真空衛(wèi)生對高壓汞燈性能影響分析

1、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文作者 姚晶晶 學(xué)號 20922P14 系部 機電學(xué)院 專業(yè) 電子表面組裝技術(shù)與設(shè)備（SMT） 題目 真空衛(wèi)生對高壓汞燈性能影響分析 指導(dǎo)教師 王玉鵬 評閱教師 完成時間：2009 年5月19 日畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要(題目)：真空衛(wèi)生對高壓汞燈性能影響分析摘要本文主要講述了真空衛(wèi)生對于高壓高壓汞燈性能影響的重要性，并簡單介紹了高壓汞燈的結(jié)構(gòu)和發(fā)光原理。真空衛(wèi)生也叫工藝衛(wèi)生，是照明行業(yè)的專業(yè)術(shù)語，簡單的說就是燈中只有想要的沒有不想要的！燈中工作物質(zhì)是氬氣和汞蒸氣，除此之外所有的物質(zhì)均為雜質(zhì)，引入雜質(zhì)的燈就是不衛(wèi)生的，同樣也是不合格的。雜質(zhì)對燈的危害是不容忽視。我

2、們主要分析了有哪些因素影響高壓汞燈的真空衛(wèi)生，發(fā)現(xiàn)氫氣，氧氣，水蒸汽，有機物等雜質(zhì)是影響真空衛(wèi)生的主要因素。差的真空衛(wèi)生對于高壓汞燈的性能是致命的，會縮短燈的壽命，使燈用段時間后管壁發(fā)黑，使燈無法正常啟動，使電弧不穩(wěn)定，影響光的輸出質(zhì)量等等。所以控制好真空衛(wèi)生對于燈的質(zhì)量控制是很重要的。關(guān)鍵詞：高壓汞燈 汞蒸氣 真空衛(wèi)生 雜質(zhì)氣體 光電特性 ABSTRACTThis article describes the importance vacuum Health to high-pressure mercury lamp in performance, and briefly introduces

3、 the structure of high pressure mercury lamp and the light-emitting principle.Vacuum Health is also called the process health,it is the professional lighting industry terminology.To a simple saying is that wanting what we want in lamp and there is not what we do not want! The working Materials in li

4、ght are argon and mercury vapor, in addition which outside are impurities. the lights which have impurities are unsanitary,they are failed. The hazard impurity to lights can not be ignored. We main analysis the factors which affect the high-pressure mercury lamp of the vacuum Health and found that h

5、ydrogen, oxygen, water vapor, organic compounds and other impurities that affect the vacuum health heavily. Poor vacuum health is fatal to the performance of high-pressure mercury lamp. It will shorten the life of lights, after period of time lighting, the lamp wall will be black, light can not be s

6、tarted, the arc will be instability and affects the quality of light output and so on. Therefore,it is very important to controlling the vacuum health for the quality of light. Keywords：High pressure mercury lamp Mercury vapor Vacuum health Impurity gases Optical and electrical properties目錄摘要.2ABSTR

7、ACT.3目錄.41 引言.52 高壓汞燈簡介與基本原理.63 高壓汞燈真空衛(wèi)生.83.1 真空衛(wèi)生.83.2 燈中常見雜質(zhì)及危害.83.3 雜質(zhì)引入途徑. 93.4 與真空系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備及其真空衛(wèi)生要求.113.5 真空連接與密封.123.6 雜質(zhì)氣體對放電燈性能的影響.134 如何提高真空衛(wèi)生.16 4.1 設(shè)備.16 4.2 材料.174.3 人為操作與環(huán)境.175 高壓汞燈的未來.18結(jié)論.19致謝.20參考文獻(xiàn).211引言1906年研制成汞蒸氣壓約為0.1MPa的高壓汞燈。30年代初，高壓汞燈在以下幾個方面獲得發(fā)展：引進(jìn)激活電極代替液汞電極；掌握金屬絲和硬質(zhì)玻璃或金屬箔和石英玻璃的真

8、空封接工藝；選擇適當(dāng)?shù)墓渴怪跓舫浞贮c燃后全部蒸發(fā)，改進(jìn)了燈的啟動性能和穩(wěn)定性。40年代高壓汞燈進(jìn)入實用階段。5O年代后采用了在高壓汞燈外玻殼內(nèi)涂敷特殊熒光粉，它能使汞燈輻射的不可見365 nm長波紫外線轉(zhuǎn)變?yōu)楣療羲狈Φ募t色光譜，能改善其顯色性。1965年采用稀土熒光粉，大幅度提高了汞燈的顯色性和發(fā)光效率。與此同時，在燈的結(jié)構(gòu)上又出現(xiàn)了涂敷鋁膜的反射型和汞燈外殼內(nèi)裝有鎢絲的自鎮(zhèn)流型的形式，使汞燈的特性更完善，使用更簡便。高壓汞燈的幾十年發(fā)展進(jìn)步，為高強度氣體放電燈應(yīng)用領(lǐng)域中奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2000年世界上高壓汞燈的年產(chǎn)量約5 000萬支，中國于60年代初試制成功國產(chǎn)高壓汞燈，2 000年的

