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，該燈帶有一個(gè)放電容器，里面圍成放電空間，容器有一個(gè)陶瓷壁，在一端用一個(gè)凸出的陶瓷塞封住，陶瓷塞留有間隙地包圍一條至放電容器中電極的電流通道，塞與上述電流通道之間在背離放電空間的一端，通過熔化陶瓷(melting-ceramic)連接件以密封的方式連接。
首段里所提及的這種燈，以高壓鈉燈的形式公知于GB 2 083 692/US4 910 433中里，在EP 0 587 238是則以金屬檢鹵燈的形式公知。
在本說明書和權(quán)利要求書中，陶瓷壁和陶瓷塞由下列材料之一制成單晶金屬氧化物(例如藍(lán)寶石)，致密燒結(jié)多晶金屬氧化物(例如A12O3，YAG)，和多晶致密燒結(jié)金屬氮化物(例如，AIN)。
這種選定結(jié)構(gòu)非常適合那種功率相對(duì)較低，相應(yīng)地尺寸相對(duì)較小，特別是具有一個(gè)相對(duì)較小的電極間隔的燈。為了防止燈工作期間，熔化陶瓷連接件的區(qū)域處溫度過高，放電容器的封口做成一個(gè)凸出的塞，并且是在塞的背離放電空間的那一端附近實(shí)現(xiàn)熔化陶瓷連接。
凸出塞和電流通道之間的熔化陶瓷連接是在爐中經(jīng)過焙燒過程實(shí)現(xiàn)的。為此目的，凸出塞與電流通道和大量的熔化陶瓷一起被加熱，這樣陶瓷材料就熔化并流進(jìn)凸出塞和電流通道之間的間隙里。然后組件再冷卻到室溫，這樣凸出塞和電流通道之間的連接就實(shí)現(xiàn)了。這就是所謂的焊接過程。
熔化陶瓷流進(jìn)空隙里的距離決定了這種密封熔化陶瓷連接件所延伸的長(zhǎng)度。而熔化陶瓷連接件的長(zhǎng)度對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量燈至關(guān)重要。如果長(zhǎng)度小于1mm，這樣就會(huì)產(chǎn)生一種相對(duì)較弱的機(jī)械連接面，這很可能會(huì)導(dǎo)致過早的燈故障。
如果長(zhǎng)度相對(duì)過長(zhǎng)，那么在燈工作時(shí)，面向放電空間的熔化陶瓷連接件處的表面區(qū)域?qū)?huì)達(dá)到一個(gè)比所希望的高得多的溫度。它的結(jié)果是會(huì)流入一些放電容器的成分而使熔化陶瓷連接件受到浸蝕，由此會(huì)使燈的光度特性發(fā)生變化(如，所放出射線的顏色，發(fā)光效率)，這些也會(huì)導(dǎo)致燈壽命的過早結(jié)束。
工業(yè)尺度上的燈的制造涉及批量生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)燈的生產(chǎn)存在這樣一個(gè)問題，即熔化陶瓷連接件的延伸長(zhǎng)度分布較寬，這已知導(dǎo)致了在制造時(shí)的高百分比的次品率。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法以改進(jìn)對(duì)熔化陶瓷連接件長(zhǎng)度的控制。因此，為了成為根據(jù)本發(fā)明的燈，在首段提到的那種燈的特點(diǎn)在于至少凸出陶瓷塞的在靠近背離放電空間的那一端的端部分是不透光的。
已發(fā)現(xiàn)在焊接過程中，對(duì)于熔化陶瓷的流動(dòng)距離能夠?qū)崿F(xiàn)高的復(fù)制率，因而也能實(shí)現(xiàn)所獲得的密封陶瓷連接件長(zhǎng)度的高的復(fù)制率。根據(jù)本發(fā)明，這要?dú)w因于那不透光的凸出塞端部分對(duì)紅外吸收的增加。這將導(dǎo)致在凸出塞和流動(dòng)陶瓷材料的焊接過程中加熱更均勻，而這通過對(duì)焊接過程的時(shí)間控制，又導(dǎo)致對(duì)熔化陶瓷連接件長(zhǎng)度有一個(gè)更好的控制。
本發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于在零件制造過程中，用一個(gè)預(yù)處理形式的相對(duì)簡(jiǎn)單的方法就可滿足要求，而已有的燈制造工藝，特別是焊接過程，可以不做改變地保留。
不透光的端部分至少伸展1mm，優(yōu)選至少能伸展3mm。這樣做有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是在焊接過程中，在待實(shí)現(xiàn)的熔化陶瓷連接件的全部長(zhǎng)度甚至可以進(jìn)行加熱。
