固汞的特性及應(yīng)用

1、固汞的特性及應(yīng)用佛山市柯維光電有限公司何志明佛山市靈柯照明器材有限公司2008-5-5修改稿、固汞的優(yōu)缺點(diǎn)、固汞的分類三、固汞的特性四、如何選擇固汞五、直管型熒光燈用固汞六、緊湊型熒光燈裸燈用固汞七、螺旋管裸燈用固汞八、帶罩緊湊型熒光燈用固汞九、銦（In）網(wǎng)十、結(jié)束語(yǔ)一、固汞的優(yōu)缺點(diǎn)各國(guó)都在尋求降低能耗、減少有害物質(zhì)排放的辦法，緊湊型熒光燈作為成熟的高效光源， 將迎來空前發(fā)展，隨著減少有害物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格實(shí)施，熒光燈降低汞污染的形勢(shì)將更加緊 迫。液汞由于表面張力難于微量準(zhǔn)確稱量，微量液汞粒難于注入燈內(nèi)，液汞耗散在生產(chǎn)場(chǎng)地難以清理干凈，不利環(huán)保；液汞在高于60 C溫度下，汞蒸汽壓大于 3.0Pa

2、，光輸出明顯降低固汞能準(zhǔn)確控制燈內(nèi)的注汞量，容易注入燈內(nèi)，能有效降低生產(chǎn)場(chǎng)地的汞污染，降低燈壽命期結(jié)束后對(duì)環(huán)境造成的污染；部分固汞能使高管壁負(fù)載的緊湊型熒光燈獲得高光效。固汞取代液汞是目前較理想的選擇，也是發(fā)展的方向，國(guó)內(nèi)外制燈企業(yè)正加快固汞取代液汞的步伐。固汞也有一些缺點(diǎn)：成本高，光輸出爬升慢等。二、固汞的分類我國(guó)古代將“合金”稱為“齊”，汞與其它金屬組成的合金叫汞齊。汞齊種類很多，也有多種制造方法。燈用汞齊有：Zn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg 等，也包括Zn、Ni、Hg圓 柱體汞齊。固態(tài)汞指汞大部分以微細(xì)汞粒形式吸附在載體中的含汞固體混合物。如：Fe、Cu等金屬與汞組成

3、的圓柱體固態(tài)汞，該固態(tài)汞中也含極少部分汞齊，這種固態(tài)汞汞蒸汽壓溫度特性幾 乎與液汞完全一樣。我們將汞齊和固態(tài)汞統(tǒng)稱為固汞，固汞常溫下呈固體態(tài)。1、固汞按制造方法、顆粒形狀分：熔融滴制法，顆粒為球體，產(chǎn)品有Zn-Hg、Sn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Sn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg、In-Pb-Hg 等球丸；壓制法，顆粒常為圓柱體，產(chǎn)品有Zn、Ni、Hg圓柱體汞齊，F(xiàn)e、Cu、Hg圓柱體固態(tài)汞。2、固汞按控制汞蒸汽特性可分為兩大類：一類是非控制汞蒸汽壓型，包括固態(tài)汞和部分汞齊。這類固汞特點(diǎn)： 汞蒸汽壓隨固汞溫度變化的規(guī)律與液汞接近，溫度低，汞蒸汽壓低，溫度高，汞蒸汽壓高，

4、 參照汞蒸汽壓溫度特性曲線圖1。 光輸出從90%到100%波動(dòng)對(duì)應(yīng)的連續(xù)的工作溫度區(qū)域一一下稱T90約18 C，光輸出從95%到100%波動(dòng)對(duì)應(yīng)的連續(xù)的工作溫度區(qū)域下稱T95約13 C,缺乏一個(gè)使光輸出穩(wěn)定的較寬的工作溫度區(qū)域。 低溫或常溫下飽和汞蒸汽壓略小于液汞。這類固汞一般均不需要輔助In網(wǎng)幫助啟動(dòng)，用于代替液汞另一類為控制汞蒸汽壓型，如：Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg、In-Pb-Hg 等，這類固汞適用于T5、T4，能在較寬的溫度區(qū)域?qū)⒐羝麎嚎刂圃?PT4（T4管所需的最佳放電汞蒸汽壓 Po）附 近，固汞工作于較高的溫度下仍可使燈獲得高光效?？刂乒羝麎盒凸坦S各金屬元素組份

