TW385300B - An arc or a sintered body of translucent polycrystalline alumina - Google Patents

Description

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 總U 3{)徐止 'jf n- ;開允 五、發明説明（l ) 掲示一種三重摻雜之氧化鋁，包括0.010-0.080重量百 分比的氣化鎂，0 . 0 0 1 - Q . 0 3 0重童百分比之氣化釔，和 0.020-0. 120重量百分比之氣化結。 發明夕锯示 因此，發明之目的在提昇半透明陶瓷的製造。 發明之另一目的在生産具有小的晶粒大小並有適當密 度的半透明陶瓷。 發明之再另一目的在提供一種電弧管供高壓鈉光燈之 用，具有增進之功效及改進流明之保持。 此等目的依本發明之觀點而完成，以提供一種光學的 半透明多結晶體，主要包含氧化鎂、氧化铽和視需要選用之氧 化釔。氣化鎂存在之量約為0 . 0 2重量百分比，而氧化铽 存在之量為使於電弧管製造中有效使實質形成鋁酸銥第 二相。 在本發明之較佳具體例中，氣化鋁物體主要包含0.02 重量百分比之氣化鎂，0 . 0 2重量百分比之氣化铽和0 . 0 2 重量百分比之氣化釔。 一種製造此種半透明陶瓷物件之方法，包括之步驟為 :形成一種水性淤漿以産生上述的組成物。對該組成物 加入硝酸以調節PH至4. 6。然後將一種水性膠合劑和肋 塑劑以2. 5固體重量百分比之量加至將予噴洒乾燥之漿 體中。以濕袋等壓（Isopressing)形成一物件，並將該 物件置空氣中於約1325 °C預燒約2小時。然後在氫中於 約1 8 3 0 °C燒結3小時。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 诗術醮節 本發明關係於半透明陶瓷，更特別關於高密度多晶氣 化錦（Poly crystalline alumina-PCA),當其形成電弧 管而用於高壓鈉光燈時，表現增加對鈉損耗的抵抗，並 減少外罩暗化，且從較高壁溫之操作中衍生出較高之功 效。 赀晉持Μ PCA半透明物體為已知。Coble在美國專利第3,026,210 號中掲示用0.0625至0.5重量百分比之MgO以預防在氧化 鋁晶粒中裹包細孔，有肋消減在氣化鋁晶粒中殘留孔性， 以便在密度超過98%時，於燒結之最後階段控制晶粒之 生長。

Charles等人在美國專利第4,285, 732號中，建議加入 少量之氣化結及/或氣化姶至氣化鋁一氣化鎂陶瓷中以 控制第二相之形成，通常為尖晶石，亦即鋁酸鎂，

MgAl 2 〇 4 .其為可能發生於氣化鎂含量增至可溶解 度水平以上之時。在已燒結物體内的晶粒大小據稱在20 撤米至50徹米。摻雜物範圍包括0.030 -0.1 50重量百分 比之氣化鎂和0.002-0.070重量百分比之氧化錯及/或 氧化給。 卞 美國專利第3,377,176號掲示一種氣化鋁組成物用於 電弧管，並利用0.05重量百分比之氧化鎂和0.035重量 百分比之氣化釔。