對(duì)于凸出陶瓷塞的簡(jiǎn)單生產(chǎn)過程來說有利的是，在凸出陶瓷塞的全部長(zhǎng)度上是不透光的。由此引起的焊接過程中大量增加的熱量吸收可以導(dǎo)致焊接過程持續(xù)時(shí)間的減少。這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)，特別是在批量生產(chǎn)中。
凸出的陶瓷塞可以因?yàn)橥饧拥囊粚油繉樱玢f、鎢或碳層而不透光。涂層可以通過下列方法實(shí)現(xiàn)汽相淀積，化學(xué)汽相淀積，刷(例如，用鎢棒)，或者浸在事先經(jīng)過焙燒，但還沒有燒結(jié)的模制件的溶液(例如，鉬酸鹽)里，該模制件經(jīng)燒結(jié)后就形成了凸出塞。另一種可能性是用一種粘性溶液(例如，鉬酸鹽)投配模制零件，這種方法也叫做刷涂料。
另一個(gè)得到不透光凸出塞的可能辦法是用不透明陶瓷材料來制造凸出塞，例如，在制造過程中用光學(xué)中心，例如鐵、鉻、鎳，浸透陶瓷材料。
以上和本發(fā)明的其他方面將參考根據(jù)本發(fā)明的燈的實(shí)施例的附圖更為詳盡地解釋。其中

圖1根據(jù)本發(fā)明的燈的簡(jiǎn)圖。
圖2圖1中燈的放電容器的詳細(xì)圖。
圖1展示了一種高壓放電燈，該燈帶有一個(gè)放電容器3，容器的陶瓷壁圍成一個(gè)放電空間11。在可行的實(shí)施方案中，放電容器內(nèi)有一些填充物，其中除了汞和一種稀有氣體外，至少還有一種金屬鹵化物。放電容器兩端通過凸出的陶瓷塞34、35封住，凸出塞留有空隙地包圍一條至放電容器中電極4，5的電流通道(圖240，41，50，51)，凸出塞在靠近背離放電容器的一端以密封的形式，通過熔化陶瓷連接體(圖210)與所述電流通道連接在一起。放電容器被外面的燈泡1包圍著，燈泡在其一端帶有燈帽2。燈處于工作狀態(tài)時(shí)，在電極4，5之間進(jìn)行放電。電極4通過導(dǎo)電體8與構(gòu)成為燈帽2的一部分的第一電接觸件相連。電極5通過導(dǎo)電體9與構(gòu)成燈帽2的一部分的第二電接觸件相連。圖2中更為詳細(xì)地展示了放電容器(比例不真實(shí))，容器有一個(gè)陶瓷壁，由一個(gè)具有內(nèi)徑ID的圓柱形部分構(gòu)成，在其每端由端壁部分32a和32b界定，每個(gè)端壁部分32a、32b確定了放電空間的端平面33a、33b。每個(gè)端壁有一個(gè)開口，在開口處凸出陶瓷塞34、35以密封的方式，通過一個(gè)燒結(jié)連接面S被固定在端壁32a、32b上。凸出陶瓷塞34、35每個(gè)留有空隙地包圍一個(gè)至相應(yīng)電極4、5的電流通道40、41、50、51，電極4、5分別帶有尖端4b、5b。電流通道在背離放電空間的一邊以密封的方式通過一個(gè)熔化陶瓷連接件10接到凸出陶瓷塞34、35上。凸出陶瓷塞在其背離放電空間的那端帶有涂層64、65，這樣就使凸出陶瓷塞不透光。每個(gè)凸出陶瓷塞不透光端部分的長(zhǎng)度為3mm，電極尖端4b、5b間的距離為EA，每個(gè)電流通道包含一個(gè)例如以鉬-Al2O3合金陶瓷的形式的抗鹵化物部分41、51，還包括通過熔化陶瓷連接件10以密封方式固定在相應(yīng)端塞34、35上的部分40、50。熔化陶瓷連接件10，在Mo合金陶瓷上延伸了一定的距離，例如大約1mm。部分41，51以不同于鉬-Al2O3合金陶瓷的方式構(gòu)成是可能的。已知的其他可能的結(jié)構(gòu)，例如有EP-0587238。在這些結(jié)構(gòu)中一個(gè)繞在抗鹵化物引線周圍的抗鹵化物線圈是特別適合的。鉬用來做抗鹵化物材料非常合適。部分40、50由一種金屬構(gòu)成，該金屬與端塞的膨脹系數(shù)非常相近。例如，據(jù)發(fā)現(xiàn)鈮是一種非常適合的材料。部分40、50與導(dǎo)電體8、9相連，其連接方式不作詳細(xì)說明。上述通道的結(jié)構(gòu)使在所要求的任何燃亮位置操作燈成為可能。
每個(gè)電極4、5包括一個(gè)電極棒4a、5a，它在靠近尖端4b、5b的地方有一個(gè)線圈4c、5c。上述實(shí)施方案中的電極尖端基本上位于由端壁部分形成的端平面33a、33b上。
凸出陶瓷塞凹入端壁32a、32b一定的距離a，并以密封的方式通過燒結(jié)連接面S固定。在另一種根據(jù)本發(fā)明的燈的實(shí)施方案中，凸出陶瓷塞34、35沒有相對(duì)于端壁32a、32b凹入。在那種情況下，電極尖端位于端壁所限定的端平面之間。
