專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈，該放電燈設(shè)置有帶有陶瓷壁的放電容器，該放電容器在一端由插塞封閉，該插塞設(shè)置有布置在該放電容器內(nèi)的電極，該陶瓷壁和該插塞由熔接連接部來連接。
這種燈的示例是高強(qiáng)放電燈，例如金屬鹵化物燈。這種燈被廣泛地使用并且具有較高的發(fā)光功效和良好的顏色特性。
開始段落中所述類型的燈是本領(lǐng)域公知的。熔接連接借助熔凝的玻璃熔接連接部分提供了插塞與陶瓷壁的氣密連接。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種已知的燈的缺點(diǎn)在于，熔化的玻璃熔接連接部分本身在燈的使用壽命過程中容易受到來自放電容器的填充物成分的侵蝕。這導(dǎo)致隨后出現(xiàn)泄漏，這造成燈壽命的終結(jié)。
在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“陶瓷壁”應(yīng)當(dāng)理解為由以下材料中的一個(gè)材料制成的壁，所述材料是單晶金屬氧化物(例如為藍(lán)寶石)，致密燒結(jié)的多晶金屬氧化物(例如為Al2O3，YAG)、以及致密燒結(jié)的多晶金屬氮化物(例如為AlN)。
本發(fā)明的目的在于提供一種消除以上的缺點(diǎn)的手段。依據(jù)本發(fā)明，開始段落中的所述類型的放電燈用于實(shí)現(xiàn)該目的，其特征在于，該熔接連接部包括大致包含鉬和鋁的合金。
依據(jù)本發(fā)明的燈的優(yōu)點(diǎn)在于，省去了熔凝玻璃的使用。這可實(shí)現(xiàn)在插塞與陶瓷壁之間由大致包含鉬和鋁的合金來形成該熔接連接部。該熔接連接部借助本領(lǐng)域已知的適當(dāng)燒結(jié)工藝制成氣密封閉的密封部分。
在依據(jù)本發(fā)明的燈的有利實(shí)施例中，該熔接連接部包括原子百分比至少為25的Mo。使用這種熔接連接部的優(yōu)點(diǎn)在于該合金的熔點(diǎn)大大高于1500攝氏度。該熔點(diǎn)大大高于該燈的灼熱溫度(burningtemperature)(大約1200攝氏度)，并且相當(dāng)于燈制造過程中的通常的密封溫度(大約1600攝氏度)，并且大大低于該陶瓷壁的熔點(diǎn)。
在依據(jù)本發(fā)明的燈的另一有利實(shí)施例中，該熔接連接部包括從由Al8Mo3，Al63Mo37，Al63Mo37，AlMo，AlMo3，以及所述材料的組合物形成的一組中選擇的材料。從該組中選擇的Al8Mo3和Al63Mo37具有最低的熔點(diǎn)，即在大約1570-1580攝氏度的范圍內(nèi)。其它合金的熔點(diǎn)高于1700攝氏度。優(yōu)選的合金對(duì)于在放電燈的工作過程中由燈填充物產(chǎn)生的壓力和化學(xué)侵蝕而言是穩(wěn)定的。
在依據(jù)本發(fā)明的燈的有利實(shí)施例中，該插塞包括從由鉬、鎢、和所述材料的組合物形成的一組中選擇的材料。該插塞的優(yōu)點(diǎn)在于，該插塞是導(dǎo)電的，并且因此電極可直接焊接到插塞上。在已知的燈中，放電容器的陶瓷壁在一端借助突出的插塞來封閉，引入端結(jié)構(gòu)從突出插塞的端部穿過插塞延伸到位于放電容器中的電極。依據(jù)本發(fā)明的該放電燈具有簡單的結(jié)構(gòu)。這意味著可簡化該燈的制造，這對(duì)于工業(yè)上的大規(guī)模制造而言是顯著的改進(jìn)。
在依據(jù)本發(fā)明的燈的有利實(shí)施例中，該陶瓷壁包括氮化鋁。AlN在高溫下對(duì)于燈填充物具有更高的耐化學(xué)腐蝕性，并且與已知的放電燈中的陶瓷壁相比具有較高的導(dǎo)熱性。更高的導(dǎo)熱性導(dǎo)致更均勻的溫度分布，這使得顏色特性更好，特別是在改進(jìn)的顯色性方面。
優(yōu)選的是，該燈是金屬鹵化物燈。本發(fā)明特別是對(duì)于較高額定功率的燈例如100瓦或更高的燈而言是有利的。
