專利名稱：帶有石英玻璃燈容器的電白熾燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一帶有石英玻璃燈容器的電白熾燈，其燈容器帶有一軸線，一發(fā)光體位于所述燈容器的軸線部分，且其周圍用帶有一氧化釤作為紅色摻雜物的石英玻璃包封，該石英玻璃經(jīng)分析含有的氧化物有除了SiO2和微量元素的氧化物以外，還有1～3％重量的Sm2O3和3％重量以內(nèi)的Al2O3，Al/Sm的摩爾比至少約為2。
這樣的一種電燈可從EP-A-0643021中得知。
該已知的燈能作為IR輻射源使用，由該燈所產(chǎn)生的不需要的光的大部分被摻雜了的石英玻璃的紅色消除掉。
釤在氧化釤的穩(wěn)定形式中是三價的，此氧化物基本無色，一氧化釤為深紅色，但它容易被氧化，所以在此并不適用，在生產(chǎn)摻雜一氧化釤的石英玻璃期間金屬硅或SiO被加到配料之中，以在熔體還原SmIII到SmII。一個有吸引力的特征是SiO2因此而造成，沒有其他的成份加到玻璃中。
已知的燈的缺點在于，相當(dāng)多的拉伸玻璃泡存在摻雜的石英玻璃中，其使玻璃呈現(xiàn)了條帶形的外觀，這些玻璃泡幾乎不影響燈的光譜，但它反射輻射，產(chǎn)生了沒有質(zhì)量區(qū)別的視覺效果。
本發(fā)明的目的是提供開頭段落所述的，其摻雜的石英玻璃幾乎沒有或者沒有玻璃泡的電白熾燈。
根據(jù)本發(fā)明，此目的通過下列方式完成石英玻璃摻雜有一氧化釤，也含有TiO2，Sm/Ti的摩爾比位于2-8之間。
TiO2在配料中出自于TiO并在Sm2O3的還原期間形成。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用TiO可大大降低玻璃泡的數(shù)量，或者甚至一起阻止它產(chǎn)生。當(dāng)金屬Ti被加到配料中時，這是與玻璃上升的數(shù)量相比較的。在玻璃中的Sm/Ti比也是比在理論情況下的低，也就是，如果一半數(shù)量的金屬Ti加到配料中的話。
摻雜的石英玻璃與SiO2不同的組分?jǐn)?shù)量應(yīng)受控制的，以防止玻璃的性能改變過多，并且防止玻璃有較低的軟化溫度，或者太脆。
Al2O3加到玻璃中以達到釤在玻璃中足夠的溶解度，并且因此達到均勻的、較深的顏色，為此，Al/Sm比至少約為2，并且另一方面，控制Al2O3的數(shù)量以避免石英玻璃性能的不希望改變。Sm2O3的數(shù)量一方面理應(yīng)以一最小值為界以實現(xiàn)玻璃的足夠紅色，另一方面以一最大值為界以防止在實際應(yīng)用中的不足夠的均勻性。
為了防止石英玻璃性能的不希望的改變，與Sm2O3的數(shù)量有關(guān)的TiO2的最大數(shù)量也是控制到理論上用于還原SmIII到SmII的數(shù)量的必需程度。另一方面，TiO2的最低數(shù)量由摻雜的石英玻璃的所需顏色確定。通常，Sm/Ti比選擇位于3到6之間，優(yōu)選在約為4和約為5之間。
可以作為夾雜物加入的微量元素可以是鈉和鉀，其中每一種為幾ppm重量；和鐵，低于幾十ppm重量。
根據(jù)本發(fā)明的燈可以用于加熱目的，例如為房間取暖，準(zhǔn)備食物，例如烹調(diào)，或者作為一加熱源用于工業(yè)處理，例如干燥墨水或涂痕。紅色石英玻璃的目的是防止由燈產(chǎn)生的光以不希望的強度輻射。
不管它的顏色，摻雜的石英玻璃作成的管能被處理加工，例如用于提供真空密封。然而為此必需使用一個比用于無色石英玻璃的相應(yīng)管更強的熱源，因為紅色石英玻璃輻射更多的熱。這些在技術(shù)上可以很快地通過幾個試驗確定熱源的布置，例如某一管所需的燃燒器和相應(yīng)的加工，例如彎曲、膨脹、加壓和膨脹、拔拉等等。可以替換地，由這種石英玻璃制成的管可以例如在兩端融合在非摻雜的石英玻璃上，且形成的管可以加工成一燈容器，以使摻雜的石英玻璃在軸向段形成燈容器，而只有軸向段在側(cè)面包圍發(fā)光體。
摻雜的石英玻璃可以圍繞著燈容器以管形存在或者可以向那里連接，例如可拆卸或通過彈性部件可替換地，例如可以封裝在與燈容器相連的兩個燈帽之間，并且相對放置。當(dāng)在每個燈帽處提供一帶有端部的金屬支撐物，其端部封裝在管的端部處以使管安全固定是有利的。
