專利名稱：陶瓷弧光管加工方法、陶瓷弧光管及包含陶瓷弧光管的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明技術(shù)，尤其涉及陶瓷弧光管加工方法、陶瓷弧光管及包含陶瓷弧光管的燈。
背景技術(shù)：
制造性能良好的高壓氣體放電燈，關(guān)鍵點(diǎn)之一是要保證陶瓷弧光管和電極引線之間能夠形成良好的氣密性封接。由于陶瓷管不能像石英管那樣通過(guò)加熱軟化擠壓與電極引線粘在一起，所以常規(guī)的做法就是通過(guò)合適的焊料將陶瓷管和電極引線封接起來(lái)。但是，在燈工作的過(guò)程中，燈被點(diǎn)亮和熄滅所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的沖擊和內(nèi)部填充物的腐蝕很可能導(dǎo)致在封接部位出現(xiàn)裂紋，從而造成燈的早期失效。為解決這樣的問(wèn)題，引入了金屬陶瓷。金屬陶瓷的線性膨脹系數(shù)與氧化鋁陶瓷管的膨脹系數(shù)相接近，并且金屬陶瓷耐金屬鹵化物腐蝕。此外，金屬陶瓷導(dǎo)熱性差，從而可以減小熱量向封接區(qū)的傳遞，這有利于降低封接區(qū)溫度。已知一種在電極中引入金屬陶瓷組件的方法，該方法可以改善封接性能。相關(guān)的專利文件包括專利US 6，465，940 *CN201332081Y。還已知一種在金屬電極表面涂覆的方法，該方法可以形成金屬陶瓷涂層，從而改善封接性能。例如，將三氧化鎢涂覆在高壓鈉燈鈮管電極表面，或?qū)⒀趸喭扛苍陔姌O表面。相關(guān)的專利文件包括美國(guó)專利US 3，448，319 和 US 3,598,435。上述技術(shù)的問(wèn)題在于，根據(jù)上述方法加工出來(lái)的陶瓷弧光管密封性不好。
發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念， 以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供加工陶瓷弧光管的方法、陶瓷弧光管及包含該陶瓷弧光管的燈。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種加工陶瓷弧光管的方法包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上；將電極插到涂覆后的毛細(xì)管中；以及在燒結(jié)溫度下將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種加工陶瓷弧光管的方法包括提供陶瓷管素坯； 將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯端部的所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；以及在燒結(jié)溫度下將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了根據(jù)上述方法加工而成的陶瓷弧光管。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了包括上述陶瓷弧光管的燈。通過(guò)本發(fā)明，可以改善陶瓷弧光管的密封性。
參照下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明，會(huì)更加容易地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的流程圖；圖2A-圖2C是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的實(shí)例的工藝流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的流程圖；圖4A-圖4C是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的實(shí)例的工藝流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法加工而成的陶瓷弧光管的端部的實(shí)例的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法加工而成的陶瓷弧光管的端部的實(shí)例的截面圖；圖7是包含根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法加工而成的陶瓷弧光管的燈的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。加工陶瓷弧光管的方法第一實(shí)施例以下描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法。在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法中，通過(guò)將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上并對(duì)插入了電極的陶瓷管素坯進(jìn)行一體燒結(jié)，可以在電極和陶瓷管之間形成高強(qiáng)度氣密封接。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法。在步驟102中，提供陶瓷管素坯。該陶瓷管素坯在其兩端處分別設(shè)置有毛細(xì)管，如圖2A所示。在步驟104-106中，將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上，并將電極插到涂覆后的毛細(xì)管中，如圖2B所示。優(yōu)選地，被涂覆在內(nèi)表面上的漿料厚度為5微米至100微米。