专利名称：一种陶瓷金卤灯的灯壳及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高强度气体放电灯，尤其是一种陶瓷金卤灯的灯壳及其制备方法。
背景技术：
陶瓷金卤灯是上世纪90年代开始，由菲利浦公司发明的一种高强度气体放电灯，陶瓷金卤灯发光效率一般在90 1201m/w，显色性Ra值一般85 95之间，寿命一般在12000小时以上。具有光效高，显色性好，寿命较长，其光谱与人眼暗视觉敏感光谱范围吻合较好，夜间照明应用时，相对高压钠灯等目前使用最广泛的路灯光源，具有同等光通量下，人眼看到的色彩更真实、感觉更为明亮，可视性更好的特点，用于路灯等夜间照明应用时，可较高压钠灯更为节能。陶瓷金卤灯的结构由陶瓷灯胆、电极、灯壳、灯座、电子整流器等部件组成。其工作 原理是金属卤化物在高温下蒸发形成蒸汽，在此蒸汽的两端施加高电压，卤化物蒸汽发生电离，在电极间产生电弧放电，产生可见光。灯胆是灯具的核心部件，其作用是将工作时处等离子态下的高压、高温金属卤化物约束在具有固定形状的灯胆内，使弧光放电状态得以持续进行。灯壳将灯胆包在其中，灯胆与灯壳间抽成真空状态，可以减少灯胆的热量损失，使灯胆保持在高温状态，提高发光效率。高温、等离子态的灯胆内物质工作时，发出强烈的可见光及紫外灯等光辐射，灯壳由对可见光谱段透过率高，但对紫外线透过率极低的玻璃材料制成，使紫外线不能穿透灯壳，保护使用者的健康。现有的陶瓷金卤灯结构，虽然灯胆与灯壳之间形成真空状态，减少了灯胆的热量损失，灯壳对紫外线也有很强的吸收能力，但是由于陶瓷金卤灯是一种热光源，发出可见光的同时，也发出大量的红外线，相当在的一部分能量以红外线的形式，透过对红外线透明的玻璃灯壳损失了 ；另外，灯胆发出的光中的短波长部分的光，没有得到充分利用，一部分被玻璃灯壳吸收，以防止对人体健康发生危害，另一部分则辐射损失掉。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种陶瓷金卤灯的灯壳及其制备方法，使用该灯壳能减少灯胆在工作时以红外线形式对外辐射造成的能量损失，提高灯胆的温度，还可以将灯胆发出的光谱中的短波长部分转化为可见光，从而提高陶瓷金卤灯的发光效率；本发明的目的之二是提供一种上述灯壳的制备方法。—种陶瓷金卤灯的灯壳，包括由一层玻璃组成的灯壳本体，其特别之处在于在所述灯壳本体的内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层，而在所述灯壳本体的外侧涂敷有能将短波长的光转换为长波长的光的荧光粉层。其中透明导电膜层是一层厚度125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。其中荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉。其中荧光粉层成分为(SrBa)2Si04、CaAlSiN3、YAG或 ATG。
其中所述的一层玻璃采用具有紫外线强吸收能力，但对可见光有良好透过性的含铈的石英玻璃或含铈透明氧化铝陶瓷玻璃。一种陶瓷金卤灯的灯壳，包括由内、外两层玻璃组成的灯壳本体，其特别之处在于在所述灯壳本体的内层玻璃外侧和外层玻璃内侧均涂敷有能将短波长光线转换成长波长光线的荧光粉层，而在所述灯壳本体的内层玻璃内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层。其中透明导电膜层是一层厚度在125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。其中荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉。
其中荧光粉层成分为(SrBa)2Si04、CaAlSiN3、YAG或 ATG。其中所述灯壳本体的内层玻璃为对紫外线具有良好透过率的石英玻璃或透明氧化铝陶瓷玻璃，而外层玻璃为对紫外线具有强吸引能力的超白的钠钙玻璃。一种陶瓷金卤灯的灯壳的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤(I)将清洗完成后的玻璃壳，置入镀膜设备中，空气中加热至600C，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡MBTC和三氟乙酸TFA的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡F = SnO2薄膜，薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜；(2)对完成镀膜后的玻璃壳进行荧光粉涂敷，将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由荧光粉和水组成，荧光粉和水的重量比例为I :10 4 :10，经均匀混合而成，粘度介于5000厘泊pcs到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，然后在120C 180C下干燥10 60min后得到所需的荧光粉层即可。