CN101180703A

CN101180703A - 具有钼合金灯器件的灯

Info

Publication number: CN101180703A
Application number: CNA2006800172730A
Authority: CN
Inventors: J·王; H·M·萨斯克; C·H·M·马里
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2008-05-14
Also published as: WO2006123271A2; WO2006123271A3; JP5081148B2; EP1886337A2; US20080203920A1; JP2008541394A

Abstract

本发明涉及一种灯(1)，这种灯包括嵌设有一个或多个馈通元件(7、8)的气密容器(2)，馈通元件与外电流导体(9、10)和内电流导体(3、4)电气互连以运行这种灯。馈通元件和/或外和内电流导体是钼合金器件，这种钼合金器件包括选自以下的组的至少一种成分，该组由重量百分比占所述合金的0.01％与5％之间的铼和铬、重量百分比占所述合金的0.01％与0.1％之间的钛以及重量百分比占所述合金的0.01％与1％之间的铝、钴、钆、铪、铱、铁和锆所形成。本发明还涉及一种制造灯和灯器件的方法。

Description

具有钼合金灯器件的灯

技术领域

本发明涉及一种具有一个或多个钼合金灯器件的灯。本发明尤其涉及一种具有钼合金馈通件、外电流导体和/或内电流导体的灯，例如，用在汽车大灯中的金属卤化物高强度放电灯。

背景技术

金属性卤化物灯的容器通常由玻璃管的长度构成，且将其相对的端部箍缩密封以提供密闭的放电室，该放电室含有诸如金属卤化物、氙和汞的物质。石英玻璃或石英是目前用于金属卤化物灯的容器的优选材料。石英玻璃具有低的线性热膨胀系数，即0.5^*10^-6K^-1。金属卤化物灯的外电流导体可用钼制成，且内电流导体，即用于放电灯的电极可用钨制成。钼引线和钨电极的热膨胀系数均大大高于石英玻璃的热膨胀系数。因此，不希望在箍缩密封中通过直接地互连钼导线和钨电极来嵌设有钼导线和钨电极的任何延伸长度。

已通过在电极与引线之间插入钼箔并在箍缩密封中嵌设有钼箔来部分地克服这种困难。尽管在灯的使用期间玻璃封装的膨胀和压缩的多次重复，但是这种钼箔很少受到线性热膨胀系数中的差异的影响。钼箔与箍缩密封之间比钼引线与箍缩密封之间发生较少的相对位移并产生较少的间隙，这时公知的，而且，裂缝和随之发生的来自放电室的气体的泄漏也较少。

对钼馈通元件和新式灯的其它灯器件有着苛刻的要求。特别是这些器件对于容器外的部件应具有高的抗氧化性，且对于容器内的部件具有高的抗腐蚀性。无效的机构之一是由于容器内的气体和灯外的氧所导致的侵入性腐蚀造成馈通元件与容器之间的破损。钼通常在温度350℃以上开始氧化。

此外，还要求适当的焊接特性以用于外电流导体和内电流导体或电极的互连。

US 6,570,328公开了一种包括灯容器和电气元件的灯。这种电气元件通过电流馈通件电气连接到外侧，这种电流馈通件包括作为金属密封部件的钼丝网。减少了在密封内的金属密封部件的太强氧化和过度的拉伸力的风险。这种丝网包括选自以下的组的元件，该组由钼、铼或它们的组合形成。有利地是，可将达10％重量百分比的掺杂物加入，以改进丝网的材料特性。优选这些掺杂物包括钇、铪、钍和/或镧。

在DE-OS3006846中所公开的另一种方法中，在金属含卤化物的高压汞放电灯的箍缩密封中的馈通箔(如Mo或W)具有钽、铌、钒、铬、锆、钛、钇或铪的涂层，以改进这种密封的气体密封性。若将位于箍缩密封中的外电流导体的一部分，至少在其表面也由这些涂层金属之一形成，那么该涂层会防止碱金属从放电容器内的填充物泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有灯器件的灯，这些灯器件适合于满足各种抗氧化和抗腐蚀的各种需要，且具有足够高的延展性并能焊接到其它器件。

