[发明专利]低压放电灯

说明书

本发明涉及配置有透辐射的放电容器的低压放电灯，该放电容器以密封方式封闭一含可电离的填充物的放电空间，在放电空间中设置有电极，在该电极之间延伸放电通道，同时电极中的至少一根电极包括金属和陶瓷材料的烧结混合物，混合物中金属的含量低于陶瓷的含量。

由德国专利529392可知这种灯。该已知的灯具有由如钨或钼之类的金属与如碱金属、碱土元素或稀土元素的氧化物或硅化物之类的陶瓷材料的混合物烧结的电极，与陶瓷材料的含量相比，金属的含量低。使用这种电极具有可施加高电流密度的优点，因此，如果需要，可使电极相对较细。对于具有相对较窄的放电容器的灯来说，这是特别重要的。

在急剧的温度变化时陶瓷材料相对易于破裂。由于接通放电灯而会在电极上产生这种温度改变。假如在陶瓷材料中以足够连续的分布结构加入金属，则由于相对有韧性的金属的存在因而能明显增加对这种温度变化的耐受性。但是，随着金属的所占体积比的减小，金属的连续性下降。

本发明的目的在于提供一种在公开文本中所述的灯，该灯的电极具有用较低含量的金属来产生对温度变化具有相对高的耐受性的结构。

按照本发明的灯的特征在于：烧结混合物除包括具有模态直径(modaldiameters)D1的较小陶瓷微粒之外还包括具有模态直径D2的较大陶瓷微粒，D2/D1的比值至少为3，而与较大陶瓷微粒的所占体积比相比，较小陶瓷微粒所占体积比小。术语“模态直径”应理解为微粒尺寸分布具有最大值时的直径。在本发明的灯中，由于在较大陶瓷微粒之间的空间填充有较小的陶瓷微粒，所以较小和较大陶瓷微粒一起构成比较致密的堆积。尽管如此，用相对少的金属也可在较小和较大陶瓷微粒之间所存在的空间形成足够连续的网络。通过线性截取方法(linearintercept method)来确定模态直径D1和D2。在该方法中，每段都由微粒的周长所确定并取决于在跨过烧结混合物的横截面的普通(随机)线(line)，各直段的长度分布在所说横截面的显微图像中测定。然后由这样获得的长度分布来计算模态直径D1和D2。

陶瓷微粒最好由具有低功函数的材料组成。适合的例如如BaO和SrO之类的钡和锶化合物。最好用具有一种或多种含Ta、Ti、Zr系列的金属，例如Ba₄Ta₂O₉、BaTiO₃、Ba₂TiO₄BaZrO₃、SrTiO₃、SrZrO₃、Ba_0.5Sr_0.5TiO₃、Ba_0.5Sr_0.5ZrO₃和/或用一种或多种稀土元素(Sc、Y、La和镧系)，例如BaCeO₃之类的Ba和/或Sr的氧化物混合得到希望的化合物。这种化合物不或几乎不与大气成份反应，这简化了灯的制造。在烧结电极中所用的金属最好在电极所能达到的工作温度下具有相对低的蒸汽压。非常适合的是如W、Mo、Re和Ta。还能适用的有相对昂贵的金属Os、Ru和Ir。如Ni和Fe之类的金属也可用于仅仅包含稀有气体的可离子化的填充物的灯中。

较易制造的本发明的灯的实施例的特征在于：较小陶瓷微粒的模态直径D1和较大陶瓷微粒的模态直径D2分别在5-10μm之间和20-70μm之间。该实施例具有另外的优点，在相对细的电极例如在0.5mm的数量级的电极时，电和热传导的重复性较大。由于较大陶瓷微粒的模态直径相对于电极直径较小，因此由较大微粒占据横向表面区域部分，因而电和热的传导显示较小的分散。

最好，从具有约相同或小于较小陶瓷微粒尺寸的金属微粒着手电极制造。原材料为例如具有0.5-1.5μm模态直径的金属微粒粉末。金属微粒可在绕结电极中被熔融在一起。

本发明低压放电灯的最佳实施例的特征在于：用金属所占体积比除较小陶瓷微粒所占的体积比，其商在1-4之间，用较小陶瓷微粒和金属所占的共同体积比除较大陶瓷微粒所占的体积比，其商在2-10之间。该实施例具有由于使用绝缘陶瓷材料而使电极有足够的电传导性，同时热传导性还较低的优点。相对低的热传导性有利于在具有较低热损失的热发射情况下获得足够高的电极尖端的温度。

本发明的又一低压放电灯的最佳实施例的特征在于：由例如掺钡钛或锶钛(例如掺有稀土元素)之类的半导体陶瓷材料制成较小的陶瓷微粒。这样提供了降低混合物中金属含量的可能，从而进一步增加电极的热阻抗同时其电阻可至少保持基本上不变。