5、 不同，其工作溫度區(qū)域 T90 AT95不同。AT90 般大于35 C，AT95大于25 C。控制汞 蒸汽壓型固汞一般均需要輔助In網(wǎng)幫助啟動(dòng)。常用非控制汞蒸汽壓型固汞及控制汞蒸汽壓型固汞如下：周態(tài)汞 Fe. Cu,曲圓柱體同汞* Zn. Ni, Hg圓柱體固汞”非控制汞蒸汽用空固汞 （代替液汞型）固汞J低溫汞齊Z11_Sn_HeSn-Hg Bi-Sn-HgIZn-Hg、Bi-Zn-Hg控制汞蒸汽汗型固汞高溫汞齊Bi-Pb-Sn TigBl-In UgIn-Pb-Hg3、固汞按熔融溫度高低分為：高熔融溫度固汞（一般指熔融溫度高于180 C），低熔融溫度固汞（一般指熔融溫度低于180 C）o常用

6、高熔融溫度固汞及低熔融溫度固汞如下:C Fe. Oi. Hg圓柱體固痕 液相點(diǎn)330-CZn. Ni. Hg圓柱體固痕 液相點(diǎn)330C廠冷熔融溫度固汞（可用于自動(dòng)注粧圓排氣機(jī)；5H即求幾（50%）2n-Sn-Hg球丸（18%） Sn-Hg俅丸（20%） Bi -Zn-Hg 球丸役川點(diǎn)330 T液相點(diǎn)r Bi-SiHfe 球丸低熔融溫度固汞J Bi-Pb-Sn-Hg球丸（不宜用尸自功Bi-IrrHg球丸注東則IT卜兒）Gn Pb-Hg球丸液* |j130*CM+ll/X P Bi PIn P Sn四、如何設(shè)計(jì)選擇固汞？1、選擇固汞前應(yīng)明確： 最佳發(fā)光效率對(duì)應(yīng)最佳汞蒸汽壓 Po。253.7nm 輻

7、射效率與汞蒸汽壓有關(guān)，當(dāng)汞蒸汽壓 小于最佳汞蒸汽壓Po，隨汞蒸汽壓升高，汞原子碰撞機(jī)會(huì)增多，253.7nm的輻射效率提高， 當(dāng)汞蒸汽壓高于最佳汞蒸汽壓 Po，隨汞蒸汽壓升高，汞原子產(chǎn)生的 253.7nm 輻射被相鄰汞 原子吸收，即共振吸收，253.7nm輻射效率降低。 管徑、管電流密度不同的燈，需要的最佳汞蒸汽壓Po值不同。不同規(guī)格的燈使用同一固 汞其光輸出隨汞蒸汽壓變化的規(guī)律不同。 固汞和液汞的汞蒸汽壓在低氣壓氣體放電燈中均為飽和汞蒸汽壓，不同固汞飽和汞蒸汽 壓為為同一 Po值所對(duì)應(yīng)的溫度不同。 隨固汞的放置位置、燃點(diǎn)方向不同，燈內(nèi)的汞原子分布存在梯度，汞原子會(huì)向更低汞蒸 汽壓的冷端遷移。2

8、、固汞使用原則：能用低溫固汞的不用中溫固汞，能用中溫固汞的不用高溫固汞。一方面是啟動(dòng)爬升性能：低溫固汞優(yōu)于中溫固汞，中溫固汞優(yōu)于高溫固汞。另一方面是成本：低溫固汞低于中溫固汞， 中溫固汞低于高溫固汞。選擇使用固汞的步驟：1、確定固汞的類型。 管徑、電流密度決定最佳汞蒸汽壓 Po。 固汞放置的位置、燈的結(jié)構(gòu)決定了固汞的溫度。 燈的離散性、燃點(diǎn)方式及相應(yīng)的參數(shù)要求，決定了固汞的工作溫度區(qū)域。如要同時(shí)保證 燈頭朝上與燈頭朝下燃點(diǎn)的光通輸出，應(yīng)選擇工作溫度區(qū)域?qū)挼墓坦?確定固汞的類型要同時(shí)分析清楚燈內(nèi)除固汞外的控制、影響汞蒸汽壓的控制源，這種控 制作用給燈帶來什么影響，避免多個(gè)控制源引起燈長(zhǎng)時(shí)間不穩(wěn)定

