陶瓷燈及其製造方法

2023-10-10 15:47:49

專利名稱：陶瓷燈及其製造方法
技術領域：
本發明通常涉及發光系統領域，並且更具體地，涉及高強度放電燈。
技術背景高強度放電燈通常包括電弧燈管、靠著並且進入電弧燈管的相對端密封 的端塞、延伸通過相對的端塞的引線、耦合至電弧燈管內對應的引線的電弧 電極尖端、和在所述各種元件之間的一或多個密封材料。這些燈元件典型地由不同材料製成，從而使得燈能夠承受某些工作條件，例如高溫(例如900 。C至1200°C ),高壓(例如15psi至6000psi )、和燈內的腐蝕性4參雜材料(例 如卣化物)。不幸的是，這些不同的材料具有不同的熱膨脹係數(CTE),這 可以導致在燈的工作期間的熱應力和裂紋。例如，由於引線、端塞和/或電弧 燈管、和密封材料的不同的熱膨脹係數，引線和端塞和/或電弧燈管之間的接 合可以易於受到熱應力和裂紋的影響。因而，需要具有與電弧燈和/或端塞匹配的相對接近的熱膨脹係數的的導 電獨和抗腐蝕的引線系統。發明內容在某些實施例中，本技術提供了一種燈，所述燈具有陶瓷電弧包封、耦 合至陶資電弧包封並且延伸穿過陶究電弧包封中的開口的端部結構，其中端 部結構包括與陶瓷電弧包封的內腔聯通的通路。燈還包括延伸通過通路並且 與通路密封的鉬-錸電極引線，其中鉬-錸電極引線包括鉬-錸合金。此外， 燈包括耦合至內腔之內的電極引線的電弧電極尖端。在另一實施例中，本技術提供了一種系統，所述系統具有發光裝置。發 光裝置包括具有內部的陶瓷電弧包封、布置在陶瓷電弧包封內的摻雜材料， 其中摻雜材料包括腐蝕性材料。發光裝置還包括耦合至陶瓷電弧包封並且延 伸穿過陶資電弧包封的開口端的端部結構，其中端部結構包括與內部聯通的 中空支柱、至少部分延伸通過中空支柱的電極引線，其中電極引線包括鉬-錸合金，和耦合至線圈組件的電弧電極尖端。在又一實施例中，本技術提供了一種製造燈的方法。所述方法包括耦合 端部結構至陶資電弧包封並且延伸穿過陶乾電弧包封的開口端，在延伸穿過 端部結構的通路內布置鉬-錸合金電極引線，其中鉬-錸合金電極引線包括 鉬_錸合金。所述方法還包括將鉬-錸合金引線密封到通路。在又一實施例中，本技術提供了一種操作燈的方法。所述方法包括通過 耦合至陶瓷電弧包封內的電極尖端的鉬-錸電極引線而減小閨化物侵襲和 熱 - 機械應力，其中鉬-錸合金電極引線包括鉬-錸合金。


當參考附圖閱讀下列詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面、和優點將變得更好地理解，其中相似的參考標號通篇指示相似的部件，其中圖1是根據本技術實施例的典型燈的截面透視圖，所述燈具有陶瓷電弧 包封、耦合至陶瓷電弧包封並且延伸穿過在陶瓷電弧包封的相對端的陶瓷電 弧包封的開口的端部結構，並且具有通路和鉬-錸電極引線，所述鉬-錸電極引線延伸穿過通路並且與所述通路密封；圖2-4是根據本技術實施例的替代燈的截面圖，所述替代燈具有陶瓷 電弧包封、耦合至陶瓷電弧包封並且延伸穿過在陶瓷電弧包封的相對端的陶 瓷電弧包封的開口的端部結構，並且具有通路和鉬-錸電極引線，所述鉬-錸電極引線延伸穿過通路並且與所述通路密封；圖5和6是示出根據本技術的實施例的燈中所使用的替代端部結構的截 面圖；圖7是示出圖1-2的燈的替代實施例的截面圖，所述燈具有通過擴散 結合至陶瓷電弧包封的對接的端部結構；圖8是示出根據本技術實施例的燈的截面圖，所述燈具有在各個端部結 構內收縮固定的電極引線；圖9 - 12是根據本技術實施例的在圖2中所示出的燈的截面圖，進一步 示出了燈的摻雜方法的某些方面；圖13是示出根據本技術某些實施例的燈的典型製造方法的流程圖；圖14是根據本技術某些實施例的反射燈組件的截面圖，例如汽車頭燈， 具有布置在反射外罩中的陶瓷燈；圖15是根據本技術某些實施例的具有陶瓷燈的視頻投影系統的透視圖；並且圖16是根據本技術某些實施例的車輛的透視圖，例如具有陶瓷燈的汽車。
