CN101924010A

CN101924010A - 用于陶瓷金卤灯的发光药丸

Info

Publication number: CN101924010A
Application number: CN 201010277936
Authority: CN
Inventors: 贾铁军; 张海波; 金继增; 李汉军; 李大明
Original assignee: China Institute of Atomic of Energy
Current assignee: China Institute of Atomic of Energy
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: CN101924010B

Abstract

本发明属于光电源领域，具体涉及一种用于陶瓷金卤灯的发光药丸。该发光药丸由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：16～20∶16～20∶15～20∶21～28∶13～20∶4。该发光药丸的直径是0.5～0.8mm，粒重是0.5～1.1mg。用本发明提供的发光药丸制作的陶瓷金卤灯具有优良的光电色综合参数。发光效率高达100lm/w，使用寿命大大增加，是一种真正绿色节能的金卤灯。

Description

用于陶瓷金卤灯的发光药丸

技术领域

本发明属于光电源领域，具体涉及一种用于陶瓷金卤灯用发光药丸。

背景技术

金属卤化物灯分为石英金卤灯和陶瓷金卤灯两种。其中，陶瓷金卤灯的基本结构是，用多晶氧化铝陶瓷作电弧管管壳，管壳多为中间粗两端细的中空圆柱形结构，将金属卤化物发光药丸填充到电弧管中间部位，在两端细的圆柱空管中插入电极。用多晶氧化铝制成的电弧管管壳，是一种半透明材料，它能承受比石英高400℃以上的高温，制成电弧管后正常运转温度可达1200℃，加之其导热率较高，电弧管本身温度分布较为均匀，即使冷端也在900℃以上，因此充入其中的金属卤化物发光药丸能充分蒸发，这是陶瓷金卤灯的光效和显色指数高而稳定的原因。同时，陶瓷包壳的热稳定性和化学稳定性很高，与充入电弧管的金属卤化物发光药丸基本不发生化学反应，不存在漏钠问题，因此陶瓷金卤灯性能稳定、光衰小、寿命长。

陶瓷金卤灯的光电色综合指标优于石英金卤灯，具体参数见表1。因此，陶瓷金卤灯作为将来绿色照明的优选节能光源用途十分广泛。

表1陶瓷金卤灯与石英金卤灯参数表

灯种	发光效率	显色指数	相关色温	使用寿命	色漂移
						石英金卤灯	60～100lm/w	60～80	3000～14000k	8000～10000h	±500k
陶瓷金卤灯	80～110lm/w	80～96	3000k、4200k	8000～12000h	±200k

当然，陶瓷金卤灯要获得表1所述的综合技术参数取决于多种因素，如PCA管、电极、封接工艺等，文献所报道的技术主要集中在电弧管管壳的结构以及制作工艺上。但就发光而言，陶瓷金卤灯所用发光药丸的配比、纯度是关键。特别是陶瓷金卤灯电弧管管壳的材质与石英金卤灯明显不同，因此，对发光药丸的要求也不同。在现有技术中，本案申请人通过中国专利03157046.1和200410091545.4公开了两种石英金卤灯用的发光药丸，它们或是钠、钍、铊、铟的碘化物，或是钠、钪、钍、铊、铟的碘化物。充入这两种发光药丸所制备的陶瓷金卤灯有四个致命的问题：发光效率低、显色性差、使用寿命短、色漂移大。因此，这两种发光药丸基本上不适用于陶瓷金卤灯。

发明内容

(一)发明目的

针对现有技术所存在的缺陷，本发明旨在提供一种发光效率高、显色指数高、使用寿命长、色漂移小的陶瓷金卤灯用发光药丸。

(二)技术方案

本发明提供了一种用于陶瓷金卤灯用发光药丸，它由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：16～20∶16～20∶15～20∶21～28∶13～20∶4。

所述发光药丸的直径是0.5～0.8mm。粒重0.5～1.1mg。

(三)实施效果

与现有技术相比，使用本发明提的技术方案制备的陶瓷金卤发光药丸灯具有如下明显效果。

1.显色性好，接近自然光的光色

陶瓷金卤灯用发光药丸中含有锕系元素钍及镧系元素镝、钬、铥等重稀土的卤化物，这些元素在380～780nm范围内有丰富的密集现状光谱(接近连续谱)，因此用它们作陶瓷金卤灯的发光材料，灯的显色性好(意为陶瓷金卤灯灯光照射到物体上的视觉感受与自然光下物体颜色的逼真度比较好)。显色性通常以显色指数表示，太阳光和白炽灯的显色指数为100，该种光源(4200K色温)的显色指数＞90，质量优良的高达95～97，非常接近自然光。

