CN1894768A - 含有氧化铝和氧化铈的电灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在以真空密封的方式封闭的透光灯管中设置有光源的电灯,所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外壳,所述石英玻璃含有氧化硅、氧化铝和氧化铈,其特征在于,所述外壳的石英玻璃含有摩尔比在0.30和0.48之间的氧化铝和氧化铈。本发明还涉及用于所述灯的石英玻璃。
Description
本发明涉及一种在以真空密封的方式封闭的透光灯管中设置有光源的电灯,所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外壳(envelope),所述石英玻璃含有氧化硅、氧化铝和氧化铈。
从EP 658920中可知这种放电灯。这种已知的灯具有石英玻璃灯管,所述灯管在其外表面具有一层掺杂石英玻璃。所述灯包括透光的、吸收UV的石英玻璃的外壳,所述石英玻璃含有以氧化物形式的铝和从铈和钛所属的组中选择的以氧化物形式的金属,其中所述外壳的石英玻璃含有以氧化物形式的硅、铈、钛、铕和铝,在阳离子元素中,铈占0.1-0.2原子%、钛占0.01-0.04原子%、铕占0.03-0.2原子%以及铝最多占0.8原子%,同时铝/铕的原子比处于3到8的范围内。
在US 5,464,462和US 5,572,091中公开了类似的灯,其中描述了含有氧化铝和氧化铈的灯,可选地具有少量氧化钛。根据这些专利,组分氧化铝和氧化铈的摩尔比至少为0.5。
已经发现,这些现有技术的灯对于一些应用具有不充足的阻挡UV的特性,例如对于XL灯中的套管(sleeve)。
本发明的目的是提供一种在开头段落中提到的类型的电灯,所述电灯具有对于可见光辐射至少基本上透明的外壳,并且其对于应用于XL灯中具有充足的阻挡UV辐射的特性。
根据本发明,实现上述目的是在于,所述外壳的石英玻璃包括含有氧化硅、氧化铝和氧化铈的吸收UV的石英玻璃,其中所述外壳的石英玻璃含有摩尔比在0.30和0.48之间的氧化铝和氧化铈。
已经发现,其中所述氧化物以给定摩尔比存在于氧化硅(SiO2)基体中的石英玻璃对于可见光辐射至少基本上是透明的,并且对于UV辐射基本上是不能透过的。下文中还将被称为掺杂石英玻璃的石英玻璃将这些特性归因于它的所有组分以其所述的数量进行结合。
在根据本发明的优选实施例中,电灯的外壳还含有与氧化铝的摩尔比在1和3之间的氧化钛。
当电灯在其外壳中还含有氧化铕时甚至会获得更好的结果,其中氧化铈占0到0.5摩尔%,氧化钛占0到0.05摩尔%,氧化铕占0.01到0.05摩尔%,以及氧化铝最多占0.2摩尔%,同时氧化铝/氧化铕的摩尔比处于3与10之间。
根据本发明的优选有利的灯含有0.33+/-0.015摩尔%的氧化铈、0.03+/-0.01摩尔%的氧化钛、0.18+/-0.015摩尔%的氧化铝和0.02+/-0.006摩尔%的氧化铕。
元素铈、钛和铕均吸收UV辐射的光谱部分,这些部分彼此补充并相互局部重叠。氧化铝使基本上以其二价形式的铕在基体中溶解。尤其在Al2O3/Eu2O3的摩尔比等于或大于4时,结果是铕的UV吸收高,正如光的传输。另外,铝的有利影响是它抵消了由存在二价铕导致的石英玻璃的流变变化。已经发现,如果存在至少四个,尤其是可用于掺杂石英玻璃中的每个铕原子的四个铝原子,则是有利的。
同样如果铕在获得石英玻璃的批料(batch)中以三价氧化物的形式存在,则在例如氦和氢的还原性气氛中的熔化期间将出现二价形式。该批料可以包括掺杂石英玻璃的阳离子元素的氧化物或者可替换地所述元素的混合氧化物。
通常,光源的石英玻璃的外壳将具有至少约1mm的厚度。玻璃添加剂的最小量是基于此的。较小的量将使得玻璃不透过UV辐射是不够的。假定最大量的添加剂,则掺杂石英玻璃仍将含有按重量约97%的氧化硅,并且除了光学特性以外仍将高度地具有熔融氧化硅的特性。掺杂石英玻璃可以包含由它的组分引入的杂质。
光源可以是例如由钨制成的比如放置在含有卤素的惰性气体中的白炽体。可替换地,光源可以是在电离介质中的一对电极,在所述电极之间,例如处于高压的放电弧在运行期间被保持。电离介质可以包括稀有气体,可能含有汞,也可能含有金属卤化物。
