含有氧化鋁和氧化鈰的電燈的製作方法
2023-04-25 14:00:41 2
專利名稱：含有氧化鋁和氧化鈰的電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在以真空密封的方式封閉的透光燈管中設置有光源的電燈，所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外殼(envelope)，所述石英玻璃含有氧化矽、氧化鋁和氧化鈰。
從EP 658920中可知這种放電燈。這種已知的燈具有石英玻璃燈管，所述燈管在其外表面具有一層摻雜石英玻璃。所述燈包括透光的、吸收UV的石英玻璃的外殼，所述石英玻璃含有以氧化物形式的鋁和從鈰和鈦所屬的組中選擇的以氧化物形式的金屬，其中所述外殼的石英玻璃含有以氧化物形式的矽、鈰、鈦、銪和鋁，在陽離子元素中，鈰佔0.1-0.2原子％、鈦佔0.01-0.04原子％、銪佔0.03-0.2原子％以及鋁最多佔0.8原子％，同時鋁/銪的原子比處於3到8的範圍內。
在US 5,464,462和US 5,572,091中公開了類似的燈，其中描述了含有氧化鋁和氧化鈰的燈，可選地具有少量氧化鈦。根據這些專利，組分氧化鋁和氧化鈰的摩爾比至少為0.5。
已經發現，這些現有技術的燈對於一些應用具有不充足的阻擋UV的特性，例如對於XL燈中的套管(sleeve)。
本發明的目的是提供一種在開頭段落中提到的類型的電燈，所述電燈具有對於可見光輻射至少基本上透明的外殼，並且其對於應用於XL燈中具有充足的阻擋UV輻射的特性。
根據本發明，實現上述目的是在於，所述外殼的石英玻璃包括含有氧化矽、氧化鋁和氧化鈰的吸收UV的石英玻璃，其中所述外殼的石英玻璃含有摩爾比在0.30和0.48之間的氧化鋁和氧化鈰。
已經發現，其中所述氧化物以給定摩爾比存在於氧化矽(SiO2)基體中的石英玻璃對於可見光輻射至少基本上是透明的，並且對於UV輻射基本上是不能透過的。下文中還將被稱為摻雜石英玻璃的石英玻璃將這些特性歸因於它的所有組分以其所述的數量進行結合。
在根據本發明的優選實施例中，電燈的外殼還含有與氧化鋁的摩爾比在1和3之間的氧化鈦。
當電燈在其外殼中還含有氧化銪時甚至會獲得更好的結果，其中氧化鈰佔0到0.5摩爾％，氧化鈦佔0到0.05摩爾％，氧化銪佔0.01到0.05摩爾％，以及氧化鋁最多佔0.2摩爾％，同時氧化鋁/氧化銪的摩爾比處於3與10之間。
根據本發明的優選有利的燈含有0.33+/-0.015摩爾％的氧化鈰、0.03+/-0.01摩爾％的氧化鈦、0.18+/-0.015摩爾％的氧化鋁和0.02+/-0.006摩爾％的氧化銪。
元素鈰、鈦和銪均吸收UV輻射的光譜部分，這些部分彼此補充並相互局部重疊。氧化鋁使基本上以其二價形式的銪在基體中溶解。尤其在Al2O3/Eu2O3的摩爾比等於或大於4時，結果是銪的UV吸收高，正如光的傳輸。另外，鋁的有利影響是它抵消了由存在二價銪導致的石英玻璃的流變變化。已經發現，如果存在至少四個，尤其是可用於摻雜石英玻璃中的每個銪原子的四個鋁原子，則是有利的。
同樣如果銪在獲得石英玻璃的批料(batch)中以三價氧化物的形式存在，則在例如氦和氫的還原性氣氛中的熔化期間將出現二價形式。該批料可以包括摻雜石英玻璃的陽離子元素的氧化物或者可替換地所述元素的混合氧化物。
通常，光源的石英玻璃的外殼將具有至少約1mm的厚度。玻璃添加劑的最小量是基於此的。較小的量將使得玻璃不透過UV輻射是不夠的。假定最大量的添加劑，則摻雜石英玻璃仍將含有按重量約97％的氧化矽，並且除了光學特性以外仍將高度地具有熔融氧化矽的特性。摻雜石英玻璃可以包含由它的組分引入的雜質。
光源可以是例如由鎢製成的比如放置在含有滷素的惰性氣體中的白熾體。可替換地，光源可以是在電離介質中的一對電極，在所述電極之間，例如處於高壓的放電弧在運行期間被保持。電離介質可以包括稀有氣體，可能含有汞，也可能含有金屬滷化物。
燈管和摻雜石英玻璃的外殼可以一體化，在這種情況下，燈管例如完全由摻雜石英玻璃組成。
可替換地，外殼可以是獨立體，例如是圍繞燈管的體。於是外殼可以是以真空密封的方式封閉的外部燈泡，但是可替換地，它可以是在燈管和外部燈泡之間的體，例如管狀體，其可以或者不可以在一端或兩端被封閉。
