[实用新型]高强度气体放电灯用储备式电极

说明书

技术领域

本实用新型属电光源技术领域，具体涉及一种用于生产高光效长寿命的高强度气体放电灯的电极结构。

技术背景

决定气体放电灯的发光效率和寿命的主要因素为灯的电极性能。高强度气体放电灯的电极通常采用钨杆外绕钨丝圈的结构，并在钨圈间隙间填充作为电子发射材料的氧化物电子粉。这类电极具有好的电子发射性能和耐蒸发能力，其逸出功在1.63ev—2.07ev之间，缺点是耐离子轰击的能力和抗中毒能力差，电极热损耗占灯功率的比例也越大，从而限制了灯的光效。随着等燃点时间的增加，填充在钨圈之间的优先电子发射材料较快地损耗，使电极的发射性能也较快地下降。这样既使管压较快地上升，也使光衰增大，从而限制了灯的寿命(220V电网电压下，管压降升至160伏左右等就会自动熄灭)。高强度气体放电灯的另一类电极采用钍钨或纯钨，其缺点是逸出功大，启动条件高，灯的光效和寿命也较差。

因此，研制具有更低电极发热损耗功率和具有更稳定电子发射性能的新型电极，就可提高灯的光效和寿命，从而达到节能和节材的双重效果。这无疑对我国建立节约型社会具有重大意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种可提高光效和寿命指标的用于高强度气体放电灯的储备式电极。

本实用新型提出的高强度气体放电灯的储备式电极，其结构如图1所示。它由钨杆1和多元稀土氧化物和钨粉混合而成的圆柱型合成体2组成；钨杆1位于圆柱型合成体2中心，其一端作电连接用，另一端伸出圆柱型合成体作放电电弧的终端。中心钨杆1伸出圆柱型合成体的长度为0.2mm-4.0mm范围内，其直径在0.15mm-5.0mm范围内；圆柱型合成体(2)的直径为1mm-15mm，长度为1.5mm-15mm。具体数值根据灯的不同功率而决定。

在本实用新型中，多元合成体由下列元素和氧化物组成：

W：其重量比在70％—95％之间；

Y₂O₃：其重量比在0.5％—5.0％之间；

La₂O₃：其重量比在0.3％—3.0％之间；

Gd₂O₃：其重量比在0.3％—3.0％之间；

Dy₂O₃：其重量比在0.5％—5.0％之间。

总量满足100％。

将上述比例的多元混合物充分混合后，并加入适量的固化剂和粘结剂，压制成型，插入钨杆，并经素烧，去除粘结剂，再经1500-1700℃高温烧结1-2小时，即得本实用新型的稀土类储备式电极。这里的固化剂为氧化铝或氧化硅等。粘结剂为通常用有机粘结剂。

上述组份中的稀土类氧化物不仅具有优越的电子发射能力，其抗中毒性和耐离子轰击的能力均大大优于碱土氧化物电极，而且其逸出功更低(1ev—1.2ev)，具有更好的电极起弧性能和更低的电极热损耗，特别是灯的管压随燃点时间的稳定性得到了极大的改善。压制式圆柱型的电子发射体可源源不断地将氧化物分解形成的发射物质(金属)迁移到电极头部表面，以补充电弧终端所在电极表面的损失，具有电子发射材料的储备功能。

进一步地，本实用新型的稀土类储备式电极，可用于50瓦—2000瓦高压钠灯的制造。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标号：1位中心钨杆，2为储备式多元合成体，3为钨杆深处合成体的长度。

具体实施方式

实施例1：

采用图1所示的电极结构，钨杆直径0.2mm，长4.5mm，钨杆伸出圆柱型合成体1mm；圆柱型合成体长≥15mm，直径为1.2mm，圆柱型合成体2的组成成分的重量配比如下：W：95％，Y₂O₃：2.0％，La₂O₃：1％，Gd₂O₃：0.5％，Dy₂O₃：1.5％。制备时，加入适量固化剂氧化铝和粘结剂石蜡，压制成型，插入钨杆后经700℃-900℃素烧20-30分钟，然后在1700度高温下烧结1.5小时，即得本发明的储备式电极。可用作50W高压钠灯的电极。该高压钠灯的制造参数与传统型的基本一致，启动方法也与常用的相同。经测试，该灯的光通量为3800流明，比国家标准值(3400流明)高出11.7％；经4000小时的燃点，灯的管压降仅上升5伏，光维持率≥96％，由此可知灯的寿命将比传统电极的延长2倍以上。

实施例2：