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固汞在低气压气体放电灯中的应用(第2页)
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我国古代将“合金”称为“齐”,汞与其它金属组成的合金叫汞齐。汞齐种类很多,也有多种制造方法。灯用汞齐有:Zn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg等,也包括Zn、Ni、Hg圆柱体汞齐。
二、固汞的主要性能
固汞的主要性能参数包括:
1、汞蒸汽压温度特性曲线:
特性曲线包括:最佳工作温度、ΔT90温度范围、ΔT95温度范围、高低温汞蒸汽压变化趋势等相关参数。
常用固汞汞蒸汽压温度特性曲线见下图1:
图1(汞蒸汽压随固汞温度变化特性曲线)
(注:CWAIB为Zn-Sn-Hg ,CWISB为Sn-Hg,CWORB主要成分为Bi、Pb、Sn、Hg ,CWRTB主要成分为Bi、In、Hg,CWOTB主要成分为In、Pb、Hg,后面的数字表示含汞比例。)
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2、汞的有效率。汞的有效率指特定的工作温度下,固汞能不断释放的汞量占固汞含汞量的百分比。
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3、汞的蒸发速度。固汞因其结构不同,合金性能不同,汞的蒸发速度也不同。如部分Sn-Hg在50℃时,达到饱和汞蒸汽压1.0Pa的时间较长,不宜放入灯内使用,如放入灯内使用,需要烤汞。Zn-Hg(含Hg 50%)、Zn-Sn-Hg(含Hg 48%)在45℃时,达到饱和汞蒸汽压1.0Pa的时间较短。同一固汞在不同温度下,达到饱和汞蒸汽压所需的时间也不同。
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4、固汞固、液相点温度及熔融温度。固相点温度表示在该温度及该温度以下固汞为固态,液相点温度表示该温度及超过该温度固汞完全为液态,熔融温度指固汞熔融变形温度,熔融温度低于液相点温度。
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5、固汞释汞后汞蒸汽压温度特性。随灯燃点时间延长,固汞中汞不断被消耗,含汞比例减少,释放一部分汞后的固汞汞蒸汽压温度特性会发生变化,不同固汞变化情况不同。如:含汞6%的Bi-Pb-Sn-Hg与失去部分汞变成含汞4%的Bi-Pb-Sn-Hg,含汞50%的Zn-Hg与失去部分汞变成含汞30%的Zn-Hg,释汞前后汞蒸汽压温度特性有差异。制灯企业在设计、选择、使用固汞时均要考虑,使用固汞的灯,其光衰由灯固有的光衰(只考虑使用液汞时,杂质气体、荧光粉等与固汞无关的工艺因素决定)、汞原子的迁移过程、固汞特性变化引起的光衰综合决定。
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6、固汞吸汞特性。不同固汞对灯内汞原子的回吸量和回吸速度不同,同一固汞在不同温度下回吸量和回吸速度也不同。固汞回吸灯内的汞原子会导致再次燃点时灯光输出爬升慢。
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7、固汞溢汞、表面粘连特性。固汞受温度、振动、氧化或其它因素影响,汞会溢出固汞表面,导致颗粒粘连。部分固汞存在一定程度的溢汞,含汞量高的Zn-Sn-Hg溢汞严重,需要表面处理,添加其它金属可减少溢汞,但可能会降低固汞的汞有效率。
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8、其它需要综合考虑的特性。如合金中各金属的蒸汽压、成本等。有的金属蒸汽压大,过高的温度长时间烤汞可能对灯参数有影响,如金属Zn。
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三、如何设计选择固汞
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1、选择固汞前应明确:
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①最佳发光效率对应最佳汞蒸汽压。253.7nm辐射效率与汞蒸汽压有关,当汞蒸汽压小于最佳汞蒸汽压Po,随汞蒸汽压升高,汞原子碰撞机会增多,253.7nm的辐射效率提高,当汞蒸汽压高于最佳汞蒸汽压Po,随汞蒸汽压升高,汞原子产生的253.7nm辐射被相邻汞原子吸收,即共振吸收,253.7nm辐射效率降低。不同规格的灯,其光输出随汞蒸汽压变化的规律不同。
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