專利名稱：用來制造用在熒光燈中的汞分配器器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在熒光燈中的小量汞分配器，及更具體地說，涉及一種用于其制造的改進(jìn)方法。
人們知道熒光燈為了其工作需要少量汞。作為技術(shù)發(fā)展和國際標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于諸如汞之類的有毒物質(zhì)的使用越來越小心的結(jié)果，這種元素用在燈中的最大量最近越來越小，小到每個(gè)燈約3mg甚至更少，如由制造一些制造商要求的那樣。
傳統(tǒng)汞配料方法的多種不能滿足這些要求，如體積劑量，因?yàn)榫哂幸笾亓康男」尉哂幸粋€(gè)極度減小的體積，并因此以一定精度分配他們幾乎是不可能的。而且，劑量的可重復(fù)性幾乎沒有，并且總產(chǎn)生污染問題。而且以包含在小玻璃盒中的純元素形式把汞引入到燈中沒有解決劑量精度問題和這樣小汞體積的重復(fù)性。
專利US-4,808,136和EP-568316描述了用汞浸漬的一種多孔材料丸或球的使用，然后當(dāng)封閉燈時(shí)在加熱下釋放該汞。而且這些方法對于在丸中的汞裝載要求復(fù)雜的操作，并且釋放汞的量幾乎不可重復(fù)。這些方法沒有解決在工作環(huán)境中汞蒸汽存在的問題。
相反，汞分配器元件的使用證明大體上滿意，這些元件可能也具有由具有約1mm直徑和1cm長度的金屬管形成的、并且填充有一種適當(dāng)材料的陰極的功能，這種材料在加熱時(shí)只在其中包含分配器元件的燈中釋放汞蒸汽。
由于用汞分配器材料粉末填充這樣細(xì)的管極為困難，所以知道使用較大初始直徑，例如1cm左右，和約20cm長的小管，這些小管然后通過在一端施加一個(gè)牽引力拉制，以便使之通過一系列具有逐漸減小橫截面積的管嘴，直到達(dá)到希望的一個(gè)。通過這種操作，也實(shí)現(xiàn)管的同時(shí)延長，因而得到一個(gè)細(xì)線截面，然后切成具有希望尺寸的多個(gè)汞分配器元件。為了簡單起見，細(xì)線截面也在如下簡單地定義為“絲線”。
通過這種已知的制備方法，以粉末包含在最終“絲線”中的汞的、并因此由后者通過切削得到的單個(gè)元件的最終分布，不完全令人滿意，產(chǎn)生從一個(gè)元件至另一個(gè)由化學(xué)分析測量能量化為至少±12％變化的波動。這樣，不會保證其中安裝所述汞分配器的燈的足夠均勻性能。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種用來制造上述類型的汞分配器元件的改進(jìn)方法，從而如此制造的、和從相同初始管狀容器導(dǎo)出的分配器元件在他們本身中，關(guān)于其汞含量，比用先有技術(shù)方法，特別是拉制方法，得到的那些具有較小差別。
上述目的借助于一種具有在權(quán)利要求1中敘述的特征的方法實(shí)現(xiàn)。
由參照唯一附圖的如下詳細(xì)描述，使根據(jù)本發(fā)明方法的可能其他目的、優(yōu)點(diǎn)及特征顯得更明白，在附圖中

圖1示意表示根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例。
一個(gè)其直徑在3與15mm之間而壁厚是0.1-0.75mm的金屬管1′以任何已知方式用一種在加熱下適于分配汞的成分2填充。一般，管1′的金屬能是具有延展特性的任何金屬，這種金屬在加熱下產(chǎn)生還原氣體發(fā)射，并且具有良好的導(dǎo)電性以便使其感應(yīng)加熱更容易；而且，它不與汞形成汞齊，以便避免一旦從容器內(nèi)的分配材料2釋放就保持在其中的這種元素的蒸汽。鎳特別希望用于這種用途。