以下將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的以上的其它的方面，在附圖中

圖1示意地示出了依據(jù)本發(fā)明的放電燈；以及圖2示出了圖1所示的放電燈的放電容器。
這些附圖僅僅是示意性的，并且沒有按比例繪制。為了簡化一些尺寸特別夸張地夸大。在附圖中相同的部件由相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)記。
圖1示出了高壓放電燈，該放電燈設(shè)置有帶有陶瓷壁的放電容器10，該放電容器在兩個(gè)端部處借助插塞2封閉。在該燈的實(shí)際實(shí)施例中，除了Hg和稀有氣體之外該放電容器包含至少一種金屬鹵化物。
放電容器10由外封殼12包圍，該外封殼在一端設(shè)置有燈頭13。在該燈的工作狀態(tài)中，放電電弧在電極之間延伸。一個(gè)電極3經(jīng)由第一導(dǎo)電體18連接到燈頭13的第一電觸點(diǎn)形成部分上。相似地，另一電極經(jīng)由導(dǎo)電體19連接到燈頭13的第二電觸點(diǎn)上。
放電容器10在圖2中沒有按實(shí)際的比例來表示。放電容器10設(shè)置有陶瓷壁11，該放電容器在一端處借助插塞2封閉。該插塞2設(shè)置有定位在該放電容器內(nèi)的電極3。在圖2所示的示例中，插塞2由Mo/W合金制成，該合金包括70/30重量％的Mo/W(標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)，大量的插塞由其制成。在圖2所示的示例中，陶瓷壁1由氮化鋁(AlN)制成。插塞材料和壁材料實(shí)際上具有相同的膨脹系數(shù)。
放電容器的陶瓷壁1通過以下方式制造。在捏煉之前，AlN與氧化鈥混合并且涂敷有硬脂酸，以便避免AlN與水反應(yīng)。在涂敷之后，AlN與粘接劑和水混合并且在真空捏煉機(jī)中捏煉成適當(dāng)?shù)哪鬅拤K。在由該捏煉塊擠壓之后，使AlN干燥，將AlN切割成所需的長度，并且最后使得AlN在氧氣中煅燒。
現(xiàn)今，大多數(shù)陶瓷放電燈由PCA(多晶氧化鋁)制成。這種材料展示出涉及最大載荷和強(qiáng)度的特定限制。氮化鋁(AlN)陶瓷特性與PCA明顯地不同。PCA與AlN之間的主要區(qū)別在于在高溫時(shí)對(duì)于CDM燈填充物具有更高化學(xué)耐受性并且具有明顯更好的導(dǎo)熱性(優(yōu)于PCA大約6倍)，這導(dǎo)致AlN具有更好的整體熱機(jī)械特性。
依據(jù)本發(fā)明，陶瓷壁1和插塞2借助熔接連接部4來連接。熔接連接部4包括大致包含鉬和鋁的合金。熔接連接部4優(yōu)選為包括25-80原子百分比的鉬，其余大致包括鋁。優(yōu)選的是，熔接連接部4包括從由Al8Mo3，Al63Mo37，Al63Mo37，AlMo，AlMo3，以及所述材料的組合物形成的一組中選擇的材料。從該組中選擇的Al8Mo3和Al63Mo37具有最低的熔點(diǎn)。Al8Mo3的熔點(diǎn)溫度大約為1577攝氏度。Al63Mo37的熔點(diǎn)溫度大約為1570攝氏度。其它合金的熔點(diǎn)溫度對(duì)于AlMo大約為1757攝氏度，而對(duì)于AlMo3大約為2150(±100)攝氏度。在制備熔接連接部中，由所選擇的成分的鋁和鉬金屬粉末制成的環(huán)圍繞插塞裝配。在插塞上施加這些環(huán)之后，插塞插入到高頻線圈中并且加熱直到環(huán)熔化。在放電容器的制造過程中，設(shè)置有如此獲得的環(huán)的插塞插入到綠色的陶瓷管中，并且在大約1830攝氏度的燒結(jié)過程中陶瓷壁圍繞該插塞收縮，并且熔接連接部形成不泄漏的連接。在N2/H2的環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)。
