈的芯柱具有雙重作用氣密密封和 電絕緣。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，作為密封玻璃體4的外殼或芯柱只有一種作用氣密密封。密封玻璃體4作為燈的氣密密封件，而引入線5周圍 的高電阻玻璃層6同時(shí)提供電絕緣和氣密密封。
利用玻璃密封件制成的芯柱構(gòu)建的白熾車燈可見圖2。在本發(fā)明的該實(shí) 施方案中，燈的結(jié)構(gòu)與公知的白熾車燈類似，密封構(gòu)造存在一些差異。芯 柱24與外殼22熔接在一起，引入線23、 25嵌在芯柱24中。燈絲21連接 在引入線23、 25上。區(qū)別在于Si02基高電阻玻璃層沉積在引入線23、 25 上。芯柱24的玻璃材料可與密封玻璃體4相同，從而芯柱24和外殼22兩 者可由廉價(jià)的鈉鈣玻璃材料制成。
在圖3中，作為本發(fā)明的另一實(shí)施方案，示出了泡殼管32具有圖1所 示玻璃密封件的楔座玻璃燈。利用Si02基高電阻玻璃層包封引入線33、 34。 泡殼管32與熔接在引入線33、 34表面上的層熔接在一起。泡殼管32實(shí)際 上形成由經(jīng)濟(jì)型鈉鈣玻璃制成的密封玻璃體。換言之，密封玻璃體4與泡 殼管32是一體的。
作為本發(fā)明另一實(shí)施方案的懸掛式燈如圖4所示。上述燈結(jié)構(gòu)和懸掛式 燈之間的明顯差別在于懸掛式燈具有兩個(gè)接合在玻璃管上的底座構(gòu)件。引 入線43、 44連接在底座構(gòu)件的內(nèi)表面上。燈絲41在兩根引入線43、 44之 間與它們的端部相接。引入線43、 44穿過玻璃管42的兩個(gè)相對(duì)端。在本 發(fā)明的該實(shí)施方案中，所沉積的Si02基高電阻玻璃層覆蓋引入線43、 44或 者至少覆蓋它們相應(yīng)穿過的部分。玻璃管42和經(jīng)沉積的引入線43、 44熔 接在一起以提供燈的氣密密封。玻璃管42的材料是廉價(jià)的鈉鈣玻璃。
作為本發(fā)明另一可能的實(shí)施方案，構(gòu)造圖5所示常用的白熾燈，使芯柱 54和外殼52兩者作為包括密封體的整體玻璃結(jié)構(gòu)的一部分，其中后者插入 圖5中的Edison型燈座56中。該燈結(jié)構(gòu)還包括穿過密封玻璃體的引入線 53、 55。芯柱54與外殼52熔接在一起，而被包封高電阻玻璃層覆蓋的引 入線53、 55嵌在芯柱54中。換言之，密封玻璃體與芯柱54是一體的。燈 絲51連接在引入線53、 55在外殼52內(nèi)的一端，而引入線53、 55的另一 端連接在燈座56上。
本發(fā)明可用于具有《1入線的任何其他類型的燈。經(jīng)濟(jì)方面使得制造中使 用更少量的高價(jià)特種玻璃，在任何照明工業(yè)領(lǐng)域中這是明顯的優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1. 一種電燈用玻璃密封件，包括密封玻璃體、穿過所述密封玻璃體的多根引入線、包封各個(gè)所述引入線并將它們與所述密封玻璃體隔開的高電阻玻璃層，所述高電阻玻璃層以提供玻璃密封件氣密包封的形式與所述引入線和所述密封玻璃體兩者接合。
2. 權(quán)利要求1的玻璃密封件，其中所述高電阻玻璃層的厚度為至少10 微米。
3. 權(quán)利要求2的玻璃密封件 微米。
4. 權(quán)利要求1的玻璃密封件 入線上拉制的管狀。
5. 權(quán)利要求4的玻璃密封件
6. 權(quán)利要求1的玻璃密封件 的T剛Q值。
7. 權(quán)利要求6的玻璃密封件 的Tk咖值。
8. 權(quán)利要求1的玻璃密封件 85-115 l(T7 1/K。
9. 權(quán)利要求8的玻璃密封件 90-110 10—7 1/K。