關(guān)于包含在管1′內(nèi)的成分2，它能由任何汞分配材料形成，盡管由專利US-3,657,589公開的材料是最佳的。由申請人在名St 505TM下生產(chǎn)和銷售的化合物Ti3Hg是特別希望的。成分2也能包括與一種汞釋放促進(jìn)劑材料混合的汞分配材料，這些促進(jìn)劑材料象在歐洲專利或申請EP-669639(Cu-Sn或Cu-Ag)、EP-691670(Cu-Si)及EP-737995(Cu-Sn-MM，其中MM是元素的一種混合物，叫做元素合金，主要包括鈰、鑭和釹，進(jìn)一步有少量其他稀土)的出版物中公開的銅基合金。要不然，汞分配材料能與一種吸氣劑材料混合，從而形成其中引入汞蒸汽的燈氣氛的惰性氣體成分保持恒定。值得注意的是，僅能與促進(jìn)劑材料或與吸氣劑材料選擇性地進(jìn)行混合，而決不能與兩者進(jìn)行混合，因?yàn)榇龠M(jìn)劑材料通過熔化和以后與分配材料反應(yīng)實(shí)現(xiàn)其功能；一種可能存在的吸氣劑材料表面由熔化促進(jìn)劑材料覆蓋，從而禁止其作用。因此，如果認(rèn)為汞分配材料釋放足夠量的這種元素的蒸汽而不用促進(jìn)劑材料，則吸氣劑材料能與分配材料直接混合，否則后者與促進(jìn)劑材料直接混合，而總是必需的吸氣劑不得不布置在另一個(gè)燈區(qū)中，與汞分配器器件分離。
作為吸氣劑材料，有可能使用象具有重量百分比成分Zr 84％-Al 16％的、由申請人以名St 101生產(chǎn)和銷售的合金；具有重量百分比成分Zr76.6％-Fe 23.4％的、由申請人以名St 198TM生產(chǎn)和銷售的合金；或具有重量百分比成分Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.6％、由申請人以名St 707TM生產(chǎn)和銷售的合金；以及具有重量百分比成分Zr 80.8％-Co 14.2％-MM 5％、由申請人以名St 787TM生產(chǎn)和銷售的合金。
在任何情況下，形成分配器成分2的混合物處于具有小于125μm顆粒尺寸的粉末形式。
根據(jù)本發(fā)明，如此填充有成分2的初始管1′在彼此垂直的至少兩對相對滾輪3、3′和4、4′之間通過，在圖1中由箭頭F、F′和G、G′示意的滾輪轉(zhuǎn)動方向是這樣的，從而他們在箭頭意義上的前進(jìn)方向X-X′上一起推動管1′。在每對兩個(gè)滾輪之間的距離總小于管緊在進(jìn)入與所述滾輪對接觸之前具有的最大橫向尺寸。
最好，在每單次滾壓操作下的橫截面減小不要太大，因?yàn)檫@對于管1′能引起過大的機(jī)械應(yīng)力，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在每單次滾壓下12％的橫截面減小是最佳的。例如，在希望把具有約1cm直徑的管1′橫截面減小到具有約1mm橫向尺寸的“絲線”的情況下，通過彼此垂直的兩個(gè)滾輪對的18次滾壓是必需的。通過只使用兩對滾輪，通過使管1′通過相同的滾輪18次，在每次以后滾壓通過之前注意縮短在滾輪對之間的距離，能實(shí)現(xiàn)18次滾壓。要不然，有可能準(zhǔn)備由多個(gè)滾輪對形成的“輪系”，從而在所述對之間的距離在管1′的前進(jìn)方向X-X′上減??；例如，通過定位由12對(劃分成6對的兩組，彼此垂直)形成的一個(gè)滾輪“輪系”，只有3次通過是必需的?？傊?，乘以滾輪對數(shù)的總遍數(shù)是恒定的，并且等于從管1′的初始直徑至希望最終橫截面所必需的滾壓次數(shù)。如果管1′相對于滾輪對的轉(zhuǎn)動軸線的相對取向在所有滾壓中保持恒定，則在末端將得到一根具有大體上正方形橫截面的絲線，至多具有圓整的棱角。也可能這樣操作，從而在以后滾壓中的滾輪對的(或在以上描述“輪系”中的各種滾輪對的)轉(zhuǎn)動軸線按照預(yù)定角度，例如(360/n)°，變化，其中n是滾壓總數(shù)，以便得到具有較大數(shù)量邊長的多邊形橫截面，并且甚至在變細(xì)的末端處近似于圓柱形狀。
根據(jù)本發(fā)明方法的最后步驟是在滾壓通過結(jié)束處具有希望直徑的管或絲線1的、以預(yù)定長度的橫向切斷，以便得到具有約2-10mm長度的汞分配器元件。
相對于根據(jù)先有技術(shù)的方法通過拉制得到的那些，具有汞含量較小波動的以上指示優(yōu)點(diǎn)、并因此關(guān)于能夠把汞分配到根據(jù)本發(fā)明得到的“絲線”中的成分的分布具有較好的均勻性，由已經(jīng)執(zhí)行的實(shí)際試驗(yàn)是顯然的，如在下面比較例中描述的那樣。
