[其他]高压气体放电灯

说明书

根据本发明描述的设有一个陶瓷灯芯的高压气体放电灯至少包括一个由导电烧结体（７）构成的导电元件。该烧结体（７）的陶瓷颗粒相应地嵌入一个由陶瓷材料和金属联镇网络组成的导电体中。

本发明阐述了一种设有一个半透明管式陶瓷灯芯的高压气体放电灯，灯芯以真空密闭的方式封接在灯内。该灯芯设有一对电极，并充满可电离气体，灯芯两极设有导电元件，各与一相应电极和一相应外导电体相联，至少有一个导电元件由一个导电烧结体构成。该烧结体陶瓷颗粒间含有金属微粒。这种电灯已在美国专利4，155，758中加以说明。

陶瓷灯芯是用于那类通电时灯芯会达到900℃或更高温度的电灯的，如掺加卤素的高压钠放电灯和高压水银放电灯。需要说明，“陶瓷灯芯”在此意指包含诸如半透明气密氧化铝，铝酸镁、氧化钇、钇铝石榴石和刚玉等单晶或多晶材料的灯芯。多晶材料可以掺加一种或多种影响灯芯制造烧结过程的添加剂，如在氧化铝中，可掺加万分之几的氧化镁以及/或氧化钇。

高压放电灯内的电离填充气体的成分和灯管材料的热膨胀系数都严格限制了能够以管、丝、帽盖的形式用于构成这种电灯导电元件的金属种类。在予定以直立式电极对通电的电灯中，导电元件之一，如上导体，与另一导体相比，有时要承受腐蚀性更强的媒介物，因而在这些电灯中，一个导电元件材料的选择要比另一导体的材料的选择受到更为严格的限制。铌是最常用作导电元件的材料，但其价格太贵。

在按上述美国专利说明描述的电灯中，使用了所谓的金属陶瓷作为导电元件。这种金属陶瓷的陶瓷颗粒可由与灯芯一样或类似的材料构成。具有（与上述颗粒）不同的热膨胀系数的金属，按照给定的体积百分比，散布在陶瓷颗粒之间。利用上述美国专利说明描述的导电金属陶瓷，在陶瓷颗粒尺寸较大时，金属的体积百分比则可小一些。然而，为得到导电金属陶瓷，即使利用大的颗粒（400-800μm），金属的体积百分比至少为4.5%。因此，上述美国专利说明指出，为了最充分地利用金属粉，要防止细小的陶瓷颗粒。

根据上述美国专利说明，陶瓷颗粒上均匀地复盖了一层金属粉，在金属陶瓷中，整个金属涂层构成一个独自的连续相位，其形式为三维金属网络，陶瓷颗粒作为不连续相位分布于其间。如果陶瓷颗粒较小，或者在陶瓷颗粒间有细小微粒，同样体积的陶瓷材料则需要较多金属粉，以便使陶瓷颗粒均匀地敷上一层金属粉。

即使用大陶瓷颗粒（400-800μm），上述美国专利说明提出的金属陶瓷的导电率仍然很低。由上述尺寸的大陶瓷颗粒及占总体积4.5%的钨粉构成的金属陶瓷的电阻率为6Ω·cm。用这种金属陶瓷作为导电元件，就会导致很高的功率损耗。另一个缺点是：在导电元件至少有一个方向的尺寸不比陶瓷颗粒尺寸大很多时，不能采用大颗粒。如果导电元件有一个或几个较小尺寸的话，就必须采用小陶瓷颗粒，因而金属体积百分比也要提高。

如果金属热膨胀系数大大偏离陶瓷材料的热膨胀系数，金属体积百分比大则特别不利。因为应力会影响灯芯的真空密闭封接。

本发明的目的就是提供曾在起始段落中描述过的这样一种电灯，这种电灯即使使用较小的陶瓷颗粒和较少量的金属微粒，其烧结体的导电率仍很高，并且具有高强度。

根据本发明，在本文起始段落所描述的这种高压气体放电灯中，上述目的通过以下途径实现，即将导电元件烧结体所含的陶瓷颗粒相应地嵌入一个由陶瓷材料和金属联锁网络构成的导电体中。

在本发明描述的电灯中，通过一个与陶瓷材料网络相互交织的金属线网络，将电流输至电极。这些联锁网络一起构成了烧结体的连续导电相位。因此该相位是不均匀的，与上述美国专利说明描述的烧结体连续相位完全由金属构成形成对比。由于该相位体仅有一部分由金属构成，因而在热性能方面在相当大程度上具有陶瓷材料的特性，而在电性能方面则表现出金属的特性。该导电体中有许多空穴，其中充满陶瓷颗粒。因而烧结体中的金属体积百分比很小，而且大大小于导电体体积。于是，该导电体在热性能方面（导热率和热膨胀系数）大体表现出陶瓷的性能，而在电性能方面，则具有金属特性。