步骤(I)中玻璃壳的清洗，是将由一层玻璃组成的灯壳本体置于40C，IOwt %的NaOH水溶液中超声清洗lOmin，然后经软化水超声漂洗3遍，每遍5min，洗完后用高压空气吹干。一种陶瓷金卤灯的灯壳的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤(I)对由内、外两层玻璃组成的灯壳本体的内层玻璃进行清洗；(2)清洗完成后的内层玻璃，置入镀膜设备中，空气中加热至600 V，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡MBTC和三氟乙酸TFA的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡F:Sn02薄膜，薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜；(3)向外层玻璃内侧涂敷荧光粉层，先将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由荧光粉和水组成，荧光粉和水的重量比例为I : 10 4 :10，经均匀混合而成，粘度介于5000厘泊pcs到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，之后在120C 180°C下干燥10 60min后即得到所需的荧光粉层；(4)将镀好透明导电薄膜的内层玻璃与涂敷好荧光粉层的外层玻璃装配到一起即可。
步骤(I)中的清洗是指将内层玻璃置于40°C，10wt%的NaOH水溶液中超声清洗IOmin,然后经软化水超声漂洗3遍,每遍5min,洗完后用高压空气吹干。本发明提出了一种在灯壳上镀透明导电薄膜和涂敷荧光粉的的陶瓷金卤灯的灯壳结构，透明导电薄膜具有对短波长和可见光谱透过率高，对中远红处光透过率低，反射率高的特点，可以将陶瓷金卤灯工作时灯胆发出的光中的红外部分的光谱反射回灯内，减少灯胆发出的热量以红外辐射的形式损失，由于陶瓷金卤灯为热发光体，发出的光谱中很大一部分的能量是以红外光的形式对外辐射损失掉，在灯壳上镀上透明导电薄膜后，此部分能量损失量减少，有利于灯胆温度的保持，提高了灯的光效。通过控制透明导电薄膜的厚度，根据光的波动特性，此薄膜对光谱中部分光还有增透的效果，灯胆发出的光的可利用率提闻。在灯壳上涂敷荧光粉，可将光谱中短波长部分的光转换为长波长的光，由于人眼对不同波长的光的敏感程度不一样，相同能量不同波长的光的流明效率是不一样的，通过 将部分短波长的光转换为长波长的光，可将光谱中的短波长的光部分地转换为长波长的光，提高灯的流明效率。
具体实施例方式本发明是一种陶瓷金卤灯的灯壳，包括由一层玻璃组成的灯壳本体，在所述灯壳本体的内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层，而在所述灯壳本体的外侧涂敷有能将短波长的光转换为长波长的光的荧光粉层。其中透明导电膜层是一层厚度125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉，例如荧光粉层成分为(SrBa)2Si04、CaAlSiN3'YAG 或 ATG。其中所述的一层玻璃采用具有紫外线强吸收能力，但对可见光有良好透过性的含铈的石英玻璃或含铈透明氧化铝陶瓷玻璃。本发明的另一种陶瓷金卤灯的灯壳，包括由内、外两层玻璃组成的灯壳本体，在所述灯壳本体的内层玻璃外侧和外层玻璃内侧均涂敷有能将短波长光线转换成长波长光线的荧光粉层，而在所述灯壳本体的内层玻璃内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层。其中透明导电膜层是一层厚度在125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。而荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉，例如荧光粉层成分为(SrBa) 2Si04、CaAlSiN3'YAG 或 ATG。其中所述灯壳本体的内层玻璃为对紫外线具有良好透过率的石英玻璃或透明氧化铝陶瓷玻璃，而外层玻璃为对紫外线具有强吸引能力的超白的钠钙玻璃。实施例I :本实施例给出本发明提出的出的灯壳结构为I层玻璃的实现方式。本实施例的工艺过程由玻璃壳清洗一透明导电膜镀膜一荧光粉层涂敷一干燥等工艺步骤组成。
