改進的汞投配組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改進的汞投配組合物，一種使用所述組合物以分配汞的方法以及包含所述組合物的放電燈。
【專利說明】改進的親投配組合物
[0001] 本發(fā)明在其第一方面涉及改進的隸投配組合物，在其第二方面涉及用于隸投配的 方法，并且在其第H方面涉及含有改進的隸投配組合物的放電燈。
[0002] 英光燈的操作需要引入受控的少量隸，然而因為隸的毒性，對其使用的規(guī)定和約 束已經(jīng)隨著時間變得日益嚴格。該要求采用更好并且更有效的對其進行投配的方法，既要 使隸的使用最小化并且還要具有更安全的工藝W避免不希望的和過早的隸釋放。
[0003] 用于將隸引入燈中的改進的方法利用了對基于在相對低的溫度下穩(wěn)定但是可通 過特定熱活化釋放隸（僅在燈被密封時）的隸化合物的配送體的使用。特別地，在中間 制造步驟中應(yīng)避免隸的釋放，可預(yù)見在線型英光燈生產(chǎn)的情況下隸配送體加熱至40(TC至 50(TC，而在環(huán)形英光燈的情況下該溫度可高達60(TC至65(TC。
[0004] 就此而言，最早采用的解決方案之一是在W本 申請人:名義的US3657589中描述 的解決方案，其示出由TiyZryHg,化合物組成的組合物。雖然該解決方案在作出時具有創(chuàng)新 性，但是其表現(xiàn)出一些局限性因而在隨后幾年中對其作出了改進。
[0005] 特別地，均W本 申請人:名義的EP0691670和US7674428公開了通過添加銅和附 加元素（即EP0691670中的娃W及US7674428中選自娃、錫和鉛的其他元素）對W上提 及的TixZryHg,化合物的改進。雖然在US7674428中公開的解決方案實現(xiàn)了對由使用隸和 隸化合物所造成危害的改進，但是該特性仍需要改進。
[0006] 在高溫中間過程階段（即40(TC至50(TC并且例如在環(huán)形英光燈的情況下高達 65(TC)避免或最大程度減少隸釋放確保了將污染風(fēng)險和環(huán)境危害降到最低。然而，同時， 當(dāng)通過通常采用的加熱裝置（通常為射頻加熱系統(tǒng)）將溫度升至或高于特定闊值（即 80(TC)時，需要能夠保證快速和高效釋放隸的解決方案。
[0007] 就保證較高隸產(chǎn)率并且同時使隸的過早釋放最小化而言，本發(fā)明的目的在于改進 用現(xiàn)有技術(shù)已知的化合物獲得的結(jié)果，并且在第一方面在于由鐵、銅、娃和隸組成的隸投配 組合物，其中：
[000引 ?隸為10重量％至35重量％，
[0009] ?娃為1重量％至10重量％，
[0010] ?鐵和銅的總和為55重量％至89重量％，
[0011] ?銅和鐵的重量比為0.95至1.2。
[0012] 本發(fā)明的隸投配組合物也將在下文中被限定為按照W上規(guī)定的具有恰當(dāng)重量比 的組合物。
[0013] 并且，雖然本發(fā)明的隸投配組合物由鐵、銅、娃和隸組成，但是其可包括和包含痕 量不可避免的雜質(zhì)（例如，作為最常見雜質(zhì)的化、Mn、Zn)，其總體累積貢獻不高于投配組合 物的元素的最低可能水平的一半，即等于或小于0. 5重量％。
[0014] 本發(fā)明將借助W下附圖來進行進一步說明，其中：
[0015] ?圖1A-1C示出適合用于本發(fā)明的隸投配方法的系統(tǒng)；
[0016] ?圖2A-2C和圖3示出適合用于本發(fā)明的隸投配方法的系統(tǒng)的一些替代方案；
[0017] ?圖4示出適合用于本發(fā)明的隸投配方法的系統(tǒng)的一個替代方案，其具有不同的 支座結(jié)構(gòu)；W及
[001引?圖5示出根據(jù)本發(fā)明所制備的燈的圖示。
[0019] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過選擇適當(dāng)元素娃、W關(guān)于US7674428中所公開的更窄和特定 間隔的化/Ti重量比進行添加，可能獲得較高隸產(chǎn)率（在80(TC下高于90%)并且同時獲 得40(TC至50(TC下改善的穩(wěn)定性，因此使用該組合物提高了工業(yè)過程的安全性。
[0020] 本發(fā)明的組合物可通過如下制備；將除了隸W外的所有組分預(yù)合金化，然后將該 預(yù)合金組合物暴露于隸，如在US7674428中所描述的；或通過將鐵、銅和娃的粉末W恰當(dāng) 的重量比混合并且然后將其暴露于隸。
[0021] 在用于移除過量隸的調(diào)節(jié)過程（例如在US7674428中所描述的過程）后，獲得了 根據(jù)本發(fā)明所制備的所有隸投配組合物。
