專利名稱：低壓汞汽放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓汞汽放電燈，該燈具有以氣密方式密封的放電容器，當所述燈工作時，該容器中出現(xiàn)放電現(xiàn)象，所述放電容器包含少量的由銦、錫和鋅組成的合金，該合金與汞構(gòu)成汞合金。
美國專利第4，105，910號中描述了具有包含汞合金的放電容器的一種燈，所述汞合金由銦、鎘、鎵、金、鉛、錫和鋅中的一種金屬或這些金屬的合金所組成。所述專利詳細地述及低壓汞汽放電燈，在這種放電燈中，汞與銦或銦合金用作汞合金起動器。這種合金起動器設(shè)置在燈內(nèi)當燈工作時比較熱的部位上，例如，設(shè)置在電極附近。當啟動燈時，迅速釋放出大量汞。這種汞合金起動器通常含有豐富的汞含量。
除汞合金起動器以外，還知道用在低壓汞汽放電燈中的汞合金，在燈泡工作時，用于穩(wěn)定所述放電容器中的汞汽壓強。這種汞合金的工作范圍是由汞汽壓強基本上不變條件下的管內(nèi)溫度范圍來確定的。出現(xiàn)在工作范圍內(nèi)的這種恒定壓強也稱為平穩(wěn)壓強。對于低壓汞汽放電燈來說，一般認為，在大約6×10-3乇的汞汽壓強下光線輸出為最大值。因而，在低壓汞汽放電燈中用來控制汞汽壓強的汞合金最好必須具有大約6×10-3乇的平穩(wěn)壓強。通常，已知的具有大約6×10-3乇的平穩(wěn)壓強的汞合金的工作范圍是低于100℃的溫度范圍。
對于諸如無電極低壓汞汽放電燈(例如，具有大約110mm直徑的球形放電容器)以及管狀低壓汞汽放電燈(例如，較高負載的發(fā)光設(shè)備中的放電燈)之類的低壓汞汽放電燈來說，實驗證明，在大約3×10-3乇的汞汽壓強下，其光線輸出具有最大值。此外，在這種較高負荷的燈中，工作時，溫度會很容易上升到超過100℃以上。假如必須用汞合金來穩(wěn)定這種燈的汞汽壓強的話，那么，汞合金應(yīng)當具有大約3×10-3乇的平穩(wěn)壓強，以及處于100℃以上的溫度范圍的工作區(qū)才能適用。
本發(fā)明的目的是提供一種具有平穩(wěn)壓強大致為3×10-3乇和工作范圍超過100℃的汞合金的低壓汞汽放電燈。
因而，按照本發(fā)明，開始段落中所描述的類型的低壓汞汽放電燈的特征在于在形成汞合金的合金中，銦原子與錫原子之間的比例是在3∶1和8∶1之間，銦和錫原子的總和與鋅原子之間的比例在95∶5和99∶1之間，以及銦、錫和鋅原子的總和與汞原子之間的比例在95∶5和99∶1之間。
實驗證明，當放電容器中的汞合金包括按照本發(fā)明的所述比例的銦、錫和鋅時，在超過100℃的比較寬的溫度范圍內(nèi)，汞汽壓強穩(wěn)定在大約3×10-3乇的數(shù)值上。實驗證明，如果錫原子為1而銦原子含量小于3，那么，汞汽壓強穩(wěn)定在標準值附近，但是，在所述燈中，汞合金的工作范圍顯著地處于太低的溫度下。于是，所述工作范圍的溫度區(qū)部分下降到100℃以下。然而，如果出現(xiàn)錫原子為1而銦原子含量大于8的情況，那么，汞合金的穩(wěn)定壓強就會太高，也就是，高于大約4×10-3乇。由于在汞合金中存在鋅，因而，在所述汞合金的工作范圍內(nèi)，使過高的平穩(wěn)壓強降低了下來。如果出現(xiàn)鋅的含量小于1原子百分數(shù)的情況，那么，上述過高的平穩(wěn)壓強的下降效應(yīng)就會太小，因此，所述平穩(wěn)壓強仍然太高。超過5原子百分數(shù)的鋅含量的結(jié)果表明，容易分離出含鋅量太豐富的金相，這對于汞合金對汞汽壓強的控制效果是有害的。此外，在所述汞合金中，汞含量在1和5原子百分數(shù)之間。如果汞含量低于1原子百分數(shù)，那么，汞汽壓強曲線就會有不規(guī)則的變化。于是，汞汽壓強就不夠穩(wěn)定。當汞含量超過5原子百分數(shù)時，實驗證明，所述工作范圍再次處于太低的溫度區(qū)中。
本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的最佳實施例的特征在于銦、錫和鋅原子總和與汞原子之間的比例是在97.5∶2.5和98.5∶1.5之間。
如果所述汞合金包含大約2原子百分數(shù)的汞，那么在完全超過100℃的溫度區(qū)中出現(xiàn)非常平直的大約3×10-3乇的平穩(wěn)壓強。
在本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的另一個最佳實施例中，銦原子與錫原子之間的比例是在4.5∶1和5.5∶1之間。
如果在所述汞合金中銦含量大致是錫的五倍，那么，所述平穩(wěn)壓強大致是3×10-3乇，同時，所述汞合金的工作范圍延續(xù)在105℃與130℃之間的比較寬的溫度區(qū)中。這在無電極低壓汞汽放電燈中是格外有利的。
