CN1815680B

CN1815680B - 具有钨合金馈入装置的陶瓷放电容器

Info

Publication number: CN1815680B
Application number: CN200610004800.6A
Authority: CN
Inventors: J·H·塞尔弗里安
Original assignee: Osram Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-28
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-01-28
Also published as: JP5264057B2; EP1686614A2; EP1686614A3; CN1815680A; CA2528716A1; JP2006210346A; US7453212B2; DE602006010920D1; EP1686614B1; US20060170358A1

Abstract

一种用于陶瓷放电容器的钨合金馈入装置被用以形成与放电容器的陶瓷主体的隔绝密封。钨合金包括与从钛、钒或其组合中选择出来的一种金属合金化的钨。配制所述合金以使其具有与陶瓷的热膨胀系数接近相匹配的热膨胀系数从而防止发生开裂。优选地，钨合金包含一种重量百分比为从约10％至约35％的从钛、钒或其组合中选择出来的金属。

Description

具有钨合金馈入装置的陶瓷放电容器

技术领域

本发明涉及一种具有钨合金馈入装置的陶瓷放电容器。

背景技术

陶瓷放电容器通常被用于高强度放电(HID)灯如高压钠(HPS)灯、高压汞灯和金属卤化物灯中。所述半透明的陶瓷容器必须能够耐受在HID灯工作过程中存在的高温高压条件以及耐受腐蚀性的化学填料。尽管也可以使用其它陶瓷材料如蓝宝石、钇铝石榴石、氮化铝和氧氮化铝，但是用于HID灯应用的优选陶瓷为多晶氧化铝(PCA)。

在常规的陶瓷放电容器中，在陶瓷容器和金属电馈入装置之间进行隔绝密封可能比较困难，这是由于所述材料的性质，特别是热膨胀系数非常不同而造成的。在多晶氧化铝的情况下，由于这些材料的热膨胀非常相似，因此密封部通常设置在氧化铝陶瓷和铌馈入装置之间。所述铌馈入装置与由于具有明显更高的熔点而用以形成电弧附接点的至少一个钨电极相连。

然而，铌作为馈入装置材料具有两个明显的不利条件。第一个不利条件在于：由于铌会发生氧化并且密封将会失效，因此铌不能暴露于空气中。这样就需要放电容器在真空或惰性气体环境中进行工作，由此增加了所述灯的成本和总尺寸。第二个不利条件在于：铌与金属卤化物灯中的绝大多数化学填料发生反应。这一问题已经导致对用于金属卤化物应用的更复杂的电极组件进行研发。例如，一种现有技术的用于陶瓷金属卤化物灯的电极组件包括焊接到一起的四个部分：即用于密封到陶瓷电弧管上的铌馈入装置；钼杆；Mo-氧化铝金属陶瓷和钨电极。如美国专利No.6,774,547所述的另一电极组件采用了多引线馈入装置，所述多引线馈入装置具有包括沿其外侧长度的多条沟槽的陶瓷芯，所述引线被插入到所述沟槽中。所述引线，或是钨引线或是钼引线，在馈入装置的至少一端处扭绞在一起。所述扭绞的引线可被用作灯内的电极或者分开的电极尖端可被附接到扭绞的引线束上。

发明内容

本发明的一个目的在于避免现有技术中所存在的缺点。

本发明的另一个目的在于提供一种陶瓷电弧管中的铌馈入装置的替换物。

根据本发明的这些和其它目的，提供了一种用于陶瓷放电容器的钨合金馈入装置。在此所使用的术语钨合金意味着含有重量百分比超过50％的钨的合金。特别是，本发明中的钨合金包括与从钛、钒或其组合中选择出来的一种金属合金化的钨。优选地，钨合金包含一种重量百分比(wt％)为从约10％至约35％的从钛、钒或其组合中选择出来的金属。

附图说明

图1是根据本发明的包括钨合金馈入装置的陶瓷放电容器的剖面图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明以及本发明的其它目的、优点和性能，结合上述附图并参考以下公开内容和所附技术方案。

钨-钛和钨-钒体系具有形成完全固溶体的优点。另外，单独金属成分的热膨胀系数对在HID灯中所使用的，或者建议使用的常规陶瓷材料的膨胀系数范围进行划分(bracket)。特别是，与重要陶瓷材料如多晶氧化铝、氧氮化铝和钇铝石榴石的膨胀系数相比较，钛和钒具有更高的膨胀系数，而钨具有更低的膨胀系数。这些特征允许单相钨合金在典型的灯密封方法和灯的高温工作中所使用的温度范围上与膨胀系数在W与Ti或V之间的几乎各种陶瓷材料的热膨胀行为接近相配。

