專利名稱：一種陶瓷金鹵燈泡殼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于陶瓷光源領域，尤其涉及一種陶瓷金鹵燈泡殼。
背景技術：
目前全球范圍的半透明氧化鋁管主要有一體化結構，兩件體結構，三件體結構，甚 至五件體結構，但有一點結構基本是相同的即毛細管部分都是直筒結構和放電腔的內表面 基本為圓柱、橢球、球面形等二次曲面結構。另外目前陶瓷金鹵燈制造商采用的封接方式是將玻璃焊料和陶瓷管及電極一同 加熱，玻璃焊料的熔點低于陶瓷的軟化點，并且在熔化后需要有很好的流動性，進而滲透到 陶瓷毛細管和電極組件的間隙中，待冷卻后完成陶瓷管的封接。如圖1所示，陶瓷金鹵燈泡殼由放電腔1及設于放電腔1兩端的毛細管2構成，毛 細管2為直筒結構，這種結構的電極的封接是通過玻璃焊料3填充毛細管2與電極桿4的 縫隙完成的，這樣就需要毛細管2與電極桿4之間有較大的間隙，較大的間隙會造成鹵素物 進入間隙而帶來損失。且現有技術在毛細管2與放電腔1交接的部分形成喇叭口結構5，這 種結構容易形成冷點，在該處容易發(fā)生金鹵物沉積，使鹵素物沒有全部參與循環(huán)，并造成其 對陶瓷金鹵燈的侵蝕，影響成燈的工作效率和壽命。

發(fā)明內容
針對現有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種封裝更為簡單、密封效果更好的 陶瓷金鹵燈泡殼。為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案為一種陶瓷金鹵燈泡殼，包括放電腔及設于 放電腔兩端的毛細管，該毛細管包括相連接的內管段及焊接槽，該內管段靠近放電腔，焊接 槽位于端面處，且焊接槽的內徑較內管段大，焊接槽通過填充焊料實現放電腔的氣密密封。本方案中，采用在毛細管的端面處形成一焊接槽結構，將以往的封接位置由毛細 管管壁轉移到管口，管口的直徑較大，大大方便了放焊料和完成封接。而且，焊料基本在焊 接槽融化和完成封接，而不需要通過相當長的流動到毛細管管壁來完成封接，主要是毛細 管的管徑與電極直徑相當，不存在間隙。另外，本方案焊料的位置比起現有技術焊接工藝中焊料所處的位置更遠離電弧高 溫區(qū)，毛細管的長度可以相應減小，有助于一些對泡殼尺度要求短小一點的應用。此方案的冷端位置能有效控制靠前，由于更接近熱源部分，提高了冷端溫度，保證 光源的工作壓力。本方案去除了毛細管與放電腔交接的部分形成的喇叭口結構，避免了冷 端溫度過低的現象。毛細管為高精度、高準直、高同軸度，因此可以實現毛細管內壁與電極桿的最緊密 配合，他們之間的間隙可以控制在小于5微米的精度，這樣可以防止發(fā)光物質滲入毛細管 中，提高了管的壽命，并且增加了制作燈過程中電極的同軸度。該焊接槽呈一向外縮口結構或該焊接槽側面上設有若干凹/凸槽結構，使焊接牢固度更高，避免了現有電極焊接焊料下垂流動、包封不完整而使成燈早期失效。該放電腔的外曲面與毛細管的連接處為光滑過渡結構，最大程度減小了應力。該放電腔為非齊次的偶次等溫曲面腔體，其為
其中x、y、z代表放電腔曲面的參數變量，a、b為放電腔曲面的半長軸與半短軸，其數值 由功率要求而定，而a :b彡1，C2 :b > 1，cn =Clri彡5。這樣的曲面保證了泡殼內部性質的均勻性和一致性，最合理地減少泡殼的結構應 力。腔體設計不同于被采用的圓柱，球體或純粹的橢球型。腔體的內表面設計為最接近泡殼 工作的等溫面。由于溫度遵從二次微分方程，同時考慮到電極是線性分布的，實際的等溫面 是含二次項的非齊次的四次曲面，即由于線性電弧分布修正的等溫曲面。這樣的曲面設計 可以使得泡殼的溫度梯度最小，承受壓力能力最大，有助于提高燈的光效，顯色性和壽命。進一步地，放電腔曲面的半長軸范圍為2mm < a < 10mm,該放電腔的等溫曲面由放 電腔內壁延伸至與毛細管內壁交接處。該放電腔部分外表面上設有一層反光材料層，使發(fā)光具有方向性，成燈在不使用 反光罩時，大大提高了光效。另外，增加反光材料層有效減少在泡殼外另設反光部件，直接 減少生產工藝和成本。進一步地，該反光材料層位于放電腔外表面沿長軸方向或短軸方向的半面上。進一步地，該放電腔由氧化鋁制得，該反光材料層的化學組成摩爾比滿足 100Al203+x(aSi02+bB203+cM10+dM200.5)+yM3,式中 0. 1 彡 χ 彡 3，0. 1 彡 a 彡 6，0. 05 彡 b 彡 5， 式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一種或幾種堿土金屬氧化物的混合物，且0彡c彡3 ;M2是 Na、K、Li當中的一種或幾種堿金屬氧化物的混合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&過渡金屬 氧化物或Eu203、Y203等稀土元素氧化物當中的一種或幾種混合物，0彡y彡6。