通過從18-20cm長和具有1cm直徑、填充有以上定義的61％重量的St 505和39％重量的St 101的一種混合物的小圓柱開始，他們的一些用傳統(tǒng)拉制方法轉(zhuǎn)變成約1mm直徑和10m長的“絲線”，而其他通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法帶到相同的最終尺寸，兩種類型的絲線然后都切成3mm長的件，然后隨機(jī)拾取由傳統(tǒng)拉制方法制造的絲線的30件和根據(jù)本發(fā)明的方法制造的絲線的30件。化學(xué)分析每件，以便確定Hg含量，結(jié)果是通過切斷根據(jù)先有技術(shù)方法制造的“絲線”得到的件每mm長度包含0.85±0.129mg的Hg，即0.85±15.2％。相反，通過根據(jù)本發(fā)明的滾壓方法得到的元件每mm包含0.85±0.061mg的Hg，即0.85±7.2％。因此，相對于通過傳統(tǒng)拉制方法得到的，通過根據(jù)本發(fā)明的方法，百分比波動低一半并因此均勻性加倍。
權(quán)利要求
1.一種用來制造要用于熒光燈的汞分配器元件的方法，使金屬包包含一種適于釋放汞的成分(2)，該方法包括步驟a)用所述成分(2)填充一個(gè)管狀金屬包(1′)，該管狀金屬包具有比單個(gè)最終汞分配器所需要的大的直徑；b)使所述管狀金屬包(1′)在具有與管狀包(1′)的前進(jìn)方向(X-X′)垂直的軸線的至少兩對(3、3′；4、4′)相對滾輪之間通過而多遍滾壓，足以得到具有希望橫向尺寸的細(xì)線段(1)；及c)把所述段(1)切成形成最終分配器的約0.2-1cm的單件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在每次滾壓通過下，包的橫截面減小約12％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述包(1、1′)的材料是一種具有良好導(dǎo)電性的、在加熱下不釋放氣體并且與汞不形成汞齊的延展金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬是鎳，并且管狀包(1′)的初始厚度在0.1與0.75mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬是鎳，并且管狀包(1′)的初始直徑在3與15mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成分(2)由一種汞分配材料與一種汞釋放促進(jìn)劑材料的混合物形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成分(2)由一種汞分配材料與一種吸氣劑材料的一種混合物形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中以具有不大于125μm的顆粒尺寸的粉末形式把所述混合物引入到管狀包(1′)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在每次滾壓時(shí)滾輪對的轉(zhuǎn)動軸線相對于以前滾壓改變(360/n)°的角度，其中n是滾壓的總次數(shù)。
全文摘要
描述了一種用來制造要用在熒光燈中的汞分配器器件的方法,具有其中分配器材料(2)包含在一個(gè)金屬管(1)中的類型,這些分配器提供汞的較均勻分布,從一個(gè)器件到另一個(gè)器件具有較小波動。這通過這樣一種方法得到,根據(jù)該方法,一個(gè)具有比最終容器(1)大的直徑的管狀金屬容器(1′),在其用所述分配器材料(2)填充之后,在其轉(zhuǎn)動軸線彼此平行并且垂直于管狀金屬容器(1)的前進(jìn)方向(X－X′)的至少兩對滾輪(3、3′;4、4′)之間通過,直到得到管狀金屬容器(1)的橫截面減小到希望的值,并且最后把正確尺寸切成單個(gè)分配器元件。
文檔編號H01J61/72GK1364304SQ01800434
公開日2002年8月14日 申請日期2001年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月6日
發(fā)明者吉亞尼·桑特拉, 奧索尼奧·圖西 申請人:工程吸氣公司