低壓水銀蒸汽放電燈的製作方法

2023-07-04 13:53:56

專利名稱：低壓水銀蒸汽放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低壓水銀蒸汽放電燈，該放電燈的外殼以真空密封的方式密封著，能讓輻射線透過，所述外殼裡面裝有水銀和稀有氣體，內壁塗有含分子式為Zn2SiO4Mn2+，經二價錳活化過的能發冷光的綠色原矽酸鋅的發光層。
從基思H·巴特勒(KeithH.Butler)著的1980年版的《螢光燈的螢光劑》一書第6和第8頁中可以了解到上述類型低壓水銀蒸汽放電燈的情況。
用水銀放電產生的短波紫外輻射線(主要是254毫微米輻射線)激勵經錳活化過的原矽酸鋅(矽鋅礦)時會產生光譜綠色部分的輻射。
發出這種綠光的燈在實際中主要用以例如在舞臺照明、櫥窗照明、節日照明等中產生色彩效果。
放電燈的外殼通常是玻璃製成的，可以設計成各種各樣的形狀，例如直管、U形管或環形管，還可以設計成有一個象無電極燈所具有的那種插口的燈泡。在塗上發光層之前，外殼的部分內部周邊上可以先塗以反光層，使所產生的綠光通過不塗以反光層的窗口發散出去。必要時還可以在管的內壁塗上能吸收不希望有的在光譜的藍色和/或長波紫外部分的水銀射線的吸收層。
這種已知的放電燈的缺點在於，它在工作時發光層呈現強烈灰光。放電燈這種工作時的發灰效應使其在不工作時看起來發黑，這不僅使外觀不好看，而且在其一些用途中是不希望有的現象。此外，發灰效應還會使發出的光的色點漂移，使光輸出減少。一般認為，這種發灰效應是由於發光矽鋅礦的鋅離子在放電燈工作的過程中被還原成金屬鋅引起的。其後金屬鋅因放電過程而與水銀形成水銀合金。
本發明的目的是提供一種經改良的低壓水銀蒸汽放電燈，這种放電燈在整個使用壽命期間始終在不工作時保持綠色鮮豔漂亮的外觀，而且在使用壽命期間所發出的光的色點漂移和光的衰減有所減少。
根據本發明，本說明書起始段落所述類型的低壓水銀蒸汽放電燈具有這樣的特徵在外殼內壁發光層遠離放電區的一側設有發光中間層，所述中間層含有化學式為Sr4Al14O25Eu2+經二價銪活化的發光鋁酸鍶，其中多達25克分子%的Sr可用Ca代替。
化學式為Sr4Al14O25Eu2+(其中Eu相對於Sr的含量在0.1到10克分子%之間，而多達25克分子%的Sr可為Ca所取代)的發光鋁酸鹽，其具體情況可從歐洲專利0094132(PHN10.347)中了解到。這些鋁酸鹽是X射線粉料特性圖如該專利中所示的晶質化合物。雖然這些鋁酸鹽可以從1∶2和1∶5之間的Sr/Al開始來比例製取，但我們還是假定這種晶相的大致組成為Sr4Al14O25。
化學式為Sr4Al14O25Eu2+，發光效率高的發光鋁酸鹽是穩定的綠色化合物。這種化合物用在放電燈外殼與含矽鋅礦的塗層之間的中間層，使穩定的綠色中間層在放電燈不工作期間對矽鋅礦層不僅起物理屏蔽作用而且也起化學屏蔽作用，使它不受外界的影響。這樣就使放電燈在不工作時保持其鮮豔吸引人的綠色外表。
放電燈工作期間，發光的矽鋅礦層發出一般的綠光，而發光的鋁酸鹽中間層則產生藍綠色的發射光譜(帶)，其最大的發射率約在490毫微米頻譜處，其半值寬度約為60毫微米。適當選擇兩種發光的色點。熟悉本技術領域的人士對設定色點是不陌生的。
鑑於與穩定的鋁酸鹽混合在一起的矽鋅礦這時僅僅是發光材料總量的一部分，因而矽鋅礦對光譜發射過程的影響就小一些，從而減少了放電燈在使用壽命期間所發出的光的色點漂移和光衰減。
在本發明低壓水銀蒸汽放電燈的最佳實施例中，發光中間層系直接塗有在外殼的內壁上。這樣，由於不採用任何反光或吸收層，因而給放電燈的成本帶來有利的影響。
在本發明的低壓水銀蒸汽放電燈的另一個最佳實施例中，發光層是直接塗到發光中間層上的，這也對放電燈的造價有利。
現在參照附圖更詳細地說明本發明的放電燈的一個實施例。
附圖中，