此外，可以以多種方式將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上。優(yōu)選地，以噴涂方式或輥涂方式將漿料涂覆在毛細(xì)管的內(nèi)表面上。在步驟108中，在燒結(jié)溫度下將電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起，如圖2C所示。優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為1600攝氏度至2000攝氏度。更優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為 1750攝氏度至2000攝氏度。此外，優(yōu)選地，在燒結(jié)氛圍中將電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。優(yōu)選地，該燒結(jié)氛圍可以是氫氣、氬氣或真空，但不局限于此，燒結(jié)氛圍也可以是其他適當(dāng)?shù)臍怏w氛圍。優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)α m、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)α c以及毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足關(guān)系式α m < α c < α ρ。通過(guò)使電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)am、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)a c以及毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足上述關(guān)系式，可以達(dá)到電極和陶瓷管之間緊密封接的效果。優(yōu)選地，漿料包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑。優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分與金屬粉末由同一種金屬制成。優(yōu)選地，金屬粉末和三氧化二鋁粉末的總重量占漿料的20%至90%。優(yōu)選地，金屬粉末和三氧化二鋁粉末的重量比為1 1至 3 1。優(yōu)選地，金屬粉末的平均顆粒大小為0.2微米至2微米，三氧化二鋁粉末的平均顆粒大小為0.2微米至2微米。優(yōu)選地，有機(jī)溶劑是乙醇、丙酮、或乙醇和丙酮的組合。優(yōu)選地，在漿料中還包含硝化纖維的醋酸異戊酯。優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分可以由鈮(Nb)或鉬(Mo)制成。因?yàn)殡姌O靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分和漿料中的金屬粉末由同一種金屬制成，所以在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鈮制成的情況下，金屬粉末由鈮制成，在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鉬制成的情況下，金屬粉末由鉬制成。當(dāng)然，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分不限于鈮和鉬，而可以由其他適當(dāng)?shù)慕饘僦瞥伞４送?，在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鉬制成的情況下，該電極其他部分(即，電極遠(yuǎn)離涂覆后的毛細(xì)管的部分)由鈮制成。優(yōu)選地，可以在預(yù)燒結(jié)溫度下預(yù)燒結(jié)陶瓷管素坯以去除陶瓷管素坯中的有機(jī)粘合料。預(yù)燒結(jié)溫度優(yōu)選地低于燒結(jié)溫度。例如，預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度至1200攝氏度。更優(yōu)選地，預(yù)燒結(jié)溫度為900攝氏度至1200攝氏度。以下參照?qǐng)D2A-圖2C，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的實(shí)例的工藝流程。實(shí)例1如圖2A所示，在氧化鋁陶瓷管素坯成型后，在空氣氛圍中在1000攝氏度下對(duì)該陶瓷管素坯進(jìn)行初燒(即，預(yù)燒結(jié))，得到具有一定強(qiáng)度的經(jīng)預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯。然后，在位于該預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯兩端的毛細(xì)管的內(nèi)壁熔封區(qū)域(即，毛細(xì)管的內(nèi)表面)上輥涂諸如金屬陶瓷膏的漿料，如圖2B所示。該涂覆用的金屬陶瓷膏中的固含量為80% (重量)。 金屬陶瓷膏中的溶劑為丙酮。在該溶劑中加入少量溶有硝化纖維的醋酸異戊酯溶液以調(diào)節(jié)粘度。然后加入固體，該固體是通過(guò)將平均粒度為1. 5 μ m的鉬(Mo)粉和平均粒度為0. 8 μ m 的三氧化二鋁(Al2O3)粉研磨均勻而獲得的。Mo粉和Al2O3粉的重量比為3 1。在涂覆后的毛細(xì)管2的一端插入含有Mo和鈮(Nb)的電極4并定位，如圖2B所示。該電極靠近封接區(qū)域的那部分主成分為Mo。在1900攝氏度，在H2氛圍中將電極和涂覆后的陶瓷管素坯燒結(jié)在一起，從而得到在其一端具有一體燒結(jié)電極的陶瓷弧光管，如圖2C所示。