所述外殼在其中光源不僅產生可見光輻射而且產生UV輻射的所有那些情況下是重要的，並且由於產生的可見光輻射才使用燈。於是防止了UV輻射對任何生物或物品產生傷害或者損壞。與不存在外殼時相比，外殼對於使光源到達更高溫度也是重要的。這通常有益於燈的發光效能。如果在沒有外殼的情況下存在燈管爆炸和其碎片對燈的周圍引起損壞的危險，那麼以外部燈泡中的管的形式或者以外部燈泡的形式的外殼還有助於燈的安全。
在圖中示出根據本發明的電燈的實施例。
圖1以側視圖示出第一實施例；圖2以側視圖示出第二實施例；圖3以側視圖示出第三實施例；以及圖4示出玻璃1(例1)的透射曲線和在例如US 5,464,462和US5,572,091中描述的現有技術的玻璃的這種曲線。
在圖1中，電燈在以真空密封的方式封閉的透明石英玻璃燈管2中設置有光源1。該圖中的光源是位於電離氣體例如稀有氣體、汞和金屬滷化物中的一對電極。所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外殼3，所述石英玻璃含有氧化鋁和氧化鈰、以及可能地選自氧化鈦和氧化銪的金屬氧化物。摻雜石英玻璃的外殼在燈管的端部被熔接到燈管上。所述燈具有燈帽4，電纜5從所述燈帽引出到外部以用於和電源連接。該燈可以用作汽車前燈。
所繪製的燈具有摻雜石英玻璃的外殼，所述石英玻璃是從具有來自表1的玻璃1的組分的批料中獲得的。
在圖2中，相應的部分具有比圖1中的參考數字大10的參考數字。
這裡所示的用於通常發光目的的放電燈在以真空密封的方式封閉的外部燈泡16內部具有摻雜石英玻璃的管狀外殼13。所述外殼被螺旋形盤繞的金屬線17圍繞，並且吸收由光源產生的UV輻射，同時透過可見光輻射。如果燈管可能爆炸，那麼外殼將和金屬線一起避免對外部燈泡16的損壞。燈帽14具有插針15。
在圖3中，相應的部分具有比圖1中的參考數字大20的參考數字。該燈具有作為光源的白熾體。摻雜石英玻璃的外殼23以真空密封的方式進行封閉。因此它與燈管成一整體。它可以填充有包含滷素的氣體。金屬燈帽24具有管狀形狀，它支撐絕緣觸點25，並且其自身充當第二觸點。該燈適於充當無UV的汽車燈。在表1中以玻璃1和玻璃2的摩爾百分比以及重量百分比來給出可以用於根據本發明的電燈的提供摻雜石英玻璃的批料的例子。
圖4示出從表中例1(玻璃1)的批料中獲得的石英玻璃的透射曲線以及現有技術的玻璃(例如在US 5,464,462和US 5,572,091中描述的)的類似曲線。該曲線示出玻璃對於可見光輻射至少基本上是透明的，並且比現有技術的玻璃更好地阻擋了UV輻射。
例子在下表中給出根據本發明和根據現有技術的玻璃的組分。
權利要求
1.一種在以真空密封的方式封閉的透光燈管(2)中設置有光源(1)的電燈，所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外殼(3)，所述石英玻璃含有氧化矽、氧化鋁和氧化鈰，其特徵在於，所述外殼(3)的石英玻璃含有摩爾比在0.30和0.48之間的氧化鋁和氧化鈰。
2.權利要求1所述的電燈，其中外殼還含有與氧化鋁的摩爾比在1和3之間的氧化鈦。
3.權利要求1或2所述的電燈，其中外殼還含有氧化銪，其中氧化鈰佔0-0.5摩爾％，氧化鈦佔0-0.05摩爾％，氧化銪佔0.01-0.05摩爾％，以及氧化鋁最多佔0.2摩爾％，同時摩爾比氧化鋁/氧化銪處於1和20之間。
4.權利要求1所述的電燈，其中外殼(3)的石英玻璃含有0.33+/-0.015摩爾％的氧化鈰、0.057+/-0.002摩爾％的氧化鈦和0.13+/-0.015摩爾％的氧化鋁。
5.吸收UV的含有氧化矽、氧化鋁和氧化鈰的石英玻璃，其特徵在於，所述玻璃含有摩爾比在0.30和0.48之間的氧化鋁和氧化鈰。
6.權利要求5所述的石英玻璃，其中氧化鋁和氧化鈰以0.38和0.42之間的摩爾比存在。
全文摘要
本發明涉及一種在以真空密封的方式封閉的透光燈管中設置有光源的電燈，所述光源具有透光的、吸收UV的石英玻璃的外殼，所述石英玻璃含有氧化矽、氧化鋁和氧化鈰，其特徵在於，所述外殼的石英玻璃含有摩爾比在0.30和0.48之間的氧化鋁和氧化鈰。本發明還涉及用於所述燈的石英玻璃。
文檔編號C03C3/06GK1894768SQ200480025813
公開日2007年1月10日 申請日期2004年8月20日 優先權日2003年9月9日
發明者S·富林克, S·克裡南, S·N·G·庫朋, G·J·斯瓦特, W·瓦格, F·范德穆倫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司