Maekawa等人在歐洲專利申請案第93-119959.0號中， -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ----------£ 裝-----丨11------Ά (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 總U 3{)徐止 'jf n- ;開允 五、發明説明（l ) 掲示一種三重摻雜之氧化鋁，包括0.010-0.080重量百 分比的氣化鎂，0 . 0 0 1 - Q . 0 3 0重童百分比之氣化釔，和 0.020-0. 120重量百分比之氣化結。 發明夕锯示 因此，發明之目的在提昇半透明陶瓷的製造。 發明之另一目的在生産具有小的晶粒大小並有適當密 度的半透明陶瓷。 發明之再另一目的在提供一種電弧管供高壓鈉光燈之 用，具有增進之功效及改進流明之保持。 此等目的依本發明之觀點而完成，以提供一種光學的 半透明多結晶體，主要包含氧化鎂、氧化铽和視需要選用之氧 化釔。氣化鎂存在之量約為0 . 0 2重量百分比，而氧化铽 存在之量為使於電弧管製造中有效使實質形成鋁酸銥第 二相。 在本發明之較佳具體例中，氣化鋁物體主要包含0.02 重量百分比之氣化鎂，0 . 0 2重量百分比之氣化铽和0 . 0 2 重量百分比之氣化釔。 一種製造此種半透明陶瓷物件之方法，包括之步驟為 :形成一種水性淤漿以産生上述的組成物。對該組成物 加入硝酸以調節PH至4. 6。然後將一種水性膠合劑和肋 塑劑以2. 5固體重量百分比之量加至將予噴洒乾燥之漿 體中。以濕袋等壓（Isopressing)形成一物件，並將該 物件置空氣中於約1325 °C預燒約2小時。然後在氫中於 約1 8 3 0 °C燒結3小時。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 騸式：簡說 第1圖為可利用本發明之高壓鈉光燈之正面圖； 第2 a和2 b圖為本發明七個實施例相對於一控制例，以 外罩暗化對時間之曲線圖；以及 第3 a和3b圖為本發明相同之七實施例相對於一相同控 制例以數仟流明之輸出對時間之曲線圖。 完成太發明：>悬佯揑忒 為便瞭解本發明，併同他項進一步之目的，優點和功 能，參考上述附圖說明如後。 參考具較大細目之附圖，其間表現一高壓鈉蒸氣燈100 ，具有一玻璃外罩6 ，附一標準大型（mogul)螺旋燈座4 接於引線柱端如圖最下方所示。一凹角桿壓入件8有一 對比較重的引線雀體1 0和1· 2經桿引線柱8延伸，並有導 體1 0與1 2之外端接於螺旋殼1 7和孔眼1 8 ^ 燈1 0 0有一内罩或電弧管1 4 ,位於外罩6内之中心。 電弧管14包含由半透明多晶氣化鋁陶瓷形成之長形透光 陶瓷件〇電弧管14含有一可汽化金屬之充入劑，其僳可 以包含另外一種金屬緩衝氣體之如水銀者，操作於0.1 至5個大氣壓之範圍，並在60托爾（Torr)或更高的典型 操作壓力有鈉的發射物。電弧管14之上端被一値氣化鋁 陶瓷塞20所封閉，經由其中一個鈮之穿入件26突出並支 持上電極（未示）於電弧管14之中。電弧管14之下端有一 封口件，其為包含一陶瓷塞21,經其中延伸一薄壁鈮管 本紙认尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 Γ —訂 <" (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 26。鈮管26用作電弧管14的穿人件。電弧管14之下電極 <未示}之小柄突入管26中，並在位置25下電極附近夾住 管26而予鎖住定位。燈有一鐘絲50繞圍電弧管14。絲50 以熱開關52接至電極之一，絲50像在兩電極之間，其間 可得最低的跳斷電壓。熱開關在燈熱之時啓開。 電弧管14是本發明之最重要部份，具有電弧室40而被 壁42所界定。電弧管含有約0.020至0.050重量百分比的 氧化鎂；氣化铽；和最高為約0.035重量百分比之氣化 釔；餘為α氣化鋁，氧化铽之有效用量在於在燈之製造 中實質上能形成鋁酸銥之第二相。 铽的含有物已被證明促成鋁酸铽在燈的操作和處理中 形成，其形成亦經證明當壁上溫度上昇之際能減少鈉的 損耗。已知高壓鈉光燈在壁上溫度每增加50<c時可以獲 得2-3%之流明輸出。 下列非限制用之實施例作為發明之例證。 實施例1 一批氣化鋁粉料以重量百分比計，含有0.02% Mg〇; 〇.〇4%1"1)2〇3;和2.5%有機膠合劑和肋塑劑，其如 2.0重量％之聚乙二醇和0.5重量％聚乙烯基醇，其製備 為擴散500克0.3撤米含65% α型和35%r型之氣化鋁， 使成40 %固體於水中，在其中已加入經定量分析之 Mg(N03 >2和Tb(N03 )3水溶液。硝酸铽購自Ufa Acsa「並且以金屬為基礎計之純度為99.99%，加入硝 酸調整PH至4.6。水性膠合劑如聚乙烯基醇和一種助塑 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X_297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 五、發明説明（S ) 劑如聚乙二醇以2.5固體重量百分比加入。將漿料攪拌 然後噴洒使乾，所得粉料以濕袋均壓法形成物件。此物 件在空氣中預燒於1325C2小時，繼在乾燥氮氣-8%氫 氣内於1900t!於帶形紱中燒結30分鐘，或在氫氣内於 約18301C燒結約3小時。

