專(zhuān)利名稱(chēng)：用來(lái)制造用在熒光燈中的汞分配器器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在熒光燈中的小量汞分配器，及更具體地說(shuō)，涉及一種用于其制造的改進(jìn)方法。
人們知道熒光燈為了其工作需要少量汞。作為技術(shù)發(fā)展和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于諸如汞之類(lèi)的有毒物質(zhì)的使用越來(lái)越小心的結(jié)果，這種元素用在燈中的最大量最近越來(lái)越小，小到每個(gè)燈約3mg甚至更少，如由制造一些制造商要求的那樣。
傳統(tǒng)汞配料方法的多種不能滿(mǎn)足這些要求，如體積劑量，因?yàn)榫哂幸笾亓康男」尉哂幸粋€(gè)極度減小的體積，并因此以一定精度分配他們幾乎是不可能的。而且，劑量的可重復(fù)性幾乎沒(méi)有，并且總產(chǎn)生污染問(wèn)題。而且以包含在小玻璃盒中的純?cè)匦问桨压氲綗糁袥](méi)有解決劑量精度問(wèn)題和這樣小汞體積的重復(fù)性。
專(zhuān)利US-4,808,136和EP-568316描述了用汞浸漬的一種多孔材料丸或球的使用，然后當(dāng)封閉燈時(shí)在加熱下釋放該汞。而且這些方法對(duì)于在丸中的汞裝載要求復(fù)雜的操作，并且釋放汞的量幾乎不可重復(fù)。這些方法沒(méi)有解決在工作環(huán)境中汞蒸汽存在的問(wèn)題。
相反，汞分配器元件的使用證明大體上滿(mǎn)意，這些元件可能也具有由具有約1mm直徑和1cm長(zhǎng)度的金屬管形成的、并且填充有一種適當(dāng)材料的陰極的功能，這種材料在加熱時(shí)只在其中包含分配器元件的燈中釋放汞蒸汽。
由于用汞分配器材料粉末填充這樣細(xì)的管極為困難，所以知道使用較大初始直徑，例如1cm左右，和約20cm長(zhǎng)的小管，這些小管然后通過(guò)在一端施加一個(gè)牽引力拉制，以便使之通過(guò)一系列具有逐漸減小橫截面積的管嘴，直到達(dá)到希望的一個(gè)。通過(guò)這種操作，也實(shí)現(xiàn)管的同時(shí)延長(zhǎng)，因而得到一個(gè)細(xì)線(xiàn)截面，然后切成具有希望尺寸的多個(gè)汞分配器元件。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，細(xì)線(xiàn)截面也在如下簡(jiǎn)單地定義為“絲線(xiàn)”。
通過(guò)這種已知的制備方法，以粉末包含在最終“絲線(xiàn)”中的汞的、并因此由后者通過(guò)切削得到的單個(gè)元件的最終分布，不完全令人滿(mǎn)意，產(chǎn)生從一個(gè)元件至另一個(gè)由化學(xué)分析測(cè)量能量化為至少±12％變化的波動(dòng)。這樣，不會(huì)保證其中安裝所述汞分配器的燈的足夠均勻性能。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種用來(lái)制造上述類(lèi)型的汞分配器元件的改進(jìn)方法，從而如此制造的、和從相同初始管狀容器導(dǎo)出的分配器元件在他們本身中，關(guān)于其汞含量，比用先有技術(shù)方法，特別是拉制方法，得到的那些具有較小差別。
上述目的借助于一種具有在權(quán)利要求1中敘述的特征的方法實(shí)現(xiàn)。
由參照唯一附圖的如下詳細(xì)描述，使根據(jù)本發(fā)明方法的可能其他目的、優(yōu)點(diǎn)及特征顯得更明白，在附圖中

圖1示意表示根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例。
一個(gè)其直徑在3與15mm之間而壁厚是0.1-0.75mm的金屬管1′以任何已知方式用一種在加熱下適于分配汞的成分2填充。一般，管1′的金屬能是具有延展特性的任何金屬，這種金屬在加熱下產(chǎn)生還原氣體發(fā)射，并且具有良好的導(dǎo)電性以便使其感應(yīng)加熱更容易；而且，它不與汞形成汞齊，以便避免一旦從容器內(nèi)的分配材料2釋放就保持在其中的這種元素的蒸汽。鎳特別希望用于這種用途。