9、。工作溫度與對(duì)應(yīng)固汞選擇表工作溫度對(duì)應(yīng)固汞備注35-60 CZn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg、Sn-Hg、T8、T5 不宜用 Sn-Hg、Bi-Sn-Hg、Zn-Ni-Hg、Fe-Cu-Hg。Bi-S n-Hg50-75 CBi-Pb-Sn-Hg (12% )65-95 CBi-Pb-S n-Hg(4.5)由于熔融溫度的原因建議不超過95 C使用65-100 CBi-Pb-Sn-Hg(3.5% )由于熔融溫度的原因建議不超過100 C使用75-110 CBi-In-Hg (5% )由于熔融溫度的原因建議不超過110 C使用100-135 CIn-Pb-Hg (4% )135 C以

10、上In-Pb-Hg注：（）內(nèi)的百分?jǐn)?shù)表示含汞百分比。2、確定固汞的大小和粒數(shù)。 根據(jù)排氣管的大小，確定固汞的大小。 燈內(nèi)注汞量及每個(gè)固汞顆粒含汞量決定固汞的顆粒數(shù)。一般固汞不宜放入燈內(nèi)，避免劃粉。如將固汞放入燈內(nèi)應(yīng)使用小顆粒，避免小顆粒熔融變成大顆粒，固汞放入燈內(nèi)還應(yīng)考慮固汞的耐轟擊特性。3、制定配套工藝包括固汞注入方式及保證排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度。 固汞的型號(hào)決定了其熔融溫度。 熔融溫度高的固汞可采用固汞上注入的全自動(dòng)圓排氣機(jī)， 熔融溫度低的固汞不宜采用固汞上注入的全自動(dòng)圓排氣機(jī)，排氣管朝上的全自動(dòng)圓排氣機(jī)由 于燈管離開烘箱后排氣管溫度仍然很高，固汞下落并存放于排氣管中，熔融溫度低的固汞會(huì) 軟化變形

11、、熔融掉入燈內(nèi)。使用熔融溫度低的固汞建議使用排氣管朝下的圓排氣機(jī)生產(chǎn)，固 汞采用機(jī)械或人工預(yù)注入方式。 固汞置于排氣管中，固汞溫度與排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度和固汞限位方式密切相關(guān)，制燈工藝應(yīng) 滿足排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度和放置方便的需要。從生產(chǎn)場(chǎng)地環(huán)境及固汞保護(hù)考慮，固汞自動(dòng)注入裝置應(yīng)加冷卻水套將溫度控制在25 C以下，并同時(shí)采用惰性氣體密閉保護(hù)，可減少汞向生產(chǎn)場(chǎng)地?cái)U(kuò)散，避免固汞由于高溫、轉(zhuǎn)動(dòng)引 起溢汞粘連。4、根據(jù)排氣管的留長(zhǎng)長(zhǎng)度決定整燈的結(jié)構(gòu)。選擇固汞一般可按上述順序設(shè)計(jì)，但前后順序又交互影響，要綜合考慮，整體設(shè)計(jì)，在此 不一一列出。以下就最常用的幾種燈及所用固汞作一介紹。五、直管型熒光燈用固汞目前國(guó)內(nèi)T8、

12、T5直管型熒光燈固汞放置有兩種方式， 一種是置于燈內(nèi)，優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)方便， 成本低；缺點(diǎn)是燈在振動(dòng)的儲(chǔ)運(yùn)過程中易劃粉，選擇這種工藝應(yīng)考慮盡可能使用高含汞量、 熔融溫度高的小顆粒球丸固汞，放多粒，涂層加固著劑。用熔融溫度高的固汞是為了避免固 汞在全自動(dòng)圓排機(jī)排氣后粘連，小顆粒變成大顆粒。另一種方法是置于排氣管中：1、確定固汞的類型。首先應(yīng)測(cè)試排氣管的溫度，方法是在燈頭中開小孔將點(diǎn)溫探頭固定在對(duì)應(yīng)固汞位置的排氣管外壁，在燃點(diǎn)條件下測(cè)試排氣管外壁溫度，40-45 C可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，Zn-Hg 球丸，Zn-Sn-Hg 球丸，45-55 C可用Bi-Zn-Hg 球丸。T8、T