[0022] 一般而言，調(diào)節(jié)過程設(shè)想在真空下對隸投配組合物進行加熱。溫度W及尤其是加 熱時間可變化很大，其中溫度通常在30(TC至50(TC的范圍內(nèi)，而時間在1分鐘至300分鐘 的范圍內(nèi)。通常在較高溫度下使用較短的時間，并且反之亦然。
[0023] 在其第二方面，本發(fā)明在于一種隸投配的方法，其通過在至少80(TC的溫度下加熱 系統(tǒng)至少15砂來進行，所述系統(tǒng)包括金屬支座和至少由鐵、銅、娃和隸組成的隸投配組合 物的沉積物，其中：
[0024]?隸為10重量％至35重量％，
[0025] ?娃為1重量％至10重量％，
[0026] ?鐵和銅的總和為55重量％至89重量％ ^及
[0027] ?銅和鐵的重量比為0.95至1.2。
[0028] 本發(fā)明的方法不受限于特定形式或結(jié)構(gòu)的支座，但使用用作粉末支座的某些類型 的支承物（SUPPOd)(例如基于平的金屬表面的支承物）是特別有利的。
[0029] 該金屬支承物在該【技術(shù)領(lǐng)域】是已知的并且代表用于將隸源合并入英光燈內(nèi)的有 利裝置；例如，在W本 申請人:名義的WO97/019461和US5825127中對其進行了描述，其教 導(dǎo)通過引入并入本文。本發(fā)明組合物的一個優(yōu)點涉及該樣的事實：該些隸釋放粉末在金屬 支承物上的粘著性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中已知化合物在金屬支承物上的粘著性。該特征允許更加 無應(yīng)力和可靠地操作并且活化新的配送體而不存在可能的顆粒損失問題。
[0030] 在W本 申請人:名義的WO98/053479中描述了用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的系統(tǒng)另一個 特別有利的支座形狀，具體參考圖3所示的實施方案。在該情況下，所述支座具有所謂的線 形式并且其主體的特征可為呈現(xiàn)兩個側(cè)向開口和一個縱向狹縫。
[0031] 可使其他材料例如用于移除雜質(zhì)的吸氣劑材料與本發(fā)明的隸投配組合物一起沉 積在支座（在線形狀支座的情況下）中或支座上（在平的支座的情況下）。
[0032] 術(shù)語"沉積物"旨在其最廣泛概念的集合，其意指本發(fā)明的隸投配組合物可WW層 (在平的支承物上）或填充物（在線形狀支座中）的形式存在。
[0033] 適當(dāng)?shù)奈鼩鈩┎牧系膶嵗抢缭赨S3203901狂r-Al合金）、US4306887狂r-Fe 合金）、US5961750狂r-Co-稀上金屬合金）中所描述的那些實例。對于特別是在高溫下的 氨氣吸附，使用紀合金（如在WO2007/099575和WO2010/105945中所描述的）或不同的 吸氣劑材料粉末的適當(dāng)混雜（如在W本 申請人:名義的意大利專利申請?zhí)朚I201IAOO1870中 所描述的）也是已知的。W上提及的吸氣劑合金是優(yōu)選與本發(fā)明的隸投配組合物一起使用 的那些，但是任何W粉末形式使用的吸氣劑合金可W用于此處所公開的本發(fā)明概念。
[0034] 關(guān)于使隸從包含本發(fā)明的隸釋放組合物的系統(tǒng)中釋放的溫度，通常優(yōu)選不超過 92(TC，W避免可能污染燈環(huán)境的從支承物的金屬部分顯著的脫氣，或者在支承物上或另一 燈部件上存在吸氣劑合金的情況下，可過早地降低其氣體吸附能力。
[0035] 圖IA示出適于實現(xiàn)本發(fā)明方法的成形系統(tǒng)100的第一實施方案。系統(tǒng)100具有環(huán) 狀構(gòu)型并且其通過彎曲用作支承物的金屬條11并通過點焊該支承物的交疊的末端獲得， 該焊接點用附圖標(biāo)記14表示。在支承物11上沉積有本發(fā)明隸釋放組合物的壓縮粉末的兩 個圓周軌跡線102、102'和吸氣劑材料的一個軌跡線103。
[0036] 支承物的軌跡線和緊固裝置的數(shù)量和布置可在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)變化。例 女口，在圖IB中示出第一個可能的等同變化方案，其中在系統(tǒng)110中，隸投配組合物軌跡線 112U12'、112"和吸氣劑軌跡線113U13'全都彼此平行并且平行于環(huán)的軸。
[0037] 在圖IC中示出關(guān)于給定形狀系統(tǒng)的另一個有利變化方案，其中成形支承物120具 有四方形形狀，其中軌跡線彼此相平行并且平行于支承物軸，但隸投配組合物軌跡線122、 122'、122"和吸氣劑材料軌跡線123存在于支承物的不同側(cè)。
