氣體放電燈的製作方法

2023-05-27 05:09:26 2

專利名稱：氣體放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有至少一個電容耦合結構的氣體放電燈。
除了通過輝光放電裝置在所謂的熱電極產生電子外，也可以通過在強電場內發射電子產生氣體放電，或者直接通過粒子轟擊(離子感生二次發射)產生氣體放電。在容性工作模式中，採用電容耦合結構作為電極。這些電極由一側接觸放電氣體和另一側通過電導體連接到外電路的絕緣材料形成。通過對電極施加AC電壓在放電容器內產生AC電場，在該電場內電子以公知的方式運動並激發氣體放電。
從德國專利DE19915616.6已知通過這些原理進行工作的氣體放電燈，在該放電燈中耦合結構由鐵電陶瓷材料形成。該陶瓷材料通過具有施主/受主組合物摻雜劑的Ba(Ti1-xZrx)O3形成，優選x＝0.09。用這種陶瓷材料可以獲得高的介電常數和剩餘極化強度值。
而且，提供一種與所引用的已有技術相比較能夠在更高的工作溫度下工作的氣體放電燈。
用具有其內包括至少一個由陶瓷材料構成的電容耦合結構的氣體放電燈可實現本目的，該陶瓷材料中包括純的BaTiO3。這裡「純」應該理解為涉及沒有摻雜且不含鋯的BaTiO3。
這種解決方法的特別優點在於具有這種陶瓷材料的氣體放電燈的工作溫度可以高於100℃，而在上述引用的已有技術中，則限制在約80℃。
從屬權利要求涉及本發明其他實施例的優點。
利用權利要求2和7所要求的實施例，陶瓷材料的居裡溫度可以上升到130℃以上。
特別是採用如權利要求3到5所要求的實施例，可以獲得小於80V/mm的矯頑力場強和至少17μC/cm2的飽和極化強度。
因為其材料的簡單製造方法，提供了權利要求6的實施例。
發明詳述

圖1中所示的氣體放電燈包括大體上是管狀的放電容器1，例如由石英玻璃製成，它的內表面塗有發光層，且密封具有放電氣體的放電空間。在它相對的軸向兩端，放電容器被各自的電容耦合結構封閉。通過兩個大體上是盤形的元件2，3形成每個耦合結構，第一元件2鄰近放電空間而第二元件3鄰近放電容器1的外表面。
第一元件2由陶瓷材料形成，而第二元件3是電導體層，例如由導體銀製成，連接線4固定到第二元件3，以便連接AC電壓源5。
由於耦合結構的盤形元件，兩個耦合結構的每一個都作為極板電容器進行工作。AC電壓的施加導致在放電容器內形成AC電場，該AC電場導致激發氣體放電並進一步導致燈以公知的方式連續工作。
燈的工作特性受到耦合結構的陶瓷材料決定性的影響。為了優化這些特性，陶瓷材料應該具有儘可能高的飽和極化強度Ps和高的介電常數。而且，滯後迴路應該儘量成矩形。最後，要求居裡溫度Tc處於燈的工作溫度以上且矯頑力場強Ec處於燈的工作電壓以下。
實驗表明氣體放電燈的工作溫度原則上可以升高到100度和甚至更高。但是，由於在如此高的工作溫度時鐵電陶瓷材料變為順電性，因此已知的耦合結構並不適合這種情況。結果，介電常數和飽和極化強度都減小且矯頑力場強和滯後迴路的形狀被削弱。
因此根據本發明，耦合結構採用包含純的BaTiO3亦即不摻雜和沒有鋯的陶瓷材料，代替上述Ba(Ti1-xZrx)O3。前述材料具有約130℃的居裡溫度。
如果鋇至少部分被鉛取代，居裡溫度還可以增高。
為了進一步增加飽和極化強度和減小矯頑力場強，BaTiO3可以至少部分被用施主/受主摻雜。
在該連接中發現，當BaTiO3一方面用鋇摻雜，即以BaCO3的形式加入，另一方面，用約0.05％錳在鈦的位置進行摻雜是特別有利的。
這裡鋇摻雜優選保持在2％以下，同時錳摻雜可以在0.01％和1％之間的範圍內。
圖2表示錳摻雜劑的量為恆定的0.05％時，作為鋇摻雜劑量的函數所獲得的矯頑力場強Ec在鋇摻雜劑量從0.3％到0.8％之間變化時的梯度。發現當鋇摻雜量為約0.55％時，有低於80V/mm的場強最小值。
圖3最後表示這種摻雜時的飽和極化強度的梯度，如曲線所明示，鋇摻雜量在約0.35％和約0.75％之間的區域內可以獲得17μC/cm2和更高的值。
最後發現，小於2％的BaTiO3的鉛摻雜可以進一步增加居裡溫度，同時至多約2％的鈦摻雜使滯後迴路的形狀有可能接近理想的矩形。
權利要求
1.具有至少一個電容耦合結構的氣體放電燈，其特徵在於所述的耦合結構(2，3)包括含有純BaTiO3的陶瓷材料。
2.根據權利要求1所述的氣體放電燈，其特徵在於陶瓷材料包括BaTiO3其中鋇被鉛完全或部分取代。
3.根據權利要求1所述的氣體放電燈，其特徵在於陶瓷材料包括在鈦的位置用錳摻雜的BaTiO3。
4.根據權利要求3所述的氣體放電燈，其特徵在於用來在鈦的位置處摻雜的錳的量在約0.01％和1％之間。
5.根據權利要求1所述的氣體放電燈，其特徵在於陶瓷材料包括用鋇摻雜的BaTiO3，所述的鋇的摻雜量小於2％。
6.根據權利要求5所述的氣體放電燈，其特徵在於提供BaCO3作為摻雜劑。
7.根據權利要求1所述的氣體放電燈，其特徵在於陶瓷材料包括用鉛摻雜的BaTiO3，所述鉛的摻雜量小於2％。
8.根據權利要求1所述的氣體放電燈，其特徵在於陶瓷材料包括用鈦摻雜的BaTiO3，所述鈦的摻雜量至多2％。
全文摘要
描述了具有至少一個電容耦合結構(2,3)的氣體放電燈,該燈具有以下特性:其耦合結構(2,3)由含純的BaTiO
文檔編號H05B37/00GK1384526SQ0212187
公開日2002年12月11日 申請日期2002年5月6日 優先權日2001年5月9日
發明者W·A·格羅恩, P·胡珀茨, K·阿爾貝特森, B·勞森伯格 申請人:皇家菲利浦電子有限公司