9、年產(chǎn)量已達(dá)到3 152萬支，是目前國際上高壓汞燈生產(chǎn)規(guī)模最大的國家。利用汞放電時產(chǎn)生的高壓 (0.21MPa)汞蒸氣獲得可見光的電光源。發(fā)光效率可達(dá)3550lm/W,廣泛用于環(huán)境溫度為 -20°40的街道、廣場、高大建筑物、交通運輸?shù)葓鏊鳛槭覂?nèi)外照明光源。 制燈行業(yè)對真空衛(wèi)生要求很高，所謂真空衛(wèi)生就是指燈內(nèi)的雜質(zhì)的多少，要盡可能的去除燈內(nèi)雜質(zhì)，尤其是雜質(zhì)氣體，雜質(zhì)氣體對燈的影響是非常大的。雜質(zhì)氣體主要有氫、氧、水氣、氮氣、一些惰性氣體等，其它雜質(zhì)還有就是有機物和一些固體雜質(zhì)。氧氣會氧化鎢電極，嚴(yán)重縮短燈的壽命，一般汞燈的使用壽命是20000個小時，如果有氧的話燈的壽命會縮短2/3甚

10、至更短;高壓汞燈初始啟動電壓在150V左右,但若有氫氣,會使燈在220V甚至更高的電壓下都無法正常啟動;有水氣會分解成氫氣和氧氣;氮氣會影響電弧的顏色,使燈光呈現(xiàn)紫紅色;有機物含有C、H、O，分解后也會造成雜質(zhì)，尤其是C，吸附在壁上使壁發(fā)黑；一些惰性氣體，比如氦氣，會會使燈的光電參數(shù)或者壽命出現(xiàn)異常。我們要盡可能的減少雜質(zhì)的出現(xiàn)，之所以控制不好的原因在于設(shè)備原因和人為原因兩方面，設(shè)備方面主要是停機時間過長，剛開機機器沒有達(dá)到最佳工作狀態(tài)，還有就是機器故障或機器發(fā)生微小變化使一些質(zhì)量控制失敗，比如夾封機夾封時夾不死，夾電極頭，產(chǎn)生氣泡氣線等，電焊時鉬片被氧化，注高純氬時真空級別不夠等等。人為原因

11、主要是操作規(guī)范方面的，比如操作不帶手套，操作機臺失誤等等。以上各種影響因素以及控制不好的原因是下面我們所要重點講的，也是所要解決的。2高壓汞燈簡介與基本原理照明用高壓汞燈的結(jié)構(gòu)如圖1所示。燈中心部分是放電管，用石英玻璃制成。管內(nèi)充有一定量的汞和氬。用鎢作主電極并填充堿土金屬氧化物電子發(fā)射物質(zhì)。電極和石英玻璃用鉬箔實現(xiàn)非匹配氣密封接。啟動一般采用輔助電極，它通過一個4060的電阻和不相鄰的電極連接。外殼除起保護(hù)作用外還可防止環(huán)境對燈的影響。外殼內(nèi)表面涂以熒光粉，成為熒光高壓汞燈。熒光粉的作用是補充高壓汞燈中不足的紅色譜線，同時提高燈的光效?，F(xiàn)已采用銪激活的釩酸釔(YVO4:Eu)熒光粉。 圖1

12、高壓汞燈結(jié)構(gòu)圖為使高壓汞燈起弧，兩電極之間需要有足夠高的電場強度，對充氬的汞燈，此值約為4伏厘米。以300瓦高壓汞燈為例，在室溫下，燈內(nèi)氣壓約1020大氣壓（1062×106帕）。極距為10厘米，啟動電壓需在400伏以上。所以直接采用220伏的電源，燈就無法啟動。圖2 高壓汞燈內(nèi)管結(jié)構(gòu)圖如圖2：是高壓汞燈的內(nèi)管。輔助電極通過一只4060千歐的電阻R與不相鄰的電極相連接。當(dāng)燈接入電網(wǎng)后，輔助電極與相鄰的主電極之間加有交流220伏的電壓。這兩電極之間的距離很近，通常只有23毫米，所以它們之間有很強的電場。在此強電場的作用下，兩電極之間的氣體被擊穿，發(fā)生輝光放電，放電電流由電阻R所限制。如