Mo電極的熱膨脹系數(shù)為am，陶瓷管的熱膨脹系數(shù)為a p，毛細(xì)管金屬陶瓷燒結(jié)層的熱膨脹系數(shù)為a C。由于毛細(xì)管金屬陶瓷燒結(jié)層包括三氧化二鋁和鉬，所以燒結(jié)后的金屬陶瓷層的熱膨脹系數(shù)ac滿足關(guān)系式α m < α c < α ρ。實(shí)例2如圖2Α所示，氧化鋁陶瓷管素坯成型后，在空氣氛圍中在1100攝氏度下對(duì)該陶瓷管素坯初燒(即，預(yù)燒結(jié))，從而得到具有一定強(qiáng)度的經(jīng)預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯。然后在位于預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯兩端的毛細(xì)管內(nèi)壁熔封區(qū)域(即，毛細(xì)管的內(nèi)表面)上輥涂諸如的金屬陶瓷膏的漿料，如圖2B所示。該涂覆用的金屬陶瓷膏固含量為90% (重量)。金屬陶瓷膏中的溶劑為乙醇。在該溶劑中加入少量溶有硝化纖維的醋酸異戊酯溶液以調(diào)節(jié)粘度。然后，加入固體，該固體由平均粒度為2 μ m的Mo粉和平均粒度為1. 2 μ m的Al2O3粉研磨均勻獲得。其中Mo粉和Al2O3粉的重量比為1.5 1(重量比)。在涂覆后的毛細(xì)管2的一端插入含有Mo、Nb和鎢(W)的電極4并定位，如圖2B所示。該電極靠近封接區(qū)域的那部分主成分為Mo。在1920攝氏度，在真空氛圍中將電極和涂覆后的陶瓷管素坯燒結(jié)在一起，從而得到在其一端具有一體燒結(jié)電極的陶瓷弧光管，如圖2C所示。與實(shí)例1類似，在實(shí)例2中，Mo電極的熱膨脹系數(shù)為α m,陶瓷管的熱膨脹系數(shù)為 α P，毛細(xì)管金屬陶瓷燒結(jié)層的熱膨脹系數(shù)為α c滿足關(guān)系式am < ac< ap。第二實(shí)施例以下描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法。在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法中，將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上并對(duì)涂覆了漿料的陶瓷管素坯進(jìn)行燒結(jié)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法。在步驟302中，提供陶瓷管素坯。該陶瓷弧光管在其兩端處分別設(shè)置有毛細(xì)管，如圖4A所示。在步驟304中，將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上，如圖4B所示。 優(yōu)選地，被涂覆在內(nèi)表面上的漿料厚度為5微米至100微米。此外，可以以多種方式將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上。優(yōu)選地，以噴涂方式或輥涂方式將漿料涂覆在毛細(xì)管的內(nèi)表面上。在步驟306中，在燒結(jié)溫度下將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起，如圖4C所示。優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為1600攝氏度至2000攝氏度。更優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為1750 攝氏度至2000攝氏度。此外，優(yōu)選地，在燒結(jié)氛圍中將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。該燒結(jié)氛圍可以是氫氣、氬氣或真空，但不局限于此，燒結(jié)氛圍也可以是其他適當(dāng)?shù)臍怏w氛圍。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法，還可以在將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起之后，將電極插到燒結(jié)后的毛細(xì)管中，并用焊料將電極、燒結(jié)后的漿料和燒結(jié)后的毛細(xì)管封接在一起。優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)am、焊料的熱膨脹系數(shù)為a f、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)a C、以及毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足關(guān)系式am < af < ac< aPo通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇加工陶瓷弧光管所用的材料的熱膨脹系數(shù)，可以達(dá)到電極和陶瓷管之間緊密封接的效果。優(yōu)選地，漿料包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑。優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分與金屬粉末由同一種金屬制成。優(yōu)選地，金屬粉末和三氧化二鋁粉末的總重量漿料的20%至90%。優(yōu)選地，金屬粉末和三氧化二鋁粉末的重量比為1 1至3 1。 優(yōu)選地，金屬粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米，三氧化二鋁粉末的平均顆粒大小為 0.2微米至2微米。優(yōu)選地，有機(jī)溶劑是乙醇、丙酮、或乙醇和丙酮的組合。優(yōu)選地，在漿料中還包含硝化纖維的醋酸異戊酯。
