[发明专利]用于高强度放电灯的高度透明陶瓷电弧管

说明书

本申请要求享有在2005年3月9日提出的美国临时专利申请No.60/659,950的权益，其内容通过引用结合于本文中。

发明领域

本发明一般涉及陶瓷电弧管放电灯，并且更具体地涉及用于高强度放电灯的改进的陶瓷电弧管。

相关技术说明

传统上，石英是用来制作用于高强度放电(HID)灯的电弧管的材料。石英具有1.46的低折射率，典型地具有光滑表面，并且当光穿过材料时是实质上没有光的散射的完全玻璃质的，因此，在反射灯中石英以因而的优良性能传输非常清晰的无畸变的电弧的图像。相比于石英电弧管，陶瓷电弧管(a)将以较高的温度运转，这产生了较高的蒸气压力而使增加的效率、较好的色彩和较高的性能成为可能，并且(b)具有增加的物理强度和对化学腐蚀的抵抗力，这有助于较久的运行寿命。然而，陶瓷具有次于石英的光学性质：普通光学陶瓷氧化铝和钇铝石榴石(YAG)分别具有1.77和1.84的折射率，从而在电弧管的内表面和外表面产生增加的费涅反射；并且多晶陶瓷(polycrystalline ceramic)具有部分地因为表面粗糙度引起的从陶瓷表面的光散射和因残余孔隙度和晶粒边界散射引起的有限的体积散射。本领域所已知的是，多晶氧化铝(PCA)的半透明度高度地依赖于粒度(grain size)。

存在着对改进的陶瓷电弧管的需要，以便陶瓷电弧管可在诸如汽车高强度放电头灯的放电灯中提供改进的、优选地相当于石英电弧管的光学性能。

发明概述

提供了用于高强度放电灯的陶瓷电弧管。电弧管包括陶瓷透光管和一对隔开的电极。透光管具有选自以下群组的两个或两个以上特征：(a)小于2.6mm的内直径，(b)小于1.4mm的壁厚，(c)大于20微米或小于5微米的平均粒度或大于20％实际同线传输(RIT)，和(d)具有小于100nm的Ra值的内表面或外表面。

附图简要说明

图1是根据本发明的反射灯或头灯的概略性或示意性截面图。

图2是根据本发明的陶瓷电弧管的局部示意性截面图。

图3a是显示为在同一系统中的石英电弧管全部光束流明(fullbeam lumens)的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的全部光束流明的等高线图，头灯系统具有粒度为约25微米的典型的半透明PCA电弧管。

图3b是显示为在同一系统中的石英电弧管MBCP的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的MBCP的等高线图，头灯系统具有PCA电弧管。

图4是显示为在同一系统中的石英电弧管MBCP的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的MBCP的等高线图，头灯系统具有经抛光的YAG电弧管。

图5是显示为在同一系统中的石英电弧管MBCP的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的MBCP的等高线图，头灯系统具有经抛光的PCA电弧管。

图6是PCA的同线传输对粒度的曲线图。

图7是显示为在同一系统中的石英电弧管MBCP的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的MBCP的等高线图，头灯系统具有平均粒度为约50微米的PCA电弧管。

图8是显示为在同一系统中的石英电弧管MBCP的百分数的、作为电弧管直径和电弧管壁厚的函数的头灯系统的MBCP的等高线图，头灯系统具有经抛光的蓝宝石电弧管。

本发明优选实施例的详细说明

如在此所用的那样，当给定了诸如5-25或5到25的范围时，这意味着优选地至少为5，并且个别地和独立地，优选地至多为25。