該反光材料層能夠耐1450°C以上的高溫，熱穩(wěn)定性好，其在可見光波長范圍具有 很高的反射率，反射率可以達到98%以上，基本對可見光零吸收。具體地，該反光材料層燒結或涂覆固定于放電腔部分外表面上，且其厚度大于或 等于 0. 05mm。 該反光材料層熱膨脹系數與氧化鋁放電腔接近，其燒結或涂覆于放電腔部分外表 面上，長時間而不會出現成分變化或脫落的情況；該反光材料選擇性的涂覆于泡殼外表面 上使泡殼發(fā)光有方向性，可不用反光罩，從而降低了生產成本。該放電腔未設有反光材料層的外表面上覆蓋有一玻璃透明釉層，其厚度大于 50nm，其有效提高了陶瓷金鹵燈發(fā)光的直透率，大大提高了成燈光效和性能。玻璃透明釉材料熱穩(wěn)定性好，玻璃化轉變溫度Tg不低于910°C，軟化點溫度高于 1000°C，且其膨脹系數與氧化鋁放電腔接近，因此其可以安全穩(wěn)定的工作于泡殼表面；
在氧化鋁放電腔表面涂覆一層玻璃透明釉層，可以使放電腔表面更加光滑，提高氧化 鋁放電腔的直線透過率，其可以直接涂覆在整個放電腔的表面，也可以與高反射材料同時 使用，涂覆在未有反射材料層的放電腔表面的其他部分，從而提高直線通過率。


圖1為現有技術陶瓷金鹵燈泡殼的剖面結構圖； 圖2為本發(fā)明的陶瓷金鹵燈泡殼的剖面結構圖3a_3e為帶有各種焊接槽結構的泡殼剖面結構圖； 圖4a、4b為帶有反光材料層及玻璃透明釉層的泡殼剖面結構圖。
具體實施例方式以下結合實施例及附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖2所示，本發(fā)明公開了一種陶瓷金鹵燈泡殼，包括放電腔6及設于放電腔6兩 端的毛細管7，該毛細管7包括相連接的內管段71及焊接槽72，該內管段71靠近放電腔6， 焊接槽72位于端面處，且焊接槽72的內徑較內管段71大，焊接槽72通過填充焊料73實 現放電腔6的氣密密封。本實施例中，該焊接槽72的內徑尺寸為1到4毫米范圍內，深度 在1-4毫米，內管段內徑在0. 4-1. 5毫米范圍內。本方案的冷端10能有效控制靠前，由于更接近熱源部分，提高了冷端10溫度，保 證光源的工作壓力；可以防止發(fā)光物質滲入毛細管7中，提高了泡殼的壽命，并且增加了制 作燈過程中電極的同軸度。毛細管7管徑的大小根據燈的功率可任意制作，管徑為高精度、高準直、高同軸 度，以確保其與電極桿的緊密配合實現最小間隙，兩者之間的間隙可以控制在小于5微米 的精度。
如圖3a至3e所示，該焊接槽72呈一向外縮口結構或該焊接槽72側面上設有若 干凹/凸槽結構，使焊接牢固度更高，避免了現有傳統電極焊接焊料下垂流動，包封不完整 而使成燈早期失效。進一步地，該焊接槽72可呈圓臺結構或圓錐臺或球形結構。該放電腔6的外曲面與毛細管7的連接處為光滑過渡結構，最大程度減小了應力。該放電腔6為非齊次的偶次等溫曲面腔體，其具體為
其中χ ζ代表放電腔6曲面的參數變量，a、b為放電腔6曲面的半長軸與半短軸，其 數值由功率要求而定，而a :b彡l，c2 :b > 1，Cn=Clri彡5。
本實施例中，該偶次可為四次，即該非齊次的四次曲面腔體為
其中x、y、z代表放電腔6曲面的參數變量，a、b為放電腔6曲面的半長軸與半短軸，其 數值由功率要求而定，且a :b彡1，c :b > I0 現有技術的陶瓷泡殼放電腔內表面為為圓柱、橢球、球面形等二次曲面結構，但由 于電極是線性分布的，因此理想的等溫面應該是含一次項的非齊次的二次曲面，而傳統結 構僅為二次曲面，因此該種結構存在陶瓷管內溫度梯度較大，不利于提高燈的光效，顯色性和壽命；而本方案的曲面保證了泡殼內部性質的均勻性和一致性，最合理地減少泡殼的結 構應力。腔體設計不同于被采用的圓柱，球體或純粹的橢球型。腔體的內表面設計為最接 近泡殼工作的等溫面和等壓面。由于溫度遵從二次微分方程，同時考慮到電極是線性分布 的，實際的等溫面是含二次項的非齊次的四次曲面，即由于線性電弧分布修正的等溫曲面。 這樣的曲面設計可以使得泡殼的溫度梯度最小，承受壓力能力最大，有助于提高燈的光效， 顯色性和壽命。進一步地，放電腔6曲面的半長軸范圍為2mm< a < 10mm，該放電腔6的等溫曲面 由放電腔內壁延伸至與毛細管7內壁交接處。如圖4a、4b所示，該放電腔6部分外表面上設有一層反光材料層8，使發(fā)光具有方 向性，成燈在不使用反光罩時，大大提高了光效。另外，增加反光材料層8能避免在泡殼外 另設反光部件，直接減少生產工藝和成本。進一步地，該反光材料層8位于放電腔6外表面沿長軸方向或短軸方向的半面上。