專利名稱：共燒封接高效陶瓷燈及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷光源領(lǐng)域，尤其涉及一種共燒封接高效陶瓷燈及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷燈結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到封接工藝。封接是陶瓷放電光源的關(guān)鍵技術(shù)，封接的好壞 直接關(guān)系到電弧管的性能和壽命。陶瓷放電管的封接技術(shù)不同于石英，石英金鹵燈是通過 融化石英與電極或電極組件進(jìn)行收縮封接或壓縮封接，陶瓷在成型后不宜融化，陶瓷與電 極或電極組件的封接是通過玻璃焊料填充陶瓷與電極的縫隙完成的，見圖1所示，其中包 括放電腔6、設(shè)于其兩端電極管2及插裝于電極管2內(nèi)的電極組件，電極組件包括依次連接 的位于放電腔內(nèi)的電極頭5、鉬絲3及鈮管1，焊料流入電極管2與電極組件間的間隙4實(shí) 現(xiàn)焊接。要做到完全的氣密性，目前主要的封接技術(shù)是將陶瓷放電管管腳設(shè)計(jì)為兩個(gè) 電極管，其內(nèi)徑與電極組件間形成小間隙。在封接過程中，將玻璃焊料和陶瓷放電管及電極 一同加熱。玻璃焊料的熔點(diǎn)低于陶瓷的軟化點(diǎn)，并且在熔化后有很好的流動(dòng)性，進(jìn)而滲透到 陶瓷電極管和電極組件的間隙中。待冷卻后完成陶瓷管的封接。目前陶瓷金鹵燈幾乎所有 全部采用這種在電極管里完成的封接技術(shù)?，F(xiàn)有的電極與電極管是采用加焊料，熔化焊料來(lái)完成電極與電極管的封接。缺點(diǎn) 是焊料材料容易與電弧管中的金屬鹵化物反應(yīng)，導(dǎo)致焊料腐蝕，密封破壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種避免焊料的腐蝕、氣密性更佳的 共燒封接高效陶瓷燈；
同時(shí)，本發(fā)明的另一目的是提供一種共燒封接高效陶瓷燈的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種共燒封接高效陶瓷燈，其包括放電 腔及設(shè)于放電腔端部的電極管，電極管內(nèi)插裝有陶瓷金屬電極，陶瓷金屬電極靠近放電腔 的一端連接有鎢電極，陶瓷金屬電極與電極管通過共燒完成封接。上述方案中，陶瓷金屬電極與電極管通過共燒完成封接，而不需要任何焊料，能 有效避免放電腔內(nèi)部的金屬鹵化物與焊料的反應(yīng)，從而造成焊料的腐蝕，而共燒封接能有 效解決此問題，使氣密性更佳。進(jìn)一步地，陶瓷金屬電極與整個(gè)電極管完成共燒封接；或者，陶瓷金屬電極末端與 電極管對(duì)應(yīng)部位完成共燒封接。進(jìn)一步地，該陶瓷金屬電極外徑與電極管內(nèi)徑相匹配。比起用焊料的封接方法，共 燒的電弧管與陶瓷金屬電極的接觸區(qū)域可以做到微間隙，甚至是零間隙。該陶瓷金屬電極材料的膨脹系數(shù)與電極管材料的膨脹系數(shù)相匹配。陶瓷金屬電極 材料與電極管材料的匹配程度優(yōu)于焊料與陶瓷金屬電極，和焊料與電極管的匹配程度。具體地，該陶瓷金屬電極由氧化鋁、氧化釔、鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石和金屬鎢、鉬、鉻、鉭、鈮、釩、鉿、鋯、鈦中的至少一種材料混合，得到金屬包覆的難熔氧化物顆粒，金屬 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40%，且小于或等于60% ；該放電腔及電極管由透明透光陶瓷構(gòu)成。陶瓷材料制得的電極管與金屬陶瓷電極共燒產(chǎn)生的結(jié)合力一般比通過在電極管 與金屬陶瓷電極之間填充焊料產(chǎn)生的結(jié)合力要高，能提高燈的氣密性。該金屬陶瓷電極的末端伸出電極管，并直接作為金屬引線；或者，該金屬陶瓷電極 末端還接有一段防氧化的金屬引線，且電極管末端與金屬陶瓷電極末端之間還設(shè)有一焊接 槽，該金屬引線穿過焊接槽伸出電極管外，該焊接槽用于填充玻璃焊料。上述方案中，為了防止金屬陶瓷電極氧化，在金屬陶瓷電極末端接一段防氧化的 金屬引線，而且金屬陶瓷電極末端短于陶瓷電極管末端，再在末端熔化玻璃焊料封蓋金屬 陶瓷電極以防止氧化。該金屬引線由高抗鹵化的鉻基、鎳基、鉿基、錸基或IrPt特種合金或NiAl金屬間 化合物或&C、NbC、TaC、HfC、WC制成。同時(shí)，本發(fā)明提供了一種共燒封接高效陶瓷燈的制備方法，陶瓷金屬電極的末端 與電極管對(duì)應(yīng)末端通過局部熱源共燒方法完成封接，該局部熱源共燒方法包括低溫預(yù)熱， 然后急速加熱至共燒溫度；其中低溫預(yù)熱溫度范圍200-1000°C，時(shí)間1-5秒；急速加熱溫度 在1600°C以上直至金屬陶瓷電極外表面和電極管內(nèi)表面熔化，以完成共燒，時(shí)間0. 