在該燈的實(shí)際實(shí)施例中，放電容器1包含填充物，在50mbar的填充壓力下該填充物包括0.6mg的Hg、1.5mg的Na和Ta的碘化物(例如2.2mg的NaI(88％)和TaI(12％))、以及Ar。在所述的放電燈的實(shí)際實(shí)施中，該燈的額定功率為150瓦。
電極3設(shè)置有朝向放電空間的電極末端，該電極由W制成并且固定到插塞2上。當(dāng)該燈處于工作狀態(tài)時(shí)，放電本身作用于電極末端。因?yàn)椴迦菍?dǎo)電的，所以能實(shí)現(xiàn)將電極3焊接到Mo/W的插塞上，例如借助激光焊接和電阻焊接可實(shí)現(xiàn)。這是這樣一種技術(shù)，其中兩個(gè)導(dǎo)電部件壓制在一起，其后強(qiáng)電流流經(jīng)它們。其中的優(yōu)點(diǎn)在于，該部件在其整個(gè)接觸表面之上焊接在一起。鉬桿5焊接到插塞的背離電極3的一側(cè)上。
在高壓放電燈的替代實(shí)施例中，Mo桿件用作延伸穿過插塞以便將鉬桿連接到電極上的電流引入端。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于在此給出的實(shí)施例。本發(fā)明由每一新的特征和特征的所有組合形式來限定。在權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不限制其保護(hù)范圍。所使用的動(dòng)詞“包括”不排除包括除了權(quán)利要求所提及之外存在的元件。在元件之前所使用的數(shù)詞“一”和“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這種元件的可能性。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，該放電燈設(shè)置有帶有陶瓷壁(1)的放電容器(10)，該放電容器在一端由插塞(2)封閉，該插塞設(shè)置有布置在該放電容器內(nèi)的電極(3)，該陶瓷壁(1)和該插塞(2)由熔接連接部(4)來連接，其特征在于，該熔接連接部(4)包括大致包含鉬和鋁的合金。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于該熔接連接部(4)包括原子百分比至少為25的Mo。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓放電燈，其特征在于該熔接連接部(4)包括從由Al8Mo3，Al63Mo37，Al63Mo37，AlMo，AlMo3，以及所述材料的組合物形成的一組中選擇的材料。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于該插塞(2)包括從由鉬、鎢、和所述材料的組合物形成的一組中選擇的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于該陶瓷壁(1)包括氮化鋁。
6.如權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于該燈是金屬鹵化物燈。
7.如權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于該燈具有的額定功率至少為100瓦。
全文摘要
一種高壓放電燈，該放電燈設(shè)置有帶有陶瓷壁(1)的放電容器(10)，該放電容器在一端由插塞(2)封閉。該插塞設(shè)置有布置在該放電容器內(nèi)的電極(3)。該陶瓷壁(1)和該插塞(2)由熔接連接部(4)來連接。該熔接連接部(4)包括大致包含鉬和鋁的合金。優(yōu)選的是，該熔接連接部(4)包括從由Al
文檔編號(hào)H01J61/88GK1615535SQ02827167
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者R·T·A·阿佩茨, T·R·穆爾德里, L·J·A·M·貝克爾斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司