[发明专利]一种锌锡汞齐颗粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态汞合金材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种锌锡汞齐颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

汞是荧光灯内不可缺少的工作物质，大量实践表明：只有当汞释放出253.7nm这个特定波长的紫外线时，荧光灯才能获得最高的发光效率，而获得该紫外线的最佳蒸气压值为Ph＝0.8Pa。随着温度的升高，汞蒸气压也会升高，更多的紫外辐射被汞自吸收，因而降低灯效，减少了光输出。

传统的荧光灯制灯工艺是引入液汞，由于注入液汞时无法精确控制汞量，导致灯内汞含量过多，一方面过量的汞会导致汞斑，另一方面对制灯环境及使用环境造成更多的污染。

目前普遍认同的是使用汞齐的方式，将液汞以固体合金形式引入荧光灯内，合金释放出汞蒸气，达到液汞相同的功效。

现有的工艺比较复杂，特别是在三元汞齐的制备方面，需先将其他两种金属熔融混合，冷却后，再加入液汞，再次熔融混合滴制，整个过程繁琐，耗费能源，再次开启容器容易引入氧和水汽，造成原料氧化，变质。

汞齐接触空气，容易与空气中的氧及水汽发生反应，导致球体发黑，变质，影响制灯。并且一般汞齐表面容易溢出液汞，使得球体之间黏连，影响制灯企业的注汞工艺。

通过测试发现，部分汞齐中的汞比例及汞含量无法精确控制在其所标称的比例和含量范围内，即其汞齐制造工艺及质控方法中存在缺陷，尤其是普通的粉末涂敷工艺可能会导致球体成分比例改变，无法保证生产出的汞齐都能达到双方所约定的要求，导致引入灯内的汞含量超标。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有技术中汞齐中的汞比例和汞含量无法精确控制，三元汞齐的制备工艺复杂，制得的汞齐易变质发黑，发生溢汞的缺陷，提供了一种锌锡汞齐颗粒及其制备方法。本发明的制备工艺简单，简化成型流程，适用于大规模生产，制得的锌锡汞齐颗粒组分含量稳定，品质佳，不易变黑并且表面无溢汞现象。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种锌锡汞齐颗粒的制备方法，其包括下述步骤：

1)在惰性气体气氛下，将原料：1～4.9wt％的锌、29～90wt％的锡和5.1～70wt％的汞加入密闭容器内，升温使所述原料熔融，混合均匀得合金溶液；在惰性气体气氛下，将所述合金溶液制成合金液滴，所述合金液滴的直径为0.5～2mm；

2)用液体间接冷却惰性气体气流，用冷却后的惰性气体气流于-100～-190℃冷凝所述合金液滴，得锌锡汞齐成型体；

3)将所述锌锡汞齐成型体置于恒温恒湿和惰性气氛中，进行稳定化处理1～7天；所述恒温的温度为0～15℃，所述恒湿的湿度为20～40RH％；

4)进行成分检测；根据所述成分检测的结果进行下述操作：

当所述汞的成分公差在±1wt％的范围内，用相对于所述原料总质量1wt％的锌粉进行涂覆；

当所述汞的成分公差大于1wt％，所述锌的成分公差为负值，所述锡的成分公差为负值时，用相对于所述原料总质量4wt％的锌锡混合粉进行涂覆；所述的锌锡混合粉中：锌含量为1～15wt％，锡含量为85～99wt％；

当所述汞的成分公差大于1wt％，所述锌的成分公差为负值，所述锡的成分公差为正值时，用相对于所述原料总质量2wt％的锌粉进行涂覆；

当所述汞的成分公差大于1wt％，所述锌的成分公差为正值，所述锡的成分公差为负值时，用相对于所述原料总质量2wt％的锡粉进行涂覆；

5)进行水含量检测；根据所述水含量检测的结果进行下述操作：

当水含量为1～20ppm时，进行玻璃粉打磨0.5min，即得所述锌锡汞颗粒；

当水含量大于20ppm、小于或等于30ppm时，进行玻璃粉打磨1.5min，即得所述锌锡汞颗粒；

当水含量大于30ppm、小于或等于40ppm时，进行玻璃粉打磨2min，即得所述锌锡汞颗粒；

当水含量大于40ppm、小于或等于50ppm时，进行玻璃粉打磨3min，即得所述锌锡汞颗粒。

本发明中，所述的惰性气体可为本领域常规使用的惰性气体，只要不与锌、锡和汞发生化学反应即可，如氩气、氦气或氖气等。

步骤1)中，所述的锌较佳地为锌片。所述的锡较佳地为锡粒。所述的汞为液汞。

步骤1)中，所述容器的材质可选用任何能够承受500℃而不软化不变形的，且能够承受100psi压力的材料。本发明中，所述容器的材质较佳地为铁、铜、不锈钢、陶瓷和玻璃中的任一种，更佳地为不锈钢。