3 2秒 以內(nèi)。本方案通過低溫預(yù)熱、急速加熱的處理方法可以有效減少對(duì)材料的熱沖擊，避免陶瓷 的微裂、變形和積蓄應(yīng)力。該方法優(yōu)點(diǎn)包括a、電極管與金屬陶瓷共燒產(chǎn)生的結(jié)合力一般比通過焊料產(chǎn)生的 結(jié)合力要高，能提高氣密性；b、沒有與鹵化物反應(yīng)的玻璃焊料；c、膨脹系數(shù)更匹配。具體地，局部熱源為等離子體弧，激光，聚焦紅外燈或光纖燈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
1、陶瓷金屬電極與電極管通過共燒完成封接，能有效避免放焊料的腐蝕，使氣密性更
佳；
2、比起用焊料的封接方法，共燒的電弧管與陶瓷金屬電極，其膨脹系數(shù)更為匹配。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)焊料封接的陶瓷燈的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明共燒封接高效陶瓷燈實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明共燒封接高效陶瓷燈實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例1
如圖2所示，本發(fā)明公開了一種共燒封接高效陶瓷燈，其包括放電腔11及設(shè)于放電腔 11端部的電極管12，電極管12內(nèi)插裝有陶瓷金屬電極13，陶瓷金屬電極13靠近放電腔11 的一端連接有鎢電極14，其中，陶瓷金屬電極13與電極管12通過共燒完成封接。本實(shí)施例中，陶瓷金屬電極13末端與電極管12對(duì)應(yīng)部位完成共燒封接。當(dāng)然，該 陶瓷金屬電極13也可與整個(gè)電極管12完成共燒封接。
該陶瓷金屬電極13外徑與電極管12內(nèi)徑相匹配，比起用焊料的封接方法，共燒的 電弧管與陶瓷金屬電極的接觸區(qū)域可以做到微間隙，甚至是零間隙。該陶瓷金屬電極13材料的膨脹系數(shù)與電弧管12材料的膨脹系數(shù)相匹配。陶瓷金 屬電極材料與電弧管材料的匹配程度優(yōu)于焊料與陶瓷金屬電極，和焊料與電弧管的匹配程 度。這樣一來(lái)，當(dāng)陶瓷金屬電極13受熱膨脹時(shí)，能避免由于電極管12或陶瓷金屬電極13 的膨脹系數(shù)不一致，而導(dǎo)致的電極管12破裂或使存在電極管12與陶瓷金屬電極13之間存 在間隙。而現(xiàn)有技術(shù)中，焊料與電弧管、陶瓷金屬電極的材料性質(zhì)差異較大，其匹配程度也 較差，容易造成電極管的破裂或間隙的產(chǎn)生。本實(shí)施例中，該陶瓷金屬電極13由氧化鋁、氧化釔、鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石和金 屬鎢、鉬、鉻、鉭、鈮、釩、鉿、鋯、鈦中的至少一種材料混合，得到金屬包覆的難熔氧化物顆 粒，金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40%，且小于或等于60% ；該放電腔11及電極管12由透明透 光陶瓷構(gòu)成，透明透光陶瓷為氧化鋁等。本實(shí)施例中，該金屬陶瓷電極13的末端伸出電極管12，并直接作為金屬引線。同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種共燒封接高效陶瓷燈的制備方法，其中，陶瓷金屬電極 的末端與電極管對(duì)應(yīng)末端通過局部熱源共燒方法完成封接，該局部熱源共燒方法包括低溫 預(yù)熱，然后急速加熱至共燒溫度；其中低溫預(yù)熱溫度范圍200-100(TC，時(shí)間1-5秒；急速 加熱溫度在1600°C以上直至金屬陶瓷電極外表面和電極管內(nèi)表面熔化，以完成共燒，時(shí)間 0. 3 2秒以內(nèi)。該共燒封接高效陶瓷燈通過二次封接完成，一封由于沒有藥丸和汞的存在，可以 用傳統(tǒng)的加熱爐方法完成。二封由于有藥丸和汞的存在，要用局部加熱方法。局部加熱可 以用發(fā)熱體如石墨，或金屬加熱，也可以是電弧如氬氣電弧，或聚焦紅外燈，或光纖傳輸紅 外光源，或者是激光如二氧化碳激光器，YAG激光器，光纖激光器，半導(dǎo)體激光器等。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)類似，其區(qū)別在于，該金屬引線為單獨(dú)的部件，如圖3所示， 該金屬陶瓷電極13末端還接有一段防氧化的金屬引線15，且電極管12末端與金屬陶瓷電 極13末端之間還設(shè)有一焊接槽16，該金屬引線15穿過焊接槽16伸出電極管12外，該焊接 槽16用于填充玻璃焊料。其中，金屬引線15的直徑較金屬陶瓷電極13的直徑小。上述方案中，為了防止金屬陶瓷電極13氧化，在金屬陶瓷電極13末端接上防氧化 的金屬引線15，而且金屬陶瓷電極13末端短于電極管12末端，再在末端熔化玻璃焊料封蓋 金屬陶瓷電極13以防止氧化。進(jìn)一步地，該金屬引線15由高抗鹵化的鉻基、鎳基、鉿基、錸基或IrPt特種合金或 NiAl金屬間化合物或&C、NbC、TaC、HfC、WC制成。
