一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸及其制備方法和無汞陶瓷金鹵燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金鹵燈電光源領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸及其制備方法和無萊陶瓷金鹵燈。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上的陶瓷金鹵燈，絕大多數(shù)都含有稀有氣體，金屬鹵化物和汞。稀有氣體一般為氬氣或者氙氣，其作用是保證金鹵燈能在較低電壓下啟動(dòng)。所形成的電弧將加熱電弧管管壁的溫度到1000°c以上，這將促使凝結(jié)在管壁上的汞與金鹵物的迅速蒸發(fā)，從而使金鹵燈進(jìn)入到穩(wěn)定的高壓氣體放電階段。
[0003]金齒物是金齒燈發(fā)光的主要材料,萊與稀有氣體在金齒燈所發(fā)射的可見光光譜中，所占的比例較低。汞作為緩沖氣體可以維持金鹵燈在較高的管壓下工作，管壓高，那么電流低，從而可以降低功耗，提高光效，并延長(zhǎng)金鹵燈的使用壽命。但是汞是一種有害物質(zhì)，常溫下其蒸汽壓較高，吸入人體后將長(zhǎng)期積存在人體器管中，影響人體的各種功能的正常運(yùn)行，嚴(yán)重危害人體健康。近年來，全球制定了一系列限制或者禁止利用含汞產(chǎn)品的法律法規(guī)。因此，無汞金鹵燈的研制也越來越得到研究者的重視。
[0004]最初，有人提出以氙氣代替汞，但是這將使電弧管的管壓較低，電流過大，從而給實(shí)際應(yīng)用帶來很大的不便；并且這種類型的金鹵燈光效較低，沒有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。也有人提出，以金屬鋅代替汞，但是鋅的熔點(diǎn)是420 V，沸點(diǎn)是907 °C，在金鹵燈實(shí)際工作時(shí)，啟動(dòng)瞬時(shí)溫度過高，高于1000°C，對(duì)電弧管的壽命帶來很大危害，因此也不具有實(shí)用價(jià)值。此夕卜，有人以碘化鋅作為汞的替代物，由于碘化鋅比金屬鋅更易蒸發(fā)，電離后易于形成高的蒸汽壓，因此目前在一些金鹵燈得到應(yīng)用。
[0005]在目前無萊金鹵燈中，所用到的金鹵丸(在金鹵燈制備時(shí)，金鹵物為丸球的形式)通常包括兩種類型的金鹵物，一種是第一類型的金鹵物，主要參與發(fā)光；另一種是第二類型的金鹵物，代替汞所起的作用，一般為碘化鋅。作為第一類型的金鹵物，碘化鈉由于能實(shí)現(xiàn)高光效，從而作為常用的物質(zhì)且含量較高；但是鈉原子的電離能較低，這會(huì)降低金鹵燈的管壓，從而導(dǎo)致鎮(zhèn)流器的能耗過高，使得無汞金鹵燈的工作性能明顯低于含汞金鹵燈。所以尋找能夠形成高管壓，具有高光效又不含汞的金鹵丸是陶瓷金鹵燈進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于消除汞污染的危害，提供一種可形成高管壓、顯色性好的陶瓷金鹵燈的金鹵丸；本發(fā)明還提供了該金鹵丸的制備方法以及一種含有該金鹵丸的無汞陶瓷金鹵燈；所述無汞陶瓷金鹵燈具有光效高、色溫高、顯色性好而且工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供了一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸，所述金鹵丸的材質(zhì)為第一金鹵物和第二金鹵物形成的絡(luò)合物；所述第一金鹵物的材質(zhì)為碘化銩、碘化釤和碘化鉈形成的組合物，所述第二金鹵物的材質(zhì)為碘化鋅。
[0009]優(yōu)選地，所述碘化銩占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%?80%，所述碘化釤占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%?10%。
