專利名稱：非飽和高壓鈉燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及配置有一個放電容器的非飽和高壓鈉燈，該放電容器密封有一個放電空間，該放電空間具有陶瓷器壁、并在兩端由緊固有電極的引入元件所封閉;同時，該燈至少有一個電極裝備有發(fā)射體材料，所述放電容器充有除含鈉之外至少還含汞和稀有氣體的充填物。本發(fā)明另外還涉及制造上述燈的方法。
所用術語“陶瓷器壁”在本說明中應理解為是指由半透明的晶體氧化物構成的器壁，該器壁或者可以是單晶的(例如藍寶石)或者可以是多晶的。在這一方面，已知的多晶金屬氧化物是氧化鋁和釔鋁石榴石。在多晶方式中，所述材料是燒結成氣密的。
從US-PS3，453，477號專利中已公開過這種燈。在所述已公開的燈中，通過適當選擇溫度和鈉/汞合成比例可以做到抑制鋁酸鈉的生成。然而，實驗已證明，不僅陶瓷器壁的金屬氧化物會導致作為填充成份的鈉消失，而且許多氧源也會導致鈉的消失。例如，倘若在發(fā)射體材料中包含有堿土金屬氧化物或釔氧化物的情況下，發(fā)現(xiàn)發(fā)射體材料就是一個非常重要的氧源。因此，通過實驗證明，應用這種發(fā)射體材料在該燈使用壽命的最初一百小時內(nèi)會引起顯著的鈉消失，但是在該燈的其余使用壽命期間卻引起小而穩(wěn)定的鈉消失狀態(tài)。雖然已知若干材料本身在放電空間就可作為吸氧劑，但是在發(fā)射體材料存在的情況下，這些金屬并不會產(chǎn)生一種可接受的從放電空間萃取作為填充成份的鈉的抑制作用。
雖然，原則上可設想通過在供應的填充物中增加鈉量以補償在使用壽命的開始期間出現(xiàn)的鈉損失;但是，實際上在工業(yè)規(guī)模條件下，要以能再充鈉的方式來制造燈，這幾乎是不可能做到的。此外，倘若這樣，在燈的使用壽命的最初若干小時期間，所述燈還將顯示出某一特性偏差。
本發(fā)明的目的是提供一種借以獲得配置包括發(fā)射體材料的電極、同時保持令人滿意的光技術性能和長的使用壽命的非飽和高壓鈉燈的方法。
為此，在本文開頭段落所提及的根據(jù)本發(fā)明類型的非飽和高壓鈉燈，其特征在于在所述放電空間中，按最高達放電空間中所存在的汞重量的10%的量、在敞開與放電空間保持交流的情況下，提供一種或多種金屬形式的元素(這些元素是Mg、Ca、Sr和Ba)。
一個驚人的優(yōu)點是鈉的消失被限制到最低限度，從而由于例如汞膏的生成而造成的運行中的各種困難就不會再發(fā)生。一種可能的解釋是所述各元素具有比較高的蒸氣壓力。由于直接與所述氣體填充物接觸，所述各金屬的蒸氣還將散布于整個放電空間，它們強有力地促進了迅速的吸氣效應。這與使用由只能接受氧氣的容器圍著的所述各金屬的情形相比是明顯相反的。此外，就光照源而論，看來并不會發(fā)生對由所述燈發(fā)射的光譜方面的影響。如果在放電空間中提供了大于相當汞重量10%的金屬量時，則所需汞膏的生成將至少延遲所希望的汞汽壓力的建成時間，從而引起從文獻(USP3，558，963)中已予說明的各種問題。
就光照源而言，Ba、Ca和Sr本身都已公知為用于影響由所述燈發(fā)射的光譜的各填充組分。然而，為此而需要的上述填充物的量很不易掌握，因為一方面鑒于在汞膏的形成中過量充填幾乎不能避免，而另一方面在過量充填的情況下，由于在關聯(lián)的金屬蒸氣與陶瓷器壁的金屬氧化物之間的反應會發(fā)生陶瓷器壁的顯著沖擊。
為了在使用壽命期間也保證有充分的吸氧劑效應，在實施中至少供應相當于Hg的計量重量5%的量。
一種在根據(jù)本發(fā)明的燈中至少一個電極是裝備有發(fā)射體材料的燈，最好用包括以下步驟的方法來制作-以氣密方式把裝有一電極的第一引入元件緊固在放電容器的第一端頭，-把汞和鈉計量注入放電容器之內(nèi)，-將某一稀有氣體充填進已制成的燈的放電容器中，以使其蒸汽壓力符合完成后的燈的要求，-按一定量提供一種或多種金屬元素(它們是Mg、Ca、Sr和Ba)，以及-以氣密方式把裝有一電極的第二引入元件緊固在放電容器的第二端頭。
在最佳實施方法中，所述兩個引入元件早在被緊固到放電容器上時已構成氣密封接。于是就可以在由放電容器的陶瓷器壁所密封的整個空間范圍內(nèi)實現(xiàn)放電空間的溫度控制。一般來說這是很有利的。
由上述方法獲得的配置有引入元件的放電容器的結構本身是公知的，尤其是在高壓鈉燈運行之際，燈中的填充物是部分飽和的，這種結構是經(jīng)常應用的。因此，在一種非飽和的高壓鈉燈中也應用相同的結構，使有可能應用相同的生產(chǎn)方法是具有很大的好處的，這樣就可以用相同的機器和工具來制造該兩種型式的燈。
在最佳實施方法中，各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或多種的金屬量至少是與以汞膏的形式計量汞的步驟同時配備的。因為由于金屬的量很小而將使具有比較低的沸騰軌跡的液態(tài)汞膏易于得到，從而就能有利于實施。