13、5直管型熒光燈常溫25 C下燃點(diǎn)，排氣管內(nèi)的溫度較低，應(yīng)選擇使用工作溫度低、低溫下汞有效率高的固 汞代替液汞。T8、T5直管型熒光燈不宜使用含汞量低的 Zn-Hg （如含汞20-30% ）、Zn-Sn-Hg （如含汞20-35% ），低含汞量的固汞工作溫度略高，低溫汞有效率低，不符合燈的需要。在試驗(yàn) 條件下我們測(cè)得：Zn-Hg（含Hg 50%）在50 C、90 C汞有效率約為90%，Zn-Hg（含Hg 20%） 汞有效率約為55%，Zn-Sn-Hg（含Hg 48%）汞有效率約為88%。造成上述固汞汞有效率不 能達(dá)到100%是由于一部分汞溶解在Zn中不能釋放，一部分汞與Sn結(jié)合成化合物，在測(cè)試

14、溫度下釋放慢的緣故。T8、T5直管型熒光燈用固汞的金屬成分中應(yīng)避免使用Cu，Sn含量盡量低。2、確定固汞的大小和粒數(shù)。T10、T8、T5直管型熒光燈排氣管普遍較大，一般用一粒即可。 、采用夾扁排氣管使固汞置于排氣管內(nèi)的方法時(shí)，為保證排氣抽氣速率，夾扁不宜過深，同時(shí)又要阻止固汞掉入燈內(nèi)，應(yīng)選擇大顆粒固汞，可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，這種方法芯柱制造成本低，固汞成本略高； 、采用大排氣管內(nèi)置一短小排氣管使固汞置于排氣管內(nèi)的方法時(shí)，固汞顆?？尚⌒捎肍e、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，也可用Zn-Hg球丸，Zn-Sn-Hg 球丸，這種方法 芯柱制造成本高，固汞成本略低。

15、3、制定配套制燈工藝。上述固汞熔融溫度均較高，可采用固汞上注入的全自動(dòng)圓排氣機(jī)生產(chǎn)，排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度應(yīng) 使固汞溫度與固汞的工作溫度相適應(yīng)4、根據(jù)排氣管的留長(zhǎng)長(zhǎng)度決定整燈的結(jié)構(gòu)在粗管徑直管型熒光燈中排氣管內(nèi)溫度較低，如縮短排氣管的留長(zhǎng)長(zhǎng)度，仍不足以提高固 汞的溫度，可考慮對(duì)燈頭泥材料或燈頭上稍作改進(jìn)，進(jìn)一步提高固汞的溫度來提高光輸出?？紤]未來燈內(nèi)含汞量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步降低的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)考慮同一圓排氣機(jī)在不同時(shí)間使用 三基色粉（固汞含汞量小于 5mg ）和鹵粉（固汞含汞量小于10mg ）生產(chǎn)更替方便，建議使 用壓制生產(chǎn)的固汞。女口 Fe、Cu、Hg圓柱體固汞，Zn、Ni、Hg圓柱體固汞。這種固汞可以 做

16、到含汞量2.5mg、4.5mg、9.0mg的顆粒均為同一尺寸，使用時(shí)不會(huì)因?yàn)槿酆望u粉 轉(zhuǎn)換而需要更換固汞裝置。這種固汞通過添加 Fe、Cr、Ni等金屬粉使固汞性能不改變而顆粒 變大，熔融法生產(chǎn)的球體固汞要保證固汞性能不改變而顆粒變大是難以實(shí)現(xiàn)的。Fe、Cu、Hg固汞不易出現(xiàn)汞回吸，但表面易溢汞，引起顆粒含汞量不均勻，對(duì)運(yùn)輸儲(chǔ) 存條件要求高。Zn、Ni、Hg固汞表面不易溢汞，顆粒含汞量均勻，運(yùn)輸儲(chǔ)存條件要求低，常 溫汞回吸比Sn-Hg要少，綜合性能較好。球體的Zn、Ni、Hg固汞使用更方便，是我們期盼 的一種較理想球丸。六、緊湊型熒光燈裸燈用固汞緊湊型熒光燈由于排氣管內(nèi)徑較小，一般使用球丸