圖1是低壓水銀蒸汽放電燈的縱向剖面圖，燈中設有發光層和發光中間層;圖2是本發明低壓水銀蒸汽放電燈的發射光譜。
圖1的低壓水銀蒸汽放電燈有一管狀玻璃外殼1，外殼1以真空密閉的形式密封，能讓輻射線透過，裡面裝有水銀和作為觸發氣體的稀有氣體。放電燈內的兩端設有電極2和3，放電路徑4即在兩電極之間延伸。外殼1內側塗有發光層5，發光層5含有化學式為Zn2SiO4Mn2+(矽鋅礦)經二價錳活化的綠色發光原矽酸鋅，面向放電路徑4。在發光層5與外殼1之間，發光層5遠離放電路徑4處的一側有一發光中間層6，發光中間層6含有化學式為Sr4Al14O25Eu2+的經二價銪活化的發光鋁酸鍶，其中多達25克分子%的Sr可用Ca代替。中間層6直接塗到外殼1內壁上，發光層5直接塗到中間層6上。這些塗層可用一般方法塗敷，舉例說，可用含發光材料的懸浮液。穩定的中間層6是綠色的，因此放電燈不工作時外觀是綠的。放電燈不工作時的這種綠色外觀，在放電燈的整個使用壽命期間始終保持不變，儘管放電燈工作時矽鋅礦層5發灰。這是因為放電燈不工作時，綠色中間層6始終將矽鋅礦層光學屏蔽起來使其不受外界的影響。由於有兩種發光層，因而矽鋅礦5發射的光只佔放電燈在主要為254毫微米激勵輻射(水銀共振譜線)的影響下發出的光總量的一部分。與只有發光矽鋅礦層的已知放電燈相比，矽鋅礦發灰效應的影響要小一些，因此所發出的光的色點漂移小一些，且在放電燈的使用壽命期間光的衰減程度也小一些。
在長約120釐米、內徑約24毫米、額定功率約36瓦的低壓水銀放電燈的實際實施例中，中間層6由2克的Sr3.9Eu0.1Al14O25構成，發光層5則由2克的Zn1.89Mn0.11SiO4構成。該放電燈的初始發光效率為105流明/瓦。經過100個燃點小時之後，光通量減少2.9%。放電燈發出的綠光的色點，開始時其座標X＝0.235，Y＝0.617，經過100個燃點小時之後，坐標變為X＝0.236，Y＝0.617。放電燈的發射光譜示於圖2。波長λ以毫微米為單位在水平軸上標出，發射的光能E以任意單位在垂直軸上標出。可以看出，光主要是在綠色光譜區(500-560毫微米)發出的。該圖左側的直線分別表示405和436毫微米的水銀譜線。
權利要求
1.一種低壓水銀蒸汽放電燈，其外殼以真空密閉的形式密封，能讓輻射線透過，裡面裝有水銀和稀有氣體，內側塗有含化學式為Zn2SiO4Mn2+經二價錳活化過的能發冷光的綠色原矽酸鋅的發光層。其特徵在於在外殼內側發光層遠離放電區的一側設有發光中間層，所述中間層含有化學式為Sr4Al14O25∶Eu2+經二價銪活化的鋁酸鍶，其中多達25克分子%的Sr可由Ca代替。
2.如權利要求1所述的低壓水銀蒸汽放電燈，其特徵在於發光中間層直接塗到外殼的內壁上。
3.如權利要求1或2所述的低壓水銀蒸汽放電燈，其特徵在於發光層直接塗到發光中間層上。
全文摘要
一種低壓水銀蒸汽放電燈，其中的外殼(1)內側設有含綠色能發冷光的Zn
文檔編號C09K11/77GK1046637SQ90102178
公開日1990年10月31日 申請日期1990年4月14日 優先權日1989年4月17日
發明者科尼利斯·休斯基斯, 羅洛夫·布林克曼 申請人:菲利浦光燈製造公司