汞齐与绿色照明

中国照明电器汞齐与绿色照明朱升和经常会发现用同样材料（玻璃、荧光粉、氩气、汞等）和同样的制灯工艺生产的灯管，在光电参数测试时，13W以下的小功率灯均正常，而26W以上的大功率灯光电参数均不理想，主要表现在光效降低，色温上升，色坐标漂移，显色指数下降，形成了光参数“劣变％用户意见颇大，我们在工艺上作了很多努力也未见成效。荧光粉厂为此而配合作了许多工作，对于光参数”劣变“也无能为力。 7nm紫外辐射的同时也产生4358nm（蓝光）和5461nm（绿光）等可见光而引起的光参数“劣变”。而且这种“劣变”现象随着汞气压的加而加剧。本文重点论述采用汞齐来消除光参数“劣变”的机理，确保CFL始终获得*高的发光效率，同时得到稳定的色温、色坐标和较高的显色指数，成为真正的绿色光源。 外线*强，而其他的紫外线和蓝光、绿光等可见光均很小，此时所对应的管壁冷端温度（亦称汞控制点温度）约为40*Q这是普通荧光灯的*佳工作状态。 普通荧光灯正是依据管壁温度等于40*C（室温环境下），Hg=0.8Pa来设计的。但在CFL中大部分灯管的汞控制点温度都高于40CPH> 253.7nm肯定要降低，而且，加速荧光粉老化的185.0nm在强化，与此同时，蓝白色的可见光也随着Ph的加而加，这就导致了CFL的色温升高，坐标漂移，显色指数下降等光参数“劣变”。 8Pa后，将给CFL带来三方面的不利影响：降低发光效率、劣变光参数、加速荧光粉老化，而这些影响在普通荧光灯中是不会出现的。因此，如何保证灯管内的汞气压始终稳定于0.8Pa是CFL设计中的关键课题。 1CFL的管壁负载及冷端设置CFL的负载大约是150mW/om2，是普通荧光灯负载的5倍，所以其管壁温度远远高于后者。CFL在设计中首要的课题就是设置冷端：接桥（H头）、冷角（头）、凸球（M头）及螺旋灯下端吹凸球等。这些冷端对于小功率或特定放置使用（如H灯必须平行使用）是有效的，但是对于大功率或使用于封闭和半封闭的灯具时，其功效甚小。我们在测试中经常会发现11W以下的H灯光电参数基本正常，13W以下的螺旋灯等光电参数也基本正常，但是26W的双H和螺旋灯随着测光球温度的不同而变化。即使在25C的球温内测试，经常会发现发光效率下降、色温上升、显色指数下降、色坐标漂移等，造成光参数“劣变”。尽管我们也积累了大量数据，但限于测试条件和测试仪器的精度，本文还是引用国外111：显示26W双H灯在不同环境温度下所测光通量、冷端温度、色温和显色指数曲线。 2汞齐能确保CFL的汞气压稳定于0.8Pa汞合金的统称。不同配比的汞齐可以在不同的温度范围内提供稳定的汞气压Ph=0.8Pa目前，国产汞齐己从1990年的两种发展到15种以上，大致可以分为三种类型（按温度划分），见所示。 21低温汞齐S、P、0等型号，可以直接替代液汞，应用于各种裸灯。如：8、丁9、15、14螺旋、》、环形等灯管。因为其室温下的汞齐压非常接近液汞，大约是同温时液汞的80%~90%因此可以制成Y05~1.0细粒，直接进入管内，工艺简便，其温度区域的中心值大约在40 22高温汞齐M、G、J、L、K等型号，其工作温度的中心值一般在75~95*C之间。这类汞齐一般应用于有密封灯罩的球灯等。高温汞齐因为室温下汞气压很低，大约是液汞的以10~1八5，因而很难启跳，必须配用辅助汞齐帮助启跳。 2.3中温汞齐B、A、E、N等型号，其工作温度的中心值一般都在5575 *C之间。这类汞齐一般可应用于敞开的3U、4U和小功率的球灯。室温下汞气压大约是液汞的50%70%可用也可不用配辅汞齐，能独立使用。但客户要求“亮得快”或低温地区使用应配辅汞齐。辅助汞齐亦称吸汞齐，其作用机理是熄灯时吸收Hg原子，灯管启跳时迅速放出Hg原子帮助灯管启跳并加速光通建立，是高温汞齐必配的元件。中温类汞齐视灯管的要求也可配用，其化学方程式如下：高温3汞齐灯管的设计和工艺汞齐灯管的汞控制点已不是冷端，而是主汞齐所处的位置温度。因此在灯管设计时，首先要设定汞齐所放的位置，然后把灯管放于实际使用的灯具中测定汞齐位置的温度，*后再选定汞齐的型号。