顯然,燈管用氪氬混合氣做填充氣體與用純氬相比,發(fā)生彈性碰撞時能量損失要小,這對提高光效是有利的。同時,由于氪的原子量大,能更好地保護(hù)陰極,所以充填氪氬混合氣時可根據(jù)混合比例適當(dāng)降低充氣壓力。而充氣壓力的適當(dāng)降低有利于進(jìn)一步提高燈管的光通輸出。從測試情況看,采用氪氬混合氣取代純氬后,燈管的功率雖有下降但總光通量并未明顯降低,故燈管的光效得到了提高。
(4) 選擇適當(dāng)?shù)娘柡凸魵鈮骸Ｔ跓晒鉄糁?由燈的冷端溫度所確定的燈內(nèi)飽和汞蒸氣壓對燈的發(fā)光效率有至關(guān)重要的影響。飽和汞蒸氣壓過高或過低都可以導(dǎo)致25317nm 光子的減少。國內(nèi)外有些同行擔(dān)心T5 燈管直徑小、管壁負(fù)荷大、燈管溫升過高,使汞蒸氣壓超過最佳值而導(dǎo)致發(fā)光效率下降,所以在控制飽和汞蒸氣壓方面采取了不少措施。如歐洲幾家公司將燈管一端芯柱的玻璃部分加長到25mm ,以降低燈管冷端溫度;有的廠家采用汞齊以降低管內(nèi)的飽和蒸氣壓。這些措施的必要性值得商榷。對于T8 、T12 型熒光燈,冷端溫度40 ℃、對應(yīng)環(huán)境溫度25 ℃左右時光效最高;而T5 熒光燈由于管徑減小,最佳汞原子濃度(飽和汞蒸氣壓) 上升,加長芯柱后最佳冷端溫度約45～50 ℃,對應(yīng)環(huán)境溫度為35 ℃左右。顯然,從燈管設(shè)計角度考慮,在35 ℃環(huán)境試驗溫度條件下,燈管應(yīng)處于最佳光效狀態(tài)。從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮,國內(nèi)T5 燈管通常安裝于敞開型的支架燈具和半敞開的格柵式燈具中。以常用規(guī)格28W 燈管為例,在室內(nèi)常溫25 ℃時,裝在燈具內(nèi)的燈管冷端溫度一般不會超過45 ℃,所以似無必要刻意采取降低飽和汞蒸氣壓的措施。相反,飽和蒸氣壓過低,一旦環(huán)境溫度下降,燈的光效驟降,反而使燈具的光輸出嚴(yán)重不足。當(dāng)然,對于管壁負(fù)荷更大的高亮度(HO) T5 燈管或是安裝在密閉燈具中的高光效(HE) T5 燈管,由于燈具散熱性差,燈管的使用溫度升高,采取以上措施則是必要的。因此若有條件,對于不同使用場合的燈管采取相應(yīng)的工藝才能最大程度地獲得高的發(fā)光效率。
3、光通維持率及其控制
國標(biāo)GBPT10682 —2002 中,2000h 光通維持率為88 %。影響光通維持率的主要因素有以下幾方面:
(1) 在光電場作用下,汞離子遷移到玻璃內(nèi)表面,與電子復(fù)合形成汞原子,凝聚生長成金屬態(tài)汞的微粒,使玻璃黑化;
(2) 在高溫和185nm 紫外線作用下,玻璃中的鈉離子遷移到玻璃內(nèi)表面,被電子還原成鈉原子,再與汞原子化合生成黑色鈉汞齊,使玻管發(fā)黑;
(3) 管內(nèi)的碳、汞及汞的化合物吸附于熒光粉層表面,形成吸光薄膜;
(4) 在燈管不斷啟動和燃點(diǎn)過程中,陰極發(fā)射物質(zhì)不斷濺射、蒸發(fā)而覆蓋到陰極附近的粉層上。伴隨以上因素引起的光衰退,管內(nèi)的汞消耗也在增加。從我們收集的國內(nèi)低檔T5 燈管來看,部分燈管燃點(diǎn)1000～2000h 就出現(xiàn)整支燈管表面嚴(yán)重黑化、甚至無汞現(xiàn)象。采用保護(hù)膜涂敷工藝對金屬態(tài)汞微粒在玻璃網(wǎng)絡(luò)中的生成和鈉汞齊的形成有很強(qiáng)的抑制作用。該工藝的基本方法,是在涂熒光粉層前先在玻管上涂一層保護(hù)膜層,然后再涂熒光粉。這層保護(hù)膜猶如一道屏障,隔斷了玻管表面的鈉原子與汞化合的途徑,也阻擋了汞原子滲入玻管表層內(nèi)部。保護(hù)膜的材料種類較多, 常用的是進(jìn)口γ—Al2O3 ,其特點(diǎn)是純度高、顆粒細(xì)、比表面積大、分散性好,配制工藝較簡單,涂層厚度易控制,是涂敷保護(hù)膜的首選材料。涂敷液可以用有機(jī)溶液或去離子水作載體。使用何種載體應(yīng)視熒光粉漿的溶劑材料而定,采用醋酸丁酯涂粉時,保護(hù)膜涂敷液用去離子水效果較好。為了使涂層上下均勻,可加入少量粘結(jié)劑,水涂保護(hù)膜涂敷液中還可加入適量兩性電解表面活性劑和濕潤劑,以消除涂敷時產(chǎn)生的氣泡,確保涂層細(xì)密均不同載體的涂敷液涂膜后的定型處理也不盡相同。涂層的厚度由γ—Al2O3 的百分比濃度、涂敷液粘度、涂膜機(jī)內(nèi)的熱風(fēng)溫度、風(fēng)量和電熱管輔助加溫溫度確定。采用有機(jī)溶劑時,風(fēng)溫可低些,如使用去離子水時則要提高風(fēng)溫和機(jī)內(nèi)溫度。由于大功率T5燈管尺寸長,涂膜機(jī)采用輔助加熱時,電熱管應(yīng)由前到后、從上到下呈階梯型排列,才能使玻管的膜層上下均勻、厚度差小。通過材料優(yōu)選和工藝控制,實(shí)際生產(chǎn)中T5 燈管2000h 光通維持率可達(dá)到94 %以上,較涂膜前提高6 %左右,且整個壽命期內(nèi)因燈管黑化無汞而失效的燈管幾乎消除,同時用汞量大幅度下降。以28W 燈管為例,注汞量由原來的12～15mg 下降到4～5mg ,不但降低了汞黑燈管產(chǎn)生的幾率,也減少了汞對環(huán)境的污染。
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