固汞在低气压气体放电灯中的应用[4]

　　目前国内T10、T8、 T5直管型荧光灯固汞放置有两种方式，一种是置于灯内，优点是生产方便，成本低；缺点是灯在振动的储运过程中易划粉，选择这种工艺应考虑尽可能使用高含汞量、熔融温度高的小颗粒球丸固汞，放多粒。小颗粒球丸固汞是为了减轻划粉，用熔融温度高的固汞是为了避免固汞在圆排机排气后粘连，小颗粒球丸固汞变成大颗粒，大颗粒易划粉。

　　另一种方法是置于排气管中：

　　1、根据固汞要求的工作温度区域确定固汞的类型。

　　首先应测试排气管的温度，方法是在灯头中开小孔将点温探头固定在对应固汞位置的排气管外壁，在燃点条件下测试排气管外壁温度，40-45℃可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，Zn-Hg球丸，Zn-Sn-Hg球丸，45-55℃可用Bi-Zn-Hg球丸。T10、T8、 T5直管型荧光灯常温25℃下燃点，排气管内的温度较低，应选择使用工作温度低、低温下汞有效率高的固汞代替液汞。

　　T10、T8、 T5直管型荧光灯不宜使用含汞量低的Zn-Hg（如含汞20-30%）、Zn- Sn-Hg（如含汞20-35%），低含汞量的固汞工作温度略高，低温汞有效率低，不符合灯的需要。在试验条件下我们测得：Zn-Hg(含Hg 50%)在50℃、90℃汞有效率约为90%，Zn-Hg(含Hg 20%)汞有效率约为55%，Zn-Sn-Hg(含Hg 48%)汞有效率约为88%。造成上述固汞汞有效率不能达到100%是由于一部分汞溶解在Zn中不能释放，一部分汞与Sn结合成化合物，在测试温度下释放慢的缘故。T10、T8、 T5直管型荧光灯用固汞的金属成分中应避免使用Cu，Sn含量尽量低。

　　2、确定固汞的大小和粒数。

　　T10、T8、 T5直管型荧光灯排气管普遍较大，一般用一粒即可。

　　①、采用夹扁排气管使固汞存留在排气管内的方法时，为保证排气抽气速率，夹扁不宜过深，同时又要阻止固汞掉入灯内，应选择大颗粒固汞，可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，这种方法芯柱制造成本低，固汞成本略高；

　　②、采用大排气管内置一短小排气管使固汞存留在排气管内的方法时，固汞颗粒可小些，可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，也可用Zn-Hg球丸，Zn-Sn-Hg球丸，这种方法芯柱制造成本高，固汞成本略低。

　　3、根据所选择固汞的型号确定制灯工艺。

　　上述固汞熔融温度均较高，可采用固汞上注入的全自动圆排气机生产，排气管留长长度应使固汞温度与固汞的工作温度相适应。

　　4、根据排气管的留长长度决定整灯的结构。

　　在粗管径直管型荧光灯中排气管内温度较低，如缩短排气管的留长长度，仍不足以提高固汞的温度，可考虑对灯头泥材料或灯头上稍作改进，进一步提高固汞的温度来提高光输出。

　　考虑未来灯内含汞量标准进一步降低的发展趋势，同时考虑同一圆排气机在不同时间使用三基色粉（固汞含汞量小于5mg）和卤粉（固汞含汞量小于10mg）生产更替方便，建议使用压制生产的固汞。如Fe、Cu、Hg圆柱体固汞，Zn、Ni、Hg圆柱体固汞。这种固汞可以做到含汞量2.5mg、4.5mg、9.0mg的颗粒均为同一尺寸，使用时不会因为三基色粉和卤粉转换而需要更换固汞装置。这种固汞通过添加Fe、Cr、Ni等金属粉使固汞性能不改变而颗粒变大，熔融法生产的球体固汞要保证固汞性能不改变而颗粒变大是难以实现的。

　　Fe、Cu、Hg固汞不易出现汞回吸，但表面易溢汞，引起颗粒含汞量不均匀，对运输储存条件要求高。Zn、Ni、Hg固汞表面不易溢汞，颗粒含汞量均匀，运输储存条件要求低，常温汞回吸比Sn-Hg要少，综合性能较好。球体的Zn、Ni、Hg固汞使用更方便，是我们期盼的一种较理想球丸。

 

 

　　紧凑型荧光灯由于排气管内径普遍较小，一般使用球丸形固汞。

　　1、根据固汞要求的工作温度区域确定固汞的类型。

　　当固汞放于排气管中，固汞温度可能达到100℃，使用中、高温固汞成本高，需要辅助In网，生产工序复杂。是否一定要用中、高温固汞呢？

　　①在灯头朝上燃点时，固汞温度约100℃，我们可以将三U管分为六支直管来分析，放固汞的一支，固汞端为热端（约100℃），另一弯管端为冷端（约43℃），如使用低温固汞，热端汞蒸汽压均远大于1.0Pa，在这支直管中汞蒸汽压呈梯度分布，发光效率略低，但另五支直管中汞蒸汽压受冷端控制，发光效率高，灯总的发光效率接近液汞。这种情况下，尽管固汞温度达到100℃，但只要控制好冷端温度，灯发光效率仍然很高，灯长时间燃点后，固汞中的汞主要沉积在冷端，灯由微动态进入稳定态，完全可以用低温固汞。

　　②在灯头朝下燃点时，固汞温度约80℃，无合适冷端，灯发光效率低，但可加长排气管的长度，降低固汞温度，使固汞温度接近其最佳工作温度，提高灯的发光效率。双U紧凑型荧光灯类似。

　　裸露式双U、三U、双Π、三Π、双UΠ、三UΠ紧凑型荧光灯从灯发光效率考虑，在灯头朝上燃点时，Zn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg、Sn-Hg 、Bi-Sn-Hg均可放于排气管中使用，使用成本低。

　　不同固汞工作温度不同，低温汞饱和蒸汽压也不同。

　　在试验条件下，我们测得几种代替液汞的固汞在紧凑型荧光灯中光输出随固汞温度变化特性曲线如图2、图3。

                             　　　　　　　　　　　　　　图2