玻璃壳(可根据灯具的尺寸选用合适的大小)置于40C，NaOH水溶液中超声清洗lOmin，然后经软化水超声漂洗3遍，每遍5min，洗完后用高压空气吹干。清洗完成后的玻璃壳，置入镀膜设备中，空气中加热至600C，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡(MBTC)和三氟乙酸(TFA)的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡(F = SnO2)薄膜。薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜。完成镀膜后的玻璃壳接着进行荧光粉涂敷，将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由YAG荧光粉和水组成，荧光粉和水的重量比例为I :5，经均匀混合而成，粘度介于5000厘泊(pcs)到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，在180C下干燥60min后即得到所需的荧光粉层即完成了本发明提出的灯壳。实施例2: 本实施例给处本发明提出的出灯壳结构为2层玻璃的实现方式。本实施例的工艺过程由内外层玻璃壳清洗一内层玻璃壳镀透明导电膜薄膜一外层玻璃壳内侧荧光粉层涂敷一干燥一内外层玻璃壳装配等工艺步骤组成。内、外层玻璃壳(可根据灯具的尺寸选用合适的大小)置于40(，10 丨％的似0!1水溶液中超声清洗lOmin，然后经软化水超声漂洗3遍，每遍5min，洗完后用高压空气吹干。清洗完成后的内层玻璃壳，置入镀膜设备中，大气下加热至600C，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡(MBTC)和三氟乙酸(TFA)的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡(F:Sn02)薄膜。薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜。外层玻璃壳内侧涂敷荧光粉层，先将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由YAG荧光粉和水组成，荧光粉和水的比例为I :5(wt% )，经均匀混合而成，粘度介于5000厘泊(pcs)到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，之后在180C下干燥60min后即得所需的荧光粉层。将镀好透明导电薄膜的内层玻璃壳与涂敷好荧光粉层的外层玻璃壳装配到一起，即完成了本发明提出的灯壳。
权利要求
1.一种陶瓷金卤灯的灯壳，包括由一层玻璃组成的灯壳本体，其特征在于在所述灯壳本体的内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层，而在所述灯壳本体的外侧涂敷有能将短波长的光转换为长波长的光的荧光粉层。
2.如权利要求I所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳，其特征在于其中透明导电膜层是一层厚度125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。
3.如权利要求I所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳，其特征在于其中荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉。
4.如权利要求3所述的一种陶瓷金齒灯的灯壳,其特征在于其中突光粉层成分为(SrBa) 2Si04、CaAlSiN3、YAG 或 ATG。
5.如权利要求I至4中任意一项所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳，其特征在于其中所述的一层玻璃采用具有紫外线强吸收能力，但对可见光有良好透过性的含铈的石英玻璃或含铈透明氧化铝陶瓷玻璃。
6.—种陶瓷金齒灯的灯壳,包括由内、夕卜两层玻璃组成的灯壳本体,其特征在于在所述灯壳本体的内层玻璃外侧和外层玻璃内侧均涂敷有能将短波长光线转换成长波长光线的荧光粉层，而在所述灯壳本体的内层玻璃内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层。