[0038] 在給出其最終形狀之前，可通過多種裝置將本發(fā)明的隸投配組合物的軌跡線和任 選的吸氣劑材料軌跡線沉積在支承物的平的金屬表面上。生產(chǎn)支承物的一個優(yōu)選的方式是 通過冷社技術(shù)沉積軌跡線，即通過將粉末形式材料的軌跡線沉積在基底上并且然后通過穿 過壓實親。然后將支承物切割成期望的長度并且給出其最終形狀?；淄ǔＳ山饘俨牧现?成，例如適當(dāng)?shù)牟牧蠟殄懨降蔫F、媒-鐵合金、不鎊鋼。
[0039] 采用該技術(shù)特別有利的是使粉末的尺寸（意旨為粉末的最大橫向尺寸）等于或小 于300Um?？赏ㄟ^簡單的篩分操作而容易地選擇該粉末粒度并且使用具有更小孔的網(wǎng)篩能 夠選擇具有更低粒度的顆粒分布。
[0040] 軌跡線寬度有利地為Imm至10mm，因為其略微不均勻而旨在為平均寬度，原因是 其受離散粒子所限制該一事實。軌跡線高度有利地小于0.5mm，其最低限由顆粒單層的高度 給出。
[0041] 支承物的另一個變化方案示出于圖2A中，其中系統(tǒng)210的支承物211的最終成形 形狀是具有凹陷的四方形或矩形，該凹陷通過深沖壓（化awing)支承物211的金屬底部來 獲得，其中設(shè)置有壓制的隸釋放粉末212的層。
[0042] 圖2B示出系統(tǒng)220的另一個可能構(gòu)型的從上方觀察的視圖，在該情況下支承物 221具有環(huán)形形狀，在其U形狀的環(huán)腔內(nèi)具有W壓縮粉末形式存在的隸投配組合物222。如 圖2C所示，其顯示出系統(tǒng)220的垂直截面，隸投配組合物222僅可部分地填充支承物中的 可用體積，即壓縮粉末的高度小于支承物環(huán)的高度。在圖2A和圖2B至圖2C的兩個實施方 案中，還可W將吸氣劑材料（未示出）添加至隸投配組合物中。在該情況下，插入其最有用 的方式是通過與本發(fā)明的隸投配組合物相混合，但還可將吸氣劑材料作為壓縮粉末的下層 和/或疊加層添加。
[0043] 圖3示出用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的包含隸投配組合物的系統(tǒng)30的另一個有利變化 方案。在該情況下，通過在接近中也處對其進行折疊給出V形狀的支承物的金屬底部31，并 且將本發(fā)明的隸釋放粉末的軌跡線32沉積于其上；在另一個變化方案中（未示出），V形狀 的支承物31可容納隸釋放粉末的軌跡線和吸氣劑合金的軌跡線。
[0044] 圖4示出適用于本發(fā)明方法的線形式的系統(tǒng)40,該系統(tǒng)由具有梯形形狀的包含隸 投配組合物的壓縮粉末42的金屬支座41制成。支座顯示兩個側(cè)向開口 43和43'和沿著 金屬支座的一個面延伸的狹縫形式的第H開口 44。在圖4中所示的金屬支座的梯形形狀是 非限制性的示例，其他形狀在功能上是等效的，例如四方形或圓柱形。
[0045] 在其第H方面，本發(fā)明在于包含含有金屬支座的系統(tǒng)的燈，所述金屬支座承載由 鐵、銅、娃和隸組成的隸投配組合物的沉積物，其中：
[0046]?隸為10重量％至35重量％，
[0047] ?娃為1重量％至10重量％，
[004引 ?鐵和銅的總和為55重量％至89重量％，
[0049] ?銅和鐵的重量比為0. 95至1. 2。
[0050]系統(tǒng)還可包含其他材料，有利的是如前面所定義的吸氣劑材料。即使支承物可具 有多種形狀和形式，但最有用的那些是如前面所描述的那些。
[0051] 特別地，圖5示出燈50,其中將隸投配系統(tǒng)51固定于燈所謂的第H電極52上并且 圍繞燈絲53,并且其接觸點54、54'的末端部不接觸到該H個元件的任意一個。對于在燈 操作期間可使涂布的燈玻璃外殼55變黑或變暗的由燈絲53所發(fā)射的材料，系統(tǒng)51還提供 屏蔽效應(yīng)。在燈50中使用如圖IC中所示的系統(tǒng)，但是可使用具有不同支座形狀的任何其 他適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)并且該系統(tǒng)（具體并且非排他性參考圖2和圖3中所示的那些）還可位于或 安裝于燈內(nèi)的不同位置。
[0052] 將借助W下非限制性實施例對本發(fā)明進行進一步說明。 實施例
[0053]根據(jù)W下過程來制備由32. 2重量％的Ti、36. 4重量％的化、1. 4重量％的Si、30 重量％的化所制的100克本發(fā)明的隸投配組合物SI:
[0054] -將重量百分數(shù)分別為46重量％、52重量％和2重量％的鐵細粒、銅粉末和娃粉 末在惰性氣氛下的感應(yīng)爐中烙融，然后對獲得的鑄塊進行研磨；
[005引-將產(chǎn)生的粉末過篩，從而僅選擇尺寸小于125ym的顆粒，并且將70克該些粉末 與31克液態(tài)隸混合，在氮氣氛下將其引入并且封入巧鍋中；
[0056]-然后將巧鍋插入烙爐中并且加熱至70(TC(在50(TC和60(TC處有一些加熱步 驟），使其進行3個小時，并且在約6小時內(nèi)自然冷卻至室溫；