具體實施方式
本技術的實施例提供了採用鉬-錸電極引線的燈，改善了燈的性能和機 械穩定性。有利地，鉬-錸電極引線提供了在陶瓷電弧包封內減小了的熱-機械應力，至少部分歸因於鉬-錸電極引線和陶瓷電弧包封之間的熱膨脹系 數的匹配的改善。此外，鉬-錸電極引線提供了減小了的卣化物侵襲，這歸因於其對於在陶瓷電弧包封中採用的摻雜材料(例如金屬滷化物)的普遍的 化學抵抗力。此外，本技術的燈通過採用較短的密封玻璃長度來結合電極引 線至端部結構而有助於密封工藝。上述引入的特徵將在下面參考本技術的幾 個典型實施例的附圖而詳細描述。然而，公開的特徵的各種組合和變化也在 本技術的範圍之內。圖1是示出根據本技術某些方面的內部特徵的典型燈10的截面透視圖。 圖2是圖1的燈IO的截面側視圖。如圖1和2所示，燈10包括中空本體的 氣密地密封的組件或電弧包封組件12。如同在下面將進一步詳細討論的，電 弧包封組件12包括陶瓷電弧包封14。在某些實施例中，陶瓷電弧包封14 由石英、釔鋁石榴石、鐿鋁石榴石、微晶粒多晶氧化鋁、多晶氧化鋁、藍寶 石、和氧化釔製成。電弧包封組件12的其它元件可以由傳統的燈材料，例 如多晶氧化鋁(PCA)形成。此外，在示出的實施例中，端部結構16耦合至並且延伸穿過陶瓷電弧 包封14的相對端20和22的開口 。換而言之，端部結構16和18通常覆蓋 並且封閉陶覺電弧包封14的相對端20和22。此外，如所示，端部結構16 和18可以通過採用密封材料或密封劑21和23密封至陶瓷電弧包封14。在 一些實施例中，這些密封材料可以包括密封玻璃、例如鋁酸鈣、氧化鏑-氧 化鋁-氧化矽、氧化鎂-氧化鋁-氧化矽、和氧化釔-氧化鈣-氧化鋁。其 它潛在的非玻璃密封材料包括鈮基黃銅。應當理解，用於前述結合的密封材 料21和23具有至少根據用於各種燈元件，例如電弧包封14和端部結構16
和18的材料類型的特性。例如，燈IO的一些實施例由與多晶氧化鋁(PCA) 端部結構16和18結合的藍寶石管狀電弧包封14形成。在另外的實例中， 燈10的一些實施例由與金屬陶瓷端部結構16和18結合的YAG管狀電弧包 封14形成，其具有與氧化鋁(PCA)相似的熱膨脹係數(CTE)。密封材料 21和23通常具有一 CTE從而控制電弧包封14和端部結構16和18之間的 各個界面的應力，例如各個PAC/藍寶石密封界面的應力。例如，密封材料 21和23可以包括鈮基黃銅或密封玻璃，其使冷卻時產生的拉應力最小化， 例如具有是PCA和邊界定生長藍寶石的a軸或徑向值的平均值的熱膨脹系 數值。在某些實施例中，施加局部加熱至密封材料21和23,以便控制密封 材料例如密封玻璃的局部微結構的發展。在其它實施例中，端部結構16和18可以通過材料擴散而擴散結合至電 弧包封14的相對端20和22而不使用任何密封材料。例如，局部加熱(例 如雷射)可以施加至端部結構16和18與相對端20和22之間的界面從而將 材料結合在一起，由此形成氣密性的密封。此外，在端部結構16和18包括 陶瓷部件的某些實施例中，端部結構16和18與電弧包封14可以共燒結在 一起。此外，在某些實施例中，端部結構16和18包括具有進入突起通路內的 開口的平結構24和26,例如與陶乾電弧包封14的內腔32聯通的中空支柱 或通路28和30。此外，在某些實施例中，摻雜材料布置於內腔32內。在示 出的實施例中，中空支柱28和30還可以用作摻雜燈管，從而在陶瓷電弧包 封14的內腔32內引入摻雜材料。在某些實施例中，摻雜材料是不含水銀的， 換而言之，摻雜材料包括沒有水銀的一或多種材料。