實直盤JL 依循實施例1之相同步驟，但Mg 0之量為0.05重量百 分tb。 依循實施例1之相同步驟，但Tb 2 0 3之量為0 . 0δ重 量百分比。 啻施例4 依循實施例1之相同步驟，但組合物中包含0.002重 量百分比之Υ2〇3。 依循實施例1之相同步驟，但Tb 2 0 3之量為0 . 02重 童百分比，且組合物中含0.02重量百分比之Y 2 0 3。 實ϋ—6_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 依循實施例1之相同步驟，但Tb 2 〇3之量為0.0 4重 量百分比，Mg〇之量為0.02重量百分比，而之量 為0.02重量百分比。 甯掄例7 依循實施例1之相同步驟，但Tb203之量為0.06重 量百分比，MgO之量為0.0 2重量百分比，而¥2 03之量 -7 - 本紙張尺度適用中國國家撑季（CNS ) Λ4現格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（6 ) 為0.02重量百分比。 所有各例中，經燒結製得之物件適合用於高壓鈉光燈 之放電容器。放電容器經設計用於200瓦特燈之操作； 裝入燈内並於40 0瓦特之操作予以加強試驗。此項試驗 增加鈉之作用，使燈在2000小時中所經歴之作用多於正 常燈於24,00 0小時所經歴者。 燈經老化2000至2500小時之結果（除控制例為老化至 1 5 0 0小時）見於表1。 表1 ---------C批衣II • . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 試驗 原始1 透射S 總計 1弧管 ^ (% ) 線中 仟流明 (KLUMENS) % T 瓦特 實施例1 96.4 5.2 30.2 39.4 383 實施例2 96.5 4.8 35.0 54. 9 378 實施例3 96.8 5.4 39.9 63.1 366 實施例4 96.5 4 . 6 39.7 64.2 369 實施例5 97.0 6.1 37.3 55.8 380 實施例6 96.7 6.2 33.4 42.5 391 實施例7 96.8 5.5 31.0 38.5 393 控制例 96.4 6.0 32,1 35.3 378 -8 - 訂' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210.X297.公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 在表中之KLUMENS代表仟流明，而％ T代表外罩透射百 分比。控制例用標準容器代表，具有添加物〇 . 〇 5重量百 分比之MgO和0.035重量百分比之Y2 〇3。 流明對時間之數據和外罩暗化對時間之數據分別描繪 於第2與3圖。圖形明顯表示發明之組成相對於先前技 術之組成有其優越性。 因此，此中所述組成所産生之半透明陶瓷物品比當含 使用之組成對鈉之作用具有更大之耐力。 文中所表示及說明者為本發明現今所考盧之較佳具體 例，顯然對熟於此技藝之業者將可據以作各種變化與修 改而不離所附申請專利範圍所規範之發明範圍。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 , 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. #、申請專利範圍 第86 L08 199號「半透明多晶氧化鋁之電弧管或燒結體」 專利案 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (88年11月 j修正） 六、申請專利範圍： L 一種用於高壓鈉光燈之電弧管，該電弧管包含：；氧化 鎂之量爲0 . 020至0 . 050重*百分比；氧化铽之量爲 〇 . 〇〇5至〇 . 060重量百分比；其餘爲氧化鋁；該&化铽 / 之量能有效地在燈之製造時促使形成鋁酸铽第二相。 2.如申請專利範圍第1項之電弧管，其更包含量爲〇,002 至0·035重量百分比的氧化釔。 3·如申請專利範圍第2項之電弧管，其中氧化铽之量爲 0.020重量百分比，且氧化釔之量爲0.020重量百分比 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4. 一種光學半透明多晶氧化鋁燒結體，主要包含氧化鋁 、氧化鎂和氧化铽，該氧化鎂之.量爲〇 . 020至〇 . 050 重量百分比；該氧化铽之量爲〇. 0Q5至0.060重量百 分比；其餘爲氧化鋁；該氧化铽之量能有效地在燈之 製造時促使形成鋁酸铽第二相。 5. 如申請專利範圍第4項之光學半透明多晶氧化鋁燒結 體’其更包含量爲0.002至0.03 5重量百分比的氧化 釔。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

   #、申請專利範圍 第86 L08 199號「半透明多晶氧化鋁之電弧管或燒結體」 專利案 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (88年11月 j修正） 六、申請專利範圍： L 一種用於高壓鈉光燈之電弧管，該電弧管包含：；氧化 鎂之量爲0 . 020至0 . 050重*百分比；氧化铽之量爲 〇 . 〇〇5至〇 . 060重量百分比；其餘爲氧化鋁；該&化铽 / 之量能有效地在燈之製造時促使形成鋁酸铽第二相。 2.如申請專利範圍第1項之電弧管，其更包含量爲〇,002 至0·035重量百分比的氧化釔。 3·如申請專利範圍第2項之電弧管，其中氧化铽之量爲 0.020重量百分比，且氧化釔之量爲0.020重量百分比 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4. 一種光學半透明多晶氧化鋁燒結體，主要包含氧化鋁 、氧化鎂和氧化铽，該氧化鎂之.量爲〇 . 020至〇 . 050 重量百分比；該氧化铽之量爲〇. 0Q5至0.060重量百 分比；其餘爲氧化鋁；該氧化铽之量能有效地在燈之 製造時促使形成鋁酸铽第二相。 5. 如申請專利範圍第4項之光學半透明多晶氧化鋁燒結 體’其更包含量爲0.002至0.03 5重量百分比的氧化 釔。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）