專利名稱：低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)汞合金材料，具體是指一種低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金。
背景技術(shù)：
低氣壓氣體放電燈利用波長為253.7nm的紫外線殺菌或激發(fā)熒光粉產(chǎn)生可見光，對于普通直管型熒光燈在汞蒸汽壓為0.8Pa附近波長253.7nm的紫外線具有最高的輻射效率，對于普通緊湊型熒光燈在汞蒸汽壓為1.0Pa附近波長253.7nm的紫外線具有最高的輻射效率。緊湊型熒光燈、無極燈、殺菌燈、小管徑冷陰極熒光燈等這類低氣壓氣體放電燈管壁溫度高，液汞在高溫下汞蒸汽壓遠大于1.0Pa，波長253.7nm紫外線輻射效率低，發(fā)光效率低。要獲得高光效，必須使用在較高溫度下控制、穩(wěn)定汞蒸汽壓在1.0Pa附近的汞合金，目前工作于70-125℃的汞合金普遍采用鉍銦汞合金(代替液汞)，將鉍銦汞合金放置在燈的排氣管內(nèi)。
目前普遍采用即傳統(tǒng)的鉍銦汞合金典型的鉍銦汞質(zhì)量比為Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5，其中鉍銦原子數(shù)之比為Bi∶In＝1.13∶1，鉍銦質(zhì)量之比為Bi∶In＝2.1∶1，對應(yīng)于光輸出從88％-100％連續(xù)波動的工作溫度區(qū)域為70-125℃，汞蒸汽壓約為0.3-3.0Pa，在該溫度區(qū)域內(nèi)相對液汞具有較高的發(fā)光效率。但因鉍銦汞合金在中間溫度區(qū)域95-108℃內(nèi)，汞蒸汽壓會下降，降到0.3Pa，甚至更低，部分燈由于離散性的原因，鉍銦汞合金處于該溫度區(qū)域，在該溫度區(qū)域過低的汞蒸汽壓使波長為253.7nm紫外線輻射的效率降低，發(fā)光效率低。傳統(tǒng)的鉍銦汞合金具有較寬的工作溫度區(qū)域，但光輸出隨溫度變化波動大，燈的光電參數(shù)離散性大。傳統(tǒng)的鉍銦汞合金另一缺點是合金液相點溫度低，在110-120℃完全熔融成液體，易流動。制燈過程中圓排氣機自動化生產(chǎn)時排氣管溫度高，鉍銦汞合金受熱會熔融成液體易流入燈內(nèi)，燈燃點過程中鉍銦汞合金在高于110-120℃時也會從排氣管中流入燈內(nèi)，合金冷卻成固態(tài)后在后工序或運輸中易劃粉，造成熒光粉層劃痕、脫落，同時流入燈內(nèi)的合金溫度與原設(shè)計存放在排氣管中的合金溫度有差異，導(dǎo)致燈的光電參數(shù)劣化，傳統(tǒng)的鉍銦汞合金盡管可以工作到125℃甚至更高，但由于液相點的溫度只有110℃，在工作超過110℃溫度時使用困難。
傳統(tǒng)的鉍銦汞合金中銦的質(zhì)量含量均大于28％，一般為31％，有些含量更高，美國專利US4157485提出的鉍銦汞合金中銦的質(zhì)量含量約為30％，國際專利WO 02/097858 A1提出的鉍銦銀汞合金是在鉍銦汞合金中減少銦含量，銦的質(zhì)量含量小于30％，另外加入銀，可以提高合金的液相點溫度，也可以改善合金在中間溫度區(qū)域95-108℃汞蒸汽壓下降得過低的缺點，燈的一致性提高，但這一方案降低了銦含量，增加了銀含量，要達到相同的工作溫度區(qū)域，必須要降低汞含量，加入燈內(nèi)合金總重量增加，給制燈帶來不便，也沒有降低成本。專利申請?zhí)?00610036177.2提出的鉍銦鋅汞合金是在鉍銦汞合金中加入鋅，是為了提高合金的液相點溫度，提高燈的一致性。但是其也增加了熔點較高的金屬，給合金的制造帶來一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足，提供一種在工作溫度區(qū)域內(nèi)汞蒸汽壓能更穩(wěn)定地控制在1.0Pa附近，使燈具有一個光輸出從95％-100％連續(xù)波動的、更平穩(wěn)的工作溫度區(qū)域，同時提高合金的液相點溫度，降低合金在110-120℃下的流動性，更好地適用于低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金。而且由于銦含量減少，鉍銦汞合金成本降低。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，是含有鉍銦汞的合金，鉍銦汞的質(zhì)量比為鉍(Bi)∶銦(In)∶汞(Hg)＝66-82∶15-28∶3-8。