進一步地，該放電腔6由氧化鋁制得，該反光材料層8的化學組成摩爾比滿足 100Al203+x(aSi02+bB203+cM10+dM200.5)+yM3,式中 0. 1 彡 χ 彡 3，0. 1 彡 a 彡 6，0. 05 彡 b 彡 5， 式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一種或幾種堿土金屬氧化物的混合物，且0彡c彡3 ;M2是 Na、K、Li當中的一種或幾種堿金屬氧化物的混合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&過渡金屬 氧化物或Eu203、Y203等稀土元素氧化物當中的一種或幾種混合物，0彡y彡6。具體地，該反光材料層8燒結或涂覆固定于放電腔6部分外表面上，且其厚度大于 或等于0. 05mm。如圖4a、4b所示，該放電腔6未設有反光材料層8的外表面上覆蓋有一玻璃透明 釉層9，其厚度大于50nm，其有效提高了陶瓷金鹵燈發(fā)光的直透率，大大提高了成燈光效和 性能。
權利要求
一種陶瓷金鹵燈泡殼，包括放電腔及設于放電腔兩端的毛細管，其特征在于，該毛細管包括相連接的內管段及焊接槽，該內管段靠近放電腔，焊接槽位于端面處，且焊接槽的內徑較內管段大，焊接槽通過填充焊料實現放電腔的氣密密封。
2.根據權利要求1所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該焊接槽呈一向外縮口結構 或該焊接槽側面上設有若干凹/凸槽結構。
3.根據權利要求1所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該放電腔的外曲面與毛細管 的連接處為光滑過渡結構。
4.根據權利要求1所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該放電腔為非齊次的偶次等 溫曲面腔體，其為其中x、y、z代表放電腔曲面的參數變量，a、b為放電腔曲面的半長軸與半短軸，其數值 由功率要求而定，而a :b彡1，C2 :b > 1，cn =Clri彡5。
5.根據權利要求4所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，放電腔曲面的半長軸范圍為 2mm<a< 10mm，該放電腔的等溫曲面由放電腔內壁延伸至與毛細管內壁交接處。
6.根據權利要求1至5任一項所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該放電腔部分外表 面上設有一層反光材料層。
7.根據權利要求6所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該反光材料層位于放電腔外 表面沿長軸方向或短軸方向的半面上。
8.根據權利要求7所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該放電腔由氧化鋁制得， 該反光材料層的化學組成摩爾比滿足100A1203+x (aSi02+bB203+cM10+dM200.5) +yM3,式中 0. 1彡χ彡3，0. 1彡a彡6，0. 05彡b彡5，式中M1是Ca、Mg、Sr、Ba其中的一種或幾種堿 土金屬氧化物的混合物，且0彡c ( 3 ；M2是Na、K、Li當中的一種或幾種堿金屬氧化物的混 合物，且0彡d彡3. 5，M3是Ti、&過渡金屬氧化物或Eu203、Y2O3等稀土元素氧化物當中的 一種或幾種混合物，0 < y < 6。
9.根據權利要求8所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該反光材料層燒結或涂覆固 定于放電腔部分外表面上，且其厚度大于或等于0. 05mm。
10.根據權利要求6所述的陶瓷金鹵燈泡殼，其特征在于，該放電腔未設有反光材料層 的外表面上覆蓋有一玻璃透明釉層，其厚度大于50nm。
全文摘要
本發(fā)明屬于陶瓷光源領域，尤其涉及一種陶瓷金鹵燈泡殼，其包括放電腔及設于放電腔兩端的毛細管，其中，該毛細管包括相連接的內管段及焊接槽，該內管段靠近放電腔，焊接槽位于端面處，且焊接槽的內徑較內管段大，焊接槽通過填充焊料實現放電腔的氣密密封；該放電腔部分外表面上設有一層反光材料層；該放電腔未設有反光材料層的外表面上覆蓋有一玻璃透明釉層。本發(fā)明具有封裝簡單、密封效果好及高發(fā)光效率等優(yōu)點。
文檔編號H01J61/36GK101916711SQ20101024648
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權日2010年8月6日
發(fā)明者張萬鎮(zhèn), 謝燦生, 陸鎮(zhèn)洲 申請人:潮州市晨歌電光源有限公司