在某些實施例中，摻雜 材料包括稀有氣體、或金屬、或金屬囟化物、或其組合。在這些實施例中， 稀有氣體可以包括氬、或氙、或氪、或其組合。此外，在這些實施例中，金 屬可以包4舌水4艮、或4告、或4太、或《合、或4家、或鋁、或《弟、或銦、或4者、或 4易、或4臬、或4美、或4失、或4古、或4各、或銦、或銅、或鈣、或4裡、或《色、或 鉀、或釔、或鉭、或鉈、或鑭、或鈰、或鐠、或釹、或衫、或銪、或釔、或 釔、或4戈、或鏑、或4大、或4鬥、或4丟、或4魯、或4元、或鐿、或其組合。在一 些實施例中，摻雜材料包括稀有氣體和水銀。在其它的實施例中，摻雜材料 包括卣化物，例如溴化物、或稀土金屬卣化物。在這些實施例中，摻雜材料 包括卣化物、或金屬卣化物、或水銀、或鈉、或碘化鈉、或碘化鉈、或碘化
鏑、碘化鈥、碘化銩、或惰性氣體、或氬、或氪、或氙、或其組合。在一些 實施例中，摻雜材料是腐蝕性的。因而，在這些實施例中，期望由對腐蝕性 摻雜材料具有抵抗力的材料製成的端部結構。在一些這些實施例中，端部結 構16和18由各種陶瓷和其它合適的材料製成，例如氧化鋯穩定金屬陶瓷、 氧化鋁-鴒，或取決於應用的其它導電或非導電材料。在某些實施例中，電弧包封14可以包括各種不同幾何形狀的結構，例如中空圓柱、或中空橢圓形、或中空球形、或燈泡形、或矩形燈、或其它合適的中空透明體。此外，如同在下面詳細描述的，端部結構16和18可以具 有各種幾何形狀，例如至少部分延伸進入陶瓷電弧包封14的塞形幾何形狀 或至少部分包裹電弧包封14的相對端20和22的邊緣的帽形幾何形狀。在 其它實施例中，端部結構16和18可以具有基本平的接觸面，所述平接觸面 對接相對端20和22而沒有延伸進入內部或包裹電弧包封組件12(例如電弧 燈管)的外部。此外，示出的電弧包封組件12包括延伸穿過通路24和26並且通過使 用密封玻璃38和40與通路24和26密封的鉬-錸電極引線34和36。在操 作中，電極引線幫助從電源供電至電極尖端42和44，從而產生電極尖端42 和44之間的電弧。應當理解，期望具有密封玻璃38和40與在中空支柱28 和30和電極引線34和36內所使用的材料之間的熱匹配。在一些實施例中， 密封玻璃38和40可以包括下列材料，例如鋁酸鈣、氧化鏑-氧化鋁-氧化 矽、氧化鎂-氧化鋁-氧化矽、和氧化釔-氧化矽-氧化鋁。有利地，密封 材料38和40的長度39和41，如圖2所示，可以根據在中空支柱28和30 以及電極引線34和36中所使用的材料而變化，從而改善三種元件之間的熱 匹配。此外，在某些實施例中，在電極引線34中採用的鉬-錸合金包括大約 35重量百分比至55重量百分比的錸。在一些實施例中，鉬-錸合金包括大 約40重量百分比至大約48重量百分比的錸。應當理解，因為由這些燈的高 溫和高壓工作所引起的工作限制，這些燈的各種部件由不同類型的材料制 成。就基本由CTE(熱膨脹係數)的失配導致的熱應力和裂紋的可能性而言， 期望提供具有可比的熱膨脹係數的電極引線34和36和電弧包封14，從而減 小熱應力和裂紋的可能性。因而，在一些這些實施例中，鉬-錸合金具有在 從大約5.5 x 1CT6/K至大約7 x IO力K的範圍內變化的熱膨脹係數。在這些實
施例中，陶瓷電弧包封14具有從大約7.5x 1(T6/K至大約9x 1(T6/K的範圍 內變化的熱膨脹係數。在一實施例中，鉬-錸合金具有在從大約6xlcrVK 至大約7x 10—6/K的範圍內變化的熱膨脹係數。另外，在電極引線34和36 中所使用的鉬-錸合金通常對於腐蝕性的摻雜材料(例如金屬滷化物)有抵 抗力。此外，在這些實施例中，電極引線34和36具有在從百分之0.1至大 約百分之3.0範圍的延展性。應當理解，在引線系統內的延展性的高數值減 ,j、 了例如在電極引線34和36的彎曲期間斷裂或產生裂紋的可能性。