CN1046637A - 低压水银蒸汽放电灯 - Google Patents

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Abstract

一种低压水银蒸汽放电灯，其中的外壳(1)内侧设有含绿色能发冷光的Zn2SiO4:Mn2+(硅锌矿)的发光层(5)，在发光层(5)与外壳(1)之间有一层发光中间层(6)，发光中间层(6)含发光的Sr4A115O24:Eu2+，其中Sr有多达25克分子％的部分可由Ca代替。

Description

本发明涉及一种低压水银蒸汽放电灯，该放电灯的外壳以真空密封的方式密封着，能让辐射线透过，所述外壳里面装有水银和稀有气体，内壁涂有含分子式为Zn2SiO4：Mn2+，经二价锰活化过的能发冷光的绿色原硅酸锌的发光层。
从基思H·巴特勒（Keith    H.Butler）著的1980年版的《荧光灯的荧光剂》一书第6和第8页中可以了解到上述类型低压水银蒸汽放电灯的情况。
用水银放电产生的短波紫外辐射线（主要是254毫微米辐射线）激励经锰活化过的原硅酸锌（硅锌矿）时会产生光谱绿色部分的辐射。
发出这种绿光的灯在实际中主要用以例如在舞台照明、橱窗照明、节日照明等中产生色彩效果。
放电灯的外壳通常是玻璃制成的，可以设计成各种各样的形状，例如直管、U形管或环形管，还可以设计成有一个象无电极灯所具有的那种插口的灯泡。在涂上发光层之前，外壳的部分内部周边上可以先涂以反光层，使所产生的绿光通过不涂以反光层的窗口发散出去。必要时还可以在管的内壁涂上能吸收不希望有的在光谱的蓝色和/或长波紫外部分的水银射线的吸收层。
这种已知的放电灯的缺点在于，它在工作时发光层呈现强烈灰光。放电灯这种工作时的发灰效应使其在不工作时看起来发黑，这不仅使外观不好看，而且在其一些用途中是不希望有的现象。此外，发灰效应还会使发出的光的色点漂移，使光输出减少。一般认为，这种发灰效应是由于发光硅锌矿的锌离子在放电灯工作的过程中被还原成金属锌引起的。其后金属锌因放电过程而与水银形成水银合金。
本发明的目的是提供一种经改良的低压水银蒸汽放电灯，这种放电灯在整个使用寿命期间始终在不工作时保持绿色鲜艳漂亮的外观，而且在使用寿命期间所发出的光的色点漂移和光的衰减有所减少。
根据本发明，本说明书起始段落所述类型的低压水银蒸汽放电灯具有这样的特征：在外壳内壁发光层远离放电区的一侧设有发光中间层，所述中间层含有化学式为Sr4Al14O25：Eu2+经二价铕活化的发光铝酸锶，其中多达25克分子%的Sr可用Ca代替。
化学式为Sr4Al14O25：Eu2+（其中Eu相对于Sr的含量在0.1到10克分子%之间，而多达25克分子%的Sr可为Ca所取代）的发光铝酸盐，其具体情况可从欧洲专利0094132（PHN10.347）中了解到。这些铝酸盐是X射线粉料特性图如该专利中所示的晶质化合物。虽然这些铝酸盐可以从1∶2和1∶5之间的Sr/Al开始来比例制取，但我们还是假定这种晶相的大致组成为Sr4Al14O25。
化学式为Sr4Al14O25：Eu2+，发光效率高的发光铝酸盐是稳定的绿色化合物。这种化合物用在放电灯外壳与含硅锌矿的涂层之间的中间层，使稳定的绿色中间层在放电灯不工作期间对硅锌矿层不仅起物理屏蔽作用而且也起化学屏蔽作用，使它不受外界的影响。这样就使放电灯在不工作时保持其鲜艳吸引人的绿色外表。
放电灯工作期间，发光的硅锌矿层发出一般的绿光，而发光的铝酸盐中间层则产生蓝绿色的发射光谱（带），其最大的发射率约在490毫微米频谱处，其半值宽度约为60毫微米。适当选择两种发光的色点。熟悉本技术领域的人士对设定色点是不陌生的。
