[发明专利]高温金属封接大功率脉冲氙灯及其制备方法有效
申请号: | 201410307078.8 | 申请日: | 2014-06-30 |
公开(公告)号: | CN104051224A | 公开(公告)日: | 2014-09-17 |
发明(设计)人: | 郭向朝;李海兵;蒋宝财;毛伊荣;崔新强;陈佳 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
主分类号: | H01J61/36 | 分类号: | H01J61/36;H01J9/00;H01J9/26 |
代理公司: | 上海新天专利代理有限公司 31213 | 代理人: | 张泽纯 |
地址: | 201800 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 高温 金属 大功率 脉冲 氙灯 及其 制备 方法 | ||
1.一种高温金属封接大功率脉冲氙灯,包括灯管(10)和灯管两端对称分布的结构完全相同的灯头(D1),其特征在于所述的灯头(D1)包括带引出线(11)的金属封接过渡环(T)、电极(81)、保护套(41)、陶瓷环(61)和金属套筒(71),所述的金属封接过渡环(T)包括电极引线帽(31)、过渡环(2)、金属薄壁套筒(4)和石英接管(5),在所述的石英接管(5)一端外套设所述的金属薄壁套筒(4),电极引线帽(31)与过渡环(2)之间采用激光焊接,过渡环(2)、金属薄壁套筒(4)和石英接管(5)采用钎焊封接,焊料为Ag基焊料(3),所述的电极引线帽(31)经导线连接件(21)与所述的引出线(11)相连接,所述的石英接管(5)的另一端与所述的灯管(10)一端的尾管(101)相接,所述的电极(81)穿过所述的石英接管(5)与所述的电极引线帽(31)相连接,在所述的金属封接过渡环(T)外依次是所述的保护套(41)、陶瓷环(61)和金属套筒(71),在所述的金属封接过渡环(T)、保护套(41)、陶瓷套(61)和金属套筒(71)之间有硅胶层(51),所述的引出线(11)、金属封接过渡环(T)、电极(81)、保护套(41)、陶瓷环(61)和金属套筒(71)与所述的灯管(10)的中心轴同轴。
2.根据权利要求1所述的高温金属封接大功率脉冲氙灯,其特征在于所述的电极(81)的材料是钨、或其他掺杂稀土材料的钨合金。
3.根据权利要求1所述的高温金属封接大功率脉冲氙灯的制备方法,其特征在于该方法包括下列步骤:
①根据需要制备的大功率脉冲氙灯的灯管(10)两端的尾管(101) 的尺寸选取一段相匹配的石英管(5),先对外管壁进行研磨抛光,加工到与所述的尾管(101)相同的尺寸;
②将所述的石英管(5)在浓度为5%的HF溶液中进行清洗,去除杂质,然后进行退火,消除应力;
③在退火后的石英接管(5)一端的外表面进行金属Ti离子注入,使管壁外表面形成一个Ti离子注入层,注入过程中注意将不需要注入的部位进行遮挡;
④在形成Ti离子注入层的部位镀制金属膜层,膜层根据需要选择,但一般最外层选择Ni层;
⑤将镀制了金属层的石英接管(5)的金属层部位与金属薄壁套筒(4)进行配合套封,填装Ag基焊料(3),同时将所述的金属簿壁套筒(4)与所述的过渡环(2)进行配合对封,配合面放置Ag基焊料(3),将配合好的石英接管(5)、金属簿壁套筒(4)和过渡环(2)放入真空钎焊炉中进行钎焊,钎焊过程使用工装夹具保证它们之间的同心度,钎焊完成构成金属封接过渡头(T),炉温冷却后,将所述的金属封接过渡头(T)从炉中取出,检验金属封接过渡头(T)的气密性和强度,满足要求后,备用;
⑥将钨电极(81)进行抛光打磨,清洗干净,烘干备用;
⑦将抛光好的钨电极(81)的电极杆与电极引线帽(31)进行套封装配,同时填充镍基焊料,将装配好的钨电极(81)及电极引线帽(31、)放置入钎焊炉进行钎焊,焊接完成后,取出备用;
⑧先将所述的金属封接过渡头(T)的石英接管(5)的自由端与所述的灯管(10)的尾管(101)进行熔封,再将另一个金属封接过渡头(T)的石英接管(5)的自由端与所述的灯管(10)的另一端进行熔封,熔封过程中在灯管(10)的一端接入排气口;
⑨将焊接有钨电极(81)的电极引线帽(31)与金属封接过渡头(T)上的过渡环(2)采用激光焊接密封;
⑩将两端焊好金属封接过渡头(T)的灯接入排气台上,进行烘烤排气处理,然后按要求的气压充入氙气,完成充气后,揪掉排气口;采用套筒锡焊方式通过导线连接套(21)将引出线(11)与所述的电极引线帽(31)相连,在所述的尾管(101)和金属封接过渡头(T)外,依次套上所述的保护套(41)、陶瓷环(61)和金属套筒(71),在所述的金属封接过渡环(T)、保护套(41)、陶瓷套(61)和金属套筒(71)之间有硅胶层(51),完成大功率脉冲氙灯的制作。
4.根据权利要求3所述的高温金属封接大功率脉冲氙灯的制备方法,其特征在于所述的石英接管(5)表面的膜层采用金属离子注入、然后镀制金属膜的工艺,离子注入金属选择Ti或其它活性高的金属,金属膜为1层或多层,最外层金属选择Ni金属,金属膜的镀制方法是蒸镀、离子镀或磁控溅射镀。
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