10. 權(quán)利要求1的玻璃密封件，其中所述高電阻玻璃層沉積在所述引 入線上。
11. 權(quán)利要求l的玻璃密封件，其中所述高電阻玻璃層由Si02基無鉛玻璃材料制成。
12. 權(quán)利要求1的玻璃密封件，其中所述引入線具有FeNi芯、Cu層和CU20層的結(jié)構(gòu)。
13. 權(quán)利要求12的玻璃密封件，其中在所述引入線的表面部分上施涂 附加Ni層。
14. 權(quán)利要求1的玻璃密封件，其中所述密封玻璃體由鈉鈣玻璃制成。
15. —種具有玻璃密封件的電燈，包括外殼、芯柱、密封玻璃體、穿，其中所述高電阻玻璃層的厚度為10-500，其中所述高電阻玻璃層為在各個(gè)所述引，其中所述管的壁厚為100-500微米。 ，其中所述高電阻玻璃層具有大于220°C，其中所述高電阻玻璃層具有大于270°C，其中所述高電阻玻璃層的熱膨脹系數(shù)為，其中所述高電阻玻璃層的熱膨脹系數(shù)為過所述密封玻璃體的引入線、包封各個(gè)所述引入線并將它們與所述密封玻 璃體隔開的高電阻玻璃層，所述高電阻玻璃層以提供所述玻璃密封件氣密 包封的形式與所述引入線和所述密封玻璃體兩者接合，以及所述密封玻璃 體與所述電燈的芯柱是一體的，并且所述芯柱與所述外殼接合。
16. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述芯柱由鈉4丐玻璃制成。
17. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述外殼由鈉4丐玻璃制成。
18. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述高電阻玻璃層的厚度為至少10微米。
19. 權(quán)利要求18的電燈，其中所述高電阻玻璃層的厚度為10-500微米。
20. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述高電阻玻璃層為壁厚為100-500孩￡ 米的管狀。
21. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述高電阻玻璃層具有大于220。C的Tkl00值。
22. 權(quán)利要求21的電燈，其中所述高電阻玻璃層具有大于270°C的Tkl00值。
23. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述高電阻玻璃層的熱膨脹系數(shù)為85-115 l(T7 1/K。
24. 權(quán)利要求23的電燈，其中所述高電阻玻璃層的熱膨脹系數(shù)為90-110 10-7 1/K。
25. 權(quán)利要求15的電燈，其中所述高電阻玻璃層沉積在所述引入線上。
26. —種具有玻璃密封件的電燈，該電燈包括外殼、密封玻璃體、穿 過所述密封玻璃體的引入線、包封各個(gè)所述引入線并將它們與所述密封玻 璃體隔開的高電阻玻璃層，所述高電阻玻璃層以提供所述玻璃密封件氣密 包封的形式與所述引入線和所述密封玻璃體接合，并且所述密封玻璃體與 所述電燈的外殼是一體的。
27. 權(quán)利要求26的電燈，其中所述外殼由鈉鈣玻璃制成。
全文摘要
提供玻璃密封件和具有該密封件的電燈。燈包括密封玻璃體、穿過密封玻璃體的引入線、包封各引入線并將它們與密封玻璃體隔開的高電阻玻璃層。高電阻玻璃層以提供玻璃密封件氣密包封的形式與引入線和密封玻璃體兩者接合。
文檔編號(hào)C03C27/00GK101304957SQ200680041960
公開日2008年11月12日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者佐爾坦·巴科, 朱薩娜·瓦爾加 申請人:通用電氣公司