圖中所示根據(jù)本發(fā)明燈的可行實(shí)施方案中，燈的額定功率為70W。放電容器的填充物是4.4mg汞和8mg具有質(zhì)量比為65∶10∶25的NaJ、TIJ和(Dy＋Ho＋Tm)J3。另外，該燈含有氬作為點(diǎn)火燃?xì)?。該燈的設(shè)計(jì)指標(biāo)為，色點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y；437，404)的顏色溫度為3000K，總的演色性指數(shù)Ra超過80。放電容器由多晶氧化鋁制成，內(nèi)徑ID為6.85mm，電極尖端間距EA為7mm。凸出塞在背離放電空間的一端有3mm的長(zhǎng)度由于涂有鎢層而不透光。涂層是用鎢刷在模制件上刷成的，之后模制件通過燒結(jié)完成密封。凸出塞在距端壁部分限定的端平面1mm的距離a處被燒結(jié)入端壁部分。端壁部分高3mm，這樣燒結(jié)連接面的延伸長(zhǎng)度為2mm，這種燒結(jié)連接面的長(zhǎng)度在實(shí)際中足以在端壁部分和凸出塞之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)密封而且充分堅(jiān)固的固定，在大規(guī)模批量生產(chǎn)的情況下也是這樣。電極尖端位于端平面上，每個(gè)電極包括一個(gè)鎢棒，其尖端帶有一個(gè)鎢線圈。
接著，密封熔化陶瓷連接件在每個(gè)凸出陶瓷塞和相應(yīng)的電流導(dǎo)體之間以已知方式形成。
熔化陶瓷連接件在從陶瓷塞的背離放電空間的一端起延伸達(dá)3-3.5mm。
作為比較，給出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的燈的數(shù)據(jù)。這里在凸出塞和電流通道間的熔化陶瓷連接件伸展長(zhǎng)度從3到7.5mm不等，在一些情況下，該長(zhǎng)度不能明確地確定，因?yàn)檠刂娏魍ǖ赖闹苓吶刍沾傻牧鲃?dòng)距離不同。
在圖示燈的另一個(gè)可行實(shí)施例中，涂層用鉬來實(shí)現(xiàn)。為此目的，將事先模制的凸出塞一端浸入N2MoO4和甘油的水溶液中。干燥后，塞被燒結(jié)密封，同時(shí)燒結(jié)在端壁部分上。凸出陶瓷塞與相應(yīng)的電流通道之間的密封熔化陶瓷連接件的實(shí)現(xiàn)方法與在陶瓷塞上帶有鎢涂層的燈相同，從而導(dǎo)致了一個(gè)可比較的端結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，該燈帶有一個(gè)放電容器，圍成放電空間，容器有一個(gè)陶瓷壁，在一個(gè)端用一個(gè)凸出的陶瓷塞封住，所說陶瓷塞帶有間隙地包圍一條通往放電容器中電極的電流通道，該陶瓷塞與所述電流通道在背離放電空間的一端以密封的方式通過熔化陶瓷連接件相連，其特征在于至少鄰近凸出陶瓷塞的背離放電空間的那一端的端部分是不透光的。
2.權(quán)利要求1的燈，其特征在于凸出陶瓷塞從背離放電空間的一端量起，至少有1mm的范圍是不透光的。
3.權(quán)利要求1或2中的燈，其特征在于凸出陶瓷塞從背離放電空間的一端量起，至少有3mm的范圍是不透光的。
4.權(quán)利要求1、2或3中的燈，其特征在于凸出陶瓷塞在其整個(gè)長(zhǎng)度上都是不透光的。
5.權(quán)利要求1，2，3，4中的燈，其特征在于凸出的陶瓷塞帶有一個(gè)外面的涂層。
6.權(quán)利要求1，2，3或4中的燈，其特征在于凸出陶瓷塞由一種不透光的陶瓷材料制成。
7.權(quán)利要求6的燈，其特征在于凸出的陶瓷塞用一種浸透有光學(xué)中心的陶瓷材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈，該燈帶有一個(gè)放電容器(3)，圍成放電空間(11)，在一端用一個(gè)凸出的陶瓷塞(34，35)封住，陶瓷塞留有間隙地圍成一條通往放電容器中電極的電流通道，塞和上述電流通道在背離放電空間的一端通過熔化陶瓷連接件(10)，以密封的方式連接。根據(jù)本發(fā)明，至少在靠近的背離放電空間的那一端的端部分是不透光的。
文檔編號(hào)H01J61/12GK1150862SQ96190365
公開日1997年5月28日 申請(qǐng)日期1996年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月9日
發(fā)明者A·H·M·基斯, M·J·M·凱塞爾, F·H·范利爾諾普 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司