[0057] 然后將烙爐打開后，從巧巧中取出組合物的緊密體。最后，對隸投配組合物進行處 理W移除未結(jié)合的隸，獲得了公開的重量比。該處理在于在約6小時的較長緩升時間后，在 真空（在低于1X1(T3毫己的壓力下）下于32〇"c加熱4小時。
[0058] 使用相同的過程來獲得根據(jù)本發(fā)明所制的另一個隸投配組合物S2樣品和對比樣 品CUC2和C3,在表1中記錄了其特征。
[0059] 表1
[0060]
【權(quán)利要求】
1. 一種汞投配組合物，其由鈦、銅、硅和汞組成，其中： ?汞為10重量％至35重量％， ?娃為1重量％至10重量％， ?鈦和銅的總和為55重量％至89重量％以及 ?銅和鈦的重量比為0. 95至1. 2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汞投配組合物，其中痕量的不可避免的雜質(zhì)的總累積含量等 于或小于〇. 5重量％。
3. -種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1或2的汞投配組合物的方法，其中通過對除了汞以外 的所有所述組分進行預(yù)合金化，然后將所述預(yù)合金組合物暴露于汞來制備所述汞投配組合 物。
4. 一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1或2的汞投配組合物的方法，其中通過對除了汞以外 的粉末形式的元素進行預(yù)混合，然后將這種預(yù)混合粉末暴露于汞來制備所述組合物。
5. -種用于汞投配的方法，包括通過在至少800°C的溫度下將系統(tǒng)（100 ;110 ;120 ; 210 ;220 ;30 ;40)加熱至少15秒來進行，所述系統(tǒng)包括金屬支座（11 ;211 ;221 ;31 ;41)和 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汞投配組合物的至少沉積物（102U02' ;112、112'、112"; 122、122，、122" ;212;222;32;42)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述溫度為800°C至900°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中所述汞投配組合物為尺寸等于或小于300ym 的粉末的形式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述粉末沉積于金屬支座（11 ;211 ;221 ;31) 上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述粉末以寬度為1mm至10mm并且高度等于或小 于 0.5mm的軌跡線（102、102^ ;112、1C、112" ;122、122'、122" ;32)的形式沉積。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述粉末沉積在具有兩個側(cè)向開口（43; 43')和一個縱向狹縫（44)的金屬支座（41)上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中將所述粉末壓制在具有U型區(qū)段的類環(huán)形狀的金 屬支座（221)中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項所述的方法，其中所述系統(tǒng)（100 ;110 ;120 ;210 ; 220 ;30 ;40)還包括一種或更多種吸氣劑材料。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述一種或更多種吸氣劑材料與所述汞投配 組合物混合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述一種或更多種吸氣劑材料分離于所述汞 投配組合物。
15. -種包含汞投配系統(tǒng)的燈，所述系統(tǒng)包含金屬支座和根據(jù)權(quán)利要求1或2的汞投配 組合物的至少沉積物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈，其中所述系統(tǒng)包含一種或更多種吸氣劑材料。
【文檔編號】C22C30/02GK104379789SQ201380028510
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】阿萊西奧·科拉扎, 迭戈·迪詹彼得羅, 阿爾貝托·科達, 亞歷山德羅·加利托格諾塔 申請人:工程吸氣公司