此外， 期望具有密封材料34和36以及電極引線34和36與陶瓷電弧包封14之間 的基本接近的熱膨脹係數匹配，從而使在密封燈和後續的操作期間可以產生 的熱應力最小化。此外，電極尖端42和44可以包括外罩，例如外罩46和48。應當理角罕， 這些外罩46和48有時起熱沉的作用並且乂人電極尖端42和44吸熱並且將熱 量fA發至環境中。在一些實施例中，電極尖端42和44和/或外罩46和48 可以包括鴒、或鴒合金、或錸、或錸合金、或鉭、或鉭合金，或其組合。在圖3中所示出的替代實施例中，燈50採用布置在電弧包封組件52內 的替代引線系統，所述電弧包封組件52具有陶瓷電弧包封14和耦合至陶瓷 電弧包封14的相對端20和22的端部結構16和18。如所示，端部結構16 和18包括具有延伸至突起通路的開口的平結構24和26，突起通路比如為與 內腔32聯通的中空支柱28和30。此外，電弧包封組件52包括電極引線54 和56，所述電極引線54和56延伸穿過通i 各24和26並且通過l吏用密封玻璃 58和60與通路24和26密封。在示出的實施例中，電極引線54包括柄，例 如心軸62，心軸62具有在心軸62的周圍纏繞並且沿心軸62的長度的線圈 外罩64。相似地，布置得相對於電極引線54的電極引線56包括柄，例如心 軸66,心軸66具有在心軸66的周圍纏繞並且沿心軸66的長度的線圈外罩 68。應當理解，心軸62和66以及外罩64和68的尺寸對應於通路28和30 的尺寸而調整。例如，在一些實施例中，心軸62和66的直徑可以是大約 0.4mm並且外罩64和/或68的直徑可以是大約0.125mm。相似地，對於具 備具有相對大直徑的通^各28和30的燈，心軸62和66的直徑可以是大約 0.50mm並且外罩64和/或68的直徑可以是大約0.175mm。相似地，對於具 備具有更大直徑的通^各28和30的燈，心軸62和66的直徑可以是大約 0.90mm並且外罩64和/或68的直徑可以是大約0.3mm。但是，其它的尺寸
也在公開的實施例的範圍之內。此外，在一些實施例中，心軸62和66由第 一鉬-錸合金形成並且線圈 外罩64和68由第二鉬-錸合金形成，第二鉬-錸合金可以與心軸的第一鉬 -錸合金相同或不同。因而，在一些這些實施例中，鉬-錸合金包括大約35 重量百分比至大約55重量百分比的錸。此外，在這些實施例中，外罩64和 68可以由鉬、或鉬合金、或第二鉬-錸合金、或鴒、或其組合形成。在一些 實施例中，心軸和外罩可以由基本相似的鉬-錸合金製成。應當理解，外罩 64和68有助於在密封玻璃58和60與電極引線54和56接觸的點上通過心 軸62和66承受的應力的分布，由此顯著地減小了由應力所引起的心軸內的 裂紋或結構缺陷的可能性。此外，密封玻璃58和60可以具有長度59和61, 所述長度可以根據心軸或線圈外罩的成分而變化。此外，如所示，布置在內 腔32內的兩個電極引線54和56的端部耦合至電極尖端70和72。如同參考 圖1所述，電極尖端70和72還可以包括外罩74和76，例如布置在電極尖 端周圍的鎮外罩。參考圖4,下面示出和描述了圖1的燈的替代實施例的截面圖。如圖2 和3的實施例，當前考慮的實施例包括具有結合至電弧包封組件80內的替 代引線系統的燈78，電弧包封組件80包括陶瓷電弧包封14和耦合至陶瓷電 弧包封14的相對端20和22的端部結構16和18。此外，端部結構16和18 包括具有延伸進入突起通路的平結構24和26，例如與內腔32聯通的中空支 柱28和30。在示出的實施例中，電極引線82和84布置在中空支柱28和 30內，並且包括分別具有耦合至線圈組件的柄的二元件結構。例如，在示出 的實施例中，電極引線82包括耦合至線圏組件88的柄86,線圈組件88包 括具有在心軸90的周圍纏繞並且沿心軸90的長度的線圏外罩92的心軸90。 