[发明专利]低压汞汽放电灯

说明书

本发明涉及低压汞汽放电灯，该灯具有以气密方式密封的放电容器，当所述灯工作时，该容器中出现放电现象，所述放电容器包含少量的由铟、锡和锌组成的合金，该合金与汞构成汞合金。

美国专利第4，105，910号中描述了具有包含汞合金的放电容器的一种灯，所述汞合金由铟、镉、镓、金、铅、锡和锌中的一种金属或这些金属的合金所组成。所述专利详细地述及低压汞汽放电灯，在这种放电灯中，汞与铟或铟合金用作汞合金起动器。这种合金起动器设置在灯内当灯工作时比较热的部位上，例如，设置在电极附近。当启动灯时，迅速释放出大量汞。这种汞合金起动器通常含有丰富的汞含量。

除汞合金起动器以外，还知道用在低压汞汽放电灯中的汞合金，在灯泡工作时，用于稳定所述放电容器中的汞汽压强。这种汞合金的工作范围是由汞汽压强基本上不变条件下的管内温度范围来确定的。出现在工作范围内的这种恒定压强也称为平稳压强。对于低压汞汽放电灯来说，一般认为，在大约6×10^-3乇的汞汽压强下光线输出为最大值。因而，在低压汞汽放电灯中用来控制汞汽压强的汞合金最好必须具有大约6×10^-3乇的平稳压强。通常，已知的具有大约6×10^-3乇的平稳压强的汞合金的工作范围是低于100℃的温度范围。

对于诸如无电极低压汞汽放电灯（例如，具有大约110mm 直径的球形放电容器）以及管状低压汞汽放电灯（例如，较高负载的发光设备中的放电灯）之类的低压汞汽放电灯来说，实验证明，在大约3×10^-3乇的汞汽压强下，其光线输出具有最大值。此外，在这种较高负荷的灯中，工作时，温度会很容易上升到超过100℃以上。假如必须用汞合金来稳定这种灯的汞汽压强的话，那么，汞合金应当具有大约3×10^-3乇的平稳压强，以及处于100℃以上的温度范围的工作区才能适用。

本发明的目的是提供一种具有平稳压强大致为3×10^-3乇和工作范围超过100℃的汞合金的低压汞汽放电灯。

因而，按照本发明，开始段落中所描述的类型的低压汞汽放电灯的特征在于：在形成汞合金的合金中，铟原子与锡原子之间的比例是在3∶1和8∶1之间，铟和锡原子的总和与锌原子之间的比例在95∶5和99∶1之间，以及铟、锡和锌原子的总和与汞原子之间的比例在95∶5和99∶1之间。

实验证明，当放电容器中的汞合金包括按照本发明的所述比例的铟、锡和锌时，在超过100℃的比较宽的温度范围内，汞汽压强稳定在大约3×10^-3乇的数值上。实验证明，如果锡原子为1而铟原子含量小于3，那么，汞汽压强稳定在标准值附近，但是，在所述灯中，汞合金的工作范围显著地处于太低的温度下。于是，所述工作范围的温度区部分下降到100℃以下。然而，如果出现锡原子为1而铟原子含量大于8的情况，那么，汞合金的稳定压强就会太高，也就是，高于大约4×10^-3乇。由于在汞合金中存在锌，因而，在所述汞合金的工作范围内，使过高的平稳压强降低了下来。如果出现锌的含量小于1原子百分数的情况，那么，上述过 高的平稳压强的下降效应就会太小，因此，所述平稳压强仍然太高。超过5原子百分数的锌含量的结果表明，容易分离出含锌量太丰富的金相，这对于汞合金对汞汽压强的控制效果是有害的。此外，在所述汞合金中，汞含量在1和5原子百分数之间。如果汞含量低于1原子百分数，那么，汞汽压强曲线就会有不规则的变化。于是，汞汽压强就不够稳定。当汞含量超过5原子百分数时，实验证明，所述工作范围再次处于太低的温度区中。

本发明的低压汞汽放电灯的最佳实施例的特征在于：铟、锡和锌原子总和与汞原子之间的比例是在97.5∶2.5和98.5∶1.5之间。

如果所述汞合金包含大约2原子百分数的汞，那么在完全超过100℃的温度区中出现非常平直的大约3×10^-3乇的平稳压强。

在本发明的低压汞汽放电灯的另一个最佳实施例中，铟原子与锡原子之间的比例是在4.5∶1和5.5∶1之间。

如果在所述汞合金中铟含量大致是锡的五倍，那么，所述平稳压强大致是3×10^-3乇，同时，所述汞合金的工作范围延续在105℃与130℃之间的比较宽的温度区中。这在无电极低压汞汽放电灯中是格外有利的。

按照本发明的低压汞汽放电灯获得良好的结果，其中，在所述形成汞合金中，铟、锡和锌三种原子间的比例接近于82.5∶16∶1.5。这种合成物是低共熔点体。