CN211150510U - 一种高压放电灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钼片及采用了该钼片的高压放电灯，所述钼片具有正反表面(31)、侧面(32)、切断面(33)，且组成所述钼片的各面的表面粗糙趋近均匀一致，所述钼片正反表面(31)、侧面(32)、切断面(33)，表面粗糙度在Ra0.35～0.75之间。进一步所述钼片的切断面(33)附近的厚度变薄为钼片初始厚度的10％～40％。本实用新型还涉及一种含有所述钼片的高压放电灯，实施本实用新型的钼片用于高压放电灯时，可防止钼片切断面附近起点导致的石英玻璃与钼片剥离或破裂现象，提高了高压放电灯寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电领域，特别涉及钼片或以钼为主要成分的钼合金片(以下简称钼片)，本实用新型还涉及采用了上述钼片的高压放电灯。
背景技术
在投影机、曝光机、舞台灯具等光学设备上有广泛应用的高压放电灯，图1表示了高压放电灯的结构：在一个石英容器内对向安置两个钨电极(2)，所述钨电极(2)的一端埋入石英容器侧管(11)内，并通过具有与石英膨胀系数接近的钼片(3)与外部电源导线(4)连接。钼片(3)两端(36、35)分别连接钨电极(2)和钼棒(4)，石英容器侧管部(11)通过外热源加热与钼片(3)贴紧密合，形成相对密封的石英放电容器(1)。石英放电容器(1)内充入0.21mg/mm3以上密度的水银(5)及不低于18Kpa压力的惰性气体，并加入1*10-8μmol/mm3至1*10-4μmol/mm3卤素以进行卤素循环，水银(5)及惰性气体在放电激励作用下发光。
在追求高压放电灯向更长寿命(比如5000小时以上)和更高功率(比如380W以上)发展的趋势下，高压放电灯在点灯时石英放电容器内的压力会变得极高,因此石英容器侧管部的密封必须非常牢固,而构成石英侧管部密封部份的钨电极、钼片、外部电源导线以及石英玻璃至关重要。如果密封不好，石英玻璃与钼片发生剥离，导致石英容器漏气或裂纹，最终导致高压放电灯破裂发生。
然而由于所述与钼片连接的钨电极和外部电源导线与石英玻璃之间具有太大的膨胀系数差异，在石英容器侧管部进行外热源加热，使之与钨电极、钼片、外部电源导线密合的过程中，钨电极和石英玻璃之间，外部电源导线和石英玻璃之间不可避免的存在微小间隙或是裂纹间隙。
一方面，因所述与钼片(3)一端(36)连接的钨电极(2)与石英玻璃之间存在前述的微小间隙或是裂纹间隙，使得钼片与钨电极连接一端(36)的端部(特别是钼片与电极重叠的位置L1)不能完全贴紧石英玻璃，而是连通于石英容器内腔。高压放电灯点灭灯时容易在钼片不能完全贴紧石英玻璃的部位发生应力集中，导致钼片与石英玻璃出现剥离，这种剥离受点灯时石英容器内超过200个大气压的作用下不断扩大，从而导致石英容器漏气或发生破裂。
另一方面，因所述与钼片(3)另一端(35)连接的外部电源导线(4)和石英玻璃之间存在前述微小间隙或是裂纹间隙，使得钼片与外部电源导线连接重叠处(L2)的端部不能完全贴紧石英玻璃，而暴露于空气中。经过一段时效(比如3个月以上)，在钼片不能完全贴紧石英玻璃的部位起点发生钼片与石英玻璃出现剥离现象。且，暴露于空气的钼片容易氧化，这种情况在点灯高温辐射时，钼片氧化变脆现象更明显，最终导致石英容器漏气；也经常有在高压放电灯点灯过程中，出现钼片氧化变脆部位发生过流烧断现象。
为解决上述问题，现有技术主要从如何改善钼片切断面附近的应力集中和强化钼片与石英玻璃的融合强度两方面进行了研究。现有技术一：减少钼片切断加工缺陷，比如使用激光切割代替传统刀具切割，或是对切割加工缺陷(如毛刺、棱角)进行酸蚀处理，使其减钝、消除；现有技术二：通过在钼片上生成一层氧化膜，提高钼片与石英玻璃的结合强度，用以抑制钼片与石英玻璃的剥离。现有技术三：加强钼片与钨电极、钼片与外部电源导线连接部位的烧结强度，以提高钼片与石英玻璃的结合强度。