这种目的由一种灯实现，这种灯包括嵌设有一个或多个馈通元件的气密容器，馈通元件与外电流导体和内电流导体电气互连以运行这种灯，其中，这些馈通元件、外电流导体和内电流导体中的至少一个是钼合金器件，这种钼合金器件包括选自这样的组的至少一种成分，该组由重量百分比占所述合金的0.01％与5％之间的铼和铬、重量百分比占所述合金的0.01％与0.1％之间的钛，以及重量百分比占所述合金的0.01％与1％之间的铝、钴、钆、铪、铱、铁和锆所形成。

发明人已发现具有一个或多个已选定成分(即已选金属掺杂剂)的钼合金灯器件在保持足够的抗氧化和抗腐蚀性的同时具有优良的延展特性。所选择的成分和量优选是铼，这种成分和量使钼合金灯器件在一方面的机械性能与另一方面的抗腐蚀和抗氧化性之间处于适当的平衡。这种金属掺杂剂起到用于有害杂质如氧、碳和氢的内置吸气剂的作用，并因此而延长灯的使用寿命。除了其它因素以外，掺杂剂的类型还取决于容器内的灯气氛。钼-铼合金仅在约450℃的温度时开始氧化，该温度比仅使用纯钼的温度高得多。所获得的钼合金灯器件能够通过焊接连接到其它的器件。与灯器件是馈通件的现有技术相比，网状(gauze shape)或附加的涂层不是必要的。此外，对于已涂覆的馈通件尤其是石英容器的箍缩密封来讲，涂层的质量难以控制。通过使用根据本发明的钼合金，可更可靠地实现氧化保护，同时提供一种与使用涂层的馈通件相当的保护。

应注意到，可将本发明的灯器件用在如超高压灯、金属卤化物灯和卤素灯中。现已注意到，除了所主张的成分和量外，钼合金灯器件通常包括专门用于馈通箔的氧化钇或者氧化钇和氧化铈。氧化钇以及结合氧化铈的氧化钇提高了这些箔的可焊性。不过，这些氧化物并不提供足以保护不受灯气氛损害的足够的抗腐蚀性。

在本发明的实施例中，灯器件包括在权利要求2或3中限定的钼合金馈通箔。优选铼的成分在0.05％与1.5％的重量百分比之间，在这种情况下，因为在尺寸上与钼原子类似，所以不会引起大量的固溶硬化，这对于箔的延展性行为是重要的。此外，铼并不对灯气氛造成太大的影响。

在本发明的实施例中，灯是金属卤化物高强度放电灯。例如，这种灯用于汽车大灯。在大多数情况下，涂层如用于馈通箔的铬层并不足够，因为这些箔通过将铬暴露给容器中的卤化物而迅速腐蚀。通常使用二氧化硅涂层。钼合金比纯钼箔或氧化钼-钇箔对由卤化物引起的腐蚀不敏感，而如二氧化硅涂层的应用可以忽略，这种钼合金带有铼，铼的量在0.01％与5％的重量百分比之间，优选大于0.05％而小于2％或1.5％的重量百分比。

在本发明的实施例中，灯器件是卤素灯的钼合金内支撑线。这种支撑线的可变形性与处理相关，以获得这些线的足够形状。特别地，现已发现以权利要求6中所明确的量的铼和/或锆的成分产生具有足够延展性的支撑线。此外，这些成分是有害杂质如氧、碳和氢的吸气剂，氧、碳和氢源自包括容器的卤素填充、钨丝和容器本身的灯的其它部分。锆尤其吸收水分。还可以在将这些合金用于卤素灯的馈通箔。使用所主张的用于灯器件的钼合金的好处包括防止在灯亮期间由卤素攻击和钼传输所引起的钼导线如支撑线的变黑。此外，在容器内的一个或多个杂质吸气剂的出现限制了杂质对卤素灯的钨丝的破坏性影响。有益的效果在于提高了卤素灯的整体使用寿命。

