[发明专利]陶瓷放电管及制造方法

说明书

本申请是待审批的欧洲专利申请93101831.1的共同未决专利申请。

这种高压放电灯可以是高压钠(蒸汽)放电灯，并且特别是具有改进的色再现性的金属卤化物灯。陶瓷放电管在这些灯中的应用使得能采用这类放电管所允许的更高的温度。这些灯具有介于50-250W之间的典型额定功率。放电管的筒形端头由柱状的陶瓷端塞封闭，此端塞包括穿过其轴心孔的金属电流引线。

通常，这些电流引线由铌管或杆制成(参见德国实用新型9112960和欧洲专利申请EP-A472100)。但是，它们仅能部分地适用于力图达到长期使用寿命的灯。这是因为，当灯具有金属卤化物填充材料时，铌材料和用于将引线封至端塞中的陶瓷材料可能会受到强腐蚀。欧洲专利说明书EP-PS 136505中描述了一种改进的技术。在最终的烧结过程中，通过“未烧结”陶瓷的热缩工艺将一根铌管密封至端塞中，而未采用陶瓷密封材料。这显然是可能的，因为两种材料具有大致相同的热胀系数(8×10^-6k^-1)。

虽然诸如铌和钽之类的金属具有与陶瓷相匹配的热胀系数，但正如所公知的，它们对腐蚀性填充材料具有较差的耐腐蚀性，并且它们用作金属卤化物灯的电流引线至今仍是不实用的。

具有低的热胀系数的金属(钼、钨和铼)对于腐蚀性填充材料具有强的耐腐蚀性。因此，非常希望它们能用作电流引线。但是，采用这类引线时的气密封接问题过去一直未解决。

已试图采用钼管作为引线(EP-PA 92114227.9；按欧洲专利公约54(3)条)。为避免使用可能被腐蚀性填充材料腐蚀的陶瓷封接材料，此钼管直接气密性地烧结至端塞上，而未用任何封接材料。但这必须按特殊的制造方法实现。

这个申请的内容是很清楚的，尤其是对制造方法和端塞材料之组成的说明。

采用实心钼杆作为与由氧化铝制成的陶瓷放电管和端塞连接的引线，过去也曾探讨过。但是，端塞和钼杆之间的气密性是通过采用耐腐蚀性更强的封接材料(玻璃熔料或陶瓷熔料)或玻璃料得到的，封接材料或玻璃料填充至端塞孔与引线之间的空隙中(例如可参见德国专利申请DE-A2747258)。钼杆直径最好小于600μm。

此技术的详细论述见英国专利申请GB-PA 2083281中。

德国专利申请DE-A 2307191和DE-A 2734015公开了一种金属卤化物灯，此灯具有一个带导电塞的陶瓷管，导电塞由包含氧化铝和金属钼的金属陶瓷制成。一个钼制引线直接烧结至导电塞中。

专利申请PCT/DE92/00372描述了一种用于这类灯的特殊填充技术，此技术采用一个位于端塞中的独立填充孔对放电管进行抽真空和填充。填充后用密封材料即玻璃熔料或陶瓷熔料将此孔封闭，然而，密封材料是与填充物完全接触的，并存在与填充物之组分发生反应的不利趋势。在日本专利文献第12卷403号中记载，填充孔是由陶瓷型塞杆封闭。

日本专利文件昭63-143738公开了一种陶瓷放电灯。该放电灯包括透光性良好的陶瓷发光管，在该发光管两端的开口部分是由导电金属陶瓷制成的塞口。发光管中还有一个排气小孔，由陶瓷栓体熔融结合，加以密封。但是，这种结构的放电灯的密封性能较差，导致使用寿命缩短。

本发明的目的是要提供一种陶瓷放电管(及相关填充技术)，该放电管能够耐腐蚀和温度变化，它可以并且尤其适于用作具有含金属卤化物的填充材料的陶瓷放电管。本发明还将记述一种方法，此方法涉及如何制造这些放电管，尤其是如何封闭填充孔。

本发明提供了一种用于高压放电灯的陶瓷放电管，该放电管的放电容积含有可电离的填充材料和两个电极系统，该放电管包括两个各由一陶瓷类部件气密封闭的端口，陶瓷类部件作为端塞并提供连接至电极系统的电流引线，放电管两端口处的端塞均是直接烧结至放电管端口的，第二放电管端口设有一个小的填充孔，由塞杆封闭，其特征在于此填充孔由密封材料并另外借助于塞杆封闭，以这种组合方式填充孔由密封材料和塞杆封闭，通过在填充孔和填充有密封材料的塞杆之间留下间隙，使与放电容积相接触的密封材料的量大为减少。

带有这类放电管的灯具有良好的长时间的气密性和良好的可靠性，因为密封材料或玻璃料与腐蚀性填充材料之间的接触降至更低的水平。

本发明的一个重要特征是，端塞部件直接烧结入放电管两端。因此，没有密封材料(或仅有少量密封材料)与放电容积接触。为达到这种要求，端塞甚至可以是放电管两端的整体组成部分。任何与端塞的密封相关的并能显著降低与放电容积接触的密封材料量的其它技术均可等同替代直接烧结技术。