關(guān)于包含在管1′內(nèi)的成分2，它能由任何汞分配材料形成，盡管由專(zhuān)利US-3,657,589公開(kāi)的材料是最佳的。由申請(qǐng)人在名St 505TM下生產(chǎn)和銷(xiāo)售的化合物Ti3Hg是特別希望的。成分2也能包括與一種汞釋放促進(jìn)劑材料混合的汞分配材料，這些促進(jìn)劑材料象在歐洲專(zhuān)利或申請(qǐng)EP-669639(Cu-Sn或Cu-Ag)、EP-691670(Cu-Si)及EP-737995(Cu-Sn-MM，其中MM是元素的一種混合物，叫做元素合金，主要包括鈰、鑭和釹，進(jìn)一步有少量其他稀土)的出版物中公開(kāi)的銅基合金。要不然，汞分配材料能與一種吸氣劑材料混合，從而形成其中引入汞蒸汽的燈氣氛的惰性氣體成分保持恒定。值得注意的是，僅能與促進(jìn)劑材料或與吸氣劑材料選擇性地進(jìn)行混合，而決不能與兩者進(jìn)行混合，因?yàn)榇龠M(jìn)劑材料通過(guò)熔化和以后與分配材料反應(yīng)實(shí)現(xiàn)其功能；一種可能存在的吸氣劑材料表面由熔化促進(jìn)劑材料覆蓋，從而禁止其作用。因此，如果認(rèn)為汞分配材料釋放足夠量的這種元素的蒸汽而不用促進(jìn)劑材料，則吸氣劑材料能與分配材料直接混合，否則后者與促進(jìn)劑材料直接混合，而總是必需的吸氣劑不得不布置在另一個(gè)燈區(qū)中，與汞分配器器件分離。
作為吸氣劑材料，有可能使用象具有重量百分比成分Zr 84％-Al 16％的、由申請(qǐng)人以名St 101生產(chǎn)和銷(xiāo)售的合金；具有重量百分比成分Zr76.6％-Fe 23.4％的、由申請(qǐng)人以名St 198TM生產(chǎn)和銷(xiāo)售的合金；或具有重量百分比成分Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.6％、由申請(qǐng)人以名St 707TM生產(chǎn)和銷(xiāo)售的合金；以及具有重量百分比成分Zr 80.8％-Co 14.2％-MM 5％、由申請(qǐng)人以名St 787TM生產(chǎn)和銷(xiāo)售的合金。
在任何情況下，形成分配器成分2的混合物處于具有小于125μm顆粒尺寸的粉末形式。
根據(jù)本發(fā)明，如此填充有成分2的初始管1′在彼此垂直的至少兩對(duì)相對(duì)滾輪3、3′和4、4′之間通過(guò)，在圖1中由箭頭F、F′和G、G′示意的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向是這樣的，從而他們?cè)诩^意義上的前進(jìn)方向X-X′上一起推動(dòng)管1′。在每對(duì)兩個(gè)滾輪之間的距離總小于管緊在進(jìn)入與所述滾輪對(duì)接觸之前具有的最大橫向尺寸。
最好，在每單次滾壓操作下的橫截面減小不要太大，因?yàn)檫@對(duì)于管1′能引起過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在每單次滾壓下12％的橫截面減小是最佳的。例如，在希望把具有約1cm直徑的管1′橫截面減小到具有約1mm橫向尺寸的“絲線(xiàn)”的情況下，通過(guò)彼此垂直的兩個(gè)滾輪對(duì)的18次滾壓是必需的。通過(guò)只使用兩對(duì)滾輪，通過(guò)使管1′通過(guò)相同的滾輪18次，在每次以后滾壓通過(guò)之前注意縮短在滾輪對(duì)之間的距離，能實(shí)現(xiàn)18次滾壓。要不然，有可能準(zhǔn)備由多個(gè)滾輪對(duì)形成的“輪系”，從而在所述對(duì)之間的距離在管1′的前進(jìn)方向X-X′上減小；例如，通過(guò)定位由12對(duì)(劃分成6對(duì)的兩組，彼此垂直)形成的一個(gè)滾輪“輪系”，只有3次通過(guò)是必需的。總之，乘以滾輪對(duì)數(shù)的總遍數(shù)是恒定的，并且等于從管1′的初始直徑至希望最終橫截面所必需的滾壓次數(shù)。如果管1′相對(duì)于滾輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)的相對(duì)取向在所有滾壓中保持恒定，則在末端將得到一根具有大體上正方形橫截面的絲線(xiàn)，至多具有圓整的棱角。也可能這樣操作，從而在以后滾壓中的滾輪對(duì)的(或在以上描述“輪系”中的各種滾輪對(duì)的)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)按照預(yù)定角度，例如(360/n)°，變化，其中n是滾壓總數(shù)，以便得到具有較大數(shù)量邊長(zhǎng)的多邊形橫截面，并且甚至在變細(xì)的末端處近似于圓柱形狀。
根據(jù)本發(fā)明方法的最后步驟是在滾壓通過(guò)結(jié)束處具有希望直徑的管或絲線(xiàn)1的、以預(yù)定長(zhǎng)度的橫向切斷，以便得到具有約2-10mm長(zhǎng)度的汞分配器元件。
相對(duì)于根據(jù)先有技術(shù)的方法通過(guò)拉制得到的那些，具有汞含量較小波動(dòng)的以上指示優(yōu)點(diǎn)、并因此關(guān)于能夠把汞分配到根據(jù)本發(fā)明得到的“絲線(xiàn)”中的成分的分布具有較好的均勻性，由已經(jīng)執(zhí)行的實(shí)際試驗(yàn)是顯然的，如在下面比較例中描述的那樣。
