[发明专利]陶瓷电弧管的制造方法无效
申请号: | 00122245.7 | 申请日: | 2000-07-28 |
公开(公告)号: | CN1282716A | 公开(公告)日: | 2001-02-07 |
发明(设计)人: | L·瓦德;C·E·斯科特;J·R·伍德瓦德 | 申请(专利权)人: | 通用电气公司 |
主分类号: | C04B35/64 | 分类号: | C04B35/64;H01J9/26;H01J9/40 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 郑建晖,林长安 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 陶瓷 电弧 制造 方法 | ||
本发明一般涉及到灯,具体涉及到一种放电灯的陶瓷电弧室,例如是陶瓷金属卤化物灯。本发明具体涉及到制造陶瓷电弧室的方法,特别是一种陶瓷电弧室的烧结方法。
放电灯是利用通过两个电极之间的电弧使一种填充物例如是金属卤化物和汞的混合物电离而发光的。电极和填充物被密封在一个半透明或是透明的放电室内,放电室维持受激励的填充材料的压力,并且使发射的光通过放电室。也被称为“配料”的这种填充物响应于电弧的激励而发出指定的光谱能分布。
最初,放电灯中的放电室是用诸如热融石英等玻璃质材料制成的,在加热到软化状态之后将其制成所需腔室的几何形状。然而,热融石英在高工作温度下的反应特性会带来一定的缺点。例如,在温度高于950到1000℃时,卤化填充物和玻璃发生反应而产生硅酸盐和硅卤化物,使填充物的构成退化。温度升高还会造成钠透过石英壁渗出。填充物的这些损耗会造成随着时间而变色,缩短了灯的使用寿命。
后来的陶瓷放电室可以在高温下工作,改善了色度温度,着色性,发光效能,同时显著地减少了与填充材料的反应。例如,美国专利4285732和5725827所公开的半透明多晶烧结体,可见光波长的辐射足以透过这种烧结体,使得它可以用于电弧管(arc tube)的用途。
典型的陶瓷放电室是由陶瓷粉末经挤压或是模压之后烧结到一起的许多部件构成的。例如可参见欧洲专利申请0587238号,用五个陶瓷件构成一个金属卤化物灯的放电室。带有中心孔的两个端部插头是用陶瓷粉末和无机粘结剂的混合物经模压制成的。中心圆筒和两个支脚是通过一个模子挤压陶瓷粉末/粘结剂混合物而制成的。在制成这种部件之后,在空气中用900-1400℃烧结,除去有机操作助剂。组装这种放电室需要把支脚钉在圆筒插头上,并且将端部插头插入中心圆筒的端部。然后将这一构件进行烧结,通过控制各个部件的收缩而实现完整的结合。
在另一种结构中,先制作两、三件灯,其包括管/端帽等等端件和一个中心体。一般来说,为了便于这些部件适当地粘结及配合,需要将这些部件粘贴在一个装配位置(“预先装订”),并且将其在一个钼烧结管内水平地对齐。然而,这种烧结方法有一定的缺点,为了在压紧电弧管体的过程中将端帽适当地引入腔体中以形成适当的密封,需要非常精密的处理。从这一点来看,端帽往往不能完全对准电弧室管的端部。在有些情况下,端帽在烧结过程中可能和管子完全错位。
本发明的陶瓷电弧室烧结方法的一个实施例包括形成一个陶瓷预制电弧管和至少一个陶瓷预制端帽的步骤。预制的电弧管被定位在一个烧结固定设备的凹槽内,使它的纵向轴线大体上垂直。然后将陶瓷预制端帽定位在与陶瓷预制电弧管的开口顶端成配合关系,并且将组合的部件进行烧结,通过控制收缩而形成密封的电弧管。烧结固定设备可以是由耐热的金属板构成的,板上包括许多可以容纳陶瓷预制电弧管的凹槽。凹槽可以包括上部的第一直径部分,用来限制电弧管的主体部分,还包括下部较窄直径的第二部分,它使端帽的支脚部分向下延伸。按照这种方式,可以将第一端帽定位在凹槽中,电弧管主体与其配合,而第二端帽和陶瓷电弧管顶部的开口端配合。
为了提高本发明的烧结方法的产量,可以将许多烧结固定设备组合成层叠的结构。本发明的方法有利地依赖于重力,事实证明可以减少缺陷,特别是减少与端帽错位有关的缺陷。另外,本发明的方法可以缩短制造时间,这主要是因为省略了预先装订的步骤。
图1表示按照本发明一个实施例的包括一个陶瓷放电室的光源;
图2a-2b表示适合使用本发明的方法的一种陶瓷预制件的实施例;
图3,图4,图5,图6和图7表示适合采用本发明的烧结方法的陶瓷预制件的不同实施例;
图8表示本发明的烧结固定设备的侧面立视图;
图9表示本发明的一个加载的烧结托架的顶部平面图;
图10表示图9的烧结固定设备在加载的初期阶段的局部透视图;以及
图11表示和图10类似的一个局部透视图,用来表示继续加载的过程;以及
图12是图8所示的一个加载的放电室的一个分解的截面图。
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