[发明专利]一种小管径用铋锡铟汞合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态汞合金材料，具体是低气压汞放电灯用的铋锡铟汞合金。

背景技术

目前带罩紧凑型荧光灯或高管壁负载紧凑型荧光灯主要用Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg、In-Pb-Sn-Hg三类可控制汞蒸汽压型汞合金。Bi-Pb-Sn-Hg除了含少量汞外，还含较大比例的铅Pb，不符合环境保护的要求，将被限制使用。Bi-In-Hg第一峰值汞蒸汽压偏低，工作温度区域中间存在汞蒸汽压明显下降的拐点，对于直径φ＜10mm的小管径紧凑型荧光灯，ΔT95远小于30℃，一般为10-15℃，工作温度区域窄，ΔT95指灯的相对光输出＞95％所对应汞合金连续工作温度范围。使用Bi-In-Hg汞合金的灯离散性大，平均光通量低。铋铟汞合金熔融温度一般为105℃，实际使用工作温度一般均超过115℃，远小于最高工作温度，当排气管朝上燃点时，液态或熔融态的铋铟汞合金易流入灯内，导致灯的光电参数劣化。In-Pb-Hg、In-Pb-Sn-Hg汞合金工作特性好，熔融温度高于或接近最高工作温度，但含较大比例的铅Pb，同样将被限制使用。

在设计带罩紧凑型荧光灯或高管壁负载紧凑型荧光灯用汞合金时，要求汞合金同时满足三个条件：一、工作温度区域ΔT95越大越好，一般要求ΔT95＞30℃；二、当汞合金失汞后，ΔT95与初始范围重叠的温度区域越大越好，含汞比例降低50％后，一般要求重叠的温度区域＞20℃；三、汞合金的熔融温度高于或接近ΔT95的最高工作温度。

在2008年2月14日公开的专利WO2008017654，公开了一种铋锡铟汞合金，其权利要求1、2、3、5因专利200610037828.X而不具有新颖性。从权利要求3、5、6及其多个实施方案看，铋锡的质量比为铋Bi/锡Sn≈1.55，选择在铋锡二元共晶点铋Bi/锡Sn＝1.33附近，合金的熔融温度低于ΔT95的最高工作温度。如其方案中汞的质量取0.7％，即Bi58Sn38In3Hg0.7时，对T3、T2灯管ΔT95的最高工作温度均超过150℃，合金的熔融温度低于130℃；汞的质量取1.2％，即Bi57Sn37In5.5Hg1.2时，对T3、T2灯管ΔT95的最高工作温度均超过140℃，熔融温度低于128℃，排气管朝上燃点时，汞合金易流入灯内，不符合条件三。该专利中由于铟的质量含量偏低，汞的质量含量偏低，加入灯内特定量的汞所对应的汞合金量大，成本高，而且放置困难。

在2008年1月31日公开的专利WO2008012729，公开了一种铋锡铟汞合金，铋的质量含量为：30-70％，锡的质量含量为：25-67％，铟的质量含量为：3-5％，汞的质量含量为：0.5-2.5％。优选方案是：铟的质量含量为：3-4％，汞的质量含量为：0.5-1.0％。当汞的质量含量取值大时，如2.0％或2.5％，由于含铟量低，汞合金工作温度范围ΔT95小，不符合条件一。方案中铋锡含量范围大，要可实施，汞的质量含量只能取偏下限值，如其权利要求5所述：汞的质量含量为：0.5-1.0％。当汞的质量含量取值小时，加入灯内特定量汞所对应的汞合金量量大，成本高，放置困难。另其权利要求汞合金组份配比的大部分区域内，汞合金的熔融温度低于ΔT95的最高工作温度，如汞的质量取1.0％时，Bi55Sn42In3Hg1.0时，对T3、T2灯管ΔT95的最高工作温度均超过145℃，合金的熔融温度却低于130℃。不符合条件三。

在2006年7月19日公开的中国专利200610037828.X，公开了一种铋锡铟汞合金，含有质量含量如下的组分：铋Bi30-70％，锡Sn10-50％，铟In0-20％，汞Hg3-12％。该方案中汞Hg3-12％，含量过高，铟化合物分解及固液两相共存两种稳定蒸汽压的作用不足以维持蒸汽压的稳定，工作温度范围ΔT95小，不符合条件一。当铟含量为0-5％，汞Hg6-12％，汞合金几乎失去控制汞蒸汽压的功能；当汞的质量含量为3％时，无论怎样选择铋锡铟的质量含量，对T3、T2灯管，ΔT95难以达到30℃，当汞的质量含量为6％时，无论怎样选择铋锡铟的质量含量，对T3、T2灯管，ΔT95＜25℃。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种同时满足以下特性的低气压汞放电灯用铋锡铟汞合金：1、熔融温度高于或接近ΔT95的最高工作温度。2、对于直径φ＜10mm的灯管，工作温度区域为90-133℃，ΔT95＞30℃。3、不含铅。4、保证性能前提下汞的质量含量最大化，使用成本低，容易放置。