[0010]第一金鹵物作為發(fā)光材料，材質(zhì)為碘化銩、碘化釤和碘化鉈形成的組合物；所述第一金鹵物的材質(zhì)中不含有碘化鈉，因?yàn)榈饣c會(huì)大大降低管壓，降低金鹵燈的工作性能?’另一方面，第一金鹵物的材質(zhì)中含有利于提高管壓的碘化銩、碘化釤和碘化鉈，其中碘化銩的電離能最高，對(duì)管壓的提高幅度最大，而且碘化銩的發(fā)射光譜，與明視覺曲線的波峰有很好的匹配，可以提高光效，所以碘化銩在金鹵丸中的含量最高。此外，碘化釤發(fā)射的連續(xù)光譜線分布在明視覺曲線的波峰附近，因此，碘化釤的添加可以明顯的提高金鹵燈的光效，而碘化鉈的添加也有利于光效的進(jìn)一步提高。
[0011]優(yōu)選地，所述金鹵丸中所述第一金鹵物與第二金鹵物的質(zhì)量比為(I?10):1。
[0012]第二金鹵物的材質(zhì)為碘化鋅，作為汞的替代物，碘化鋅易蒸發(fā)，電離后易于形成高的蒸汽壓，這樣第一金鹵物可以與第二金鹵物碘化鋅共同作用，顯著提高電弧管的管壓，從而有利于金鹵燈的正常工作。
[0013]優(yōu)選地，所述金齒丸的直徑為0.3mm?0.8mm,粒重為0.3mg?1.1mg0
[0014]優(yōu)選地，所述金齒丸的水分含量為0.3ppm?1.lppm。
[0015]另一方面，本發(fā)明提供了一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸的制備方法，包括以下步驟:
[0016]( I)稱取第一金鹵物碘化銩、碘化釤、碘化鉈和第二金鹵物碘化鋅，均勻混合后形成混合物，然后將所述混合物置于具有噴嘴的耐熱容器中進(jìn)行真空預(yù)處理，采用的溫度為IlO0C- 150°c，真空度為 0.0lMpa，處理時(shí)間為 40min ?60min ；
[0017](2)在真空度為0.0lMpa的條件下，以I?:TC /min的升溫速率緩慢加熱所述混合物至熔融，然后熔融的混合物經(jīng)耐熱容器的噴嘴噴出，熔融液珠在高純的氬氣傳質(zhì)過程中迅速冷卻固化成球；
[0018](3)球形產(chǎn)物進(jìn)行表面真空除氣，采用的真空度為IPa?5Pa，然后在水蒸氣與氧氣的含量低于Ippm的手套箱內(nèi)進(jìn)行篩分得到所述陶瓷金鹵燈的金鹵丸。
[0019]優(yōu)選地，步驟(I)中所述碘化銩占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%?80%，所述碘化釤占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%?10%。
[0020]優(yōu)選地，步驟(I)中所述第一金鹵物與第二金鹵物的質(zhì)量比為(I?10):1。
[0021]優(yōu)選地，步驟(I)中所述耐熱容器為石英容器。
[0022]優(yōu)選地,步驟(3)中所述金齒丸的直徑為0.3mm?0.8mm,粒重為0.3mg?1.1mg0
[0023]優(yōu)選地,步驟(3)中所述金齒丸的水分含量為0.3ppm?1.lppm。
[0024]第三方面，本發(fā)明提供了一種無汞陶瓷金鹵燈，包括電弧管，所述電弧管包括陶瓷管殼，袖管，電極以及玻璃焊料杯；所述陶瓷管殼形成密閉的陶瓷管腔，陶瓷管腔內(nèi)填充有氙氣和金鹵丸；所述金鹵丸的材質(zhì)為第一金鹵物和第二金鹵物形成的絡(luò)合物；所述第一金鹵物的材質(zhì)為碘化銩、碘化釤和碘化鉈形成的組合物，所述第二金鹵物的材質(zhì)為碘化鋅。
[0025]優(yōu)選地，所述碘化銩占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%?80%，所述碘化釤占所述第一金鹵物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%?10%。
[0026]優(yōu)選地，所述金鹵丸中所述第一金鹵物與第二金鹵物的質(zhì)量比為(I?10):1。
[0027]優(yōu)選地，所述金齒丸的直徑為0.3mm?0.8mm,粒重為0.3mg?1.1mg0
[0028]優(yōu)選地，所述金齒丸的水分含量為0.3ppm?1.lppm。
[0029]優(yōu)選地，室溫下所述氙氣在所述電弧管中的壓強(qiáng)為10torr?300torr。
