無汞陶瓷金鹵燈、發(fā)光藥丸及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于照明光電技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸和 其制備方法以及一種無汞陶瓷金鹵燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上的陶瓷金鹵燈絕大多數(shù)都含有稀有氣體，金屬鹵化物和汞。在金鹵燈 正常工作時(shí)，金鹵物是發(fā)光的主要材料，汞與稀有氣體在金鹵燈所發(fā)射的可見光光譜中， 所占的比例較低。汞作為緩沖氣體可以維持金鹵燈在較高的管壓下工作，這將提高了金鹵 燈的壽命和光效。但是汞是一種有害物質(zhì)，常溫下其蒸汽壓較高，吸入人體后將長(zhǎng)期積存在 人體器管中，影響人體的各種功能的正常運(yùn)行，嚴(yán)重危害人體健康。近年來，全球制定了一 系列限制或者禁止利用含汞產(chǎn)品的法律法規(guī)。因此，無汞金鹵燈的研制也越來越得到研究 者的重視。
[0003] 十多年前，人們已開始無汞金鹵燈的研究工作。最初，有人提出以氙氣代替汞，但 是這使電弧管的管壓較低，電流過大，從而在實(shí)際應(yīng)用帶來很大的不便；并且這種類型的金 鹵燈光效較低，沒有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
[0004] 也有人提出，以金屬鋅代替汞，但是鋅的熔點(diǎn)是420°C，而沸點(diǎn)是907°C。在金鹵燈 實(shí)際工作時(shí)，啟動(dòng)瞬時(shí)溫度過高，高于1000度，對(duì)電弧管的壽命帶來很大危害，因此也不具 有實(shí)用價(jià)值。
[0005] 在目前無汞金鹵燈中，所用到的金鹵丸(在金鹵燈制備時(shí)，金鹵物以丸球的形式加 入）通常包括主要參與發(fā)光的金鹵物，該金鹵物含有碘化鈉，因?yàn)榈饣c能實(shí)現(xiàn)高光效，因 此其作為常用的物質(zhì)，且用量較高。但是鈉原子的電離能較低，這會(huì)降低金鹵燈的管壓，從 而導(dǎo)致鎮(zhèn)流器的能耗過高，最終使無汞金鹵燈的工作性能效果明顯低于含汞金鹵燈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種不含鈉離子的無汞陶瓷金 鹵燈發(fā)光藥丸和其制備方法以及無汞陶瓷金鹵燈，旨在解決現(xiàn)有含有鈉離子的陶瓷金鹵燈 發(fā)光藥丸導(dǎo)致的無汞陶瓷金鹵燈中鎮(zhèn)流器能耗過高，無汞陶瓷金鹵燈工作性能低的技術(shù)問 題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸，含有第一類金鹵物和第二類金鹵物，所述第一類 金鹵物與第二類金鹵物的重量比為（24~50) : (5~20);其中，所述第一類金鹵物由50~ 80wt%的碘化銩、5~10wt%的碘化鐠和余量為碘化鉈構(gòu)成，所述第二類金鹵物為碘化鋅。
[0009] 以及，一種如上述的無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 將所述第一類金鹵物和第二類金鹵物進(jìn)行混合后，在無氧的氣氛中加熱至熔融， 獲得烙融液；
[0011] 將所述熔融液噴出至高純度惰性氣體保護(hù)的氣氛中，并使噴出后自然形成液珠在 所述高純度惰性氣體保護(hù)的氣氛中冷卻、凝固成球；
[0012] 采用吸附的方式將凝固成的球的表面殘留的微量雜氣除去后進(jìn)行篩分，得到所述 發(fā)光藥丸。
[0013] 以及，一種無汞陶瓷金鹵燈，其包括陶瓷電弧管和填充在所述陶瓷電弧管的電弧 腔體內(nèi)的發(fā)光藥丸和稀有氣體，所述發(fā)光藥丸為上述的發(fā)光藥丸，或者按照上述的無汞陶 瓷金鹵燈發(fā)光藥丸的制備方法制備的發(fā)光藥丸。