一般灯管螺旋灯有两个点，分别是排气管内和灯管凸球。 若选择排气管内，可用实芯玻杆支撑，并通过玻杆的长度来调节汞齐的位置温度，以求达到*佳效果。 如果灯管的功率很大，排气管内的温度太高，汞齐必须远离封口线（如16mm）才能达到*佳。可以要求电子镇流器板预留孔口，以便于排气管穿过。 将汞齐置于螺旋灯下端的凸球内，此处温度相对较低，可选用中低温的细粒汞齐直接置于管内，其稳定光通量可以配到*佳，若再配用辅汞齐，其起始光通量的建立速度非常优良。但其缺点是灯管不能掉头点用，若一掉头，汞齐位置变了，温度也变了，其光电参数均很差。 3U或4U灯，除了上述两类选择外，还可以选择置于中管的“假芯柱”的排气管内。此处的温度要比灯丝排气管内低20*q若选择此处，可用中温型汞齐来替代高温型，非常有利于起始的光通量建立，亮中通有M个位置可供选择c例如：ilElectronicPublish得快但其缺点是用了假芯柱丨后，接桥时工艺难中国照明电器控制，炸裂增加。选定位置后，再测定位置温度（必须汞齐的类型。 在灯具中测定）然后依据的特性曲线，即可选定关于汞齐灯管的制灯工艺，以前已讨论过许多，液汞及各类汞齐的特性曲线S汞齐含Hg40%可替代液汞，固态无公害，灯管无汞斑。 P汞齐含Hg30%，Tm0.8Pa=45*C，适用于T4，T5及螺旋灯等裸灯。 8Pa=50*C（士20*C）O型熔点145C低温特性接近液汞，适用于各类裸灯。 L汞齐含Hg4辅助汞齐，低温吸汞（熄灯吸汞）高温放汞（启跳放汞）帮助灯管启动，加速光通量建立。 用量：每片27mg每支灯2~3片。 注：辅汞齐尽量离灯丝远一点（必须大于3mm）只要不碰玻璃即可。 下面仅就经常碰到的几个问题进行研讨：（1）为什么同车排气，会有个别灯管亮得很慢，这是由于灯管内残留气体多（而不是系统的真空度差）而引起的。 实践表明：亮得慢的灯管阴极分解不完全，灯管内残余气体较多，而且，阴极活性较差，同样的镇流器时管流较小，所以汞原子扩散慢、亮得慢。此类灯管不宜出厂。将熄灯8h后的灯管重新启跳，3060s后观察灯丝附近是否有汞斑，若有表明辅汞齐不正常，残气太多。 若无汞斑则辅汞齐有问题的极少。如何解决个别亮得慢的问题，首先要提高电子粉量的一致性，其次是加强阴极分解规范，消除灯丝的冷端效应。 （2）欧美客户要求灯管亮得越快越好，要求1分钟达到60%或80%的峰值。这就要求首先在设计灯管时，尽量寻找温度*低的位置放置主汞齐。在满足亮得慢是不是辅汞齐有问题呢，这很容易判断，稳定光通量（高温时）的前题下，尽量选用特性温度曲线较低的主汞齐，它能提供较高的P*，这是加速起始光通量建立的主要因素，适当加辅汞齐的用量也是有益的。电子镇流器若是预热启跳对加速光通量建立也是有益的。 如前所述，汞齐可以确保CFL的汞气压稳定于0.8Pa.无论制造什么样的灯管，只要灯管及其整灯的配套合理，终能选择到一种汞齐来确保灯管的汞气压始终稳定于0. 8Pa附近，从而可以获得稳定的电参数、*佳的发光效率和理想的色温、色坐标及显色指数。通过多年的生产实践和经验，对于各种CFL灯均获得了大量的测试数据以证明上述结论，但考虑到我们的测试条件和仪器精度，还是引用国外权威资料来说明，见表1.表126WA双U灯液汞与汞齐的光电参数在不同环境温度下的比较*26WQ70CK双U灯温度特性（液汞）环境温度液汞控制温度灯电压灯电流灯功率光通量色度坐标色温显色指数*26W〖270CK双U灯温度特性（汞齐）环境温度液汞控制温度灯电压灯电流灯功率光通量色度坐标色温显色指数4结论汞齐在绿色光源中有举足轻重的作用。消除汞害污染，保护制灯环境的同时也保护了光源消费地区的环境。由于汞齐含汞量少，常温下汞蒸气低且为固态，用灯地区很容易进行“绿色处理”。采用汞齐的灯管可畅销全世界而无汞害之虞。 提高发光效率，节省电能是汞齐对CFL的一大汞齐对于维持灯管的色温、色坐标、保护显色指数、消除光参数的“劣变”，为稀土荧光粉助了一臂之力，也是对CFL的重要贡献。