17、形固汞。1、確定固汞的類型。當(dāng)固汞放于排氣管中，固汞溫度可能達(dá)到100 C,使用中、高溫固汞成本高，需要輔助 In網(wǎng)，生產(chǎn)工序復(fù)雜。是否一定要用中、高溫固汞呢？在燈頭朝上燃點(diǎn)時(shí)，固汞溫度約 100 C,我們可以將三U管分為六支直管來分析，放固 汞的一支，固汞端為熱端（約100 C）,另一彎管端為冷端（如45 C）,如使用低溫固汞，熱 端汞蒸汽壓均遠(yuǎn)大于Po，在這支直管中汞蒸汽壓呈梯度分布，發(fā)光效率略低，但另五支直管 中汞蒸汽壓受冷端控制，發(fā)光效率高，燈總的發(fā)光效率接近液汞。這種情況下，盡管固汞溫 度達(dá)到100 c,但只要控制好冷端溫度，燈發(fā)光效率仍然很高，燈長(zhǎng)時(shí)間燃點(diǎn)后，固汞中的 汞主要沉積在

18、冷端，燈由微動(dòng)態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)，完全可以用低溫固汞。在燈頭朝下燃點(diǎn)時(shí)，固汞溫度約 85 C,無合適冷端，燈發(fā)光效率低，但可加長(zhǎng)排氣管的 長(zhǎng)度，降低固汞溫度或另設(shè)置冷端，使固汞溫度處于Po對(duì)應(yīng)最佳工作溫度，提高燈的發(fā)光效率。雙U緊湊型熒光燈類似。裸露式雙U、三U、雙n、三n、雙u n、三u n緊湊型熒光燈從燈發(fā)光效率考慮，在燈頭 朝上燃點(diǎn)時(shí)，Zn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg、Sn-Hg、Bi-Sn-Hg 均可置于排氣管中使用, 使用成本低。不同固汞工作溫度不同，低溫汞飽和蒸汽壓也不同。在試驗(yàn)條件下，我們通過對(duì)T4管的測(cè)試，測(cè)得幾種代替液汞的固汞光輸出隨固汞溫度變化 特性曲線如圖2、圖3

19、。圖2I JUICO%（注：CWIRB 為 Bi-Sn-Hg , CWLS 為 Zn、Ni、Hg 圓柱體固汞，CWISB 為 Sn-Hg ,CWARB為Bi-Zn-Hg , CWAIB為Zn-Sn-Hg 后面的數(shù)字表示含汞比例。）低溫汞飽和蒸汽壓：10 C飽和汞蒸汽壓：液汞 CWIS-20 CWARB-15CWAIB-48 Zn-Hg （50%） CWIRB-15CWLS-20, 25C飽和汞蒸汽壓：液汞 CWISB-20 CWAIB-48 CWARB-15 CWLS-20 CWIRB-15 Zn-Hg （50%）。啟動(dòng)性能除了考慮低溫汞飽和蒸汽壓，還要考慮汞回吸的影響，除Fe、Cu、Hg固汞

20、外，目前所有固汞產(chǎn)品均存在汞易回吸現(xiàn)象，不同固汞回吸速度、回吸量不同，由于常溫真實(shí)狀 態(tài)下測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，目前測(cè)試數(shù)據(jù)不充分。理論上Sn-Hg、Bi-Sn-Hg由于合金中Sn與Hg原子數(shù)之比較大，易形成化合物，汞較易回吸；另外Sn-Hg、Bi-Sn-Hg合金表面光亮致密，汞蒸發(fā)速度慢，燈如未經(jīng)烤汞釋汞，長(zhǎng)期存放后，易引起燈的光輸出爬升慢。Zn-Hg、Bi-Zn-Hg 也存在汞回吸現(xiàn)象，在43 C以下，Zn與Hg也有化合物，Bi與Hg不會(huì)形成化合物，從形成 化合物的角度看，Bi-Hg、Bi-Z n-Hg （少量Zn ），燈常溫長(zhǎng)期存放后，汞不易回吸燈，這一 點(diǎn)還有待更多的測(cè)試數(shù)據(jù)證明。Bi-Sn-H

21、g存在類似Sn-Hg長(zhǎng)期存放后光輸出爬升慢的問題， 部分企業(yè)使用Bi-In-Sn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg ，不加In網(wǎng)尤其要注意燈長(zhǎng)期存放后的爬升特性， 因?yàn)镮n、Pb吸汞能力更強(qiáng)。綜合考慮我們建議緊湊型熒光燈裸燈使用Zn-Hg、Zn-Sn-Hg （含Sn應(yīng)低于15% ）、Bi-Z n-Hg2、確定固汞的大小和粒數(shù)。排氣管內(nèi)徑大于 1.8mm 可選擇一粒 Bi-Zn-Hg，排氣管內(nèi)徑大于 1.4mm 可選擇一粒Zn-Hg或Zn-Sn-Hg，排氣管內(nèi)徑小于1.2mm可選擇兩粒Zn-Hg或Zn-Sn-Hg。典型Zn-Hg、Zn-Sn-Hg由于含汞比例高，顆粒小，典型Bi-Z n-Hg由于含汞