13、R過小會使電極燒壞。主電極和相鄰輔助電極之間的輝光放電產(chǎn)生了大量的電子和離子，這些帶電粒子向兩主電極間擴散，使主電極之間產(chǎn)生放電，并很快過渡到兩主電極之間的弧光放電。在燈點燃的初始階段，是低氣壓的汞蒸氣和氬氣放電，這時管壓降得很低，約25伏左右；放電電流很大，約為56安培，稱為啟動電流。低壓放電時放出的熱量使管壁溫度升高，汞逐漸汽化，汞蒸氣壓和燈管電壓逐漸升高，電弧開始收縮，放電逐步向高氣壓放電過渡。當(dāng)汞全部蒸發(fā)后，管壓開始穩(wěn)定，進(jìn)入穩(wěn)定的高壓汞蒸氣放電。在放電過程中，受激的汞原子不斷地從激發(fā)態(tài)向基態(tài)或低能態(tài)躍進(jìn)，將多余的能量以光的形式輻射出來。紫外線高壓汞燈一般不用輔助電極，使用時采用電容放

14、電進(jìn)行啟動。超高壓汞燈，采用觸發(fā)器進(jìn)行啟動。 可見，在燈的啟動中初始階段是加溫的，燈點燃的初始階段是靠電極粉發(fā)射的電子轟擊氬原子，從而使其發(fā)生輝光放電，如果燈內(nèi)有雜質(zhì)氣體，尤其是氫氣，會干擾燈的初始啟動，氮氣會影響電弧的顏色，或由于后期溫度很高，雜質(zhì)氣體在高溫下與材料發(fā)生反應(yīng)，比如氧氣，影響了燈的性能或壽命，固體雜質(zhì)、有機物等都會嚴(yán)重影響燈的光電性能，這些都是不允許的?？刂坪谜婵招l(wèi)生就是控制好了這些因素，就是控制好了高壓汞燈的質(zhì)量，研究并解決真空衛(wèi)生問題是很有必要的。3 高壓汞燈真空衛(wèi)生 下面我們將詳細(xì)的介紹下什么是真空衛(wèi)生，以及它與真空度的區(qū)別。影響真空衛(wèi)生的主要是雜質(zhì)，雜質(zhì)的危害性以及引入

15、的途徑也是我們要研究的；生產(chǎn)的設(shè)備的真空要求也是很重要的，如果生產(chǎn)設(shè)備真空級別不高，會導(dǎo)致整個生產(chǎn)線出現(xiàn)真空衛(wèi)生問題，引入很多雜質(zhì)，生產(chǎn)設(shè)備的真空連接與密封主要是橡膠與金屬密封。重點說下雜質(zhì)氣體對汞燈的性能影響。3.1 真空衛(wèi)生真空衛(wèi)生也叫工藝衛(wèi)生，是照明行業(yè)的專業(yè)術(shù)語，簡單的說就是燈中只有想要的沒有不想要的！燈中工作物質(zhì)是氬氣和汞蒸氣，除此之外所有的物質(zhì)均為雜質(zhì)，引入雜質(zhì)的燈就是不衛(wèi)生的，同樣也是不合格的。真空度與真空衛(wèi)生是有區(qū)別的，真空度指系統(tǒng)內(nèi)的實際真空值，代表系統(tǒng)內(nèi)所含的所有氣體的壓強之和，而真空衛(wèi)生指系統(tǒng)內(nèi)含有多少雜質(zhì)氣體和污染物。真空度很高的真空系統(tǒng)，真空衛(wèi)生不一定很好，同樣真空衛(wèi)

16、生很好的系統(tǒng)，真空度也不一定很高。雜質(zhì)是影響真空衛(wèi)生的關(guān)鍵因素，所以下面說下常見的雜質(zhì)以及危害。3.2燈中常見的雜質(zhì)及其危害性： 雜質(zhì)對于燈的性能危害是很大的，雜質(zhì)的存在直接影響到燈的壽命、光輸出效率等重要參數(shù),因此對于雜質(zhì)的危害性必須予以充分重視。雜質(zhì)就是不該出現(xiàn)在燈內(nèi)的物質(zhì)，燈中工作物質(zhì)是氬氣和汞蒸氣，除此之外所有的物質(zhì)均為雜質(zhì)，大氣中最常見的氧氣，氮氣，水氣，還原性強的氫氣，一些惰性氣體以及粉塵等固體都是比較常見的雜質(zhì)。 1氧氣：眾所周知，氧氣是氧化所必有的元素，燈的工作溫度是很高的，給氧化反映提供了更優(yōu)越的條件，會與材料發(fā)生反應(yīng)，降低材料的使用壽命或者使其喪失功能。在燈中最會被氧化干擾