2.发光效率高，节能效果好

陶瓷金卤灯中的发光药丸中的碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钍与所有发光物中光效最高的碘化钠生成低熔点络合物，该络合物的蒸汽压比单体碘化钠的蒸汽压高6～8倍，当灯点燃时，通过熔融-蒸发-电离-电极间浓集并被激发发光。尽管陶瓷金卤灯用发光药丸中碘化钠的百分比较石英金卤灯发光药丸中少，但发光效率仍比同功率的石英金卤灯高，更节能。

3.光通维持率高，灯的使用寿命长

陶瓷金卤灯的发光电弧管是半透明多晶氧化铝(α-Al₂O₃)制成的。尽管⁺Na半径很小，但不会渗透到陶瓷管中，在相当长的点燃过程中，其光衰较小，即光通量的维持率高，寿命长。

4.在使用寿命期内色漂移小

色漂移指的是金卤灯初始点燃到光通量降到初始光通量的70％(室内为80％)时，灯的色温变化值(颜色的变化)。在石英金卤灯中，⁺Na在高温(极间温度～5000K)、高壁负载条件下会逐渐透蚀到石英管中，与SiO₂发生化学反应生成硅酸钠，不再参与发光。钠的色温很低，只有2000K，钠的不断损耗使石英金卤灯的色温升高，最高可达800-1000K。

而在陶瓷金卤灯中，由于⁺Na较难与Al₂O₃发生反应而损失，其他离子半径比⁺Na大的多的离子尽管在卤钨循环中会损失但损耗率较小。因而用该发光药丸生产的陶瓷金卤灯在高达8000h-12000h的点燃寿命期间，色温的最大漂移为±200K(Philips、OSRAM给出±150K)，也就是说陶瓷金卤灯在点燃寿命期间的光色基本不变。

用本发明提供的发光药丸制作的陶瓷金卤灯具有优良的光电色综合参数。发光效率高达110lm/w，显色指数可达95，发出的光接近自然光，是一种优质光源；使用寿命大大增加，是一种真正绿色节能的金卤灯。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

一种用于陶瓷金卤灯的发光药丸，由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：16∶20∶15∶21∶20∶4。将上述高纯度金属卤化物按确定的比例混合置于特定石英容器中进行预真空处理(加热到100～150℃)，然后缓慢加热至混合物熔融。高温条件下，稀土卤化物、碘化钍与碘化钠生成熔点较低的络合物。经一段时间搅拌，化学组分均匀的金属卤化物-络合物共熔物从喷嘴喷出，熔融液珠在与高纯惰性气体传质过程中迅速冷却固化成球并被收集在产品瓶中。将收集物在分子泵高真空系统中进一步纯化除去吸附在球表面的微量杂气后，在〔OH〕≤1ppm和〔O₂〕≤1ppm的手套箱中筛分和焊封。产品经检验合格即可作为发光材料用于陶瓷金卤灯的生产。该发光药丸的直径是0.5mm，粒重0.5mg。用该发光药丸制作的70W陶瓷金卤灯，发光效率是100lm/w，显色指数是93，相关色温是4200K，使用寿命是8000h，色漂移是±180k。

实施例2

制作方法同实施例1。

一种用于陶瓷金卤灯的发光药丸，由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：19∶16∶19∶28∶19∶4。该发光药丸的直径是0.6mm，粒重0.7mg。用该药丸制作出的陶瓷金卤灯发光效率是100lm/w，显色指数是93，相关色温是4200K，使用寿命是10000h，色漂移是±190k。

实施例3

制作方法同实施例1。

一种用于陶瓷金卤灯的发光药丸，由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：20∶18∶20∶27∶13∶4。该发光药丸的直径是0.8mm，粒重1.1mg。用该药丸制作出的陶瓷金卤灯发光效率是100lm/w，显色指数是93，相关色温是4200K，使用寿命是10000h，色漂移是±200k。

Claims

1.用于陶瓷金卤灯的发光药丸，其特征在于：所述的发光药丸由镝、钬、铥、钠、铊、钍的碘化物组成。

2.根据权利要求1所述的用于陶瓷金卤灯的发光药丸，其特征在于：所述的组成发光药丸的碘化物中碘化镝、碘化钬、碘化铥、碘化钠、碘化铊、碘化钍的重量比是：16～20∶16～20∶15～20∶21～28∶13～20∶4。

3.根据权利要求1所述的用于陶瓷金卤灯的发光药丸，其特征在于：所述的发光药丸的直径是0.5～0.8mm。

4.根据权利要求1所述的用于陶瓷金卤灯的发光药丸，其特征在于：所述的发光药丸的粒重是0.5～1.1mg。