CN1166166A - 带有石英玻璃灯容器的电白炽灯 - Google Patents

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Abstract

带有一石英玻璃灯容器(1)或围绕灯容器的封皮(4′)的电白炽灯在发光体(3)的侧面区域带有红色掺杂物。带有红色掺杂物的石英玻璃含有一氧化钐，氧化铝、二氧化钛和二氧化硅。分析玻璃的组成，以氧化物形式的含有1-3％重量的Sm2O3，不到3％重量的Al2O3，TiO2，其余为SiO2，Al/Sn的摩尔比至少约为2，并且Sm/Ti的摩尔比为2-8。

Description

带有石英玻璃灯容器的电白炽灯
本发明涉及一带有石英玻璃灯容器的电白炽灯，其灯容器带有一轴线，一发光体位于所述灯容器的轴线部分，且其周围用带有一氧化钐作为红色掺杂物的石英玻璃包封，该石英玻璃经分析含有的氧化物有：除了SiO2和微量元素的氧化物以外，还有1～3％重量的Sm2O3和3％重量以内的Al2O3，Al/Sm的摩尔比至少约为2。
这样的一种电灯可从EP-A-0643021中得知。
该已知的灯能作为IR辐射源使用，由该灯所产生的不需要的光的大部分被掺杂了的石英玻璃的红色消除掉。
钐在氧化钐的稳定形式中是三价的，此氧化物基本无色，一氧化钐为深红色，但它容易被氧化，所以在此并不适用，在生产掺杂一氧化钐的石英玻璃期间金属硅或SiO被加到配料之中，以在熔体还原SmIII到SmII。一个有吸引力的特征是SiO2因此而造成，没有其他的成份加到玻璃中。
已知的灯的缺点在于，相当多的拉伸玻璃泡存在掺杂的石英玻璃中，其使玻璃呈现了条带形的外观，这些玻璃泡几乎不影响灯的光谱，但它反射辐射，产生了没有质量区别的视觉效果。
本发明的目的是提供开头段落所述的，其掺杂的石英玻璃几乎没有或者没有玻璃泡的电白炽灯。
根据本发明，此目的通过下列方式完成：石英玻璃掺杂有一氧化钐，也含有TiO2，Sm/Ti的摩尔比位于2-8之间。
TiO2在配料中出自于TiO并在Sm2O3的还原期间形成。经发现，使用TiO可大大降低玻璃泡的数量，或者甚至一起阻止它产生。当金属Ti被加到配料中时，这是与玻璃上升的数量相比较的。在玻璃中的Sm/Ti比也是比在理论情况下的低，也就是，如果一半数量的金属Ti加到配料中的话。
掺杂的石英玻璃与SiO2不同的组分数量应受控制的，以防止玻璃的性能改变过多，并且防止玻璃有较低的软化温度，或者太脆。
Al2O3加到玻璃中以达到钐在玻璃中足够的溶解度，并且因此达到均匀的、较深的颜色，为此，Al/Sm比至少约为2，并且另一方面，控制Al2O3的数量以避免石英玻璃性能的不希望改变。Sm2O3的数量一方面理应以一最小值为界以实现玻璃的足够红色，另一方面以一最大值为界以防止在实际应用中的不足够的均匀性。
为了防止石英玻璃性能的不希望的改变，与Sm2O3的数量有关的TiO2的最大数量也是控制到理论上用于还原SmIII到SmII的数量的必需程度。另一方面，TiO2的最低数量由掺杂的石英玻璃的所需颜色确定。通常，Sm/Ti比选择位于3到6之间，优选在约为4和约为5之间。
可以作为夹杂物加入的微量元素可以是钠和钾，其中每一种为几ppm重量；和铁，低于几十ppm重量。
根据本发明的灯可以用于加热目的，例如为房间取暖，准备食物，例如烹调，或者作为一加热源用于工业处理，例如干燥墨水或涂痕。红色石英玻璃的目的是防止由灯产生的光以不希望的强度辐射。
不管它的颜色，掺杂的石英玻璃作成的管能被处理加工，例如用于提供真空密封。然而为此必需使用一个比用于无色石英玻璃的相应管更强的热源，因为红色石英玻璃辐射更多的热。这些在技术上可以很快地通过几个试验确定热源的布置，例如某一管所需的燃烧器和相应的加工，例如弯曲、膨胀、加压和膨胀、拔拉等等。可以替换地，由这种石英玻璃制成的管可以例如在两端融合在非掺杂的石英玻璃上，且形成的管可以加工成一灯容器，以使掺杂的石英玻璃在轴向段形成灯容器，而只有轴向段在侧面包围发光体。
掺杂的石英玻璃可以围绕着灯容器以管形存在或者可以向那里连接，例如可拆卸或通过弹性部件可替换地，例如可以封装在与灯容器相连的两个灯帽之间，并且相对放置。当在每个灯帽处提供一带有端部的金属支撑物，其端部封装在管的端部处以使管安全固定是有利的。
带有红色掺杂物的石英玻璃带有橙红到深红的颜色，并且能够从配料中在某一温度，例如约2,000℃处，例如在真空中或比如在还原气氛，例如He/H2，例如He/H27/3(容积)的情况下迅速生产制造，并能以普通技术得到一管形。
SmII的存在通过掺杂的石英玻璃颜色和其传输光谱显示。然而除了任何SmIII很难确定玻璃中的SmII成分，如果存在，也很难分析，这是因为组成物的氧化倾向。
根据本发明的电白炽灯的一实施例如附图所示，其中，
图1示出了一灯的剖分部面的侧视图，
图2示出了图1中的掺杂的石英玻璃的传输光谱。
图1中，电白炽灯带有一含轴2的石英玻璃灯容器1，一发光体3布置在此灯容器的轴向段。该灯容器充满了含有溴化氢的惰性气体。发光体周围用带有一氧化钐作为红色掺杂的石英玻璃4包封。当分析氧化物组成时，会发现此石英玻璃除了SiO2和微量元素的氧化物之外还含有1～3％重量的Sm2O3和至多到3％重量的Al2O3。Al/Sm的摩尔比至少约为2。
掺杂了一氧化钐的石英玻璃4还含有TiO2。Sm/Ti的摩尔比在2-8的范围内，尤其位于3-6的范围内。
图1中由石英玻璃4制成的管掺杂了一氧化钐并带有包封灯容器1的端部4′。该灯容器带有两个相应的灯帽5，在每一灯帽处配有一金属支撑物6，其带有一端部6′用以封装相应管的端部4′，以使此管安全固定。触针7由灯帽5伸出。
为了生产石英玻璃管，混合290克SiO2、4.1克Al2O3，和7.0克Sm2O3并在约1,300℃温度的空气中燃烧以脱掉水分。混合物被颗粒化并混合0.67克TiO。所得到的配料在真空中约2,100℃并且70％He和30％H2的环境中熔化。熔化的材料被制成管状。
所得到的掺杂的玻璃以氧化物的形成含有如下组成：约290克SiO2，约4.1克Al2O3(1.3％重量)，约7.0克Sm2O3(2.3％重量)和约0.83克TiO2。Al/Sm摩尔比为2并且Sm/Ti摩尔比为4。
对1mm玻璃厚度进行测量，该玻璃带有图2所示的传输光谱，从中可明显看出，低于约525nm时该玻璃几乎不透光。