17、的是鎢電極，如果燈內(nèi)有氧的話，對鎢是最大的威脅，嚴(yán)重縮短了燈的壽命，這也是所有燈的致命傷，所以燈內(nèi)是嚴(yán)禁氧的出現(xiàn)的。2氫氣：氫是強還原的物質(zhì)，很容易得到電子，燈的先期啟動就是靠電極粉發(fā)射的電子轟擊氬氣，使得氬氣輝光放電，從而發(fā)光升溫，促使汞汽化。如果燈內(nèi)有氫氣，會發(fā)生消電離作用，將電極粉發(fā)射的電子吸收了，氬氣將很難發(fā)生氣體放電，先期啟動不順利，燈將很難啟動，所以氫氣也是一大雜質(zhì)氣體。3水氣：水是有氫和氧元素組成的，在高溫下可以分解為氧氣和氫氣，氫和氧分別可以氧化鎢和起消離作用，水并且本身也可以與材料發(fā)生反應(yīng)，所以水氣也是不允許在燈內(nèi)存在的。4各種有機物：有機物大部分組成是氫，氧和炭，高溫下會發(fā)

18、生分解，產(chǎn)生各種污染氣體比如：氧氣，氫氣；或分解出單質(zhì)炭，吸附在內(nèi)管內(nèi)壁，發(fā)生炭化發(fā)黑，嚴(yán)重影響美觀，美觀是次要的，嚴(yán)重的是影響的燈的亮度。5其他雜質(zhì)：主要為一些惰性氣體（氮氣，氦氣等）或者燈內(nèi)不需要的一些固體氣體雜質(zhì)，它們的存在會使燈的光電參數(shù)或者壽命出現(xiàn)異常，比如會影響燈內(nèi)熱傳導(dǎo)性能，影響電弧溫度等，這點是我下面所要重點講述與研究的?？傊?，除了燈內(nèi)必須的放電物質(zhì)外，其他物質(zhì)的含量是要努力降低的。3.3雜質(zhì)的引入途徑雜質(zhì)不是一開始就在內(nèi)管里的，它們是被引入的，引入途徑是多種的。材料在搬運中，儲存時，會引入雜質(zhì)；人為操作失誤與工作習(xí)慣也會引入雜質(zhì)；設(shè)備的清潔與衛(wèi)生與雜質(zhì)的引入也有很大關(guān)系。材料

19、在搬運中引入的雜質(zhì)一般是通過粘附而引入的，儲存則是通過吸收等物理化學(xué)性質(zhì)引入雜質(zhì)，人為操作習(xí)慣則是由于自覺性與責(zé)任感缺乏而引入了不該出現(xiàn)的雜質(zhì)，設(shè)備的清潔不當(dāng)，真空系統(tǒng)的不正常工作，會在生產(chǎn)時引入雜質(zhì)。1材料搬運：震動，材料的強度受到影響，在燈工作的時候顯現(xiàn)。比如：電極，電子粉被震松后會導(dǎo)致濺射加重，影響燈的壽命。跌落：使材料暴露在空氣中，粘附其他雜質(zhì)（改變材料的狀態(tài)），應(yīng)該嚴(yán)格避免這種情況。對于掉在地上的材料是不可以直接使用，需要經(jīng)過除雜程序后才可以投入生產(chǎn)。2材料儲存：光源材料的儲存對于溫度與濕度的要求非常嚴(yán)格，必須根據(jù)材料特性規(guī)定儲存條件，比如：氧化物吸附水汽的能力很強，必須保證材料儲存

20、于干燥的環(huán)境。3人員操作：1）生活,工作習(xí)慣良好的生活、工作習(xí)慣能夠減少人為的污染源，與材料接觸必須佩戴干凈手套，與電極接觸必須佩戴手指套，發(fā)現(xiàn)材料受污染后需要嚴(yán)格處理。雜質(zhì)的引入是一個微觀的概念，眼睛看不到并不意味沒有，對于人員來說必須從思想上重視它，在工作不努力養(yǎng)成一個良好的工藝衛(wèi)生習(xí)慣，這也是真正的解決人為因素對燈的影響的決定因素。2）對制燈工藝的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，通過培訓(xùn)不斷的提高員工的工作技能。制燈行業(yè)對真空衛(wèi)生要求較高，因為發(fā)光部件工作在很高的溫度中，對于氣體放電燈來說，微量的雜質(zhì)都可能帶來很大的負(fù)面影響，所以相應(yīng)的員工的工作技能是很重要的。4，設(shè)備原因：1）設(shè)備衛(wèi)生：1設(shè)備潤滑：設(shè)備潤

21、滑要定點，定量，定油；要按照設(shè)備潤滑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，否則會使設(shè)備工作不在狀態(tài)，導(dǎo)致雜質(zhì)的引入。2設(shè)備的意外停機：生產(chǎn)流程的破壞，工藝衛(wèi)生受破壞的可能性加大了，雜質(zhì)的引入也是不可避免的。 2）真空系統(tǒng)的引入：1設(shè)備漏氣。2真空度較低，未將雜質(zhì)氣體完全排出。3材料放氣，放出氫氧等雜志氣體。 設(shè)備的真空衛(wèi)生要求是很重要的，設(shè)備因素也是雜質(zhì)引入的途徑之一，也是我們下面所要解決的。3.4與真空系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備及其真空衛(wèi)生要求如下圖3所示是一簡單的排氣機真空系統(tǒng)圖，排氣機是將夾封好的內(nèi)管抽真空并注入高純氬和汞，真空泵通過三相電機帶動對內(nèi)管進(jìn)行抽真空，而抽真空的質(zhì)量與各種管道，接頭的密封良好性是分不開的，必須保證管