相似地，電極引線84包括耦合至線圈組件96的柄94，線圈組件96包括具 有在心軸98的周圍纏繞並且沿心軸98的長度的線圈外罩100的心軸98。在某些實施例中，柄86和94以及線圈組件88和96可以包括鉬-4來合 金。在這些實施例中，鉬-錸合金包括大約35重量百分比至大約55重量百 分比的錸。在替代實施例中，線圈外罩92和100可以由鉬、或鉬合金、或 第二鉬-錸合金，或鴒、或其組合製成。此外，燈78包括耦合至電極引線82和84的電極尖端99和101。在示 出的實施例中，電極尖端99和101可以包括外罩，例如外罩103和105。應
當理解，這些外罩103和105有時起熱沉的作用，以便吸收來自電極尖端的熱量並且將熱量散發至環境中。在一些實施例中，電極尖端99和101和/或 外罩103和105可以包括鎢、或鎢合金、或錸、或錸合金、或鉭、或鉭合金、 或其組合。此外，在當前考慮的實施例中，密封玻璃102和104將電極引線82和 84結合至中空支柱28和30。儘管在示出的實施例中，密封玻璃102和104 位於柄86和94上，但是應當理解，作為替代，密封玻璃102和104可以位 於線圈組件88和96上。應當理解，在密封玻璃102和104位於線圈組件88 和96上時，由於在心軸上的線圏外罩的存在，可以再分布否則原本被心軸 90和98所承受的應力，由此，顯著地減小了由應力引起的心軸內的裂紋或 結構缺陷的可能性。此外，密封玻璃102和104可以具有長度106和108， 所述長度可以根據心軸、線圈外罩、或柄的成分而變化。此外，圖5和6示出了在圖1中所示出的端部結構16和18的替代實施 例。在圖5中示出的替代實施例中，如下示出和描述了採用二塞形端部結構 112和114的典型燈110的截面圖。在示出的實施例中，燈110採用陶瓷電 弧包封14、插入陶瓷電弧包封14的相對端20和22內的端部結構112和114。 此外，在示出的實施例中，塞形端部結構112和114可以包括中空支柱或通 路116和118，中空支柱和通路116和118容納例如電極引線34和36的電 極引線。在示出的實施例中，電極引線34和36通過採用密封玻璃115和119 而耦合至通路116和118。如所示，端部結構112和114通過採用布置在包 封14的相對端20和22與端部結構112和114之間的密封材料120和122 而氣密地密封於陶瓷電弧包封14。如所示，密封材料120和122的密封界面 沿相對端20和22延伸並且進入電弧包封14的內表面。在圖6中示出的另一替代實施例中，在下面示出和描述了具有陶瓷電弧 包封14的燈123的截面圖。在示出的實施例中，燈123包括耦合至陶瓷電 弧包封14的相對端20和22的帽形端部結構124和126。此外，端部結構 124和126包括從帽形端部結構126和128突起並且容納例如電極引線34 和36的電極引線的中空支柱或通路132和134。此外，電極引線34和36 通過密封玻璃136和138而耦合至通路132和134。如所示，端部結構124 和126通過採用布置在包封14和端部結構124和126之間的密封材料140 和142而密封於陶瓷電弧包封14。如所示，密封材料140和142的密封界面
