一种高强度放电灯，包括具有化学填充物的电弧管；从所述电弧管上伸出的毛细管；穿过所述毛细管装入所述电弧管的电极；和密封所述毛细管的玻璃料密封，其中所述玻璃料密封包括大于０ｗｔ％到小于５ｗｔ％范围内的二氧化硅（ＳｉＯ２），氧化铝（Ａｌ２Ｏ３），以及氧化镝（ＤＹ２Ｏ３）和氧化钇（Ｙ２Ｏ３）中的一种。这种玻璃料密封材料能够承受更高的工作温度，因此毛细管的长度与使用传统的玻璃料密封材料密封的那些相比可得以缩短。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃料密封材料、具有玻璃料密封的灯以及密封高强度放电灯的方法
技术介绍
本专利技术涉及用于密封陶瓷体的材料、使用此材料作为玻璃料密封的灯以及用此材料密 封陶瓷体如高强度放电灯的方法。附图说明图1显示了用于传统的陶瓷金属卤化物、高强度放电灯的放电容器1。放电容器1 包括陶瓷电弧管6，其中陶瓷电弧管6中充满化学填充物8，且电极14穿过陶瓷毛细管2装 入陶瓷电弧管6中。电弧管具有在接缝5处接合的半部17 b，其中电极末端3在相应的半 部之内。毛细管的远端各自用相应的玻璃料密封9密封。毛细管2相对于电弧管6的尺寸 较长(例如各个毛细管比电弧管的直径长)以降低玻璃料密封9的温度。要求长的毛细管 是因为在高温下玻璃料密封9的传统材料会与电弧管中的化学填充物(例如，汞，金属卤化 物的混合物)反应。如果玻璃料密封太接近于化学填充物，则热导致的玻璃料密封材料与 化学填充物的反应可能引起色移和降低灯的寿命。如美国专利US 4,076,991中所述，常规用于将引入线密封在陶瓷体中的材料由 氧化镝(Dy2O3)、氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)制成。材料(不包括粘合剂)的重量百 分比(wt%)可以在20-80wt%的氧化镝、0-55wt%的氧化铝和5_45wt%的二氧化硅的范围内 变化。该专利指出，在这些组成范围之外制造密封“很难且冷却后密闭接头内会有很大的 机械张力"。在实践中，典型的玻璃料密封材料为约55wt%的氧化镝、20wt%的氧化铝和 25wt%的二氧化硅，都在上述组成范围之内。国际专利公开WO 2008/020406记述了一种制造玻璃料密封的方法，其中玻璃料 密封材料被压制和烧结成环的形状，该环被放置在延伸的电极上并被熔融以密封陶瓷放电 容器。该公开还记述了一种用于玻璃料密封的材料，其包括25-60wt%的二氧化铈(Ce2O3)、 12-64wt%的氧化铝和3-50wt%的二氧化硅，更优选地30_57wt%的二氧化铈、20_48wt%的 氧化铝和10-22wt%的二氧化硅。二氧化铈的使用降低了玻璃料的熔点，从而有利于放电容 器的制造。专利技术概述本专利技术的一个目的在于缩短高强度放电灯中的毛细管的长度。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有改善的热反应性的新的玻璃料密封材料， 从而可以缩短毛细管的长度。本专利技术的又一个目的在于提供一种用于密封陶瓷体的新材料，其包括氧化铝 (Al2O3)、以及氧化镝(Dy2O3)和氧化钇(Y2O3) 二者之一、以及大于0wt%到小于5wt%范围内 的二氧化硅(SiO2)。本专利技术的又一个目的在于提供一种新的玻璃料密封材料，一种新的具有由这种材 料制成的玻璃料密封的灯，以及一种新的制造用于高强度放电灯的玻璃料密封的方法，其 中所述玻璃料密封材料包含大于0wt%到小于5wt%范围内的二氧化硅(SiO2)，还包含氧化 铝(Al2O3),以及氧化镝(Dy2O3)和氧化钇(Y2O3) 二者之一。在考虑以下附图和优选实施方案说明之后，本专利技术的这些和其它目的和优点对于所属领域技术人员来说将是显而易见的。附图简要说明图1是传统的陶瓷金属卤化物、高强度放电灯的截面图。图2是采用了本专利技术的玻璃料密封材料的电弧管的一个实施方案的X光图象，显 示了更短的毛细管。图3是Al203/Dy203相图，显示了低熔点低共熔混合物(Tm=1762°C )。图4是Al2O3A2O3相图，显示了低熔点低共熔混合物(Tm=1^6°C )。专利技术的详细说明用于密封陶瓷体的本专利技术的材料已被证明能够比传统的玻璃料密封材料承受更高的 工作温度。