电光源材料的科技进步和发展趋势[4]

　　2.5.3.半透明多晶氧化铝陶瓷管的封接

　　金属铌的热膨胀系数与氧化铝陶瓷管的热膨胀系数相匹配，可进行封接，但应借助于焊料来进行封接，早期使用锆、钒、钛金属焊料，在高压钠灯中常用铌管、铌丝、铌杆作引出线或铌帽封接。

　　金属陶瓷塞封接的电弧管是新型结构，制造陶瓷塞的材料是金属导电陶瓷，该结构优点是电极芯棒及引出线和金属导电陶瓷烧结在一起，只要将金属导电陶瓷与氧化铝陶瓷管封接在一起就可以，它不但适用于制造高压钠灯电弧管，而且适用于金卤灯陶瓷放电管的制造。对于充填不同金属卤化物的陶瓷金卤灯应为稀土氧化物结晶性焊料，其组成和配比要相应调整，如对镝系列陶瓷金卤灯，可选择组分为Al2O3—Dy2O3—SiO2的玻璃焊料。

　　3.存在的主要问题

　　随着电光源材料加工设备的改进和工艺技术水平的不断提高，各种灯用材料的生产水平及产品质量也有很大提高，但从整体水平分析，尚存一些薄弱环节亟待解决。

　　(1)由于需求增长和利益驱动，电光源材料加工企业低水平重建和肓目扩产方兴未艾，造成产品产量过大，产能过剩，无序竞争，严重影响行业整体效益的发挥。

　　(2)电光源材料企业众多，生产集中度不高，产品档次和技术含量需要进一步提高。

　　(3)材料加工的设备自动化水平尚需完善，特别是有些材料加工的关键工序装备的自动化程度不高。

　　(4)除科研院校及少数企业外，从行业整体看研究开发较少，技术创新能力较弱，产生有自主知识产权的原创性成果不多，科技成果转化成生产力的速度和数量均应提高。

　　(5)少数电光源材料长期依赖进口，造成材料配套能力制约电光源产品的发展。

　　(6)电光源材料生产企业和制灯企业的环保形势不容忽视，发展经济绝不能以牺牲环境为代价，决不能走先污染后治理的老路。

　　4.发展方向

　　4.1.对发展战略的思考

　　中国电光源材料加工业的起步比国外晚得多，但现在已成为世界上钨、钼、荧光粉、玻璃、石英玻璃等主要材料的加工大国，这是主流。但应看到，与世界先进水平相比，还存在问题和差距：资源方面还存在一些不可持续发展因素，表现在资源浪费、综合利用率低;生产方面还存在单体规模小、劳动生产率低、加工环节参差不齐、难以参与高水平竞争;在技术研发方面，基础应用研究及新加工技术研究较弱，研究用仪器、设备有些老化;市场方面出现盲目生产、多头出口、廉价销售，出口产品结构有待调整。综上所述，中国电光源专用材料的深度加工还不够发达，有自主知识产权的高附加值产品不多，有些材料的生产能力过剩，可以说中国还不是世界电光源材料强国。

　　应落实科学发展观，大力发展创新型经济，把可持续发展思想作为发展中国电光源材料加工业的战略思想主题，电光源材料加工业要实现由数量扩张为主到结构优化为主的战略转变。应抓住加工、材料使用和市场三个重要环节，其中加工是将原材料转变为产品零件、元器件、结构或系统技术，是实现深度加工的关键所在。使用性能是实现材料价值化的表现，它与材料品质直接相关。市场是使最终得到的材料能够以经济且让社会可以接受的方式完成指定的任务，市场是实现这个任务的通道。所以这三个环节相互关联，任何一个环节功能都会影响其它环节的发展进程，为此应调整到和谐关系上。

　　4.2.发展趋势

　　电光源材料加工业发展的目标展望是：节约资源、优化结构、提高品质、自主创新、增加经济效益。为了开发节能、环保、高效新光源，电光源主要材料的发展趋势是：

　　(1)发展电光源材料的技术热点：纳米技术正在电光源材料领域的钨、钼、荧光发光、电子发射等方面获得新突破;稀土化技术在细化品粒、材料改性等方面起到独特有效的作用，在光、电、磁、化学上表现出许多奇特性能;替代技术具有深远的战略意义，以多(丰富)代少(贫乏)、以廉(价)代(昂)贵是资源可持续发展的需要，以短代长、以简代繁的制备工艺和以精代粗、以无害(物质)代有害(物质)的精品化战略是电光源材料发展的必然趋势。总之，优质电光源材料的制造是一项追求完美的工业过程。