灯管和掺杂石英玻璃的外壳可以一体化,在这种情况下,灯管例如完全由掺杂石英玻璃组成。
可替换地,外壳可以是独立体,例如是围绕灯管的体。于是外壳可以是以真空密封的方式封闭的外部灯泡,但是可替换地,它可以是在灯管和外部灯泡之间的体,例如管状体,其可以或者不可以在一端或两端被封闭。
所述外壳在其中光源不仅产生可见光辐射而且产生UV辐射的所有那些情况下是重要的,并且由于产生的可见光辐射才使用灯。于是防止了UV辐射对任何生物或物品产生伤害或者损坏。与不存在外壳时相比,外壳对于使光源到达更高温度也是重要的。这通常有益于灯的发光效能。如果在没有外壳的情况下存在灯管爆炸和其碎片对灯的周围引起损坏的危险,那么以外部灯泡中的管的形式或者以外部灯泡的形式的外壳还有助于灯的安全。
在图中示出根据本发明的电灯的实施例。
图1以侧视图示出第一实施例;
图2以侧视图示出第二实施例;
图3以侧视图示出第三实施例;以及
图4示出玻璃1(例1)的透射曲线和在例如US 5,464,462和US5,572,091中描述的现有技术的玻璃的这种曲线。
在图1中,电灯在以真空密封的方式封闭的透明石英玻璃灯管2中设置有光源1。该图中的光源是位于电离气体例如稀有气体、汞和金属卤化物中的一对电极。所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外壳3,所述石英玻璃含有氧化铝和氧化铈、以及可能地选自氧化钛和氧化铕的金属氧化物。掺杂石英玻璃的外壳在灯管的端部被熔接到灯管上。所述灯具有灯帽4,电缆5从所述灯帽引出到外部以用于和电源连接。该灯可以用作汽车前灯。
所绘制的灯具有掺杂石英玻璃的外壳,所述石英玻璃是从具有来自表1的玻璃1的组分的批料中获得的。
在图2中,相应的部分具有比图1中的参考数字大10的参考数字。
这里所示的用于通常发光目的的放电灯在以真空密封的方式封闭的外部灯泡16内部具有掺杂石英玻璃的管状外壳13。所述外壳被螺旋形盘绕的金属线17围绕,并且吸收由光源产生的UV辐射,同时透过可见光辐射。如果灯管可能爆炸,那么外壳将和金属线一起避免对外部灯泡16的损坏。灯帽14具有插针15。
在图3中,相应的部分具有比图1中的参考数字大20的参考数字。该灯具有作为光源的白炽体。掺杂石英玻璃的外壳23以真空密封的方式进行封闭。因此它与灯管成一整体。它可以填充有包含卤素的气体。金属灯帽24具有管状形状,它支撑绝缘触点25,并且其自身充当第二触点。该灯适于充当无UV的汽车灯。在表1中以玻璃1和玻璃2的摩尔百分比以及重量百分比来给出可以用于根据本发明的电灯的提供掺杂石英玻璃的批料的例子。
图4示出从表中例1(玻璃1)的批料中获得的石英玻璃的透射曲线以及现有技术的玻璃(例如在US 5,464,462和US 5,572,091中描述的)的类似曲线。该曲线示出玻璃对于可见光辐射至少基本上是透明的,并且比现有技术的玻璃更好地阻挡了UV辐射。
例子
在下表中给出根据本发明和根据现有技术的玻璃的组分。
Claims (6)
1、一种在以真空密封的方式封闭的透光灯管(2)中设置有光源(1)的电灯,所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外壳(3),所述石英玻璃含有氧化硅、氧化铝和氧化铈,其特征在于,所述外壳(3)的石英玻璃含有摩尔比在0.30和0.48之间的氧化铝和氧化铈。
2、权利要求1所述的电灯,其中外壳还含有与氧化铝的摩尔比在1和3之间的氧化钛。
3、权利要求1或2所述的电灯,其中外壳还含有氧化铕,其中氧化铈占0-0.5摩尔%,氧化钛占0-0.05摩尔%,氧化铕占0.01-0.05摩尔%,以及氧化铝最多占0.2摩尔%,同时摩尔比氧化铝/氧化铕处于1和20之间。
4、权利要求1所述的电灯,其中外壳(3)的石英玻璃含有0.33+/-0.015摩尔%的氧化铈、0.057+/-0.002摩尔%的氧化钛和0.13+/-0.015摩尔%的氧化铝。
5、吸收UV的含有氧化硅、氧化铝和氧化铈的石英玻璃,其特征在于,所述玻璃含有摩尔比在0.30和0.48之间的氧化铝和氧化铈。
6、权利要求5所述的石英玻璃,其中氧化铝和氧化铈以0.38和0.42之间的摩尔比存在。
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