優(yōu)選地，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分可以由鈮(Nb)或鉬(Mo)制成。因?yàn)殡姌O靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分和漿料中的金屬粉末由同一種金屬制成，因此，在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鈮制成的情況下，金屬粉末由鈮制成，在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鉬制成的情況下，金屬粉末由鉬制成。當(dāng)然，電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分不局限于鈮和鉬，而可以由其他金屬制成。此外，在電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分由鉬制成的情況下，該電極其他部分(即，電極遠(yuǎn)離涂覆后的毛細(xì)管的部分)可以由其他金屬(例如， 鈮)制成。優(yōu)選地，可以在預(yù)燒結(jié)溫度下預(yù)燒結(jié)陶瓷管素坯以去除陶瓷管素坯中的有機(jī)粘合料。預(yù)燒結(jié)溫度優(yōu)選地低于燒結(jié)溫度。例如，預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度至1200攝氏度。更優(yōu)選地，預(yù)燒結(jié)溫度為900攝氏度至1200攝氏度。以下參照?qǐng)D4A-圖4C，描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法的實(shí)例的工藝流程。實(shí)例3如圖4A所示，在氧化鋁陶瓷管素坯成型之后，在空氣氛圍中，在900攝氏度對(duì)該陶瓷管素坯進(jìn)行初燒(即，預(yù)燒結(jié))，從而得到具有一定強(qiáng)度的經(jīng)預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯。然后在位于預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯兩端的毛細(xì)管內(nèi)壁熔封區(qū)域(即，毛細(xì)管的內(nèi)表面)上噴涂諸如金屬陶瓷料的漿料，如圖4B所示。所涂覆的金屬陶瓷料的固含量為30% (重量)。金屬陶瓷料中的溶劑為乙醇。在該溶劑中加入固體，該固體是通過(guò)將平均粒度為0. 6 μ m的Mo 粉和平均粒度為0. 6 μ m的Al2O3粉研磨均勻而獲得的。其中Mo粉和Al2O3粉的重量比為 2 1。在1780攝氏度，在H2氛圍中對(duì)涂覆后的陶瓷管素坯進(jìn)行燒結(jié)，從而得到具有金屬陶瓷燒結(jié)層的陶瓷管，如圖4C所示。實(shí)例 4如圖4A所示，在氧化鋁陶瓷管素坯成型之后，在空氣氛圍中，在900攝氏度對(duì)該陶瓷管素坯進(jìn)行初燒(即，預(yù)燒結(jié))，得到具有一定強(qiáng)度的經(jīng)預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯。當(dāng)然，也可以不進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。然后在陶瓷管素坯兩端毛細(xì)管內(nèi)壁熔封區(qū)域(即，內(nèi)表面)上噴涂諸如金屬陶瓷料的漿料，如圖4B所示。涂覆的漿料的固體含量為50% (重量)。漿料中的溶劑為丙酮。在溶劑中加入固體，該固體通過(guò)將平均粒度為0.2μπι的鉬(Mo)粉和平均粒度為 0.8μπι的三氧化二鋁(Al2O3)粉研磨均勻而獲得。其中，Mo粉Al2O3粉的重量比為3 1。 在1800攝氏度，Ar氛圍中對(duì)涂覆后的陶瓷管素坯進(jìn)行燒結(jié)，從而得到具有金屬陶瓷燒結(jié)層的陶瓷管，如圖4C所示。實(shí)例 5如圖4Α所示，在氧化鋁陶瓷管素坯成型之后，在空氣氛圍中，在1000攝氏度對(duì)該陶瓷管素坯進(jìn)行初燒(即，預(yù)燒結(jié))，從而得到具有一定強(qiáng)度的經(jīng)預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯。然后，在位于預(yù)燒結(jié)的陶瓷管素坯兩端的毛細(xì)管內(nèi)壁熔封區(qū)域(即，毛細(xì)管的內(nèi)表面)上輥涂諸如金屬陶瓷膏的漿料，如圖4Β所示。所涂覆的金屬陶瓷膏的固含量為80% (重量)。金屬陶瓷膏中的溶劑為乙醇。在該溶劑中加入少量溶有硝化纖維的醋酸異戊酯溶液以調(diào)節(jié)粘度。然后，在該溶劑中加入固體，該固體是通過(guò)將平均粒度為0. 5 μ m的Mo粉和平均粒度為 1.2μπι的Al2O3粉研磨均勻而獲得的。其中Mo粉和Al2O3粉的重量比為3 1。在1800攝氏度，在H2氛圍中對(duì)涂覆后的陶瓷管素坯進(jìn)行燒結(jié)，從而得到具有金屬陶瓷燒結(jié)層的陶瓷