但即使这样，还是会出现钼片切断面边缘起点的石英玻璃与钼片剥离现象。这是因为上述现行技术不能解决钼片切断面具有与钼片正反表面差异较大的表面粗糙度的问题。一方面是如果钼片切断面粗糙度不良，直接影响其与石英玻璃的融合状态。粗糙度过大不利于石英玻璃融入，粗糙度过小会减少钼片切断面与石英玻璃的接触面积。另一方面，钼片切断面与钼片正反表面粗糙度差异大，在与石英玻璃熔融结合后必然会产生钼片切断面与钼片正反表面之间的转换境界，实验证明该境界成为钼片切断面附近应力集中并导致钼片与石英玻璃剥离的主要原因之一。
实用新型内容
针对上述现有技术问题，本实用新型提出一种钼片或以钼为主要成份的钼合金片(以下简称钼片)，及采用了该钼片的高压放电灯。实施本实用新型的钼片用于高压放电灯时，可抑制高压放电灯点灯过程中发生的，钼片和石英玻璃剥离及所导致的石英容器漏气或破裂。
本实用新型涉及的高压放电灯的构造为：一种高压放电灯，其结构包括：在一个石英放电容器内对向安置两个钨电极，所述钨电极的一端埋入侧管部内，并通过具有与石英膨胀系数接近的钼片或以钼为主要成分的钼合金片，与以钼为主要成份的外部电源导线(简称钼棒)连接，钼片两端分别连接钨电极和钼棒，并与侧管部通过外热源加热融合密合，形成相对密封的石英放电容器。石英放电容器内充入0.21mg/mm3以上的水银及不低于18Kpa压力的惰性气体，并加入1*10-8μmol/mm3至1*10-4μmol/mm3卤素以进行卤素循环，水银及惰性气体在放电激励作用下发光。
所述高压放电灯，如图4所示，所述钼片具有正反表面(31)、侧面(32)、切断面(33)，且组成所述钼片的各面的表面粗糙度趋近均匀一致。且所述钼片各面的表面粗糙度值控制在Ra0.35～Ra0.75之间。图2示出了本实用新型之钼片各面的表面粗糙度曲线。图3示出了现有技术钼片各面的表面粗糙度曲线。现有钼片正反表面及侧面的表面粗糙度通常为Ra0.20至Ra0.31，而切断面因切断方式不同，表面粗糙度值具有很大差异。剪刀剪切方式的切断面的表面粗糙度为Ra1.6以上，且还有切割卷边、披峰毛刺等加工缺陷，而激光切割的切断面的表面粗糙度通常在Ra0.1以下，似镜面。
实践证明钼片表面粗糙度值Ra0.3以下时，钼片与石英玻璃的接触出现镜面效果，在加热石英玻璃使之与钼片融合时，出现粘合力不足，在两者之间容易发生剥离。这种现象在钼片表面粗糙度值在Ra0.2以下时，表现更明显。相反，在钼片表面粗糙度值超过Ra0.8时，在加热石英玻璃使之与钼片融合时，出现熔融石英玻璃不能充分融入、贴合钼片表面峰谷的现象，两者接触面积下降，接触强度减弱。
进一步，所述钼片的厚度由近中心段向切断面方向均匀变薄，且切断面附近的厚度变薄为钼片初始厚度的10％～40％。(图4c)
这是因为在保障钼片切断面(33)附近强度的基础上，极力减薄切断面厚度可以起到减少石英玻璃在与钼片加热融合过程中或后继点灭灯过程中的出现的应力蓄积的作用。另外近中心段向切断面(33)方向均匀变薄的形状，更利于石英玻璃与钼片的贴合，更耐剥离。
实施本实用新型提供的所述钼片，用于高压放电灯时，能有效的消除钼片与石英玻璃融合时出现的多境界现象，能增强钼片与石英玻璃的粘合力，减少了高压放电灯在加工过程或点灭灯过程中发生的钼片切断面附近的应力集中，有效的抑制了钼片和石英玻璃剥离现象，进而使石英容器漏气或破裂不良得以改善，提高了高压放电灯寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动地前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型中所述高压放电灯的结构示意图。
图2为本实用新型所述钼片各面的表面粗糙度曲线图。
图3为现有技术钼片各面的表面粗糙度曲线图。
图4a为本实用新型所述钼片形状俯视图例。
图4b为现有技术所述钼片形状主视图例。
图4c为本实用新型所述钼片形状主视图例。
图5为本实用新型中所述高压放电灯的外部电源导线、钼片、钨电极的结合状态。
图6为本实用新型所述钼片的对比实验测试图表。
图7为本实用新型所述钼片的另一实验测试图表。
图8为现有技术钼片的实验测试图表。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员不讲，在不付出创造性劳动地前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