22、道和接頭的真空性。各種管道排氣機各種接頭泵真空設(shè)備系統(tǒng)圖3 真空系統(tǒng)圖對于真空系統(tǒng)衛(wèi)生的要求要求是：1、接頭、管道等不能有漏氣的地方，否則會嚴(yán)重影響真空級別，引入雜質(zhì)；2、時刻保持清潔，無嚴(yán)重?fù)]發(fā)性油污，否則油污有可能帶入燈內(nèi)成為雜質(zhì)如下圖4是某氬氣沖洗系統(tǒng)，由圖可知氬氣、水汽、氧氣、氮氣、氫氣的總壓強是3.1×102mbar，真空度是達(dá)到了要求，但水汽、氧氣、氫氣、氮氣都是雜質(zhì)氣體，尤其是潤滑油在高溫下會分解，產(chǎn)生雜質(zhì)氣體和黑色的碳，所以真空衛(wèi)生要求是嚴(yán)重不合格的，如果用這樣的“氬氣”沖洗燈內(nèi)管，會引入很多雜質(zhì)，所以設(shè)備真空系統(tǒng)對真空衛(wèi)生影響也很大，真空系統(tǒng)一定要嚴(yán)格控制好。真空表

23、3.1×102mbar氬氣氬氣氬氣氫氣水汽氬氣氧氣氮氣潤滑油氬氣氬氣、水汽、氧氣、氮氣、氫氣的總壓強圖4 某氬氣沖洗系統(tǒng)3.5.真空連接與密封設(shè)備的真空衛(wèi)生與它所工作的真空系統(tǒng)是密切相關(guān)的，而真空系統(tǒng)的好壞與它的真空管道和接頭的連接和密封有關(guān)，要使設(shè)備真空衛(wèi)生良好，就必須做好真空連接與密封，使設(shè)備氣密性良好，不會因生產(chǎn)中漏氣或有油污乘縫隙混入管道流入燈內(nèi)而造成雜質(zhì)。設(shè)備的真空連接與密封主要有橡膠和金屬密封。橡膠密封1) 橡膠的一般特性: 橡膠的體積是很不容易被壓縮的,在某一方向上受壓就在另一方向伸長,總體積幾乎不變因此,橡膠可以作為壓緊密封或漲緊密封. 橡膠長期處于壓縮狀態(tài),會發(fā)生永

24、久變形. A) 溫度對橡膠影響: 溫度對橡膠的性能影響很大,橡膠的使用溫度范圍: 普通為-30ºC-90ºC;氟橡膠-40-250ºC; 丁晴橡膠為-25150ºC . 2) 硅橡膠: 硅橡膠使用溫度-100-350 ºC,硬度在4565(HS)間,氣體滲漏率較大,只能用于低真空系統(tǒng).金屬密封:1.金屬密封圈優(yōu)點: 1) 放氣很少; 2) 耐高溫. 缺點: 1) 彈性差,密封力要求很大; 2)重復(fù)使用性差,一般只能使用一次. 3) 加工精度要求高; 4) 有膨脹系數(shù)匹配問題(在高溫烘烤下).2. 常用密封材料: 鋁,銅,金 鋁可用AlSi(35

25、%)合金,能耐400-500 ºC,不和水銀反應(yīng). 350 ºC退火1H, NaOH清洗后, 1600MPa壓力壓緊;銅用無氧高導(dǎo)銅,950 ºC燒氫,需要更大密封力; 金質(zhì)軟延展性好,化學(xué)穩(wěn)定性好,可重復(fù)加工使用,密封性好,20MPa壓力壓緊. 3.6雜質(zhì)氣體對放電燈性能的影響3.6.1雜質(zhì)氣體對高壓汞燈放電過程的影響目前在高壓汞燈制作過程中,已經(jīng)能夠有效的將燈內(nèi)的雜質(zhì)氣體進(jìn)行清除,那么這些雜質(zhì)氣體為何還是源源不斷的出現(xiàn)，其原因是由于外玻璃管含有大量的羥基。在燈工作時,波長小于300 nm的紫外輻射能夠進(jìn)入玻璃管內(nèi)部深處,將羥基分解為游離態(tài)的氫,這些氫能夠輕而易