Claims (5)

1.带有含轴(2)的石英玻璃灯容器(1)的一种电白炽灯，一发光体(3)位于所述灯容器的轴向段上并且周围由带有一氧化钐作为红色掺杂物的石英玻璃(4)包封，石英玻璃经分析以氧化物形成含有：除了SiO2和微量元素的氧化物以外，还有1-3％重量的Sm2O3和不到3％重量的Al2O3，Al/Sm的摩尔比至少约为2，其特征在于，掺杂一氧化钐的石英玻璃(4)还含有TiO2，Sm/Ti的摩尔比位于2-8范围内。
2.如权利要求1所述的一种电白炽灯，其特征在于，掺杂一氧化钐的石英玻璃(4)的Sm/Ti的摩尔比位于3-6的范围内。
3.如权利要求1或2所述的一种电白炽灯，其特征在于，由掺杂一氧化钐的石英玻璃(4)构成石英玻璃灯容器(1)。
4.如权利要求1或2所述的一种电白炽灯，其特征在于，由掺杂一氧化钐的石英玻璃(4)形成一管并且其带有两端(4′)包围灯容器(1)。
5.如权利要求4所述的一种电白炽灯，其特征在于，该灯容器(1)带有相应对立的灯帽(5)，每一灯帽配有一金属支撑物(6)，其带有包封该管的一端部(4′)的一端部(6′)，以使所述灯管安全固定。
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