陶瓷金卤灯的发展及关键技术 [论文] - 资料频道 - 中国照明网·中国照明学会官方网站

陶瓷金卤灯的发展及关键技术[2]

2008-2-18　　来源：中国照明网　　有56580人阅读

　　陶瓷金卤灯是当前各类光源中功能最为完善，性能最为优越的灯种，其光效可达110lm/W，甚至更高，即使小功率灯亦可达85lm/W以上；其显色性通常不低于85，并且很容易达到95以上；目前最好的灯的寿命能达到15000小时，即使常规产品也不难达12000小时；灯功率范围则多在20W ~400W之间。

Ⅲ 金卤灯陶瓷管壳

陶瓷金卤灯的各项优异性能在很大程度上是由陶瓷管壳保证的，当前一只合格的陶瓷金卤灯管壳的光透过率高于98%，光直线透过率则在30%以上，其机械强度、形状、热导率和尺寸公差均有严格限定，一些主要参数示如表Ⅰ。

1、材料

用以制造透明陶瓷管的高纯Al₂O₃粉的纯度应>99.99%，其中某些杂质含量应受严格限制（见表Ⅱ），平均粉径以0.5μm为佳，分散度宜小，此外还必须有一定含量的某些必须掺杂，以保证陶瓷管壳的抗腐蚀能力和阻止晶粒的过度生长。试验结果证实一个好的管壳其晶粒大小不宜超过30μm，且粒径分散度不宜过大（见图2），否则不仅影响光透射率，机械强度亦将大幅下降。

表I

子晶粒径 (μm)	密度 (g/cm³)	热导率(1200℃) (cal/cm. s.℃)	热胀系数(%C^-1)	硬度	屈折强度(Mpa)	透光率 (%)	直线透光率(%)
≈30	3.99	7×10^-2	8.10^-6	9	370	>98	>30

表Ⅱ

粉体平均粒径 (μm)	面积/重量 m²/g	杂质含量ppm
粉体平均粒径 (μm)	面积/重量 m²/g	Ga	Fe	Ca	La	Si	Y	Mg	Zr	Na
0.5	3.5	<5	<10	<4	<2	<10	<1	<2	<1	5

图3

如所周知，光在六方晶系的多晶Al₂O₃陶瓷的子晶（折射率1.76）界面之间的光折射、反射较小，但当遇到折射率低得多的气泡（n=1）时将产生较强的光折射和反射，而使光透过率和直线透过率大幅下降。半透明陶瓷管壳中的气泡引起的光散射情况示如图3。因此陶瓷管壳的另一个重要指标是气泡含有率。气泡不仅将降低光透过率和直线透过率，更将严重降低管壳机械强度。陶瓷管壳中的气泡体积不能超过总体积的0.1%。如何去除泡壳中的气泡是陶瓷金卤灯管壳制造中的关键之一。

图4

　　陶瓷原材料的质量与配料情况，所用粘结剂，素烧及烧成过程温升规律等对泡壳中的晶体颗粒、分散度、气泡尺寸及数量、机械强度、透光率等均有重要影响。

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