26、舉的通過石英材料進(jìn)入放電管內(nèi)部成為氣體。這些雜質(zhì)氣體將嚴(yán)重影響燈的啟動和放電的進(jìn)行,具體的來說就是氫是強還原的物質(zhì)，很容易得到電子，燈的先期啟動就是靠電極粉發(fā)射的電子轟擊氬氣，使得氬氣輝光放電，從而發(fā)光升溫，促使汞汽化。如果燈內(nèi)有氫氣，會發(fā)生消電離作用，將電極粉發(fā)射的電子吸收了，氬氣將很難發(fā)生氣體放電，先期啟動不順利，燈將很難啟動，但燈始終重復(fù)著啟動，頻繁的啟動使電極受損增加了電弧管發(fā)射材料的濺射等不利因素。高壓汞燈有很強的藍(lán)綠光的輻射和長波紫外輻射。但缺乏暖色光譜輻射,通常補救的辦法是在高壓汞燈外泡殼的內(nèi)壁上涂上一層銪激活的釔釩酸鹽。此物質(zhì)的色光譜線較強,雖然初涂層發(fā)出的是單一的柔光,但是涂

27、層中的一些高級物質(zhì)仍然能夠發(fā)出暖色調(diào)的光Tc - 3 800 K,因此使高壓汞燈能較好地滿足那些對于光色要求不高的室內(nèi)照明。但消除高壓汞燈內(nèi)部的雜質(zhì)氣體,必須通過裝置消氣劑等措施加以解決。3.6.2 雜質(zhì)氣體對高壓鈉燈放電過程的影響特殊金屬鈮,有與氧化鋁非常接近的膨脹系數(shù),所以通過低熔點玻璃材料可直接與氧化鋁陶瓷燈管直接封接,但是金屬鈮及其容易與活潑的氧氣和氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使得鈮發(fā)硬發(fā)脆。所以高壓鈉燈的電弧管在制作和安裝時需要有效的保護(hù),保持其高的真空度才能維持燈的全壽命和防止其表面受到腐蝕,而且燈管內(nèi)不允許有雜質(zhì)氣體的氧氣和氫氣存在。另外氫氣能夠滲透過Al2O3 陶瓷管對電極進(jìn)行腐蝕。而陶

28、瓷管外存在的氫氣與陶瓷管Al2O3 發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生沉淀：Al2O3+ 3H2 3H2O + 2Al沉淀往往是由于管壁溫度過高( 1 250 1 850 )而引起的。沉淀在外泡殼上形成一層自吸收層,為了防止這一現(xiàn)象的出現(xiàn)外泡殼的氫氣分壓必須在10100 毫巴以下,亦即所充填的氬氣必須十分純凈，必須達(dá)到氣體密度為1.650kg/m3以上。3.6.3 雜質(zhì)氣體對金屬鹵化物燈放電過程的影響雜質(zhì)氣體對于金鹵燈的影響遠(yuǎn)比其他放電燈要大得多。其中雜質(zhì)氫氣會使得鈉減少,少量的鈉和氫氣會進(jìn)入電弧管。其過程,首先在電弧管開始工作時Na 開始電離出鈉離子和碘離子,接著鈉離子向電弧管內(nèi)壁移動,并透過電弧管進(jìn)入外泡殼。

29、同時,在外泡殼的一些氫原子向電弧管靠近,在高溫紫外線的輻射下電離成氫原子,并進(jìn)一步形成氫離子和電子。此后放電管外側(cè)的鈉離子獲得電子形成原子,由于放電管溫度高,鈉蒸氣向外泡殼冷端移動并沉積。最后氫離子透過石英玻璃管進(jìn)入內(nèi)放電管,捕獲自由電子。外泡殼內(nèi)電弧管外的氫氣能使放電管內(nèi)的鈉會逐步地從電弧管上析出,從而調(diào)節(jié)金屬鹵化物的最佳比。雜質(zhì)氣體水蒸氣滲透到電弧管內(nèi)部不但使金屬鹵化物受潮濕而且水蒸氣在電極上分離成為氧氣和氫氣從而影響了電弧管的啟動和重復(fù)啟動,且阻止了鈉從電弧管析出,影響金鹵燈的輻射光譜。雜質(zhì)氧氣與電弧管內(nèi)不同的金屬作用形成穩(wěn)定的氧化物,改變了金屬鹵化物的比例,最終也會導(dǎo)致金屬鹵化物燈的輻

30、射光譜改變。金屬鹵化物燈在可見光區(qū)域產(chǎn)生連續(xù)光譜輻射,但當(dāng)雜質(zhì)氣體會影響它的光譜輻射,使燈的光色變差。金鹵燈具有高光效的優(yōu)點,顯色性可達(dá)到7090?？捎糜诮ㄖ铩㈦娨曓D(zhuǎn)播、露天運動場、高級飯店和其它戶外區(qū)域。近年來金屬鹵化物燈逐步取代用于室內(nèi)照明的鹵鎢燈的趨勢,已為人們所公認(rèn)。綜上所述，氫氣和氧氣是所有氣體放電燈的共同雜質(zhì)，氧氣主要影響方面是會氧化原材料，使原材料發(fā)生硬化或失效，從而減短了燈的壽命，也會影響燈的輻射光譜，使燈光色變差，金鹵燈就是會因為氧氣和金屬結(jié)合成氧化物從而改變了金屬鹵化物的比例，導(dǎo)致光譜輻射變差。氫氣對于高壓汞燈會是其難以啟動；對于鈉燈它會硬化鈮金屬，同時會滲透Al2O3陶

