CN101292324B - 具有改进的颜色稳定性的无钍电极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含钍作为微量组分的用于高压放电灯的一种电极、高压放电灯、及其制造方法。本发明的电极可用于高压放电灯，其中的电极杆是无钍的，最好是无氧化钍的，或者包含钍，最好是氧化钍作为微量组分；由耐熔金属制成的、无钍的、并且最好是无氧化钍的覆盖部件覆盖在放电侧端头附近的所说电极杆的周围，由此，在覆盖部件延伸的范围内完全覆盖电极杆的整个表面；所说电极杆的电极杆端头没有用所说覆盖部件覆盖，或者至少部分地用所说覆盖部件覆盖；至少没有用所说覆盖部件覆盖的所说电极杆的电极端头部分是无钍的，最好是无氧化钍的；任选地，将电极端头制成球状或者半球状电极端头，由此，覆盖部件与所说形成的电极端头的周围无间隔地接触。
Description
技术领域
本发明涉及包含钍作为微量组分的一种电极、一种包括所说电极的高压放电灯及其制造方法。
在市场上用于HID(高强度放电)灯的电极包括具有线圈形式的敷钍钨电极。为了改善电极设计已经进行了各种不同的尝试，但还需进一步改进。
背景技术
EP-A11148534公开了一种高压汞放电灯，它实现了至少3000小时的长寿命，并且抑制了其中的灯特性的变化。这种高压放电灯包括具有线圈形状的电极，并由耐熔金属制成。耐熔金属施加在电极杆的放电侧端头上，以便覆盖放电侧端头附近的电极杆四周。例如根据电弧放电或激光照射，通过间歇的热融所说的放电侧端头，将施加有覆盖部件的放电侧端头焊接到一个半圆球体上。然而，与本发明相反，线圈形状的覆盖部件并没有通过下述方式激光熔化在电极杆上：至少在电极杆和线圈之间实际上没有留下任何可见的内部空腔或未熔化的部分，这是因为线圈只部分地连接到电极杆上，并且线圈的各个绕组未被熔化以使各个绕组无间隙地分开。因此，EP-A11148534的电极具有很差的导热性，并且增加了所说电极的烧接或回熔的危险，这例如可导致钍的释放的增加。此外，在EP-A11148534中没有公开如下内容：线圈形状的覆盖部件以及电极端头至少是无钍的。
GB-A2031645公开了一种没有碱土电子发射材料的电极，用于微型高压金属卤化物汞灯，它的体积不超过1cc，放电电流不超过1安培，该电极包括一个细长的钨支撑体，在所说的钨支撑体上紧绕由无铁心线圈组成的几个次级绕组，而且最好有球形末端。选择支撑体的直径，使其范围是5-15密耳，而且要超过在期望的灯电流下回熔启动时的大小，并且使初级导线过紧地缠绕，在3-7密耳的初级铁心上的初始缠绕不得超过3密耳，随后再放松。与所说的发明不同，线圈形状的覆盖部件没有通过下述方式激光熔化在电极杆上：实际上没有剩下任何可见的内部空腔或未熔化的部分，这是因为线圈只是部分地连接在电极杆上的缘故。因而线圈的各个绕组未被相互无间隙地熔化。因此，GB-A2031645的电极具有很差的导热性，并且增加了所说电极的烧接(back burning)或回熔的危险，这例如可导致钍的释放的增加。
在一般情况下，与包含高压汞的放电灯相比，无高压汞的氙放电灯的启动期间以及稳态操作期间的热应力是增加的。形成电极的钨和/或铼熔化并扩散，由于电极端头的温度的过分增加使电极端头变形和损坏，同时扩散的钨和/或铼淀积在发光管的内表面上，使其变黑。发光管内表面变黑使光通量过早降低。
在最新的HID灯(特别是无汞HID灯)中，有可能在它的寿命期间发生很大的色位移的危险。对于包含氧化钍的灯尤其危险，因为例如通过反应：
3ThO2+4ScI3＝＞3ThI4+2ScO3，
可以引发灯的色位移。然而，稳定的彩色保持是今天的HID灯的一项重要的质量特征。
由于存在热应力，包含钍作为微量组分的，例如厚度为250微米的电极杆的缺点是：增加了电极烧接或回熔的危险，这导致加速的结晶化和很差的光通量(流明)维持率、颜色稳定性和急剧减小的寿命。这里使用包含钍作为微量组分并且具有增加的厚度以便容易承受热应力的电极杆，它的缺点是这种电极具有较大的热荷，在用放电灯泡气密封闭电极的位置放电灯泡容易破碎。
发明内容
本发明的一个目的是要避免上述缺点，并且提供一种包含微量钍或无钍的钨和/或铼电极、可以按照期望实现至少1500小时寿命的高压放电灯及其制造方法，借此使高压放电灯尤其可以展示改进的光通量(流明)维持率、减小钪的损耗、改善颜色稳定性、减小结晶、减少电极的烧接或回熔。
本发明的另一个主要目的是提供一种满足无钍领域尤其是无氧化钍领域的要求因此可以明显降低灯中色位移的电极。这种电极特别适合于自动化或汽车(automotive)的HID灯。
