[发明专利]生坯陶瓷的联接

说明书

技术领域

本公开涉及陶瓷构件的生坯联接(green joining)，更具体地涉及联接在高强度放电(HID)灯应用中使用的类型的生坯陶瓷构件的方法。然而，本应用不局限于上述特定的应用，并且可在有关环境和使用中获得应用和益处。

背景技术

存在对使陶瓷构件结合到一起的简单且廉价的方式的需求。通过其它公开已知机械地组装构件和部件，然后将组装构件放入用于去除蜡(典型粘合剂)的脱粘(debindering)炉中，以便超过预选时间和温度的曝露使该构件结合。这些构件的一部分经历大体平行于组装构件的轴线延伸的看似是环向应力裂纹的裂纹。这些裂纹看似发生在炉子中的脱粘循环期间，并且认为该裂纹至少部分地由干涉配合和从一个构件传递到另一个构件的合力导致。因此，尽管已知的工艺在机械地将构件结合在一起方面是成功的，但是任何裂纹在形成对于灯功能性非常重要的构件之间的密封结合方面是不期望的限制。因此，存在对在脱粘之前结合或固定构件以便不在成品中形成裂纹的需求。

已提出其它方法以在脱粘之前联接生坯构件。例如，美国专利No.6,620,272描述用于通过局部加热联接生坯陶瓷构件的工艺。具体地，该‘272专利描述了用于由多晶氧化铝陶瓷构成的HID灯的陶瓷弧管。氧化铝粉末与诸如蜡或热塑性塑料的粘合剂材料混合，例如通过注射模塑形成期望形状，并且粘合剂材料帮助模制氧化铝构件在处于生坯状态的同时保持期望形状。众所周知，然后当构件烧制时粘合剂被移除。获得的弧管有利地经受与弧管环境相关的高应力、温度和腐蚀性化学药品。

该‘272专利建议将热量施加至联接表面以便在该区域发生局部熔化。局部加热的实例性方法包括施加至联接表面的加热的气体或强加的热空气、红外激光器、白炽灯、或白炽电阻元件。此外，在加热后，该‘272专利使一个或两个构件承受压缩和拉伸，其中压缩推动构件彼此朝向并经过任何初始的接触点。该压缩导致在联接构件之间的可见接缝处形成径向向外延伸的凸出。该专利说明书指出凸出然后通过随后的拉伸减小。这种压缩和拉伸可发生多次，并且即使认为完成的弧管达到期望的性能特征，可见的接缝在烧结后仍然存在。

结合的生坯构件的过多操作导致裂纹和/或使联接构件不合需要地遭受可导致最终部件中的裂纹的力和应力。因此，存在对用于联接生坯陶瓷构件的简单的、廉价的、快速动作的、可在商业上适用的以及非常高效的工艺的需求，尤其是对减少最终部件中的裂纹的工艺，优选地不具有可见的分型线或接缝的工艺的需求。

发明内容

公开了用于在其生坯状态下结合模制陶瓷构件而不在联接处导致不期望裂纹的方法。

优选的方法包括提供具有阳性联接表面的第一生坯陶瓷构件，提供具有在尺寸方面设定为匹配地接收第一构件的阴性联接表面的第二生坯陶瓷构件。第一和第二构件沿着联接表面组装，该组装构件被均匀加热以联接第一和第二构件。

均匀加热组装构件的优选方式包括将组装构件浸入到加热浴液(bath)中。

在构件从加热浴液移除后，然后均匀冷却组装构件，均匀冷却的优选方式包括将构件浸入到冷却浴液中。

优选地，水用作加热浴液。

使构件彼此迅速结合并使该结合迅速冷却是重要的，以便单个构件在处于构件较软的升高温度时不改变形状。

另一方面，构件优选地不非常迅速地冷却，也就是说，淬火，因为淬火可使材料温度突变而发生裂纹。

用于热浴液浸入以达到粘合的优选范围是在大约75℃和90℃之间。冷却浴液优选为处于室温或以上，例如，冷却浴液具有在大约25℃和35℃之间的优选温度。

优选地，构件具有匹配形状，也就是说，阳性和阴性构件，以便在第一和第二构件之间发生紧密接触。

在优选布置中，陶瓷构件的形状是自对中的。

构件可插入到相应的浴液中，或者可能期望在将浸入浴液引到部件的同时保持组装部件静止。

通过这种方式将两个或更多个构件结合到一起的合成体或最终部件是目前已知的使合成产品不具有可见分型线的唯一方法。

制造工艺大大简化。总时间和步骤数都减少。

该工艺不局限于圆柱形状或空心管，因此有利于扩展用于不能作为单一件模制的各种设计和复杂几何形状的可能性。

该工艺还具有吸引力，这是因为它是廉价的，使用相对安全的材料(水)，并可大量地实施。

成品的尺寸精度和工艺的可重复性也看似优于其它方法。

当阅读和理解下列详细说明时，本公开的另外的其它特征和益处对本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明