8管，如圖4C所示。陶瓷弧光管以下描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法加工而成的陶瓷弧光管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陶瓷弧光管的一端可以根據(jù)第一實(shí)施例的方法加工而成。 例如，陶瓷弧光管的一端可以根據(jù)實(shí)例1或?qū)嵗?的方法加工而成。如圖5所示，該端包括燒結(jié)后的漿料(例如，金屬陶瓷膏等)3、陶瓷管素坯的毛細(xì)管壁2和金屬電極4?？梢酝ㄟ^(guò)該陶瓷弧光管的另一端向該陶瓷弧光管充入啟動(dòng)氣體、汞和金屬鹵化物。該陶瓷弧光管的另一端可以通過(guò)第二實(shí)施例的方法加工而成，或者可以通過(guò)其他已知方法加工而成。其中， 通過(guò)使涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)am、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)a c以及毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足關(guān)系式am< ac< a p，來(lái)達(dá)到電極和陶瓷管之間緊密封接的效果。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陶瓷弧光管的一端或兩端可以根據(jù)第二實(shí)施例的方法加工而成。例如，陶瓷弧光管的一端或兩端可以根據(jù)實(shí)例3、實(shí)例4、或?qū)嵗?的方法加工而成。如圖6所示，陶瓷弧光管的端部包括陶瓷管素坯的毛細(xì)管壁2、燒結(jié)后的漿料(例如， 金屬陶瓷膏等)3、焊料5和金屬電極4。在這種情況下，可以先封接陶瓷弧光管的一端，通過(guò)另一端向該陶瓷弧光管充入啟動(dòng)氣體、汞和金屬鹵化物，最后再封接該另一端。在陶瓷弧光端的一端根據(jù)第二實(shí)施例的方法加工而成的情況下，陶瓷弧光管的另一端可以根據(jù)第一實(shí)施例的方法加工而成，也可以通過(guò)其他已知方法加工而成。其中，在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法加工而成的那端通過(guò)使電極的熱膨脹系數(shù)am、焊料的熱膨脹系數(shù)af、金屬陶瓷層的熱膨脹系數(shù)a c和陶瓷管的毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足關(guān)系式a m < a f < a c < a p，來(lái)達(dá)到電極和陶瓷管之間的緊密封接的效果。優(yōu)選地，電極靠近封接區(qū)域的那部分可以包括鉬或鈮，但不限于此，也可以選擇其他適當(dāng)材料。焊料可以是Al2O3-Si2O3-Dy2O3焊料，但不限于此，也可以選擇其他適當(dāng)?shù)暮噶稀?陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上涂覆的漿料可以包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑，但不限于此。包括陶瓷弧光管的燈以下描述包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法加工而成的陶瓷弧光管的燈。圖7是包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方式加工而成的陶瓷弧光管的燈的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈中包括陶瓷弧光管。該陶瓷弧光管的一端a可以根據(jù)第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成，而另一端b可以根據(jù)第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成，或者該另一端b可以根據(jù)其他已知方法加工而成。此外，該陶瓷弧光管的一端 a可以根據(jù)第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成，而另一端b可以根據(jù)其他已知方法加工而成，或者該另一端b也根據(jù)第二實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成。在該陶瓷弧光管的一端a根據(jù)第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成的情況下，可以將端a布置在靠近燈頭的一側(cè)，S卩，燈的溫度較高的一側(cè)。具體地說(shuō)，可以將根據(jù)第一實(shí)施例加工而成的電弧管用于制作金屬鹵化物燈，通過(guò)沒(méi)有燒結(jié)電極的端b充入啟動(dòng)氣體、汞和金屬鹵化物，然后用焊料(例如，Al2O3-Si2O3-Dy2O3玻璃焊料等)進(jìn)行封接。燒結(jié)有漿料的一端a用在靠近燈頭的一端，也就是溫度較高的一端。由于在根據(jù)第一實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法加工而成的那端處的電極和燒結(jié)后的陶瓷管之間的封接更緊密，并且該端具有更好的耐熱震沖擊性能，因此通過(guò)將該端布置在靠近燈頭的一側(cè)，可以降低陶瓷金鹵燈早期失效的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提高燈的工作壽命。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)在陶瓷管素坯的毛細(xì)管封接部涂覆形成金屬陶瓷燒結(jié)層來(lái)改善封接性能。并且可以實(shí)現(xiàn)一端陶瓷管和電極的一體燒結(jié)，達(dá)到更緊密的封接。另外，在制燈時(shí)將一體燒結(jié)電極的一端用于燈的高溫側(cè)，可以大大降低燈的早期失效風(fēng)險(xiǎn)。在本發(fā)明的設(shè)備和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解后重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)視為本發(fā)明的等效方案。