22、比例低，顆粒大。目前市場(chǎng)上 這三種固汞的含汞量分別為：Zn-Hg 含Hg 50%、Zn-Sn-Hg 含Hg 40-50%、Bi-Zn-Hg 含Hg 10-15%。3、制定配套制燈工藝。Zn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg固汞熔融溫度均較高，可采用固汞上注入式全自動(dòng)圓排氣機(jī)。燈頭朝下燃點(diǎn)時(shí)，排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)，使固汞溫度與固汞的工作溫度相適應(yīng)；也可 另設(shè)制一冷端。4、根據(jù)排氣管的留長(zhǎng)長(zhǎng)度決定整燈的結(jié)構(gòu)。在電子節(jié)能燈中，電子整流器線路板上應(yīng)留孔并滿足排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度的要求，保證固汞的 溫度符合設(shè)計(jì)要求，固汞的溫度不僅由燈的規(guī)格、排氣管留長(zhǎng)長(zhǎng)度決定，也和電子整流器性 能及整燈的結(jié)構(gòu)有關(guān)。七

23、、螺旋管裸燈用固汞我們可將螺旋管拉直為單U管來分析，單U管又可分成兩支直管來分析：燈頭朝上燃點(diǎn)時(shí)，放固汞的一支，固汞端為熱端（約100 C）,另一端為冷端（如50 C）， 如使用低溫固汞，固汞端汞蒸汽壓均遠(yuǎn)大于 1.6Pa，在這支直管中汞蒸汽壓呈梯度分布，但螺 旋管不同于U型管，結(jié)構(gòu)更緊湊，從熱端至 60 C端的發(fā)光段長(zhǎng)較長(zhǎng)，這一段發(fā)光效率很低， 整支燈的發(fā)光效率也較低，只有最佳的 88%-95%，具體每種燈規(guī)格不同，但普遍偏離最佳發(fā)光效率，色溫也略高于熒光粉固有的色溫?zé)纛^朝下燃點(diǎn)時(shí)，固汞的溫度約為 85 C,無合適冷端，發(fā)光效率比燈頭朝上燃點(diǎn)時(shí)更低，整支燈的發(fā)光效率只有最佳的83%-90%，

24、遠(yuǎn)離最佳發(fā)光效率。需要設(shè)置另一冷端或加長(zhǎng) 排氣管的長(zhǎng)度，降低固汞溫度，使固汞溫度接近其最佳工作溫度，提高燈的發(fā)光效率。如不能充分加長(zhǎng)排氣管的留長(zhǎng)長(zhǎng)度， 要同時(shí)使燈頭朝上(UP),燈頭朝下(DOWN)均獲得 高光通輸出，在燈管上設(shè)計(jì)另一冷端是一種考慮，但加工制造困難。另一方案是使用 Bi-Pb-Sn-Hg，并加輔助In網(wǎng)，但成本提高，光輸出爬升時(shí)間長(zhǎng)。螺旋管裸燈建議保證 UP、DOWN光通輸出，使用Bi-Pb-Sn-Hg ;在放固汞的一端 設(shè)計(jì)另一冷端，兩個(gè)冷端均應(yīng)控制溫度約 50 C?？拷坦说睦涠嗽贒OWN時(shí)無法降低至50 C,但應(yīng)盡可能降低，另外加長(zhǎng)排氣管的留 長(zhǎng)長(zhǎng)度也可適量提高DOWN

25、時(shí)光輸出。當(dāng)使用Bi-Pb-Sn-Hg應(yīng)采用排氣管朝下的圓排氣機(jī)生產(chǎn)，其它工藝設(shè)計(jì)配套參照緊湊型熒 光燈裸燈。八、帶罩緊湊型熒光燈用固汞這類燈固汞工作溫度較高，普遍在 80-140 C,沒有合適冷端，需要使用可控制汞蒸汽壓 型的中、高溫固汞。現(xiàn)有中、高溫固汞光輸出隨固汞溫度變化特性如圖4:圖4-tt4SEi-Tn-HB（3 確）現(xiàn)有的中溫固汞泛指在60-100 C范圍內(nèi)可將汞蒸汽壓控制在 PT4的固汞，中溫固汞目前只有Bi-Pb-Sn-Hg，隨著各金屬組分不同，工作溫度區(qū)域不同，如含汞4.5%的Bi-Pb-Sn-Hg對(duì) T4 管厶T90 為 60-100 C、AT95 為 65-95 C,含汞