沿相對端20和22延伸並且進入電弧包封14的密封表面。應當理解，在圖5 和6中所示出的實施例中，在本技術的替代實施例中，圖1-4的電極引線 可以裝配至通^各116和118和/或通^各132和134內。在另一替代實施例中，圖7示出了結合了圖1和2的燈的某些特徵，並 且還包括元件之間獨特的密封的燈144的截面圖。在示出的實施例中，燈144 包括具有相對端20和22的陶瓷電弧包封14。如所示，相對端20和22在接 點150和152上對接到端部結構146和148而沒有密封材料。例如，對接接 點150和152可以通過擴散結合或相鄰電弧包封14和端部結構146和148 的材料的共燒結而實現。此外，對接接點150和152可以通過在這些元件之 間的界面附近施加局部的熱(例如雷射光束)而被促進。圖8是在圖1中所示出的燈的替代實施例的截面圖。在示出的實施例中， 燈154包4舌具有具備相對端160和162的包封158的電弧包封組件156。此 外，燈154包括內腔157和插入陶瓷電弧包封156的相^t端160和162的端 部結構164和166。燈154還包括耦合至各個電極尖端171和172的電極引 線168和170。在一些實施例中，電極引線168和170可以#皮縮配入各個端 部結構164和166。例如，電極引線168和170可以在4妄點175和177通過 燒結結合電極引線168和170進入端部結構164和166而縮配入引線插座174 和176內。此外，根據本技術的實施例，燈154包括從端部結構166中的摻雜通路 180分解的插入構件178。應當理解，燈154通過摻雜通路180貫注摻雜材 料。如上參考圖l所述，在一些實施例中，摻雜材料包括稀有氣體和水銀。 在其它的實施例中，摻雜材料包括卣化物，例如溴化物，或稀土金屬卣化物。 在一些實施例中，摻雜材料可以是沒有水銀的。摻雜通路180通過插入構件 178而隨後被密封。例如，插入構件178可以通過密封材料、擴散結合(例 如使用局部加熱)、或其它恰當的密封技術而被密封。在一些實施例中，插 入構件178包括材料，例如具有基本相似或相同於端部結構166的熱膨脹系 數的金屬陶瓷。如所示，端部結構164和166通過密封材料182和184而氣密地密封於 陶瓷電弧包封158。如上所述，用於前述結合的密封材料182和184具有至 少部分根據用於各種燈元件的材料類型的特徵，燈元件例如電弧包封158和 端部結構164和166。在替代實施例中，端部結構164和166可以使用或不
使用密封材料而對接至陶瓷電弧包封158。雖然圖8的示出的實施例採用了相似於在圖2中所示出的電極引線，但 是應當理解，在圖3和4中所示出的圖2的電極引線的替代實施例也可以在 燈158中採用。相似地，才艮據應用，在替代的實施例中，端部結構164和166 可以相似於圖5和6的端部結構。圖9- 12是根據本技術實施例的圖2的電弧包封組件12的截面側視圖， 進一步示出了材料摻雜和密封工藝。應當理解，示出的工藝也可以應用於其 它形式的電弧包封組件，例如在圖3-8中所示出的組件。在圖9所示出的 實施例中，電弧包封組件12具有兩個通^各28和30，通i 各28和30容納電籾^ 引線34和36。這些通路28和30，在圖9所示出的實施例中，還起摻雜燈 管的作用。如所示，兩個通路30之一在另一通路28之前被密封，使得另一 通路28可以用於將摻雜材料注入到電弧包封組件12中。 一旦通路30被密 封，則電弧包封組件12可以耦合至一或多個處理系統以便將希望的摻雜材 料提供至電弧包封組件12之內。在圖10所示出的實施例中，處理系統186運4亍，以便抽空當前在電弧 包封14內的物質189，如由箭頭187和188所指示。例如，管道可以連接在 處理系統186和摻雜通路28之間。 一旦電弧包封組件12如圖10所示被抽 空時，處理系統186進行從而將一或多種摻雜材料190注入電弧包封14，如 圖11中所示出的箭頭192和193所示。例如，摻雜材料190可以包括稀有 氣體、水銀、卣化物等。此外，摻雜材料190可以以氣體、液體、或例如摻雜片的固體的形式被 注入於電弧包封14內。當希望的摻雜材料190注入電弧包封14內之後，本 技術進行從而封閉通路28，如圖12中所示。另外，局部加熱，例如雷射， 可以施加至氣密密封38 /人而改善通^各28的結合和封閉性。