为了提高外电流导体的抗氧化性，可将这些外电流导体涂覆，例如用铬涂覆，因为这些导体并不暴露给内部灯气氛。此外，对灯器件如钼箔的进行磷酸的处理可提高抗氧化性和腐蚀性。

本发明还涉及制造一种灯器件如馈通元件、外电流导体和内电流导体的方法，这种方法包括用钼合金形成灯器件的步骤，这种钼合金具有选自以下的组的至少一种成分，该组由重量百分比占所述合金的0.01％与5％之间的铼和铬、重量百分比占所述合金的0.01％与0.1％之间的钛以及重量百分比占所述合金的0.01％与1％之间的铝、钴、钆、铪、铱、铁和锆所形成。

本发明还涉及一种制造灯的方法，这种方法包括应用灯器件的步骤，这种灯器件用在前面的段落中所描述的方法制造。

将参考附图对本发明进行进一步的描述，这些附图示意性地示出了根据本发明的优选实施例。将会理解，本发明并不以任何方式受限于这些特定的优选实施例。

附图说明

在图中：

图1是根据本发明实施例的用于汽车大灯的金属卤化物高强度放电灯的截面图；

图2示出了在箔上进行的氧化试验的测量效果；

图3示出了以2000℃退火的不同箔的均匀伸长；

图4示出了以不同温度退火的钼-铼箔的伸长；以及

图5示出了根据本发明实施例的卤素灯的一部分。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的用于汽车大灯的35W金属卤化物放电灯1的结构。灯1的容器2用石英制成，且在容器两端部设有用钨杆制成的电极3和4。箔7和箔8密封在容器2的密封端部分5和6中，且钨电极3的后端焊接并连接到箔7的一个端部，而钨电极4的后端焊接并连接到箔8的一个端部。外电流导体9和10焊接并分别连接到箔7和箔8的其它端部。在这种情况下，将作为缓冲构件的钨线圈11和12卷绕在钨电极3和4的密封部分周围，钨电极3和4的密封部分在封装的密封端部分5和6中。将会注意到，可将铼、铂、铑、钌、金或类似的金属涂覆在钨电极3和4的密封部分上，而不是在封装的密封端部中的钨电极3和4的密封部分周围卷绕钨线圈11和12。

箔7和箔8是钼-铼合金，这种合金包括0.9％重量百分比的铼和0.3％重量百分比的氧化钇。与带有氧化钇的常规钼箔相比，这些箔在475℃的熔炉中的加速寿命测量值将这些箔的平均寿命提高3.5倍。此外，与带有氧化钇的常规钼箔相比，在金属卤化物氙气灯中的箔的观测值将显著降低由容器2中的气体带来的腐蚀。

图2示出了在600℃的温度时在裸露的箔上进行的氧化试验结果。显然，带有氧化钇的常规钼箔的重量的增加W(上曲线)随着时间t迅速增加，而根据本发明的带有氧化钇的钼-铼箔的重量的增加W(下曲线)非常。氧原子由铼及时捕获并防止挥发性的氧化钼的形成，以降低从容器2中泄漏的可能性。图3示出了以2000℃退火的不同箔的均匀伸长EL。显然，在钼箔中掺杂Cr₂O₃、ZrCl₄或Re增加钼合金箔的最大均匀伸长。从左边的第一个条显示无任何有意增加的掺杂物的纯钼，第二个条表示掺杂0.3％重量百分比的Y₂O₃和0.4％重量百分比的Cr₂O₃的钼，第三个条表示掺杂0.3％重量百分比的Y₂O₃和1.21％重量百分比的ZrCl₄的钼，第四个条表示掺杂0.3％重量百分比的Y₂O₃和0.97％重量百分比的Re的钼，且第五个条表示掺杂0.65％重量百分比的Y₂O₃的钼作为参考。

