[发明专利]用于电灯的无钡电极材料及其制造方法

说明书

背景技术

本发明总体上涉及电子发射材料(electron emissive material)，特别是用 于电子等离子放电装置的无钡电子发射材料。

低压金属卤化物电子等离子体具有取代传统荧光灯中使用的汞基电子 放电等离子体的趋势。然而，在金属卤化物等离子体存在的情况下，传统 灯具中许多已知的电子发射材料是化学不稳定的。在放电汞灯中通常使用 含氧化钡的电子发射混合物。然而，将氧化钡用于金属卤化物放电灯存在 一定的挑战。特别是在低压金属卤化物放电灯中，将氧化钡用作灯电极的 成分，预期会引发性能问题。这至少部分地归结于金属卤化物与氧化钡的 反应，该反应可造成卤化钡以及致密的金属氧化物的生成。例如，金属卤 化物放电材料如溴化铟可与电极材料如氧化钡反应，从而生成溴化钡和氧 化铟。这种反应将造成放电等离子体中存在的发光放电材料的直接减少。 由于可导致灯寿命缩短，因此在包括金属卤化物发射材料的放电灯中避免 这种有害反应是有利的。

在传统荧光汞灯中，一定量的汞可由于与电子发射材料的组分如钡的 反应性问题而从放电介质中有效地除去，因而不能够贡献于发出辐射。例 如，在钡-锶-钙三元氧化物电子发射材料中的钡可与放电介质中的汞发生汞 齐化，从而导致可用于发出辐射的汞量减少。为补偿所述损失，采用较高 的汞用量，有时高达汞常用量0.1mg的10至50倍，以保证在灯使用寿命 过程中足够的汞可用量。

发明内容

本发明的一方面包括无钡金属氧化物组分，该组合物包括随着热激发 可操作地发射电子的无钡金属氧化物，其中该金属氧化物选自氧化钙、氧 化锶、氧化镁及其组合。

本发明的另一方面包括无钡电子发射材料，其中该无钡电子发射材料 包括至少一种随着热激发可操作地发射电子的无钡金属氧化物组分，其中 该金属氧化物选自氧化钙、氧化锶、氧化镁及其组合。

本发明的另一方面包括具有封壳、电极以及容纳在封壳中的放电材料 的灯，所述电极包含无钡电子发射材料，其中无钡电子发射材料包含至少 一种随着热激发可操作地发射电子的无钡金属氧化物组分，其中金属氧化 物至少选自钙、锶、镁及其组合。

本发明的另一方面包括无钡电子发射系统的制造方法，该方法包括： 将包含无钡金属氧化物组分的电子发射材料前体与粘结剂共混以形成浆 料，其中所述无钡金属氧化物组分包括选自钙、锶、镁及其组合中的至少 一种无钡金属氧化物；将所述浆料涂覆于热激发源或电激发源；激发电子 发射材料。

本发明的另一方面包括灯的操作方法，该方法包括：通过将电子发射 材料与激发源可操作地连接并提供热能，热激发置于灯内包含无钡金属氧 化物组分的无钡电子发射材料，以使无钡电子发射材料发射电子，其中该 无钡金属氧化物组分包括选自钙、锶、镁及其组合中的至少一种金属氧化 物，其中无钡金属氧化物组分不含钡。

附图说明

参考附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些和其他特 征、方面和优势，其中类似的标记在附图中始终表示类似的部分，其中：

图1是氧化镁、氧化钙、氧化锶和氧化钡的熔点温度与功函的关系的 示意图；

图2是含有本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的螺旋电极(coil eletrode)的截面侧视图；

图3是含有本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的扁平阴极(flat member cathode)的截面侧视图；

图4是含有本发明实施方案的无钡电子发射材料的杯状阴极的截面侧 视图；

图5是含有本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的阴极的截面侧 视图；

图6是含有本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的阴极的截面侧 视图；

图7是本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的截面图；

图8是包含本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的涂层的截面侧 视图；

图9是包含本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的涂层的截面侧 视图；

图10是本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的截面图；

图11是采用本发明一些实施方案的无钡电子发射材料的线型荧光灯 (linear fluorescent lamp)的截面侧视图；