表1提供了用于与HID灯的三种主要的陶瓷材料一起使用的以重量百分比(wt％)表示的优选的钨合金成分的大致合金组成。配制所述成分以使其与选定陶瓷的热膨胀相匹配。预期在化学反应性更强的环境中，W-V合金比W-Ti合金略具优势。这些合金可采用拉丝工艺、粉末冶金、或者铸造及机加工方法而成形出最终形状。拉丝工艺由于其成本低从而是一种优选的成形方法。W-Ti-V合金的一般组成范围以合金中钛和钒的重量百分比总和的形式给出。

表1

陶瓷	W-Ti合金	W-V合金	W-V-Ti合金
陶瓷	W-Ti合金	W-V合金	W-V-Ti合金	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	W-25wt％Ti	W-22.5wt％V	W-(20-30wt％)Ti+V
氧氮化铝(AlON)	W-16.5wt％Ti	W-17wt％V	W-(10-20wt％)Ti+V	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	W-25wt％Ti	W-22.5wt％V	W-(20-30wt％)Ti+V
氧氮化铝(AlON)	W-16.5wt％Ti	W-17wt％V	W-(10-20wt％)Ti+V	钇铝石榴石(YAG)	W-26wt％Ti	W-25wt％V	W-(20-30wt％)Ti+V

参见图1，图中示出了用于金属卤化物灯的陶瓷放电容器1的剖面图，其中所述放电容器1具有半透明的陶瓷主体3，所述陶瓷主体3中优选包含多晶氧化铝、氧氮化铝(AlON)或钇铝石榴石(YAG)。陶瓷主体3具有自两侧向外延伸的相对的毛细管5。毛细管5具有用于接收电极组件20的中心孔9。在本实施例中，电极组件20被构造成包括根据本发明的包含钨合金的馈入装置22和钨电极26。在一个优选实施例中，电极组件20整体由本发明的钨合金形成，优选形成一个单一结构以降低成本。钨线圈或其它相类似的结构可被加到钨电极26的端部上以提供电弧放电的附接点。

放电室12中含有金属卤化物填充材料，所述金属卤化物填充材料通常可包括汞，外加金属卤化物盐例如NaI、CaI₂、DyI₃、HoI₃、TmI₃和TlI，的混合物。放电室12中还含有缓冲气体，例如Xe或Ar。玻璃料17在毛细管5和电极组件20的馈入装置22之间形成隔绝密封。优选的玻璃料为耐受卤化物的Dy₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃-陶瓷体系。在金属卤化物灯中，通常所希望的是将玻璃料17透过进入毛细管5中的情况减至最少，从而防止与腐蚀性金属卤化物填料发生不利反应。例如，钼线圈24可被缠绕到钨电极26的轴杆上，从而保持金属卤化物盐冷凝物在灯工作过程中不接触玻璃料17。

本发明的钨合金馈入装置还可以具有其它馈入构造。例如，可用作多引线馈入装置或者作为常规高压钠灯中的铌管馈入装置的替代物。

虽然已结合被认为优选的实施例对本发明进行了描述，但是对于本领域的技术人员而言明显的是，在不偏离由所附技术方案所限定的本发明的范围的条件下可对本发明作出多种改动和变型。

Claims

1.一种陶瓷放电容器，包括：具有至少一个电极组件的陶瓷主体，所述电极组件具有密封到所述陶瓷主体上的馈入装置部分，所述馈入装置包括含有重量百分比超过50％的钨的合金，在所述钨合金中，钨与从钛、钒或其组合中选择出来的一种金属合金化。

2.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述陶瓷主体包含多晶氧化铝、蓝宝石、氧氮化铝或钇铝石榴石。

3.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述陶瓷主体具有至少一个毛细管且所述馈入装置被密封到所述毛细管上。

4.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述馈入装置利用玻璃料被密封到所述陶瓷主体上。

5.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为从10％至35％的钛、钒或其组合。

6.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述陶瓷主体中包含氧化铝且钨合金包含重量百分比为从20％至30％的钛、钒或其组合。

7.根据权利要求6所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为25％的钛。

8.根据权利要求6所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为22.5％的钒。

9.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述陶瓷主体中包含氧氮化铝且钨合金包含重量百分比为从10％至20％的钛、钒或其组合。

10.根据权利要求9所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为16.5％的钛。

11.根据权利要求9所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为17％的钒。

12.根据权利要求1所述的陶瓷放电容器，其中所述陶瓷主体中包含钇铝石榴石且钨合金包含重量百分比为从20％至30％的钛、钒或其组合。

13.根据权利要求12所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为26％的钛。

14.根据权利要求12所述的陶瓷放电容器，其中钨合金包含重量百分比为25％的钒。