鉴于与稳定的铝酸盐混合在一起的硅锌矿这时仅仅是发光材料总量的一部分，因而硅锌矿对光谱发射过程的影响就小一些，从而减少了放电灯在使用寿命期间所发出的光的色点漂移和光衰减。
在本发明低压水银蒸汽放电灯的最佳实施例中，发光中间层系直接涂有在外壳的内壁上。这样，由于不采用任何反光或吸收层，因而给放电灯的成本带来有利的影响。
在本发明的低压水银蒸汽放电灯的另一个最佳实施例中，发光层是直接涂到发光中间层上的，这也对放电灯的造价有利。
现在参照附图更详细地说明本发明的放电灯的一个实施例。
附图中，图1是低压水银蒸汽放电灯的纵向剖面图，灯中设有发光层和发光中间层;图2是本发明低压水银蒸汽放电灯的发射光谱。
图1的低压水银蒸汽放电灯有一管状玻璃外壳1，外壳1以真空密闭的形式密封，能让辐射线透过，里面装有水银和作为触发气体的稀有气体。放电灯内的两端设有电极2和3，放电路径4即在两电极之间延伸。外壳1内侧涂有发光层5，发光层5含有化学式为Zn2SiO4：Mn2+（硅锌矿）经二价锰活化的绿色发光原硅酸锌，面向放电路径4。在发光层5与外壳1之间，发光层5远离放电路径4处的一侧有一发光中间层6，发光中间层6含有化学式为Sr4Al14O25：Eu2+的经二价铕活化的发光铝酸锶，其中多达25克分子%的Sr可用Ca代替。中间层6直接涂到外壳1内壁上，发光层5直接涂到中间层6上。这些涂层可用一般方法涂敷，举例说，可用含发光材料的悬浮液。稳定的中间层6是绿色的，因此放电灯不工作时外观是绿的。放电灯不工作时的这种绿色外观，在放电灯的整个使用寿命期间始终保持不变，尽管放电灯工作时硅锌矿层5发灰。这是因为放电灯不工作时，绿色中间层6始终将硅锌矿层光学屏蔽起来使其不受外界的影响。由于有两种发光层，因而硅锌矿5发射的光只占放电灯在主要为254毫微米激励辐射（水银共振谱线）的影响下发出的光总量的一部分。与只有发光硅锌矿层的已知放电灯相比，硅锌矿发灰效应的影响要小一些，因此所发出的光的色点漂移小一些，且在放电灯的使用寿命期间光的衰减程度也小一些。
在长约120厘米、内径约24毫米、额定功率约36瓦的低压水银放电灯的实际实施例中，中间层6由2克的Sr3.9Eu0.1Al14O25构成，发光层5则由2克的Zn1.89Mn0.11SiO4构成。该放电灯的初始发光效率为105流明/瓦。经过100个燃点小时之后，光通量减少2.9%。放电灯发出的绿光的色点，开始时其座标X＝0.235，Y＝0.617，经过100个燃点小时之后，坐标变为X＝0.236，Y＝0.617。放电灯的发射光谱示于图2。波长λ以毫微米为单位在水平轴上标出，发射的光能E以任意单位在垂直轴上标出。可以看出，光主要是在绿色光谱区（500-560毫微米）发出的。该图左侧的直线分别表示405和436毫微米的水银谱线。

Claims (3)

1、一种低压水银蒸汽放电灯，其外壳以真空密闭的形式密封，能让辐射线透过，里面装有水银和稀有气体，内侧涂有含化学式为Zn2SiO4：Mn2+经二价锰活化过的能发冷光的绿色原硅酸锌的发光层。
其特征在于：在外壳内侧发光层远离放电区的一侧设有发光中间层，所述中间层含有化学式为Sr4Al14O25∶Eu2+经二价铕活化的铝酸锶，其中多达25克分子%的Sr可由Ca代替。
2、如权利要求1所述的低压水银蒸汽放电灯，其特征在于：发光中间层直接涂到外壳的内壁上。
3、如权利要求1或2所述的低压水银蒸汽放电灯，其特征在于：发光层直接涂到发光中间层上。
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