[發明專利]具有用含有3wt%以下錸的鎢合金制成的電極的放電燈

無效

• 申請號: 200680014241.5
• 申請日: 2006-04-26
• 公開（公告）號: CN101167156A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: J·王;G·范希斯;W·西蒙斯;A·賴因德斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01J61/073
• 分類號: H01J61/073;H01J61/82
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周鐵;譚祐祥

發明領域

本發明涉及高壓氣體放電燈，該燈包含具有氣體填充物(gasfilling)透光放電容器和布置在該放電容器中的電極。

背景技術

由于高壓氣體放電燈的良好照明性能，其應用日益廣泛。這些放電燈一般包含具有引線(feedthroughs)的放電容器，電極通過引線延伸進入放電容器中，或進入由放電容器包圍的放電腔中。當放電燈處于工作狀態時，在電極自由端之間就激發電弧放電。

放電腔一般含有氣體充填物(燈充填物(lamp?filling))，該氣體填充物包含起動氣體(starter?gas)(例如氬氣)；放電氣體(例如一種或幾種金屬鹵化物，如碘化鈉和/或碘化鈧)，其形成實際上的發光材料；以及電壓梯度產生體(voltage?gradient?generator)或緩沖氣體(例如汞)，其主要作用是通過提高溫度或壓力來促進發光物質蒸發，并提高燈的效率和燒毀電壓(burning?voltage)。

由于放電燈電極在燈工作時暴露在苛刻條件下，所以對這些電極的材料和結構就有很高要求。

EP-A0343625公開了包含在燈泡一端形成的密封部分，以及在另一端形成以圍繞放電空間的外殼部分的弧形管燈泡。一對金屬箔埋在密封部分中。在放電空間中加入用于起動的稀有氣體、汞和金屬鹵化物。一對電極包含連接到所述金屬箔的一對電極棒和布置在所述棒尖端的線圈(coils)。這些線圈相互隔開并相互面對布置在放電區內。錸-鎢合金可用作棒材料。對于這種合金，錸與鎢的混合比應為0.05％重量或更高，以降低電極在工作期間斷裂的危險。

現有技術的該鎢-錸合金電極的缺點是在燈工作期間可能有相當數量的錸蒸發。對于高溫，例如高于2800℃的溫度尤其如此，而這正是現有放電燈電極的工作溫度。錸的蒸發影響燈氣氛并使放電腔變黑。

發明內容

本發明一個目的是提供具有在電極加工以及在燈工作時都具有相當的機械強度，且具有降低的黑化行為的電極的放電燈。

該目的通過高壓氣體放電燈實現，該燈包含具有氣體充填物的放電腔和布置在放電腔內的電極，其中至少一個所述電極是鎢合金電極，該鎢合金電極基本上由(a)超高純鎢和(b)數量為鎢數量的0.01-3％重量的錸、鋨、鉭、鉿、銥和鋯中的至少一種組成。

超高純鎢是脆而弱的材料，特別是在退火狀態下，這妨礙了電極加工。用例如錸(Re)摻雜鎢材料得到鎢-錸合金，增加了所得合金的延展性，其有益于電極加工例如線拉伸和電極成形(例如磨削，焊接)，并且也有益于電極工作時的機械強度。低數量的錸降低了電極對放電腔的黑化影響。低數量的錸還降低了線拉伸期間加工硬化的影響，從而消除或減少了線拉伸期間額外退火步驟的必要性。預計鋨也有類似的作用。總之，本發明的鎢合金在例如獲得允許電極加工并減少燈壽命期間電極斷裂的足夠延展性的足夠高錸含量，與減少燈工作期間造成放電腔內部黑化的錸蒸發量的足夠低錸含量之間，達到了適當的平衡。

注意超高純鎢粉含有至少99.99％的鎢原子，優選至少99.999％或甚至99.9999％的鎢(除氧、碳和氮以外)。用于制造所述合金的粉末含有至少0.01％重量(除氧、碳和氮以外)的選自錸、鋨、鉭、鉿、銥和鋯的組分(b)。組分(b)包含至少50％重量的錸或鋨，或它們的混合物。最多50％重量的組分(b)可以是鉭，最多10％重量的組分(b)可以是鉿、銥和鋯中的至少一種。

此外，應該注意，電極可含有少量例如隨所述粉末引入的雜質或添加劑。在本發明一個實施方案中，雜質不超過10μg/g電極，優選不超過5μg/g電極，最優選不超過1μg/g電極。小數量的雜質或添加劑可使具有少量組分(b)的電極獲得適當的機械性能。

應理解，氧、碳或氮的含量主要取決于表面吸收。優選這些成分不超過30μg/g電極。氧、碳和/或氮的數量在電極用合金成分數量的定義中不計算在內。

在優選實施方案中，鎢合金電極包含棒和纏繞所述棒的線圈。這種電極結構在電極上提供了充分的熱分布。所述棒可由本發明的合金構成，并在干燥氫氣中在高溫例如2000℃以上退火，以除去雜質。用于線圈的金屬線優選沒有退火，因為退火的金屬絲太脆而不能形成線圈。在所述棒和線圈組裝后，組裝的電極可在高溫例如2000℃以上退火。

在本發明實施方案中，在燈工作期間至少一部分所述電極具有2800-3400℃的溫度。在該溫度范圍內電極導致的黑化的減少是特別顯著的。