26、 3.5% 的 Bi-Pb-Sn-Hg 對(duì) T4 管厶T90 為62-110 C、AT95為65-100 C。Bi-Pb-Sn-Hg 具有較穩(wěn)定控制汞蒸汽壓的特性，對(duì)T4管具有發(fā)光效率高的、穩(wěn)定的工作溫度平臺(tái)區(qū)域。國(guó)內(nèi)部分制燈企業(yè)使用Bi-I n-S n-Hg固汞，通過改變含In量來改變固汞的最佳工作溫度，我們經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)測(cè)試對(duì)比，Bi-In-Sn-Hg 對(duì)T4管AT95小于20 C,穩(wěn)定控制汞蒸汽壓的特性不理想，無法獲得 Bi-Pb-Sn-Hg 的特性， 使用Bi-In-Sn-Hg ，燈的離散性偏大。盡管Bi-Pb-Sn-Hg 可以工作到 110 C,但由于Bi-Pb-Sn-Hg 熔融溫度一

27、般低于100 C,所以Bi-Pb-Sn-Hg 不宜超過100 C使用，排氣管特 殊打彎處理除外。高溫固汞通常是指工作溫度為 80-140 C的Bi-In-Hg。典型含汞4.5%的Bi-In-Hg 對(duì)T4 管AT90為70-125 C,在該工作溫度區(qū)域內(nèi)相對(duì)液汞具有較高的發(fā)光效率。Bi-In-Hg有兩大缺點(diǎn)：1、在中間溫度區(qū)域95-108 C內(nèi)，汞蒸汽壓會(huì)下降，存在拐點(diǎn)（見圖 1、圖4），部分燈由于離散性的原因Bi-I n-Hg處于該溫度區(qū)域，在該溫度區(qū)域過低的汞蒸汽壓使253.7nm輻射效率降低，發(fā)光效率低，不同的金屬組分，拐點(diǎn)位置不同。傳統(tǒng)的Bi-In-Hg對(duì)T4管具有較寬的厶T-90區(qū)域，

28、但缺乏較寬的厶T95區(qū)域，光輸出隨固汞溫度變化波動(dòng)大。2、傳統(tǒng)的 Bi-In-Hg還存在另一個(gè)缺點(diǎn)，熔融溫度低于110 C，工作溫度超過110 C時(shí)易熔融流入燈內(nèi)， 引起燈的不穩(wěn)定，各項(xiàng)光電參數(shù)急劇劣化。流入燈內(nèi)的合金冷卻成固態(tài)，在后工序或運(yùn)輸中 易劃粉，造成熒光粉層脫落。我們認(rèn)為傳統(tǒng)的Bi-In-Hg難以適應(yīng)現(xiàn)快速發(fā)展的緊湊型熒光燈的需要。根據(jù)Bi-In-Hg的工作原理，我們?yōu)榇肆碓O(shè)計(jì)了一種對(duì) T4管工作溫度區(qū)域厶T90為 70-115 r，AT95為75-110 C的Bi-In-Hg，提高了拐點(diǎn)處的汞蒸汽壓，提高了Bi-In-Hg的液相點(diǎn)溫度和熔融溫度，提高了 T4燈的一致性。針對(duì)Bi-I

29、n-Hg的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了另一系列的高溫固汞，主要成份為In、Pb、Hg。這類固汞對(duì)T4管具有一個(gè)較寬的工作溫度平臺(tái)區(qū)域，A T95分別為100-135 C, 110-155 C, 也可以進(jìn)一步提高工作溫度。固汞在工作溫度區(qū)域內(nèi)能準(zhǔn)確地控制汞蒸汽壓在T4所需的Po附近，從而使T4管獲得最佳的發(fā)光效率，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性。這種高溫固汞液相點(diǎn) 溫度和熔融溫度較高，通過部分制燈企業(yè)使用，固汞溫度在100-135 C范圍內(nèi)時(shí)，燈的平均光輸出高于Bi-In-Hg，燈的一致性明顯優(yōu)于Bi-In-Hg，也能滿足美國(guó)能源之星關(guān)于環(huán)境溫度 升高后照度標(biāo)準(zhǔn)要求。該固汞由于 1、 In、Pb含量較高，低溫汞蒸

