陶瓷金卤灯电弧管内壁腐蚀综述[2]

　　4 陶瓷管壁腐蚀的诊断方法

　　陶瓷金卤灯电弧管管壁的腐蚀不可避免。区别在于不同的灯管壁的腐蚀程度不同。进行陶瓷管腐蚀的定性甚至定量诊断，对于腐蚀机理的理解、制灯工艺的优化和灯性能的提升有着重要意义。

　　4. 1 X 光成像

　　对燃点过的电弧管进行X 光成像，是评价陶瓷管壁腐蚀的一种简便方法。图4 所示为一竖直燃点的陶瓷金卤灯电弧管的X 光影像，据此可以找出电弧管管壁受到腐蚀的区域( 高温区域) 以及被腐蚀的管壁材料重新沉积的区域( 冷端) ，还可以判断腐蚀的程度。

　　4 陶瓷管壁腐蚀的诊断方法

　　陶瓷金卤灯电弧管管壁的腐蚀不可避免。区别在于不同的灯管壁的腐蚀程度不同。进行陶瓷管腐蚀的定性甚至定量诊断，对于腐蚀机理的理解、制灯工艺的优化和灯性能的提升有着重要意义。

　　4. 1 X 光成像

　　对燃点过的电弧管进行X 光成像，是评价陶瓷管壁腐蚀的一种简便方法。图4 所示为一竖直燃点的陶瓷金卤灯电弧管的X 光影像，据此可以找出电弧管管壁受到腐蚀的区域( 高温区域) 以及被腐蚀的管壁材料重新沉积的区域( 冷端) ，还可以判断腐蚀的程度。　

　　4. 2 扫描电镜(SEM) 诊断

　　用扫描电子显微镜( SEM) 不但可以对电弧管进行形貌观察，还可以进行微区的成分分析。图5所示为Brates 等[5]为研究竖直燃点的电弧管上部毛细管焊料附近腐蚀情况而进行的SEM 诊断结果。陶瓷管中焊料的主要成分为，及，填充的药丸成分为。SEM 成像显示焊料区域有，它们是由焊料与药丸中的盐发生取代反应产生的，从而验证了盐与焊料的反应。同时由于的浓度高，因此可判断药丸中TmI3对焊料的腐蚀最严重。

　　4. 3 高温质谱法

　　对陶瓷金卤灯工作时的特性( 主要是热力学特性) ，迄今唯一有效的定量诊断方法是高温质谱法[4，6 ～ 8]。应用努森( Knudsen) 腔室模拟陶瓷电弧管的质谱法称为努森泄流质谱法( Knudsen effusionmass spectrometry) 。将陶瓷电弧管内部视为一个热力学系统，通过质谱法可以鉴别该系统中有哪些气相分子，并可以确定各组分的分压( ～ 10 Pa，温度最高为2800 K) 及浓度。进一步通过实验结果可以推算物质的热力学特性( 包括离解焓、离解熵、反应平衡常数等) 。

　　图6 所示为努森泄流质谱法系统装置图[6 ～ 8]。其中最重要的部分是努森腔室。腔室由陶瓷材料PCA 制成，内部填充有陶瓷金卤灯内填充物质。腔室顶部开有一小孔，孔径比蒸发分子的平均自由程小得多，因此可近似认为腔室内处于热力学平衡状态。努森腔室模拟了陶瓷金卤灯电弧管的工作状态。高温下，腔室内金属卤化物与腔室材料反应，蒸气物质由顶部向外泄出后，受上部电子碰撞电离形成离子源，经过磁场后不同物质离子根据其荷质比被分开，这样就鉴别了高温反应后的产物。系统中的法拉第收集器和倍增管组成探测器，可测得每种蒸发物质离子流的强度。各蒸发物质的分压为