7.如权利要求6所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳，其特征在于其中透明导电膜层是一层厚度在125纳米 175纳米之间的透明导电无机氧化物薄膜，薄膜成分为氧化铟锡、掺氟氧化铟、铝掺杂的氧化锌或氧化锡。
8.如权利要求6所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳，其特征在于其中荧光粉层为硅酸盐系列荧光粉，氮化物系列荧光粉，铝酸盐系列荧光粉。
9.如权利要求8所述的一种陶瓷金齒灯的灯壳,其特征在于其中突光粉层成分为(SrBa) 2Si04、CaAlSiN3、YAG 或 ATG。
10.如权利要求6所述的一种陶瓷金齒灯的灯壳,其特征在于其中所述灯壳本体的内层玻璃为对紫外线具有良好透过率的石英玻璃或透明氧化铝陶瓷玻璃，而外层玻璃为对紫外线具有强吸引能力的超白的钠钙玻璃。
11.一种权利要求I所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)将清洗完成后的玻璃壳，置入镀膜设备中，空气中加热至600C，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡MBTC和三氟乙酸TFA的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡F = SnOj^膜，薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜； (2)对完成镀膜后的玻璃壳进行荧光粉涂敷，将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由荧光粉和水组成，荧光粉和水的重量比例为I : 10 4 :10，经均匀混合而成，粘度介于5000厘泊pcs到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，然后在120C 180°C下干燥10 60min后得到所需的荧光粉层即可。
12.如权利要求11所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳的制备方法，其特征在于步骤(I)中玻璃壳的清洗，是将由一层玻璃组成的灯壳本体置于40C，IOwt %的NaOH水溶液中超声清洗IOmin,然后经软化水超声漂洗3遍,每遍5min,洗完后用高压空气吹干。
13.—种权利要求6所述的一种陶瓷金齒灯的灯壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)对由内、外两层玻璃组成的灯壳本体的内层玻璃进行清洗； (2)清洗完成后的内层玻璃，置入镀膜设备中，空气中加热至600C，然后以氮气为载气，向玻璃壳内部通入单丁基三氯化锡MBTC和三氟乙酸TFA的混合气体，混合气体中锡、氟原子比例为2. 5 :1，反应气体与热的玻璃壳壁接触后，反应生成氟掺杂的氧化锡F:Sn02薄膜，薄膜厚度通过镀膜时间来控制，最终得到厚度125 175纳米的透明导电薄膜； (3)向外层玻璃内侧涂敷荧光粉层，先将需要涂敷的荧光粉配成浆，荧光粉浆由荧光粉和水组成，荧光粉和水的重量比例为I :10 4 :10,经均匀混合而成,粘度介于5000厘泊pcs到20000厘泊之间，将玻璃壳浸入浆料中，浆料与玻璃壳外壁充分接触后，提起玻璃壳，使浆料在玻璃壁上形成一层均匀的膜层，之后在120°C 180C下干燥10 60min后即得到所需的荧光粉层； (4)将镀好透明导电薄膜的内层玻璃与涂敷好荧光粉层的外层玻璃装配到一起即可。
14.如权利要求13所述的一种陶瓷金卤灯的灯壳的制备方法，其特征在于步骤(I)中的清洗是指将内层玻璃置于40°C，10wt%的NaOH水溶液中超声清洗lOmin，然后经软化水超声漂洗3遍,每遍5min,洗完后用高压空气吹干。
全文摘要
本发明涉及高强度气体放电灯，尤其是一种陶瓷金卤灯的灯壳及其制备方法。包括由一层玻璃组成的灯壳本体，其特点是在所述灯壳本体的内侧镀有对可见光增透和红外反射功能的透明导电膜层，而在所述灯壳本体的外侧涂敷有能将短波长的光转换为长波长的光的荧光粉层。本发明提出了一种在灯壳上镀透明导电薄膜和涂敷荧光粉的陶瓷金卤灯的灯壳结构，透明导电薄膜具有对短波长和可见光谱透过率高，对中远红处光透过率低，反射率高的特点，可以将陶瓷金卤灯工作时灯胆发出的光中的红外部分的光谱反射回灯内，减少灯胆发出的热量以红外辐射的形式损失，提高了灯的光效。
文档编号H01J61/42GK102942307SQ20121036521
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者唐李晟 申请人:彩虹集团公司