下面將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的燈的實施例進行更充分的描述，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的燈的側視垂直切面圖，以及圖2表示以燈的使用壽命為函數(shù)，在放電中鈉數(shù)量的變化曲線。
在圖1中，把密封某一放電空間10的放電容器3設置在玻璃外殼1之中，該外殼在電流導體4、5之間配置有燈管底2。該放電容器具有兩側裝有以氣密方式緊固的引入元件6、7的陶瓷器壁3a。引入元件6、7取鈮套管形態(tài)。在放電容器3內(nèi)，引入元件6、7各自配備一根電極11、12，在所述燈工作狀態(tài)中放電持續(xù)于該兩電極之間。電極11、12各自包含發(fā)射體材料。把電流導體5插入鈮套管6中，此時在兩者之間具有一定間隙量。用一鎳或鈮制成的金屬導線8來保證這兩者之間良好的電接觸。
放電容器的填充物由3.6mg的汞、0.025mg的鈉、100μg的鎂和處于300K、具有13.3KPa壓力的氙組成。所述放電容器內(nèi)部長度為82mm，內(nèi)徑為6.8mm。所描述的燈的額定功率為220W，適合于在220V、50Hz的供電電源下運行。
所描述的燈是借助于一種方法來進行制造的，在該方法中，用熔融的玻璃以氣密的方式把引入元件7緊固到放電容器的器壁3a上。所用的熔融玻璃由45.4%重量的Al2O3、5.6%重量的MgO、38.6%重量的CaO、8.7%重量的BaO和1.7%重量的B2O3組成，按上述組成共準備16mg的熔融玻璃。接著，按已經(jīng)說明過的數(shù)量把汞和鈉充入所述放電容器中，于是，將放電容器設置于267℃、氣壓為23.5Kpa的氙氣氛中，后者相當于300K下的13.3KPa。接著，把具有100μg質量由鎂構成的圓棒與引入元件6一起設置在放電容器中;于是，將引入元件6相應地如引入元件7一樣處理以氣密的方式緊固在放電容器中。兩根電極11、12都配置三鋇釔鎢酸鹽(fri-Barium Yttrium Tungstenate)作為發(fā)射體材料。
在圖2中，將放電容器中鈉的數(shù)量標繪在縱座標上(可以任意的相對單位進行表示)。將燈的使用壽命以小時為單位標繪在橫座標上。圖中曲線Ⅰ表明有關所描述的燈的鈉的數(shù)量與使用壽命之間的關系。曲線Ⅱ表明有關對應類型的燈的同樣關系，但是在放電容器的填充物中省略了Mg的情況下的?？梢院芮宄乜吹皆谒鰺魶]有Mg的情況下，鈉的數(shù)量在使用壽命的一開始時立刻顯著下降，然后保持在一個低的水平上。
權利要求
1.一種配置有一個放電容器的非飽和高壓鈉燈，所述放電容器密封有一個放電空間，所述放電空間具有陶瓷器壁、并在兩端緊固有電極的引入元件所封閉；同時，該燈至少有一個電極裝備有發(fā)射體材料，所述放電容器充有除含鈉之外至少還含汞和稀有氣體的充填物，其特征在于在所述放電空間中，按最高達放電空間中所存在的汞重量的10%的量在敞開與放電空間保持交流的情況下，提供各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或多種金屬形式的元素。
2.如權利要求1中所要求的非飽和高壓鈉燈的制造方法，其特征在于在該方法中，至少一個電極裝備有發(fā)射體材料，所述方法包括以下各步驟-以氣密方式把裝有一電極的第一引入元件緊固在放電容器的第一端頭，-把汞和鈉計量注入放電容器之內(nèi)，-將某一稀有氣體充填進已制成的燈的放電容器中，以使其蒸氣壓力符合完成后的燈的要求，-按一定量提供各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或多種金屬，以及-以氣密方式把裝有一電極的第二引入元件緊固在放電容器的第二端頭。
3.如權利要求2中所要求的方法，其特征在于提供各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或多種金屬量的步驟，至少是與以汞膏的形式計量汞的步驟同時配備的。
全文摘要
本發(fā)明涉及配置有一個放電容器的非飽和高壓鈉燈，所述放電容器密封有一個放電空間，所述放電空間具有陶瓷器壁、并在兩端由緊固有電極的引入元件所封閉；同時，該燈至少有一個電極裝備有發(fā)射體材料，所述放電容器充有除含鈉之外至少還含汞和稀有氣體的充填物。根據(jù)本發(fā)明，在所述放電空間中包含各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或多種金屬形式的元素其量最高達計量汞重量的10％。
文檔編號H01J61/82GK1035394SQ89100788
公開日1989年9月6日 申請日期1989年2月10日 優(yōu)先權日1988年2月10日
發(fā)明者瑪琳娜·瑪麗亞·約瑟法·米尤森 申請人:菲利浦光燈制造公司