一种高压放电灯，其结构包括：在一个石英容器(1)内对向安置两个钨电极(2)，钨电极(2)的一端埋入侧管(11)内，并通过具有与石英膨胀系数接近的钼片或以钼为主要成分的钼合金片(3)(以下简称钼片)和以钼为主要成份的外部电源导线(以下简称钼棒)(4)连接。钼片(3)两端(36、35)分别连接钨电极(2)和钼棒(4)，并与石英容器的侧管部(11)通过外热源加热融合密封，形成相对密封的石英容器(1)。石英容器(1)内充入0.21mg/mm3以上的水银(5)及不低于18Kpa压力的惰性气体，并加入1*10-8μmol/mm3至1*10-4μmol/mm3卤素进行卤素循环。水银5及惰性气体在放电激励作用下发光。
钼片具有正反表面(31)、侧面(32)、切断面(33)，且组成钼片的各面的表面粗糙度趋近均匀一致。(如图2)
进一步，钼片各面的表面粗糙度值控制在Ra0.35～Ra0.75之间，比如Ra0.45。
进一步，钼片的厚度由近中心段向切断面(33)方向均匀变薄，且切断面(33)附近的厚度变薄为钼片初始厚度的10％～40％,比如30％。以钼片厚度20μm为例，切断面(33)附近的厚度变薄为钼片初始厚度的30％，即6μm。
进而，对表示本实用新型效果进行实验说明。
实验1
用于比较本实用新型的钼片与现有技术的钼片，由此做成结构大致相同的高压放电灯40本，其规格是交流300W。点亮灯30分钟，灭灯10分钟为1回，记录测试了点灭灯50回、100回，200回，300回和500回后的高压放电灯破裂发生率。
首先，第1至20条的高压放电灯其结构是采用了本实用新型实施例中的钼片。在此对第1至20条高压放电灯点灭灯测试50回、100回、200回、300回和500回后，破裂发生率均为0％。
第21至40条的高压放电灯其结构是现有技术的钼片。在此对第21至40条高压放电灯点灭灯测试50回、100回、200回、300回和500回后，其破裂发生率随着增加点灭灯的回数而增加破裂发生率，最终在500回后破裂发生率在25％。这是因为高压放电灯裂纹随着点灭灯回数增加而不断增长，最终导致高压放电灯破裂。图6示出了高压放电灯破裂发生率。
实验2
钼片(3)另一端(35)连接的外部电源导线钼棒(4)(直径0.5mm)和石英玻璃之间具有较大的膨胀系数差异，外部电源导线钼棒(4)和石英玻璃之间不可避免的存在微小间隙或是裂纹间隙，使得钼片(3)与外部电源导线钼棒(4)连接重叠处(L2)的端部不能完全贴紧石英玻璃，而暴露于空气中。经过一段时效，在钼片(3)不能完全贴紧石英玻璃的部位起点发生钼片(3)与石英玻璃出现剥离现象。且，暴露于空气的钼片(3)容易氧化，这种情况在点灯高温辐射时，钼片(3)氧化变脆现象更明显，最终导致石英容器漏气；也经常有在高压放电灯点灯过程中，出现钼片(3)氧化变脆部位发生过流烧断现象。
在实验中用于比较本实用新型的钼片与现有技术的钼片，由此做成结构大致相同的高压放电灯100条，其规格是交流350W。点灯50H后，放置于大气环境中90日,150日，200日和300日，测试外部电源导线钼棒(4)与钼片(3)重叠处(L2)的钼片与石英玻璃剥离发生率。
首先，第1至50条的高压放电灯其结构是采用了本实用新型实施例中的钼片。第1至50条高压放电灯点灯50H后，在90日后外部电源导线钼棒与钼片重叠处(L2)的钼片与石英玻璃剥离发生率0％,150日后L2位置钼片与石英玻璃剥离发生率为0％。200日后L2位置钼片与石英玻璃剥离,数量1条,发生率为2％,剥离尺寸是L2的1/4。而在300日后L2位置钼片与石英玻璃剥离,数量2条,发生率为4％,剥离尺寸是L2的2/4为1条，剥离尺寸是L2的1/4为1条。图7示出了其测试结果。