图4示出了不同的退火温度时包括0.3％重量百分比的Y₂O₃和0.97％重量百分比的Re的电解蚀刻且退火的钼合金箔的伸长EL测量结果。伸长EL随着退火温度的增加而增加且在大约2000℃的退火温度时达到最大值。

应注意到，可将其它钼合金器件设计用于使用在权利要求1中限定的成分和量的一种或多种灯。

例如，示于图1中的外电流导体9和10可用根据本发明的钼合金制成。

本发明适用于各种灯，包括超高压灯(UHP)和自动灯。

图5示出了根据本发明实施例的卤素灯20的一部分，其中，电流传输性支撑线21通过钼套管23和钼芯24支撑钨丝22。支撑线21可包括根据本发明实施例的钼-铼合金或钼-锆合金。现已注意到，钼合金支撑线不包括前面所描述的用于钼合金箔的氧化钇或者氧化钇和氧化铈的结合。所主张的这种铼和/或锆成分允许在延展特性(与支撑线的形状相关)与用于有害杂质的吸气剂功能之间的适当的平衡。

在权利要求书中，置于括号中的任何附图标记不应解释为对权利要求书进行限制。动词“包括”及其变化形式的使用并不排斥权利要求书中所陈述的要素或步骤之外的要素或步骤的存在。在要素之前出现的不定冠词“一个”并不排除这些因素的复数形式的存在。仅在相互不同的的从属权利要求中所引用的某些测度并不表明这些测度的结合不能够使用来产生有利效果。

Claims

1.一种灯(1；20)，所述灯包括嵌设有一个或多个馈通元件(7、8)的气密容器(2)，所述馈通元件(7、8)与外电流导体(9、10)和内电流导体(3、4、21)电气互连以运行所述灯，其中，所述馈通元件、所述外电流导体和所述内电流导体中的至少一个是钼合金器件，所述钼合金器件包括选自以下的组的至少一种成分，所述组由重量百分比占所述合金的0.01％与5％之间的铼和铬、重量百分比占所述合金的0.01％与0.1％之间的钛以及重量百分比占所述合金的0.01％与1％之间的铝、钴、钆、铪、铱、铁和锆所形成。

2.如权利要求1所述的灯(1；20)，其特征在于：所述气密容器(2)是石英玻璃容器，所述石英玻璃容器带有一个或多个箍缩密封(5、6)，所述箍缩密封(5、6)嵌设有钼合金箔(7、8)以作为所述馈通元件。

3.如权利要求2所述的灯(1；20)，其特征在于：所述成分是铼，所述铼的量少于2％的重量百分比，优选少于1.5％的重量百分比。

4.如权利要求1所述的灯(1)，其特征在于：所述灯是金属卤化物高强度放电灯。

5.如权利要求1所述的灯(20)，其特征在于：所述灯是包括钼合金内支撑线(21)的卤素灯。

6.如权利要求5所述的灯(20)，其特征在于：所述成分是铼或锆，所述铼的量少于2％的重量百分比，所述锆的量少于1％的重量百分比。

7.如权利要求1所述的灯(1；20)，其特征在于：所述外电流导体具有铬涂层。

8.如权利要求1所述的灯(1；20)，其特征在于：所述馈通元件是用磷酸处理的元件。

9.一种制造灯器件如馈通元件(7、8)、外电流导体(9、10)和内电流导体(3、4、21)的方法，所述方法包括用钼合金形成所述灯器件的步骤，所述钼合金具有选自以下的组的至少一种成分，

所述组由重量百分比占所述合金的0.01％与5％之间的铼和铬、重量百分比占所述合金的0.01％与0.1％之间的钛以及重量百分比占所述合金的0.01％与1％之间的铝、钴、钆、铪、铱、铁和锆所形成。

10.一种制造灯(1；20)的方法，所述方法包括应用通过根据权利要求9所述的方法制造的灯器件的步骤。