[0014] 上述無汞陶瓷金齒燈發(fā)光藥丸采用碘化銩、碘化鐠、碘化鉈協(xié)同作用替代現(xiàn)有碘 化鈉，使得含有該發(fā)光藥丸的無汞陶瓷金鹵燈在工作過程中管壓高，鎮(zhèn)流器的能耗低，并賦 予無汞陶瓷金鹵燈高光效，良好的顯色指數(shù)和色溫，長(zhǎng)的使用壽命。另外，該無汞陶瓷金鹵 燈發(fā)光藥丸不含有汞金屬，在其制備和使用中環(huán)保安全。
[0015] 上述無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸制備方法采用熔融法將無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸 金鹵物組分熔融后噴射自然成球，使得制備的該無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸粒徑和粒重均 勻，性能穩(wěn)定，而且良品率和生產(chǎn)效率高。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例無汞陶瓷金鹵燈中發(fā)光藥丸制備方法工藝是流程示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例無汞陶瓷金鹵燈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例無汞陶瓷金鹵燈電極結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種不含鈉離子的無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸(下文簡(jiǎn)稱發(fā)光 藥丸)。該發(fā)光藥丸含有第一類金鹵物和第二類金鹵物；所述第一類金鹵物與第二類金鹵物 的重量比為（24~50) : (5~20)的；其中，所述第一類金鹵物由50~80wt%的碘化銩、5~ 10wt%的碘化鐠和余量為碘化鉈構(gòu)成，所述第二類金鹵物為碘化鋅。這樣，含有該成分的發(fā) 光藥丸采用碘化銩、碘化鐠、碘化鉈協(xié)同作用替代現(xiàn)有碘化鈉，使得下文如圖2所示的無汞 陶瓷金鹵燈在工作過程中能提高管壓，降低鎮(zhèn)流器的能耗，并賦予無汞陶瓷金鹵燈高光效， 良好的顯色指數(shù)和色溫，長(zhǎng)的使用壽命。具體地，在無汞陶瓷金鹵燈在工作過程中，發(fā)光藥 丸中的碘化銩電離能最高，能顯著提高管壓，與此同時(shí)，碘化銩的發(fā)射光譜與明視覺曲線的 波峰有很好的匹配，這將很好的提高無汞陶瓷金鹵燈的光效。碘化鐠能提高無汞陶瓷金鹵 燈的顯色指數(shù)，第二類金鹵物碘化鋅替代傳統(tǒng)汞金屬。因此，當(dāng)該碘化銩、碘化鐠與碘化鉈、 碘化鋅等組分協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)增效效應(yīng)，顯著提高陶瓷電弧管的管壓，從而顯著的降低鎮(zhèn)流 器的能耗，提高無汞陶瓷金鹵燈的光效，改善顯色指數(shù)和色溫，從而有效克服現(xiàn)有含有碘化 鈉無汞金鹵燈存在的電弧管管壓低、致鎮(zhèn)流器的能耗過高、無汞金鹵燈的工作性能效果明 顯低于含汞金鹵燈的技術(shù)問題。另外，該無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸不含有汞金屬，在其制備 和使用中環(huán)保安全。
[0021] 為了使得上述發(fā)光藥丸的作用更好的發(fā)揮，在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)光藥丸的直徑為 0. 5mm~0. 8mm;在另一優(yōu)選實(shí)施例中，該發(fā)光藥丸的粒重為0. 5mg~1.lmg;在進(jìn)一步優(yōu)選 實(shí)施例中，該發(fā)光藥丸的粒重為0. 5mg~1.lmg，直徑為0. 5mm~0. 8mm。該優(yōu)選的金齒丸 具備均勻的形狀與重量，不但保證了組分的均勻性，而且有利于金鹵燈制備過程中，順利加 入。因?yàn)樵谔砑舆^程中，每個(gè)電弧管是按照金鹵丸的數(shù)目加入的。