權(quán)利要求
一種共燒封接高效陶瓷燈, 其包括放電腔及設(shè)于放電腔端部的電極管，電極管內(nèi)插裝有陶瓷金屬電極，陶瓷金屬電極靠近放電腔的一端連接有鎢電極，其特征在于，陶瓷金屬電極與電極管通過共燒完成封接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，陶瓷金屬電極與整個(gè)電 極管完成共燒封接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，陶瓷金屬電極末端與電 極管對(duì)應(yīng)部位完成共燒封接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，該陶瓷金屬電極外徑與 電極管內(nèi)徑相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，該陶瓷金屬電極材料的 膨脹系數(shù)與電極管材料的膨脹系數(shù)相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，該陶瓷金屬電極由氧化 鋁、氧化釔、鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石和金屬鎢、鉬、鉻、鉭、鈮、釩、鉿、鋯、鈦中的至少一種 材料混合，得到金屬包覆的難熔氧化物顆粒，金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40%，且小于或等 于60% ；該放電腔及電極管由透明透光陶瓷構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，該金屬陶瓷電極的末端 伸出電極管，并直接作為金屬引線；或者，該金屬陶瓷電極末端還接有一段防氧化的金屬引 線，且電極管末端與金屬陶瓷電極末端之間還設(shè)有一焊接槽，該金屬引線穿過焊接槽伸出 電極管外，該焊接槽用于填充玻璃焊料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共燒封接高效陶瓷燈，其特征在于，該金屬引線由高抗鹵化 的鉻基、鎳基、鉿基、錸基或IrPt特種合金或NiAl金屬間化合物或&C、NbC、TaC、HfC、WC 制成。
9.一種權(quán)利要求1所述的共燒封接高效陶瓷燈的制備方法，其特征在于，陶瓷金屬電 極的末端與電極管對(duì)應(yīng)末端通過局部熱源共燒方法完成封接，該局部熱源共燒方法包括低 溫預(yù)熱，然后急速加熱至共燒溫度；其中低溫預(yù)熱溫度范圍200-1000°C，時(shí)間1-5秒；急速 加熱溫度在1600°C以上直至金屬陶瓷電極外表面和電極管內(nèi)表面熔化，以完成共燒，時(shí)間 0. 3 2秒以內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，該局部熱源為等離子體弧，激光，聚 焦紅外燈或光纖燈。
全文摘要
本發(fā)明屬于陶瓷光源領(lǐng)域，具體公開了一種共燒封接高效陶瓷燈,其包括放電腔及設(shè)于放電腔端部的電極管，電極管內(nèi)插裝有陶瓷金屬電極，陶瓷金屬電極靠近放電腔的一端連接有鎢電極，其中，陶瓷金屬電極與電極管通過共燒完成封接；陶瓷金屬電極末端與電極管對(duì)應(yīng)末端完成共燒封接；該陶瓷金屬電極外徑與電極管內(nèi)徑相匹配；且該陶瓷金屬電極材料的膨脹系數(shù)與電弧管材料的膨脹系數(shù)相匹配。同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種共燒封接高效陶瓷燈的制備方法。本發(fā)明能有效避免焊料的腐蝕，且氣密性更佳。
文檔編號(hào)H01J61/36GK101980353SQ20101050703
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者張萬(wàn)鎮(zhèn), 謝燦生, 陸鎮(zhèn)洲, 高鞠 申請(qǐng)人:潮州市燦源電光源有限公司;潮州市晨歌電光源有限公司