本發(fā)明的鉍銦汞合金，在工作溫度區(qū)域能更穩(wěn)定地控制燈內(nèi)汞蒸汽壓在1.0Pa附近，使管壁溫度高的低氣壓氣體放電燈在70-110℃具有更穩(wěn)定的汞蒸汽壓，從而獲得更高的發(fā)光效率，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性。傳統(tǒng)的鉍銦汞合金與本發(fā)明的鉍銦汞合金在緊湊型熒光燈中光輸出隨溫度變化的特性曲線見圖1，曲線A為本發(fā)明的鉍銦汞合金光輸出隨溫度變化的特性曲線，曲線B為傳統(tǒng)的鉍銦汞合金光輸出隨溫度變化的特性曲線。
本發(fā)明也可以上述的鉍銦汞合金通過輔以包括鑭(La)、鈰(Ce)、鋅(Zn)銀(Ag)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)等高熔點金屬組成的鉍銦多元汞合金，改善燈的啟動性能，進一步提高合金的液相點溫度，降低合金高溫下的流動性。
本發(fā)明按以上所述的合金配比后，可以用常規(guī)的熔融滴制成球丸的方法制造，也可以是用常規(guī)的模鑄成球丸或圓柱體的方法制造，也可以是用常規(guī)的壓制成球丸或圓柱體的方法制造。


圖1為本發(fā)明的鉍銦汞合金與傳統(tǒng)合金的光輸出隨溫度變化的特性曲線對比圖。
具體實施例方式
實施例1鉍銦汞合金按質(zhì)量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝66∶26∶8，經(jīng)熔融滴制成球丸，應(yīng)用在5-13w緊湊型熒光燈中，平均光效比典型Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5的鉍銦汞合金高2％，燈的光輸出穩(wěn)定性、一致性好。
實施例2鉍銦汞合金按質(zhì)量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝66∶28∶6，經(jīng)熔融滴制成球丸，應(yīng)用在5-15w緊湊型熒光燈中，平均光效比典型Bi∶In∶Hg＝64∶31∶5的鉍銦汞合金高2％，燈的光輸出穩(wěn)定性、一致性好。
實施例3鉍銦汞合金按質(zhì)量比(m/m)Bi∶In∶Hg＝82∶15∶3，經(jīng)熔融模鑄成球丸，應(yīng)用在13-20w緊湊型熒光燈，平均光效高，合金液相點的溫度高，可用于圓排氣機自動化生產(chǎn)。
實施例4鉍銦汞合金按質(zhì)量比(m/m)配比Bi∶In∶Hg＝70∶25∶5經(jīng)熔融滴制成球丸，應(yīng)用在5-20w緊湊型熒光燈中，平均光效高。
實施例5將鉍銦汞按質(zhì)量比(m/m)配比Bi∶In∶Hg＝70∶24∶6經(jīng)熔融噴霧冷卻成合金粉，鉍銦汞合金粉與Zn粉按質(zhì)量百分比為80∶20混合壓制成圓柱體，應(yīng)用在5-20w緊湊型熒光燈中，平均光效高，光輸出穩(wěn)定，降低汞合金高溫下的流動性，可用于圓排氣機自動化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金，其特征在于鉍銦汞的質(zhì)量比為Bi∶In∶Hg＝66-82∶15-28∶3-8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金，其特征在于所述的鉍銦汞的合金中鉍銦的質(zhì)量比為Bi∶In＝2.3-5.5∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金，其特征在于所述的鉍銦汞的合金中銦汞的質(zhì)量比為In∶Hg＝3.5-6∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低氣壓氣體放電燈用的鉍銦汞合金，鉍銦汞的質(zhì)量比為Bi∶In∶Hg＝66－82∶15－28∶3－8。本發(fā)明的鉍銦汞合金，在工作溫度區(qū)域能更穩(wěn)定地控制燈內(nèi)汞蒸汽壓在1.0Pa附近，使管壁溫度高的低氣壓氣體放電燈在70－110℃具有更穩(wěn)定的汞蒸汽壓，從而獲得更高的發(fā)光效率，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性，而且由于銦含量減少，鉍銦汞合金成本降低。
文檔編號H01J61/12GK101041872SQ200710027858
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者何志明 申請人:何志明