還需要指出的是，執(zhí)行上述系列處理的步驟可以自然地按照說(shuō)明的順序按時(shí)間順序執(zhí)行，但是并不需要一定按照時(shí)間順序執(zhí)行。某些步驟可以并行或彼此獨(dú)立地執(zhí)行。同時(shí)，在上面對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的描述中，針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語(yǔ)“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、要素、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要素、步驟或組件的存在或附加。雖然已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。而且，本發(fā)明的范圍不僅限于說(shuō)明書(shū)所描述的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來(lái)要被開(kāi)發(fā)的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。關(guān)于包括以上實(shí)施例的實(shí)施方式，還公開(kāi)以下附記。方案1. 一種加工陶瓷弧光管的方法，包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上；將電極插到涂覆后的毛細(xì)管中；以及在燒結(jié)溫度下將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。方案2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)α m、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)α c以及所述毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足以下關(guān)系式α m < α c < αρ。方案3.根據(jù)方案1所述的方法，其中，將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起包括在燒結(jié)氛圍中將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。方案4.根據(jù)方案1所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上之前還包括在預(yù)燒結(jié)溫度下預(yù)燒結(jié)所述陶瓷管素坯以去除所述陶瓷管素坯中的有機(jī)粘合料， 其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度低于所述燒結(jié)溫度。方案5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度至1200攝氏度。方案6.根據(jù)方案4所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為900攝氏度至1200攝氏
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-所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1750攝氏度至 所述的方法，其中，所述電極遠(yuǎn)離涂覆后的所述毛細(xì)度。方案7.根據(jù)方案1至4任一所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上包括以噴涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；或以輥涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上。方案8.根據(jù)方案1至4任一所述的方法，其中，被涂覆在所述內(nèi)表面上的漿料厚度為5微米至100微米。方案9.根據(jù)方案1至4任一所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1600攝氏度至 2000攝氏度。方案10.根據(jù)方案1至4任-2000攝氏度。方案11.根據(jù)方案1至3任-管的部分由鈮制成。方案12.根據(jù)方案1至3任一所述的方法，其中，所述漿料包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑，其中，所述電極靠近涂覆后的所述毛細(xì)管的部分與所述金屬粉末由同一種金屬制成。方案13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的總重量占所述漿料的20%至90%。方案14.根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的重量比為1 1至3 1。方案15.根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述金屬粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米，所述三氧化二鋁粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米。方案16.根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑是乙醇、丙酮、或乙醇和丙酮的組合。方案17.根據(jù)方案12所述的方法，其中，在所述漿料中還包含硝化纖維的醋酸異戊酯。方案18.方案19.方案20.
