[发明专利]一种发光药丸及无汞石英金属卤化物灯

说明书

技术领域

本发明属于电光源领域，具体地说，涉及一种发光药丸及封入该发光药丸的无汞石英金属卤化物灯。

背景技术

目前市场上的石英金属卤化物灯即石英金卤灯，绝大多数都含有稀有气体、金属卤化物(以下简称“金卤物”)和汞。稀有气体一般为氩气或者氙气，其作用是保证金卤灯能在较低电压下启动，所形成的电弧将加热电弧管管壁的温度到800℃以上，这将促使凝结在管壁上的汞与金卤物的迅速蒸发，从而使金卤灯进入到稳定的高压气体放电阶段。

金卤灯制备过程中，金卤物是以球丸形式添加入灯体中，因此常称为发光药丸(即金卤丸)。金卤丸是决定金卤灯光学性能的重要因素之一。金卤丸成分一般为一种或几种金属碘化物或溴化物的混合物，其中钪-钠系列发光金卤丸是一种常用的日光色发光金卤丸。在石英金卤灯中，钪-钠系列发光金卤丸在灯的寿命后期，灯的光色变化很大，其显色指数较低，影响使用效果。此外，电弧管会发生腐蚀，从而影响到金卤灯的寿命。

在金卤灯正常工作时，金卤物是发光的主要材料，汞与稀有气体在金卤灯所发射的可见光光谱中，所占的比例较低。汞作为缓冲气体可以维持金卤灯在较高的管压下工作，同时汞的存在提高了电极间电压(工作电压)，在功率维持不变的情况下，减小了电流，从而能有效减少电极飞溅，这将提高金卤灯的寿命和光效。但是汞是一种有害物质，常温下其蒸汽压较高，吸入人体后将长期积存在人体器管中，影响人体的各种功能的正常运行，严重危害人体健康，同时在制造含汞金卤灯时，由于有必须注入汞的工艺步骤，所以制造成本也有所增加。近年来，全球制定了一系列限制或者禁止利用含汞产品的法律法规。因此，无汞金卤灯的研制也越来越得到研究者的重视。

与含汞金属卤化物灯相比，现有的无汞金属卤化物灯表现出低的工作电压和光效。在无汞金卤灯中，仅仅通过提高稀有气体的压力，也可以使金卤灯进入工作状态。但这样的金卤灯管压较低，要想维持一定的功率，必然要在较高的电流下工作，这将加速电极的热损耗，电极飞溅，电弧管发黑，从而降低了金卤灯的寿命。另外，由于氙气的电离能很高，约为12ev，为了使金卤灯进行高压气体放电，必然需要很高的启动电压，这也增加了金卤灯的生产成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的提供一种发光药丸以及具有该发光药丸的无汞石英金属卤化物灯，其在电弧管内封入该发光药丸且不封入汞的情况下，具有发光效率高的特性。

本发明中所述的无汞石英金属卤化物灯的发光药丸，主要是由发光金卤物和缓冲金卤物络合形成，该发光金卤物由钪的溴化物或碘化物、钠的溴化物或碘化物、以及钙的溴化物或碘化物组成，该缓冲金卤物由锌的溴化物或碘化物和铥的溴化物或碘化物组成。

优选地，所述发光药丸由碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥络合而成。

优选地，所述钪的溴化物或碘化物、钠的溴化物或碘化物、钙的溴化物或碘化物、锌的溴化物或碘化物和铥的溴化物或碘化物的质量比为0.6～2.2：4～12：2～5：5～10：1～2。

优选地，所述发光药丸的直径为0.5～0.8mm。

优选地，所述发光药丸的组分及含量选自下列配比中的一种：

(1)碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥的质量比为1.64：8.4：3：5：1；

(2)碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥的质量比为1.64：8.4：3：8：1.5；

(3)碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥的质量比为1.64：8.4：3：10：2；

(4)碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥的质量比为0.6：4：2：8：1.5；

(5)碘化钪、碘化钠、碘化钙、碘化锌和碘化铥的质量比为2.2：12：5：8：1.5；

(6)溴化钪、溴化钠、溴化钙、溴化锌和溴化铥的质量比为1.64：8.4：3：8：1.5。

同时本发明提供了一种无汞石英金属卤化物灯，包含电弧管以及封于该电弧管内的发光药丸，该发光药丸为上述任一项所述的发光药丸。

优选地，所述无汞石英金属卤化物灯封入氙气，封入压力为500～900kPa。

优选地，所述无汞石英金属卤化物灯的额定功率设定为20～60w，电弧管的内部体积为0.02～0.1cm³。