現在參考圖13,該圖示出了參考圖1 - 8的上述製造燈和系統的典型工 藝194。如所示，工藝194始於耦合端部結構至陶瓷電弧包封並且延伸穿過 陶資電弧包封(方框198)。在方框200,線圏組件布置在延伸穿過端部結構 的通路內的心軸周圍，其中線圈和心軸均包括鉬-錸合金。此外，在方框202， 摻雜通路通過釆用上述密封材料而密封。圖14-16是採用本技術的燈的典型系統，例如上面參考圖1-8示出和 描述的實施例。在某些實施例中，本技術的燈可以被應用於進一步包括殼體
的系統內。在一些實施例中，殼體包括至少部分包圍陶瓷電弧包封的反射外 罩。此外，殼體還包括電耦合至電極引線的鎮流器221。應當理解，鎮流器221配置得對燈施加啟動電壓並且建立電流或電極尖端之間的電弧。 一旦燈 工作，鎮流器還可以用於調節施加於電極引線的電流。圖14示出了根據本 技術各個方面的具有容納電弧包封組件208的包封206的反射燈組件204的 實施例。應當理解，在替代實施例中，電弧組件208可以被任何圖1-8的 電弧組件所替代。此外，包封206包括反射曲面210、中心後通路或安裝頸 212、和前光開口214。如所示，電弧包封組件208安裝在安裝頸212內，使 得光線216從組件208向外指向通常彎曲的反射表面210。然後曲面210將 光線216向前向前光開口 214轉向，如箭頭218所示。在前光線開口 214, 示出的反射燈組件208還包括透明或半透明的蓋220，蓋220可以是平或透 鏡形的結構以便聚焦和定向來自電弧包封組件208的光線。此外，蓋220可 以包括彩色，例如紅、藍、綠、或其組合。在某些實施例中，反射燈組件204可以結合或適用於各種應用，例如運 輸系統、視頻系統、通用目的照明應用(例如室外照明系統)等。例如，圖 15示出了包括在圖14中示出的反射燈組件204的視頻投影系統222的實施 例。在進一步的實例中，圖16示出了車輛224,例如具有根據本發明某些實 施例的一對反射燈組件204的汽車。儘管在此示出和描述了本發明的某些特徵，但是本領域的技術人員可以 進行許多改進和變更。因而，應當理解所附權利要求旨在覆蓋落在本發明的 真實精神的範圍內所有這樣的改進和變更。
權利要求
1.一種燈，包括陶瓷電弧包封；耦合至所述陶瓷電弧包封並且延伸穿過所述陶瓷電弧包封的開口的端部結構，其中所述端部結構包括與所述陶瓷包封的內腔聯通的通路；延伸穿過所述通路並且與所述通路密封的鉬-錸電極引線，其中所述鉬-錸電極引線包括鉬-錸合金；和耦合至所述內腔內部的電極的電弧電極。
2. 根據權利要求1的燈，其中所述鉬-錸合金包括大約35重量百分比 至大約55重量百分比的錸。
3. 根據權利要求1的燈，其中所述鉬-錸合金具有從大約5.5 x 1(T6/K 至大約7 x 10-6/K範圍的熱膨脹係數。
4. 根據權利要求1的燈，其中所述電極引線具有從大約百分之O.l至大 約百分之3.0範圍的延展性。
5. 根據權利要求l的燈，其中所述電極引線包括 包括第一鉬-錸合金的心軸；和圍繞所述心軸的周邊纏繞並且沿所述心軸的長度延伸的線圈，其中所述 線圏包括鉬、或鉬合金、或第二鉬-錸合金、或鴿、或其組合。
6. 根據權利要求5的燈，其中所述第一和第二鉬-錸合金分別包括大 約35重量百分比至大約55重量百分比的錸。
7. 根據權利要求5的燈，其中所述第一和第二鉬-錸合金分別具有從 大約5.5 x io-6/K至大約7 x 10-6/K範圍的熱膨脹係數。
8. 根據權利要求l的燈，其中所述鉬-錸合金電極引線包括 包括第三鉬-錸合金的柄；耦合至所述柄的線圈組件，其中所述線圈組件包括 包括第四鉬-錸合金的心軸；和圍繞所述心軸的周邊纏繞並且沿所述心軸的長度延伸的線圈，其中所述 線圈包括第五鉬-錸合金。