按照本發(fā)明的低壓汞汽放電燈獲得良好的結(jié)果，其中，在所述形成汞合金的合金中，銦∶錫∶鋅的比例接近于82.5∶16∶1.5。這種合成物是低共熔點體。
由于平穩(wěn)壓強以及工作范圍的溫度區(qū)所處的位置，所以，本發(fā)明的汞合金特別適用于球形無電極低壓汞汽放電燈(例如，具有大約110mm直徑)。從美國專利4，622，495已知有這樣一種燈。這種汞合金還適用于高負荷低壓汞汽放電燈(例如，小型熒光燈)或細長的管狀燈(例如，用于發(fā)光裝置中的管狀燈)。
下面參照附圖，結(jié)合實施例對本發(fā)明做詳細的說明，附圖中

圖1示出配備本發(fā)明的含銦、錫和鋅的汞合金的球形無電極低壓汞汽放電燈，以及圖2表示在含有本發(fā)明的汞合金的放電容器中(曲線A)以及在含有純汞的放電容器中(曲線B)，以乇表示的汞汽壓強PHg與以℃表示的溫度T的函數(shù)關(guān)系。
圖1的燈泡具有以氣密方法密封的、當燈工作時充有一定量的汞和象氪那樣的惰性氣體的玻璃容器1。在該容器的內(nèi)壁形成發(fā)光材料層2，籍此，該容器里產(chǎn)生的紫外線輻射被轉(zhuǎn)換成可見光。該容器器壁的管狀凹槽3容納由磁性材料制成的桿形磁芯4。供電部件5(該部件存在于裝備有燈頭10的部分錐形的護罩6中)借助于連接到電源裝置(圖上未示出)的線圈7，在燈泡工作時，在磁芯中感應(yīng)出高頻磁場。于是，在該容器中產(chǎn)生放電現(xiàn)象。
在所示實施例中，所述容器含有汞合金，當燈泡工作時，籍此控制汞汽壓強。該汞合金用標號8表示，并被置于內(nèi)壁里比較冷的部位的凹口9中。汞合金8包括本發(fā)明的銦、錫、鋅和汞的合金。
圖2中，曲線A表示，當形成汞合金的合金(各元素的原子比例銦∶錫∶鋅等于82.5∶16∶1.5)用于放電容器的時候，以乇表示的汞汽壓強PHg與以℃表示的溫度T的函數(shù)關(guān)系。把給定量的汞加到上述合金中，使得所述汞合金包含2原子百分數(shù)的汞。這種低共熔點混合物的特性是其液態(tài)組分隨溫度而改變。圖2表示，所述汞合金的工作范圍(平穩(wěn)壓強)的溫度區(qū)是在105℃與130℃之間。在這一溫度區(qū)中，汞汽壓強大致保持恒定。以虛線表示的平穩(wěn)壓強為3×10-3乇。在105℃以下，所述汞合金處于固體狀態(tài)。為了比較，圖2示出曲線B。該曲線表示在放電容器中純汞的汞汽壓強與溫度的函數(shù)關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種低壓汞汽放電燈，該燈具有以氣密方式密封的放電容器，當所述燈工作時，該放電容器內(nèi)部呈現(xiàn)放電現(xiàn)象，所述放電容器包含少量的由銦、錫和鋅組成的合金，該合金與汞構(gòu)成汞合金，其特征在于在形成汞合金的合金中，銦原子與錫原子之間的比例是在3∶1和8∶1之間，銦和錫原子的總和與鋅原子之間的比例在95∶5和99∶1之間，以及銦、錫和鋅原子的總和與汞原子之間的比例在95∶5和99∶1之間。
2.如權(quán)利要求1中所要求的低壓汞汽放電燈，其特征在于銦、錫和鋅原子總和與汞原子之間的比例是在97.5∶2.5和98.5∶1.5之間。
3.如權(quán)利要求1或2所要求的低壓汞汽放電燈，其特征在于銦原子與錫原子之間的比例是在4.5∶1和5.5∶1之間。
4.如前面的權(quán)利要求中的任一項所要求的低壓汞汽放電燈，其特征在于在所述形成汞合金的合金中，銦∶錫∶鋅的比例接近于82.5∶16∶1.5。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所要求的低壓汞汽放電燈，其特征在于裝備有球形放電容器。
全文摘要
低壓汞汽放電燈，該燈具有以氣密方式密封的放電容器，當所述燈工作時，該容器內(nèi)部呈現(xiàn)放電現(xiàn)象，所述放電容器包含少量由銦、錫和鋅組成的合金，該合金與汞構(gòu)成汞合金，在形成汞合金的合金中，銦原子與錫原子之間的比例在3∶1和8∶1之間，銦和錫原子的總和與鋅原子之間的比例在95∶5和99∶1之間，以及銦、錫和鋅原子的總和與汞原子之間的比例在95∶5和99∶1之間。
文檔編號H01J65/04GK1031908SQ88106578
公開日1989年3月22日 申請日期1988年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月8日
發(fā)明者蘭伯特·克里斯蒂安·艾達·卡爾登霍芬 申請人:菲利浦光燈制造公司