通過(guò)從18-20cm長(zhǎng)和具有1cm直徑、填充有以上定義的61％重量的St 505和39％重量的St 101的一種混合物的小圓柱開(kāi)始，他們的一些用傳統(tǒng)拉制方法轉(zhuǎn)變成約1mm直徑和10m長(zhǎng)的“絲線(xiàn)”，而其他通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法帶到相同的最終尺寸，兩種類(lèi)型的絲線(xiàn)然后都切成3mm長(zhǎng)的件，然后隨機(jī)拾取由傳統(tǒng)拉制方法制造的絲線(xiàn)的30件和根據(jù)本發(fā)明的方法制造的絲線(xiàn)的30件?；瘜W(xué)分析每件，以便確定Hg含量，結(jié)果是通過(guò)切斷根據(jù)先有技術(shù)方法制造的“絲線(xiàn)”得到的件每mm長(zhǎng)度包含0.85±0.129mg的Hg，即0.85±15.2％。相反，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的滾壓方法得到的元件每mm包含0.85±0.061mg的Hg，即0.85±7.2％。因此，相對(duì)于通過(guò)傳統(tǒng)拉制方法得到的，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法，百分比波動(dòng)低一半并因此均勻性加倍。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)制造要用于熒光燈的汞分配器元件的方法，使金屬包包含一種適于釋放汞的成分(2)，該方法包括步驟a)用所述成分(2)填充一個(gè)管狀金屬包(1′)，該管狀金屬包具有比單個(gè)最終汞分配器所需要的大的直徑；b)使所述管狀金屬包(1′)在具有與管狀包(1′)的前進(jìn)方向(X-X′)垂直的軸線(xiàn)的至少兩對(duì)(3、3′；4、4′)相對(duì)滾輪之間通過(guò)而多遍滾壓，足以得到具有希望橫向尺寸的細(xì)線(xiàn)段(1)；及c)把所述段(1)切成形成最終分配器的約0.2-1cm的單件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在每次滾壓通過(guò)下，包的橫截面減小約12％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述包(1、1′)的材料是一種具有良好導(dǎo)電性的、在加熱下不釋放氣體并且與汞不形成汞齊的延展金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬是鎳，并且管狀包(1′)的初始厚度在0.1與0.75mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述金屬是鎳，并且管狀包(1′)的初始直徑在3與15mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成分(2)由一種汞分配材料與一種汞釋放促進(jìn)劑材料的混合物形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成分(2)由一種汞分配材料與一種吸氣劑材料的一種混合物形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中以具有不大于125μm的顆粒尺寸的粉末形式把所述混合物引入到管狀包(1′)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在每次滾壓時(shí)滾輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)相對(duì)于以前滾壓改變(360/n)°的角度，其中n是滾壓的總次數(shù)。
全文摘要
描述了一種用來(lái)制造要用在熒光燈中的汞分配器器件的方法,具有其中分配器材料(2)包含在一個(gè)金屬管(1)中的類(lèi)型,這些分配器提供汞的較均勻分布,從一個(gè)器件到另一個(gè)器件具有較小波動(dòng)。這通過(guò)這樣一種方法得到,根據(jù)該方法,一個(gè)具有比最終容器(1)大的直徑的管狀金屬容器(1′),在其用所述分配器材料(2)填充之后,在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)彼此平行并且垂直于管狀金屬容器(1)的前進(jìn)方向(X－X′)的至少兩對(duì)滾輪(3、3′;4、4′)之間通過(guò),直到得到管狀金屬容器(1)的橫截面減小到希望的值,并且最后把正確尺寸切成單個(gè)分配器元件。
文檔編號(hào)H01J61/72GK1364304SQ01800434
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月6日
發(fā)明者吉亞尼·桑特拉, 奧索尼奧·圖西 申請(qǐng)人:工程吸氣公司