9. 根據權利要求8的燈，其中所述第三、第四和第五鉬-錸合金分別 包括大約35重量百分比至大約55重量百分比的錸。
10. 根據權利要求l的燈，還包括布置在所述電弧電極尖端的外罩，其 中所述外罩包括鴒、或鴒合金、或錸、或錸合金、或鉭、或鉭合金或其組合。
11. 根據權利要求l的燈，包括布置在內腔之內的摻雜材料，其中所述 摻雜材料包括卣化物、或囟化金屬、或兩者。
12. 根據權利要求l的燈，其中所述摻雜材料是無水銀的。
13. 根據權利要求l的燈，包括布置在內腔之內的腐蝕性摻雜材料，其 中所述鉬-錸合金抗所述腐蝕性摻雜材料。
14. 根據權利要求l的燈，包括從端部結構向外延伸的並且與所述通路聯通的中空構件，其中所述電極引線至少部分穿過所述中空構件而延伸。
15. 根據權利要求14的燈，其中所述中空構件和電極引線氣密地相互 密封。
16. 根據權利要求14的燈，其中所述中空構件和端部結構包括陶毫材料。
17. 根據權利要求14的燈，其中所述端部結構包括陶瓷材料並且所述 中空構件包括第六鉬-錸合金。
18. —種系統，包括 發光裝置，包括具有內部的陶覺電弧包封；布置在所述陶瓷電弧包封之內的摻雜材料，其中所述摻雜材料包括腐蝕 性材料；耦合至所述陶瓷電弧包封並且穿過所述陶瓷電弧包封的開口端延伸的 端部結構，其中所述端部結構包括與所述內部聯通的中空支柱；至少部分穿過所述中空支柱的電極引線，其中所述電極引線包括鉬-錸A令-口正，耦合至所述電極引線的電弧電極尖端； 外殼，包括至少部分包圍所述陶瓷電弧包封的反射外罩；和 電耦合至所述電極引線的鎮流器。
19. 根據權利要求18的系統，其中所述電極引線包括 包括第一鉬-錸合金的心軸；和圍繞所述心軸的周邊纏繞並且沿心軸的長度延伸的線圈，其中所述線圈 包括鉬、或鉬合金、或第二鉬-錸焊接、或鎢、或其組合。
20. 根據權利要求17的系統，包括具有所述發光裝置的車輛。
21. 根據權利要求17的系統，包括具有所述發光裝置的視頻投影機。
22. —種燈的製造方法，包括耦合端部結構至陶乾電弧包封的開口端，並且端部結構延伸穿過所述陶 瓷電弧包封的開口端；在延伸穿過所述端部結構的通^各內布置鉬-4來電極引線，其中所述鉬-錸電極引線包括鉬-錸合金；並且密封所述鉬-錸合金電極引線至所述通路。
23. 根據權利要求22的方法，其中所述耦合包括密封端部結構的陶瓷 材料至陶瓷電弧包封。
24. 根據權利要求22的方法，包括耦合電極尖端至所述線圈組件。
25. 根據權利要求22的方法，其中密封包括氣密地密封所述鉬-錸合 金電極引線至從端部結構突出的中空構件。
26. 根據權利要求22的方法，其中密封包括局部加熱，或冷焊，或其 組合。
27. —種燈的操作方法，包括通過耦合至陶瓷電弧包封之內的電極尖端的鉬_錸電極引線而減小滷 化物侵襲和熱機械應力，其中所述鉬-錸電極引線包括鉬-錸合金。
全文摘要
提供了一種燈，所述燈具有陶瓷電弧包封、耦合至所述陶瓷電弧包封並且延伸穿過所述陶瓷電弧包封內的開口的端部結構，其中所述端部結構包括與所述陶瓷電弧包封的內腔聯通的通路。所述燈還包括延伸穿過所述通路並且與所述通路密封的鉬-錸電極引線。所述鉬-錸電極引線包括鉬-錸合金。此外，所述燈還包括耦合至所述內腔內的電極引線的電極尖端。
文檔編號H01J61/00GK101213635SQ200680023584
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月19日 優先權日2005年6月30日
發明者喬塞夫·加貝利, 伊斯特文·薩恩伊, 伯納德·P·貝萊, 布魯斯·A·克努森, 穆罕麥德·拉馬尼, 羅伯特·巴拉尼, 詹姆斯·A·布魯爾, 詹姆斯·S·瓦塔利, 阿戈斯頓·博羅茨基 申請人:通用電氣公司