[0022] 相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備上述實(shí)施例中無汞陶瓷金鹵燈發(fā)光藥丸 的制備方法，該方法工藝如圖1所示。該方法包括如下步驟：
[0023] S01.制備第一類金鹵物與第二類金鹵物的混合物熔融液：將上述無汞陶瓷金鹵 燈發(fā)光藥丸實(shí)施例中的第一類金鹵物和第二類金鹵物進(jìn)行混合后，在無氧的氣氛中加熱至 烙融，獲得烙融液；
[0024]S02.將混合物熔融液噴出冷卻、凝固成球：將步驟S01制備的熔融液噴出至高純 度惰性氣體保護(hù)的氣氛中，并使噴出后自然形成液珠在所述高純度惰性氣體保護(hù)的氣氛中 冷卻、凝固成球；
[0025] S03.對(duì)凝固成的球除雜、篩分處理：采用吸附的方式將步驟S02中凝固形成的球 的表面殘留的微量雜氣除去后進(jìn)行篩分，得到所述發(fā)光藥丸。
[0026] 其中，上述步驟S01中將第一類金鹵物和第二類金鹵物進(jìn)行混合處理可以按照常 規(guī)的方式混合，沒有特別要求。在對(duì)兩者形成的混合物進(jìn)行加熱熔融的過程中，無氧氣氛可 以是充滿惰性的氣氛環(huán)境，也可以是真空的氣氛環(huán)境，具體的可以根據(jù)生產(chǎn)條件選取。加熱 熔融的溫度優(yōu)選為700~750°C，更優(yōu)選的緩慢加熱至混合物熔融，該溫度范圍在實(shí)現(xiàn)混合 物熔融的同時(shí)，保證了混合物中的組分不發(fā)生分解等副反應(yīng)。
[0027] 在加熱熔融之前，優(yōu)選在無氧的氣氛中于100~150°C下預(yù)處理，處理時(shí)間優(yōu)選但 不僅僅為50分鐘。
[0028] 上述步驟S02中的高純度惰性氣體保護(hù)的氣氛優(yōu)選為高純度的氬氣或者氮?dú)?，?優(yōu)選為氬氣。當(dāng)熔融混合液從噴嘴噴出后，會(huì)自然形成液珠，當(dāng)液珠在該高純度惰性氣體保 護(hù)的氣氛中以一定速率飛行時(shí)會(huì)迅速降溫冷卻，凝固成小球。
[0029] 為了使得液珠在落地之前具有足夠的冷卻時(shí)間，且形成的球的外形、密度、粒徑等 更加優(yōu)異，在優(yōu)選實(shí)施例中，該混合液從噴嘴噴出時(shí)的速率為20~50cm/S，或者噴出的高 度為50~80cm。
[0030] 熔融混合液噴出設(shè)備可以采用具有噴嘴的石英容器。應(yīng)當(dāng)理解的是，從步驟SOI 的加熱至S02中熔融液被噴出后的冷卻都是在真空或惰性氣體的環(huán)境中進(jìn)行的。為了使得 制備凝固成的小球中各組分分布均勻，熔融液在噴出之前優(yōu)選保持?jǐn)嚢杼幚怼?br>[0031] 上述步驟S03中，除去小球表面的殘留的雜氣的方式為吸附式，具體的是將形成 的小球置于分子泵高真空系統(tǒng)下，進(jìn)一步除去吸附在球表面上的微量雜氣。該微量雜氣為 殘留小球表面的惰性氣體。
[0032] 該步驟中的篩分是為了除去不規(guī)則或不符合要求的發(fā)光藥丸3。作為優(yōu)選實(shí)施例， 該篩分的方式可以是在H20與02含量低于lppm的環(huán)境中進(jìn)行篩分，具體的如在H20與02含 量低于lppm的手套箱內(nèi)進(jìn)行篩分。經(jīng)篩分后獲得上述實(shí)施例要求的發(fā)光藥丸3。如優(yōu)選 的，篩分后的發(fā)光藥丸3的直徑為0? 5mm~0? 8mm，或粒重為0? 5mg~1.lmg?；蜻M(jìn)一步的 直徑為〇? 5謹(jǐn)~0? 8謹(jǐn)，并且粒重為0? 5mg~1.l