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[5]

2008-2-18　　来源：中国照明网　　有56579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。

　　Ⅴ 我国陶瓷金卤灯的研发

　　陶瓷金卤灯的优越性能和前景已日益为人们所认识，国内很多同行正在跃跃欲试，部分人已开始研发，对此我们的几点建议如下：

　　1、灯型规格的选择：

　　目前陶瓷金卤灯大多在400瓦以下，35W以上，再大功率则较少见。如所周知灯功率越小、体积愈小，制灯技术难度愈大。150W~400W之间的灯型相对技术难度较小可以优先考虑。

　　2、电弧管壳形状的选择

　　圆柱形管壳较易成形，三段式较为普遍，工艺简单，成品率高，成本亦低，使用很广，最为普及，但陶瓷金卤灯种多为竖直点燃，圆柱形下端为冷端，熔融态金属卤化物及气流的腐蚀作用较大，下端底部常形成蚀箍（图11），而导致灯参数漂移，光维持率下降，寿命缩短，所以电弧管形状还是以球形或椭球形为佳。这种结构使得等温分布壁负荷更为均匀，这也是灯性能和寿命得以近一步提高的重要原因。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图11：

　　3、陶瓷电弧管尺度要求

　　陶瓷壳尺寸要求非常严格，而原料配方烧制过程等对陶瓷收缩影响至大，控制不好造成的尺寸误差也常形成大量废品。某些规格球形电弧管管壳的允许误差示如表Ⅲ，这些数据可以作为其他规格结构电弧管的参考。

表Ⅲ

尺寸	最大(mm)	最小(mm)	公差(%)
总长TL	200	10	±0.5~1
球壳外径(BOD)	50	2	±1~3
球壳内径(BID)	49	0.5	±1~3
毛细管外径(COD)	10	2	±1~3
毛细管内径(CID)	5	0.5	±1~3
毛细管长度(CL)	50	——	±1~3
过渡弧度(CR)	无限制	1	——
偏心度(CCT)	——	——	<0.2
表尺度符号含意参见图12

图12

　　上表的尺寸公差是必须保证的，否则将引起很大的光电参数另散，而失去了陶瓷金卤灯参数一致的优点或造成大量废品。

　　4、半透明陶瓷电弧管材料

　　Al₂O₃粉的纯度、材料配方、掺杂、所用粘结剂、润滑剂，配制浆料及陈化过程、烧制过程、升温规律等均对晶粒直径、分布范围、透光率、机械强度、收缩率、抗腐蚀性能等有重要影响，极难掌握和控制。这是制造陶瓷管常常失败，质量和成品率不高的主要原因，最好不要尝试自己做电弧管壳，建议购买质量符合要求的管壳，自己做灯（目前国内研制的陶瓷金卤灯管壳，以及所用材料都是不符合要求的）。

　　5、制灯工艺

　　通常均认为陶瓷金卤灯制造工艺与高压钠灯相近，将其设备稍加改造即可应用，这是一种极其有害的观念。高压钠灯是一种大体积，低壁负荷，面积/体积比小的灯种，小功率高压钠灯的壁负荷仅约10W/cm²左右，而陶瓷金卤灯则在25W/cm²以上。高压钠灯的面积/体积比约为6左右，陶瓷金卤灯则在9以上。这表明陶瓷金卤灯电弧管管壁工作温度（约1200℃）比高压钠灯（通常1000℃左右）高得多，其杂质气体的释放率也比高压钠灯高得多。由于金卤灯电弧管内壁表面和与灯体积之比比高压钠灯约大1.5倍，在相同表面杂质释放率的情况下陶瓷金卤灯空间杂质密度将比高压钠灯增加约50%。加以陶瓷金卤灯的内部工作温度和壁工作温度都比高压钠灯高得多，杂质释放率必然也高。因此在制造陶瓷金卤灯时材料的选用、配方的确定、另部件处理以及整个工艺过程均应在比高压钠灯更严格得多的条件下进行。

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