30、汽壓遠(yuǎn)低于 Bi-In-Hg，2、燈熄滅后In網(wǎng)吸汞不充分。再次燃點(diǎn)光輸出爬升特性不如Bi-In-Hg，需要In網(wǎng)及其它工藝的配套改進(jìn)。帶罩緊湊型熒光燈建議盡可能將固汞溫度降低：1、固汞溫度100 C以下，使用Bi-Pb-Sn-Hg ;2、固汞溫度高于100 C,低于110 C用Bi-In-Hg ;3、固汞溫度高于110 C用In-Pb-Hg。使用中高溫固汞注意事項(xiàng)1、設(shè)計(jì)使用中、高溫固汞時(shí)，固汞溫度一定要與其工作溫度區(qū)域吻合，并盡可能使固汞溫度處于其工作溫度區(qū)域中部，避免處于區(qū)域邊緣，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性。2、中高溫固汞熔融溫度低，工作時(shí)固汞的溫度不宜高出固汞熔融溫度，避免固汞熔融掉入燈

31、內(nèi)。對(duì)T3、T2燈暫無理想固汞，既要使固汞在其溫度下獲得最佳蒸汽壓Po，又要使固汞溫度不要遠(yuǎn)離固汞熔融溫度。3、采用雙玻?；虿Ｖ槎ㄎ唬坦恢帽ＷC固汞溫度符合設(shè)計(jì)要求，降低每支燈固汞溫度的離散性。4、 排氣管燒尖、烤汞時(shí)應(yīng)避免固汞熔融流入燈內(nèi)或燒尖處，降低每支燈固汞溫度的離散性。其它工藝設(shè)計(jì)配套參照緊湊型熒光燈裸燈。T4管中：Bi-Pb-Sn-Hg光輸出隨固汞溫度變化特性如圖5，典型Bi-In-Hg和我司設(shè)計(jì)的CWRTB-5、CW0TB-4光輸出隨固汞溫度變化特 性如圖6。圖5固汞在小功率帶罩緊湊型熒光燈中設(shè)計(jì)、應(yīng)用舉例:A、CWORB-4.5在T3-9W螺旋管帶球泡燈中代替某 Bi-In-H

32、g5hDow n5189.455.11824100hUp5068.658.8481.328396.7506100hDow n5069.354.4182.527774.4注：以上UP、DOWN的數(shù)據(jù)為6支燈的平均值CWORB-4.5 代替 Bi-In-Hg 的優(yōu)點(diǎn)：1、提高了 Up、Down平均光通量、光效；2、 Up、Down的光通量均處于最大值附近，提高了 Up、Down光通的一致性;3、CWORB-4.5與Bi-In-Hg相比，降低了固汞的成本。B、CWORB-3.5在T3-14W 帶螺旋管帶球泡燈中代替某國(guó)產(chǎn) Bi-In-Hg注：以上UP、DOWN的數(shù)據(jù)為6支燈的平均值CWORB-3.5

33、 代替 Bi-In-Hg 的優(yōu)點(diǎn)：1、提高了 Up、Down的平均光通量、光效;2、Up、Down的光通量均處于最大值附近，提高了 Up、Down光通的一致性;3、CWORB-3.5與Bi-In-Hg相比，降低了固汞的成本。C、CWRTB-5在T3-14W 帶反光罩螺旋管中代替某國(guó)產(chǎn) Bi-In-Hg (85 C)固汞類別(Type)P(W)nLm/w)顯色指數(shù)(Ra)容差值(SDCM)某 Bi-In-Hg14.250.6881.427873.3CWRTB-514.351.9081.327993.9注：以上數(shù)據(jù)為6支燈的平均值。CWRIT-5代替?zhèn)鹘y(tǒng)Bi-In-Hg 的優(yōu)點(diǎn):1、在固汞溫度為100 C110 C時(shí)，提高了燈的平均光通量、光效，提高了燈的一致性;2、CWRTB-5的熔融溫度略高，穩(wěn)定性提高九、銦(In )網(wǎng)In網(wǎng)是以不銹鋼、鎳、鉬網(wǎng)作為基體鍍銦而形成的鍍銦網(wǎng)。In網(wǎng)通稱輔助汞齊，在未裝配入燈管