31、瓷管腐蝕電極，高溫時還會腐蝕陶瓷管產(chǎn)生沉淀；對于金鹵燈，雜質(zhì)氣體對于金鹵燈的影響遠(yuǎn)比其他放電燈要大得多，尤其是氫氣，不過外泡殼內(nèi)電弧管外的氫氣能使放電管內(nèi)的鈉會逐步地從電弧管上析出,從而調(diào)節(jié)金屬鹵化物的最佳比，是有益處的，不過過多的氫氣也是不行的，隨著鈉的析出，放電管內(nèi)的氫也同樣增加，將嚴(yán)重影響燈的啟動。三種放電燈中金鹵燈對于雜質(zhì)的把握要求最高，雜質(zhì)對鈉燈的影響比較典型，而雜質(zhì)對高壓汞燈的影響是最普遍也是顯而易見的。4 如何提高真空衛(wèi)生雜質(zhì)的引入主要來源于設(shè)備、人為操作、材料，也與環(huán)境有一定關(guān)系，要提高真空衛(wèi)生就要從這幾個方面著手解決。4.1 設(shè)備設(shè)備的意外停機或停機48小時以上，都會帶來真空

32、衛(wèi)生問題，機臺的停機就意味著問題的到來，停機48小時以上，機臺重新運作不可能立刻達(dá)到最佳狀態(tài)，所以對于這種情況一定要立刻處理。機臺意外停機，要立刻派相關(guān)技術(shù)人員排除故障，故障很有可能就是哪里漏氣或者某個工序供應(yīng)出錯，影響了真空衛(wèi)生，重新運作后還要繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)再確認(rèn)，隨時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，合格后才能正常生產(chǎn)。真空泵是與真空衛(wèi)生直接掛鉤的，真空泵的作用是將內(nèi)管中的氣體抽成真空，然后注入高純氬，所以如果真空泵除了什么問題的話，將直接影響真空衛(wèi)生。真空泵一般不會出多大問題，但要時常維護(hù)，要按照有關(guān)規(guī)定更換泵油，每次保養(yǎng)需要打開氣鎮(zhèn)閥放氣30分鐘，在日常生產(chǎn)中應(yīng)該觀察真空儀表的讀數(shù)（關(guān)機時真空為10的-2數(shù)

33、量級，開機時為10的-1數(shù)量級）。 生產(chǎn)中用到的設(shè)備主要有接管機，電焊機，夾封機，排氣機，很多機器都會有許多真空元件，這些元件要時刻保持清潔，才能保證真空衛(wèi)生。清洗時，先用金屬清洗劑的水溶液清洗掉油污，再用水性砂紙打磨管道接頭，然后用丙酮清洗，清洗后用氮氣吹干，之后再用乙醇清洗，氮氣吹干，再用溫火烘烤并通氮氣去除雜質(zhì)，最后用干抹布包好。這樣才能真正保證真空元件是絕對干凈的，不會影響真空衛(wèi)生，引入雜質(zhì)。各機臺在運行時，它的參數(shù)不一定是一直不變的，所以有時候會出現(xiàn)差錯從而引入雜質(zhì)，比如夾封機在夾封時夾不死或夾電極，出現(xiàn)氣泡氣線，這些都是造成漏氣的原因，嚴(yán)重影響真空度，所以要隨時抽樣檢查外觀，發(fā)現(xiàn)不

34、正常立刻停產(chǎn)整修；排氣機在抽真空并注入汞和高純氬時，它的標(biāo)準(zhǔn)時隨時在波動的，不能時刻保證汞量和氬氣純度，所以要隨時注意真空儀表讀數(shù)，并抽樣檢查汞量，有誤及時排除；電焊機在電焊，包括夾封機夾封電極時都是在高溫下進(jìn)行的，所以電極容易被氧化，在氮氣的氛圍下電焊則好的多，在夾封機中通氮氫混合氣起到雙重保護(hù)，即使電極被氧化，但氫氣是還原性氣體，在高溫下會把氧化的部分又還原回去，是個不錯的方案。大部分機臺都要用到火，火在煅燒石英管的時候火溫應(yīng)該是遞增的，如果火溫不均勻，會使石英管應(yīng)力變大，用以裂紋，導(dǎo)致漏氣，夾封時燒火不均勻更會影響夾封質(zhì)量，從而影響真空衛(wèi)生，所以要時刻觀察火的顏色，火頭的情況，隨時用火頭