能够承受更高的工作温度意味着采用本专利技术的材料的玻璃料密封可以更接近放 电室，这意味着毛细管可以更短。毛细管更短的电弧管成本更低、更容易制造、也更紧凑，因 此在灯组件设计中提供了更大的灵活度。图2为包含本专利技术的玻璃料密封材料的灯的实施方案的X光图象。如陶瓷毛细管 远端的虚线部分所示，该毛细管比传统的灯中的毛细管短约40%，灯本身短约30%。因此， 本专利技术的灯的玻璃料密封暴露于比传统的灯高100°C以上的温度。试验表明，采用本专利技术的 玻璃料密封材料的更短毛细管汞灯尽管密封的工作温度更高，但却比采用传统的玻璃料密 封材料的灯寿命更长。本专利技术的玻璃料密封材料的密封在4000小时的试验之后仍保持密 封，而传统的玻璃料密封材料在暴露于该更高工作温度时在100-600小时之后就损坏了。本专利技术的玻璃料密封材料包含大于0wt%到小于5wt%范围内的二氧化硅(SiO2)， 还包含氧化铝(Al2O3)，以及氧化镝(Dy2O3)和氧化钇(Y2O3) 二者之一。该组成优选地使得 混合物中氧化铝与氧化镝(或氧化钇)的相对比例接近于Al203/Dy203 (或A1203/Y203)体系 的最低熔融温度的低共熔混合物(Al203/Dy203 :1762°C,Al2O3A2O3 1826°C )的组成。Al2O3/ Dy2O3和A1203/Y203体系的相图分别如图3和4所示。少量的二氧化硅稍微降低了熔融温度 并显著改善了密封过程。具有该组成的玻璃料密封比具有约55衬％氧化镝、20衬％氧化铝和 25wt% 二氧化硅的传统的玻璃料材料可以承受更高的温度，耐化学品性也更强。试验表明，使用2. 9和4. 8wt% 二氧化硅获得了令人满意的结果，但在约7wt% 二 氧化硅时，结果不令人满意。使用2. 9wt% 二氧化硅时，其它组分可以为50. 7wt%氧化铝和 46. 4wt%氧化镝；使用4. 8wt% 二氧化硅时，其它组分可以为49. 7wt%氧化铝和45. 5wt%氧 化镝。或者，使用2. 9wt% 二氧化硅时，其它组分可以为64. 6wt%氧化铝和32. 5wt%氧化钇； 使用4. 8wt% 二氧化硅时，其它组分可以为63. 6wt%氧化铝和31. 6wt%氧化钇。这些百分比 都不包含粘合剂。本专利技术的材料可以通过将适当组成的所述氧化物粉末与溶解在去离子(DI)水中 的约3-6wt%的聚乙烯醇粘合剂混合(例如，使用Thinky AR-500轨道混合器)而制备。 然后可将所述混合物在大约50°C下干燥一夜、粉碎并筛分。可将所得粉末压制成适当大小 和重量的小环(例如，如上面提到的国际专利公开WO 2008/020406中所述)，然后在空气 中于1375°C烧结一小时除去所述粘合剂，以使所述氧化物进一步结合和赋予所述环处理强 度。可将烧结的环安装在毛细管末端的电极上并熔融以密封毛细管。也可以以油漆状浆料、作为蒸气沉积涂层或用其它适合的技术施加所述组合物。所述材料也可用于密封接合陶瓷(例如蓝宝石、YAG等)和金属(例如铌、钼、MoV、钨等)。由此，可以在更宽的尺寸、复杂度和功能范围内制造暴露于高温和/或腐蚀性环境 的电弧管或其它实施方案。 尽管在以上说明书和附图中已经记述了本专利技术的实施方案，但应当理解，本专利技术 在考虑说明书和附图的基础上由以下权利要求限定。权利要求1.用于密封陶瓷体的材料，其包含大于0衬％到小于5wt%范围内的二氧化硅(SiO2), 还包含氧化铝(Al2O3)，以及氧化镝(Dy2O3)和氧化钇(Y2O3) 二者之一。2.权利要求1的材料，包含2.9wt% 二氧化硅、50. 7wt%氧化铝和46. 4wt%氧化镝。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于密封陶瓷体的材料，其包含大于０ｗｔ％到小于５ｗｔ％范围内的二氧化硅（ＳｉＯ２），还包含氧化铝（Ａｌ２Ｏ３），以及氧化镝（Ｄｙ２Ｏ３）和氧化钇（Ｙ２Ｏ３）二者之一。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·考德威尔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：发明
国别省市：US
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