　　(2)荧光发光材料：应继续加强稀土荧光粉的基础研究、应用研究，形成更多的具有自主知识产权的系列产品，尽快把科技转化为生产力。其发展的主要方面是：①为替代白炽灯，高负载的稀土节能灯发展很快，开发生产相应的能在高温下长期高效工作的稀土发光材料已成为新的追求热点;②研制开发无汞荧光灯专用的147nm、l72nm激发的荧光粉;③提高荧光粉量子效率，研发量子剪裁效应的多光子双重激发荧光粉和粉体后处理技术;④继续做好稀土全光谱荧光粉的研发;⑤进一步提高特殊用途的稀土荧光粉的发光特性;⑥加强荧光粉新型合成技术的应用及精细化过程控制的研究;⑦生产企业提升纯化技术、控制粒径技术、应用包膜技术，针对不同类型的电光源产品，生产相应特性的系列荧光粉，达到最佳组合;⑧加速对高效、低光衰白光LED所需的稀土荧光粉的研发，尽快实现产业化。

　　(3)钨、钼及其合金材料：进一步巩固和完善钨、钼丝精品体系，对一些进口的且数量不大的高端钨、钼丝产品真正实现国产化。进一步突破稀土化技术是高性能钨丝(杆)和掺杂钨丝(杆)推广应用的新亮点，最令人感兴趣的是使用性能和环保条件的双改善，典型实例是稀土钨电级逐渐取代对环境造成放射性污染的钨钍合金电极。进一步发展钨、钼深加工技术、开发深度加工产品，如高强度气体放电灯新型电极，大直径车制钨阴极和储备式钨阴极，杯状或筒状的耐高温电极及粉末多孔型电极，石英玻璃封接用钼钇窄带，新型结构长寿命钨灯丝或电极丝的进一步推广应用，尽快转变为生产力。

　　(4)玻璃材料：国内已使用无铅玻璃制光灯芯柱。从2008年开始在全球范围内生产的荧光灯全部推进玻璃无铅化。中国还应进一步研发新的玻璃配方，生产与铅玻璃料性接近的无铅玻璃，发展低钠无铅玻璃、低钠钡无铅玻璃、钾钡无铅玻璃、抗紫外线低钠玻璃、高硼硬质玻璃、高铝硬质玻璃等。在研制和生产芯柱用无铅玻璃的同时，还要深人研究杜美丝等封接性能与无铅玻璃的封接性能。制约国内陶瓷金卤灯发展速度的关键因素之一就是氧化铝陶瓷管，虽已成功开发出一件式椭球形陶瓷金卤灯氧化铝陶瓷管，并投入批量生产，但仍应在高纯超细氧化铝粉的组份、配比及制备工艺上有所突破，以满足制造半透明氧化铝陶瓷管的要求。另外，还应对微晶全透明陶瓷玻璃抓紧研究开发。

　　(5)其它灯用材料：进一步研发和稳定国产HL—TTO纳米级荧光灯保护膜、150℃左右的高温固汞和无铅汞齐、无铅焊锡、长寿命电子粉、优质杜美丝、多芯焊锡丝、高性能磁性材料、HID中以锌代汞、以羟基代汞、新型卤钨循环剂等材料。

　　5.结语

　　为提高中国电光源材料加工技术和产品档次，政府应组织和引导有关部门加强电光源关键材料的基础应用研究，加强在线检测仪器和设备的研究，加强开辟材料的新应用研究，依靠科技创新和技术进步，发展深度加工技术，才能赢得相称的国际地位。电光源材料的发展方向应是满足国内各种需求，扩大精品输出。发展目标就是要深入贯彻科学发展观，优化产品结构，杜绝低水平重建，全面提高技术装备水平，逐步建立结构合理、技术先进、效益显著、节能环保的可持续发展体系，提高电光源材料加工业在国际上的整体竞争力。