帶有紅色摻雜物的石英玻璃帶有橙紅到深紅的顏色，并且能夠從配料中在某一溫度，例如約2,000℃處，例如在真空中或比如在還原氣氛，例如He/H2，例如He/H27/3(容積)的情況下迅速生產(chǎn)制造，并能以普通技術(shù)得到一管形。
SmII的存在通過摻雜的石英玻璃顏色和其傳輸光譜顯示。然而除了任何SmIII很難確定玻璃中的SmII成分，如果存在，也很難分析，這是因為組成物的氧化傾向。
根據(jù)本發(fā)明的電白熾燈的一實施例如附圖所示，其中，


圖1示出了一燈的剖分部面的側(cè)視圖，圖2示出了圖1中的摻雜的石英玻璃的傳輸光譜。
圖1中，電白熾燈帶有一含軸2的石英玻璃燈容器1，一發(fā)光體3布置在此燈容器的軸向段。該燈容器充滿了含有溴化氫的惰性氣體。發(fā)光體周圍用帶有一氧化釤作為紅色摻雜的石英玻璃4包封。當(dāng)分析氧化物組成時，會發(fā)現(xiàn)此石英玻璃除了SiO2和微量元素的氧化物之外還含有1～3％重量的Sm2O3和至多到3％重量的Al2O3。Al/Sm的摩爾比至少約為2。
摻雜了一氧化釤的石英玻璃4還含有TiO2。Sm/Ti的摩爾比在2-8的范圍內(nèi)，尤其位于3-6的范圍內(nèi)。
圖1中由石英玻璃4制成的管摻雜了一氧化釤并帶有包封燈容器1的端部4′。該燈容器帶有兩個相應(yīng)的燈帽5，在每一燈帽處配有一金屬支撐物6，其帶有一端部6′用以封裝相應(yīng)管的端部4′，以使此管安全固定。觸針7由燈帽5伸出。
為了生產(chǎn)石英玻璃管，混合290克SiO2、4.1克Al2O3，和7.0克Sm2O3并在約1,300℃溫度的空氣中燃燒以脫掉水分。混合物被顆?；⒒旌?.67克TiO。所得到的配料在真空中約2,100℃并且70％He和30％H2的環(huán)境中熔化。熔化的材料被制成管狀。
所得到的摻雜的玻璃以氧化物的形成含有如下組成約290克SiO2，約4.1克Al2O3(1.3％重量)，約7.0克Sm2O3(2.3％重量)和約0.83克TiO2。Al/Sm摩爾比為2并且Sm/Ti摩爾比為4。
對1mm玻璃厚度進行測量，該玻璃帶有圖2所示的傳輸光譜，從中可明顯看出，低于約525nm時該玻璃幾乎不透光。
權(quán)利要求
1.帶有含軸(2)的石英玻璃燈容器(1)的一種電白熾燈，一發(fā)光體(3)位于所述燈容器的軸向段上并且周圍由帶有一氧化釤作為紅色摻雜物的石英玻璃(4)包封，石英玻璃經(jīng)分析以氧化物形成含有除了SiO2和微量元素的氧化物以外，還有1-3％重量的Sm2O3和不到3％重量的Al2O3，Al/Sm的摩爾比至少約為2，其特征在于，摻雜一氧化釤的石英玻璃(4)還含有TiO2，Sm/Ti的摩爾比位于2-8范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電白熾燈，其特征在于，摻雜一氧化釤的石英玻璃(4)的Sm/Ti的摩爾比位于3-6的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種電白熾燈，其特征在于，由摻雜一氧化釤的石英玻璃(4)構(gòu)成石英玻璃燈容器(1)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種電白熾燈，其特征在于，由摻雜一氧化釤的石英玻璃(4)形成一管并且其帶有兩端(4′)包圍燈容器(1)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種電白熾燈，其特征在于，該燈容器(1)帶有相應(yīng)對立的燈帽(5)，每一燈帽配有一金屬支撐物(6)，其帶有包封該管的一端部(4′)的一端部(6′)，以使所述燈管安全固定。
全文摘要
帶有一石英玻璃燈容器(1)或圍繞燈容器的封皮(4′)的電白熾燈在發(fā)光體(3)的側(cè)面區(qū)域帶有紅色摻雜物。帶有紅色摻雜物的石英玻璃含有一氧化釤，氧化鋁、二氧化鈦和二氧化硅。分析玻璃的組成，以氧化物形式的含有1-3％重量的Sm
文檔編號H01K1/32GK1166166SQ96191236
公開日1997年11月26日 申請日期1996年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者R·J·帕特, J·J·添馬曼斯 申請人:菲利浦電子有限公司