石英金卤灯与陶瓷金卤灯

石英金卤灯与陶瓷金卤灯的区别

石英金卤灯与陶瓷金卤灯

1． 石英金卤灯存在的不足之处

市场上现有的金卤灯大都采用石英材料制作放电电弧管（简称石英金卤灯）。金卤灯中的发光物质——主要是稀土金属在灯的燃点温度下会与石英起化学反应，尽管这种反应是比较缓慢的，但燃点一段时间后，其发光物质还是会因上述化学反应而损失掉。因此石英金卤灯的缺点之一是光色的输出会随时间漂移。填充的发光物质一般有几种，不同金属不同程度的损失，会造成光谱输出的变化，结果造成同一规格的灯与灯之间的光色一致性差，这是石英金卤灯的第二个缺点。石英材料的工作温度要受析晶温度（石英在高温下的相变，一旦发生会失透）限制，一般不能超过900℃。金属卤化物在此温度下的饱和蒸汽压相对较低，参与放电发光的金属原子浓度值也相应较少，从而影响了灯光效的提高，这是缺点之三。金属发光物质在900℃的电弧管壁温度下蒸汽压太低，所以用蒸汽压高几百倍的金属卤化物的形式填充入灯内，其金属卤化物蒸汽在电弧中心再分解成金属原子（和卤素原子）参与放电发光。但卤化物具有负电性和吸潮的特性，金属发光物质损失后产生的过量卤素原子更具负电性，其后果是造成灯启动的困难。因此灯的寿命（≤1×104小时）相对较短是石英金卤灯的第四大缺点。目前石英金卤灯在高强度气体放电灯中的市场份额较少，其根本原因就是由上述缺点造成的。

2． 陶瓷金卤灯的优点

陶瓷材料具有耐酸耐碱、化学稳定性优异的特点。采用多晶氧化铝的半透明陶瓷作电弧管材料，即使在高温下也不会与稀土类发光物质起化学反应。图一和图二分别是双端型150瓦石英金卤灯和陶瓷金卤灯的结构，其不同之处仅在于形成电弧管的材料分别为石英和陶瓷。与用石英材料制作的金卤灯相比，陶瓷金卤灯具有以下优点：

电弧管

图一

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石英金卤灯与陶瓷金卤灯的区别

图二

a) 金卤灯中辐射其特征光谱的金属在1150℃下不与陶瓷发生任何化学过程，相应陶瓷金卤灯的管壁

工作温度可比石英（最高工作温度950℃）的增加200℃，由此大大提高了参与放电的金属

卤化物的蒸汽压，使灯的光效提高(15～20)%，具有明显的节能效果。（见图三）

b) 由于金属卤化物蒸汽压的提高，参与辐射的金属原子数显著增加，在增加光效的同时，灯的显色

指数也可提高到80～95（同类型的石英金卤灯仅为65～80）。（见图三）

c) 填充的发光金属不与陶瓷起化学反应，寿命期间其光谱输出具有很好的稳定性，即光色的漂移相

比较很小，见图四所示。

）壁温

图三 图四

d) 陶瓷电弧管内胆的制作工艺和石英电弧管内胆的大不一样，它只需将几个可切割加工的陶瓷组件

用玻璃焊料封接起来，不需要用火焰将石英加温烧到软化温度再压封（受石英材料质地的

不同和火焰温度的偏差而造成几何形状的不同）的封接工艺，其制作精度要高得多，电弧

管之间的偏差小，因此陶瓷金卤灯的灯与灯之间的光色一致性更可保证。

e) 在电网电压波动较大的情况下，其产生的功率变化使管壁温度（其本身值较高）变化较小，即发

光物质的蒸汽压变化较小，光通量和显色指数（CRI）的变化相比较也小，见图五所示。

因此，陶瓷金卤灯可用于调光场合，这对节电具有重大意义。

由上述显见，陶瓷金卤灯可克服石英金卤灯的不足之处，是石英金卤灯优点和高压钠灯优点圆满结合的最理想高强度气体放电光源。

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