[0030]優(yōu)選地,所述金齒丸在無萊陶瓷金齒燈電弧管內(nèi)的含量為30mg/cm3?70mg/cm3。
[0031]優(yōu)選地,所述無萊陶瓷金齒燈電弧管的內(nèi)部體積為0.02cm3?1.5cm3。
[0032]優(yōu)選地，所述無汞陶瓷金#燈的功率為40W?150W。
[0033]優(yōu)選地，所述無汞陶瓷金鹵燈電弧管的陶瓷管殼為球形或圓柱形。
[0034]優(yōu)選地，所述無汞陶瓷金鹵燈電弧管的陶瓷管殼可以為一體型或三段式。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0036](I)本發(fā)明的金鹵丸，碘化銩、碘化釤、碘化鉈和碘化鋅形成的絡(luò)合物，能夠形成高管壓，而且顯色性好，發(fā)光效率高；
[0037](2)本發(fā)明中的金鹵丸適用于陶瓷金鹵燈，可以應(yīng)用于含汞、低汞或無汞的陶瓷金鹵燈，尤其適用于無汞陶瓷金鹵燈，從而有效消除汞污染的危害；
[0038](3)本發(fā)明中制備金鹵丸的方法簡(jiǎn)單易行，制備的金鹵丸含水量低于1.2ppm，球形度好，大小均勻，質(zhì)量穩(wěn)定；
[0039](4)使用本發(fā)明的金鹵丸制備的無汞陶瓷金鹵燈具有優(yōu)良的光電色綜合參數(shù)，發(fā)光效率高達(dá)971m/w，顯色指數(shù)可達(dá)82，相對(duì)色溫為4880K，是一種真正綠色節(jié)能的金鹵燈。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明無汞陶瓷金鹵燈電弧管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是檢測(cè)使用的電光源快速光色測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043]實(shí)施例1
[0044]一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸，材質(zhì)為第一金鹵物和第二金鹵物碘化鋅形成的絡(luò)合物；所述第一金鹵物與第二金鹵物的質(zhì)量比為1:1;所述第一金鹵物中碘化銩、碘化釤和碘化鉈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次分別為50%、5%、45%。
[0045]所述金鹵丸的制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)將上述第一金鹵物和第二金鹵物按比例稱重后混合均勻形成混合物，置于具有噴嘴的石英容器中；所述混合物在110°c下進(jìn)行預(yù)真空處理60分鐘，真空度為0.0lMpa ；
[0047](2)在真空度為0.0lMpa的條件下，以1°C /min的加熱速率緩慢加熱所述混合物至熔融，然后繼續(xù)攪拌20分鐘，將熔融的混合物從噴嘴噴出，熔融液珠在高純的氬氣傳質(zhì)過程中迅速冷卻固化成球；
[0048](3)球形產(chǎn)物進(jìn)行表面真空除氣，真空度為IPa，然后在水蒸氣與氧氣的含量低于Ippm的手套箱內(nèi)篩選出合格的金齒丸。
[0049]經(jīng)過測(cè)試,金齒丸的直徑為0.5mm,粒重為0.5mg,含水量為0.3ppm ;產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)后合格，可用于陶瓷金鹵燈的生產(chǎn)。
[0050]實(shí)施例2
[0051]一種陶瓷金鹵燈的金鹵丸,材質(zhì)為第一金鹵物和第二金鹵物碘化鋅形成的絡(luò)合物；所述第一金鹵物與第二金鹵物的質(zhì)量比為2:1 ;所述第一金鹵物中碘化銩、碘化釤和碘化鉈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次分別為70%、7%、23%。
[0052]所述金鹵丸的制備方法，包括以下步驟:
[0053](I)將上述第一金鹵物和第二金鹵物按比例稱重后混合均勻形成混合物，置于具有噴嘴的石英容器中；所述混合物在130°C下進(jìn)行預(yù)真空處理50分鐘，真空度為0.0lMpa ；
[0054](2)在真空度為0.