根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述金屬為鉬。 根據(jù)方案3所述的方法，其中，所述燒結(jié)氛圍包括氫氣、真空或者氬氣。 一種加工陶瓷弧光管的方法，包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯的所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；以及在燒結(jié)溫度下將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。方案21.根據(jù)方案20所述的方法，還包括將電極插到燒結(jié)后的毛細(xì)管中；以及用焊料將所述電極、燒結(jié)后的漿料和燒結(jié)后的毛細(xì)管封接在一起。方案22.根據(jù)方案21所述的方法，其中，所述電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)am、所述焊料的熱膨脹系數(shù)為a f、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)a C、以及所述毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)a P滿足以下關(guān)系式a m < a f < a c < α ρ。
方案23根據(jù)方案21所述的方法，其中，所述焊料為Al2O3-Si2O3-Dy2O3焊料。方案24.根據(jù)方案20所述的方法，其中，將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起包括在燒結(jié)氛圍中將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。方案25.根據(jù)方案20所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上之前還包括在預(yù)燒結(jié)溫度下預(yù)燒結(jié)所述陶瓷管素坯以去除所述陶瓷管素坯中的有機(jī)粘合料， 其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度低于所述燒結(jié)溫度。方案26.根據(jù)方案25所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度至1200攝
氏度ο方案27.根據(jù)方案25所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為900攝氏度至1200攝
氏度ο方案28.根據(jù)方案20至25任一所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上包括以噴涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；或以輥涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上。方案29.根據(jù)方案20至25任一所述的方法，其中，被涂覆在所述內(nèi)表面上的漿料厚度為5微米至100微米。方案30.根據(jù)方案20至25任一所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1600攝氏度至2000攝氏度。方案31.根據(jù)方案20至25任一所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1750攝氏度至2000攝氏度。方案32.根據(jù)方案21至M任一所述的方法，其中，所述電極遠(yuǎn)離涂覆后的所述毛細(xì)管的部分由鈮制成。方案33.根據(jù)方案21至M任一所述的方法，其中，所述漿料包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑，其中，所述電極靠近涂覆后的所述毛細(xì)管的部分與所述金屬粉末由同一種金屬制成。方案34.根據(jù)方案33所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的總重量占所述漿料的20%至90%。方案35.根據(jù)方案33所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的重量比為1 1至3 1。方案36.根據(jù)方案33所述的方法，其中，所述金屬粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米，所述三氧化二鋁粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米。方案37.根據(jù)方案33所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑是乙醇、丙酮、或乙醇和丙酮的組合。方案38.根據(jù)方案33所述的方法，其中，在所述漿料中還包含硝化纖維的醋酸異戊酯。方案39.根據(jù)方案33所述的方法，其中，所述金屬為鉬。方案40.根據(jù)方案M所述的方法，其中，所述燒結(jié)氛圍包括氫氣、真空或者氬氣。
方案41. 一種陶瓷弧光管，其中，所述陶瓷弧光管根據(jù)方案1至19中任一項(xiàng)所述的方法加工而成。方案42. —種陶瓷弧光管，其中，所述陶瓷弧光管根據(jù)方案20至40中任一項(xiàng)所述的方法加工而成。方案43. —種燈，其中，所述燈包括根據(jù)方案41所述的陶瓷弧光管。方案44.根據(jù)方案43所述的燈，其中，所述陶瓷弧光管中所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管被燒結(jié)在一起的一端位于所述燈溫度較高的一側(cè)。方案45. —種燈，其中，所述燈包括根據(jù)權(quán)利要求42所述的陶瓷弧光管。方案46.根據(jù)方案45所述的燈，其中，所述陶瓷弧光管中所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管被燒結(jié)在一起的一端位于所述燈溫度較高的一側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種加工陶瓷弧光管的方法，包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上；將電極插到涂覆后的毛細(xì)管中；以及在燒結(jié)溫度下將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)α m、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)α c以及所述毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)α ρ滿足以下關(guān)系式α m < α c < α ρ0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起包括在燒結(jié)氛圍中將所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。