35、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)火的狀態(tài)，使生產(chǎn)正常運作。4.2材料各種金屬和玻璃材料的表層和內(nèi)部都含有雜質(zhì)氣體，主要是吸附的水汽和空氣，以及表面的油污灰塵，在材料的搬運和儲存時也會引入這樣的雜質(zhì)，對于這些我們可以進(jìn)行清洗和凈化。去油污：礦物油可用有機溶劑去油,動植物油可由堿液去除；去氧化層：使用各種酸除去相應(yīng)的氧化層，比如:鉬的清洗:鉻酸液(CrO3,100g+H2SO4,30ml+H2O,1000ml) 浸泡5min,水沖凈,5%HcL浸2min,水沖凈2%氨水中和,水沖凈,去離子水沖凈,無水乙醇脫水,烘干 不銹鋼清洗: HcL: HNO3: H2O=5.5:2:2.5再加2.5%尿素，在70 ºC下

36、清洗鎳的清洗: HNO3,290ml+ H2SO4,150ml+ H2O,60ml (強侵蝕) ，浸泡5S去C：用燒氫的方法燒氫可以去除金屬材料內(nèi)部的氧，改善材料的物理和化學(xué)性質(zhì)，比如式材料變的較軟，但不是所有的金屬都可以燒氫，比如鈮和鋰就不能燒氫，會和氫發(fā)生反應(yīng)。材料在生產(chǎn)工序中，甚至暴露在空氣中時間過長，都可能造成二次污染，對于這種情況,我們可以用加熱法，使材料中的水汽和雜質(zhì)氣體擴散出來。4.3人為操作和環(huán)境對于人為操作主要是要求員工有良好的自覺性和責(zé)任感。嚴(yán)格執(zhí)行工藝衛(wèi)生規(guī)定佩戴手套和手指套，材料存放在有保護(hù)的環(huán)境內(nèi)，保持操作工具的清潔，同時不斷對員工進(jìn)行知識培訓(xùn)，使認(rèn)識到真空衛(wèi)生的重要

37、性，從而指導(dǎo)行動。真空衛(wèi)生是一個虛的東西，我認(rèn)為是不能忽略人為的小細(xì)節(jié)的。只有人人都意識到了真空衛(wèi)生，才能從根本上解決真空衛(wèi)生問題。 環(huán)境影響主要是溫度和濕度，溫度的變化會使材料內(nèi)的雜質(zhì)含量隨溫度的變化而變化，某些材料在高溫下易氧化；濕度越大，空氣中的水分就越多，這對排氣質(zhì)量的要求就更高，材料會隨著濕度的增大而吸收更多的水分。不過環(huán)境因素影響不大，也可以人為干預(yù)，比如可以在空調(diào)環(huán)境下恒溫工作，濕度也可以用干燥和加濕器來改變。6高壓汞燈的未來近30年來，作為固體光源的半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）取得了重大突破，燈的光效增加了100倍，成本下降10倍，近幾年又突破單一顏色的局限性向白色光照明邁進(jìn)。二

38、極管與電燈泡相比，體積更小，壽命更長，對環(huán)境的危害也更小。單單電費一項，它就可以為人類每年節(jié)省數(shù)百億英鎊。它可以連續(xù)使用10萬個小時，相當(dāng)于11年的時間。科學(xué)家預(yù)言，電燈泡的歷史任務(wù)即將完成，人類即將進(jìn)入發(fā)光二極管時代。 以氮化鎵為基礎(chǔ)的高亮度白光發(fā)光二極管（LED）因其節(jié)能、壽命長、環(huán)保等優(yōu)點，將逐步取代現(xiàn)有的白熾燈和熒光燈。雖然高壓汞燈有光效低的不足之處，但它的生產(chǎn)工藝簡單，成本低、使用方便，特別是自鎮(zhèn)流高壓汞燈的應(yīng)用方式與白熾燈類同，因此在發(fā)展中國家的農(nóng)村、城鎮(zhèn)還有較大市場，預(yù)計在不久的未來，高壓汞燈將逐步被光效更高，光色更好的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈所替代，當(dāng)LED發(fā)展更先進(jìn)之后，日常照明即將進(jìn)入LED時代。雖然新興高科技光源在不久的將來代替了高壓汞燈，但高壓汞燈也在照明史上留下了輝煌的史跡。結(jié)論我們主要講述了真空衛(wèi)生對于高壓高壓汞燈性能影響的重要性，真空衛(wèi)生也叫工藝衛(wèi)生，是照明行業(yè)的專業(yè)術(shù)語，簡單的說就是燈中只有想要的沒有不想要的！燈中工作物質(zhì)是氬氣和汞蒸氣，除此之外所有的物質(zhì)均為雜質(zhì)，引入雜質(zhì)的燈就是不衛(wèi)