第51至100条的高压放电灯其结构是现有技术的钼片。第51至100条高压放电灯点灯50H后，在90日外部电源导线钼棒与钼片重叠处L2的钼片与石英玻璃剥离发生率6％，剥离尺寸是L2的1/4为2条,剥离尺寸是L2的2/4为1条。150日后L2位置钼片与石英玻璃剥离发生率为10％,剥离尺寸是L2的3/4为2条，剥离尺寸是L2的2/4为2条，剥离尺寸是L2的1/4为1条。200日后L2位置钼片与石英玻璃剥离发生率为12％,剥离尺寸≥L2的为2条，剥离尺寸是L2的3/4为2条，剥离尺寸L2的是2/4为3条，剥离尺寸是L2的1/4为3条。300日后L2位置钼片与石英玻璃剥离发生率为28％,剥离尺寸≥L2的为5条，剥离尺寸是L2的3/4为4条，剥离尺寸是L2的2/4为3条，剥离尺寸是L2的1/4为4条。图8示出了其测试结果。
从对比测试结果可以知道，本实用新型钼片结构的高压放电灯在点灯50H后，大气环境中放置总时长300日后钼片与石英玻璃剥离发生率在2％，剥离尺寸最长在L2总长的2/4。而现有技术钼片结构的高压放电灯在放置总时长300日后钼片与石英玻璃剥离发生率在28％，剥离尺寸最长已超出L2总长。
钼片的切断面形状不限于直线，可以是多段直线或斜线和圆弧的组合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，本领域技术人员依据本专栏所作的任何修改、等同替换、改进均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种高压放电灯，其特征是，结构包括：在一个石英容器内对向安置两个钨电极，所述钨电极的一端埋入石英容器侧管内，并通过具有与石英膨胀系数接近的钼片或以钼为主要成分的钼合金片与外部电源导线连接；所述钼片/钼合金片两端分别连接所述钨电极和外部电源导线，所述钼片/钼合金片与所述石英容器侧管部通过外热源加热融合，形成相对密封的石英容器，所述石英容器内充入至少0.21mg/mm3的水银及不低于18Kpa压力的诱电气体及1*10-8μmol/mm3至1*10-4μmol/mm3卤素；所述高压放电灯的特征为，所述钼片/钼合金片具有正反表面(31)、侧面(32)、切断面(33)，且组成所述钼片/钼合金片的各面的表面粗糙度趋近均匀一致。
2.根据权利要求1所述高压放电灯，其特征在于：所述钼片/钼合金片的各面的表面粗糙度为Ra0.35～Ra0.75。
3.根据权利要求1所述高压放电灯，其特征在于：所述钼片/钼合金片的厚度由近中心段向切断面方向均匀变薄，且切断面附近的厚度变薄为钼片/钼合金片初始厚度的10％～40％。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922440204.8U CN211150510U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种高压放电灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922440204.8U CN211150510U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种高压放电灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN211150510U true CN211150510U (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=71752593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201922440204.8U Active CN211150510U (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种高压放电灯 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN211150510U (zh) |
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2019
- 2019-12-30 CN CN201922440204.8U patent/CN211150510U/zh active Active
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