4.一種加工陶瓷弧光管的方法，包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在所述陶瓷管素坯端部的所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；以及在燒結(jié)溫度下將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括將電極插到燒結(jié)后的毛細(xì)管中；以及用焊料將所述電極、燒結(jié)后的漿料和燒結(jié)后的毛細(xì)管封接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電極靠近涂覆后的毛細(xì)管的部分的熱膨脹系數(shù)am、所述焊料的熱膨脹系數(shù)為a f、燒結(jié)后的漿料的熱膨脹系數(shù)a C、以及所述毛細(xì)管的熱膨脹系數(shù)a P滿足以下關(guān)系式a m < a f < a c < a p0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述焊料為Al2O3-Si2O3-Dy2O3焊料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起包括在燒結(jié)氛圍中將所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上之前還包括在預(yù)燒結(jié)溫度下預(yù)燒結(jié)所述陶瓷管素坯以去除所述陶瓷管素坯中的有機(jī)粘合料，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度低于所述燒結(jié)溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為500攝氏度至1200攝氏度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述預(yù)燒結(jié)溫度為900攝氏度至1200攝氏度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，將漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上包括以噴涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上；或以輥涂方式將所述漿料涂覆在所述毛細(xì)管的內(nèi)表面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，被涂覆在所述內(nèi)表面上的漿料厚度為 5微米至100微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1600攝氏度至2000攝氏度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，所述燒結(jié)溫度為1750攝氏度至2000攝氏度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至3和5至8任一所述的方法，其中，所述電極遠(yuǎn)離涂覆后的所述毛細(xì)管的部分由鈮制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至3和5至8任一所述的方法，其中，所述漿料包含金屬粉末、三氧化二鋁粉末和有機(jī)溶劑，其中，所述電極靠近涂覆后的所述毛細(xì)管的部分與所述金屬粉末由同一種金屬制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的總重量占所述漿料的20%至90%。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述金屬粉末和所述三氧化二鋁粉末的重量比為1 1至3 1。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述金屬粉末的平均顆粒大小為0.2微米至2 微米，所述三氧化二鋁粉末的平均顆粒大小為0. 2微米至2微米。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑是乙醇、丙酮、或乙醇和丙酮的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在所述漿料中還包含硝化纖維的醋酸異戊酯。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述金屬為鉬。
24.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的方法，其中，所述燒結(jié)氛圍包括氫氣、真空或者氬氣。
25.一種陶瓷弧光管，其中，所述陶瓷弧光管根據(jù)權(quán)利要求1至對(duì)中任一項(xiàng)所述的方法加工而成。
26.一種燈，其中，所述燈包括根據(jù)權(quán)利要求25所述的陶瓷弧光管。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的燈，其中，所述陶瓷弧光管中所述電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管被燒結(jié)在一起的一端或所述陶瓷弧光管中只有所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管被燒結(jié)在一起的一端位于所述燈溫度較高的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷弧光管加工方法、陶瓷弧光管及包含陶瓷弧光管的燈。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的加工陶瓷弧光管的方法包括提供陶瓷管素坯；將漿料涂覆在陶瓷管素坯端部的毛細(xì)管的內(nèi)表面上；將電極插到涂覆后的毛細(xì)管中；以及在燒結(jié)溫度下將電極、所涂覆的漿料和涂覆后的毛細(xì)管燒結(jié)在一起。通過(guò)本發(fā)明可以改善陶瓷弧光管的密封性。
文檔編號(hào)H01J61/36GK102344301SQ201010244318
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉煉云, 大谷勝也, 賀珂, 金濤 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆有限公司