上述的目的通过用于高压放电灯的至少一个电极实现，其中使电极和/或电极端头是无钍的，特别是无氧化钍的，或者包含钍，最好是氧化钍作为灯的微量组分，其特征在于所说的灯在500小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|，和/或在500小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在1000小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在750小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在1750小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2000小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2250小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2500小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|2|。
ΔX和ΔY的值的测量方法以及灯特性的其它测量方法可以从DIN R99中获得，在这里参照引用了DIN R 99。
上述的目的还可以通过高压放电灯的至少一个电极来实现，其中的至少一个电极杆是由耐熔金属材料作为主要组分制成的，其中：
电极杆是无钍的，最好是无氧化钍的，或者包含钍最好是氧化钍作为微量组分；
由耐熔金属制成的、无钍的、并且最好是无氧化钍的覆盖部件覆盖在放电侧端头附近的所说电极杆的周围，由此，在覆盖部件延伸的范围内完全覆盖电极杆的整个表面；
所说电极杆的电极杆端头没有用所说覆盖部件覆盖，或者至少部分地用所说覆盖部件覆盖；
至少没有用所说覆盖部件覆盖的所说电极杆的电极端头部分是无钍的，最好是无氧化钍的；
任选地，将电极端头制成球状或者半球状电极端头，由此，覆盖部件与所说形成的电极端头的周围无间隔地连接。
优选的上述灯在500小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或在500小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在1000小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在750小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在1750小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2000小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2250小时的色位移ΔX(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|1|；和/或所说的灯在2500小时的色位移ΔY(对于15个小时的差值色点)≤|15|，优选的≤|12|、优选的≤|10|、优选的≤|8|，更加优选的≤|5|、更加优选的≤|3|，最优选的≤|2|。
最好对于覆盖部件进行加热，例如通过热学的方法加热，然后将覆盖部件热覆盖在电极杆上。在本发明的一个优选实施例中，将覆盖部件加热到它的软化点或者将其熔化，然后将其覆盖在电极杆上。更加优选地，借助于激光熔化将所说的覆盖部件覆盖在电极杆上。
最好将所说电极端头热成形为球状或者半球状的电极端头，借此将电极端头加热到它的软化温度或者将它熔化，然后再成形。更加优选地，借助于激光熔化将电极端头形成为球状形状或半球形状。
如果覆盖部件包含微量钍和/或电极没有由覆盖部件完全覆盖，应该将加热步骤期间的覆盖部件和/或电极端头的热负载调节到足够高，从而可以通过加热除去在覆盖部件和/或电极端头中包含的所有或者绝大部分的钍。
优选地，电极杆包含钨和/或铼作为主要的组分，最优选的是包含无钍(最好无氧化钍)的钨杆，其中掺有钾(K)、硅(Si)、和/或铝(Al)。
覆盖部件可以由从下面的组中选择出来的耐熔金属制成：钨，掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)的钨，铼，和/或掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)的铼。
按照本发明的一个实施例，可以制造一种电极，借此借助于激光熔化使无钍或包含微量钍(如ThO2)的电极杆的电极端头形成为球状形状或半球形状的电极端头，借此使球状形状或半球形状的电极端头成为无钍的。所说球状形状或半球形状的电极端头的体积形状保护电极端头不会熔接或回熔。随后，借助于激光熔化用所说的覆盖部件覆盖电极杆的周围。然而，可以在借助于激光熔化使电极端头形成为球状形状或半球形状之前或者在此期间，使所说覆盖部件激光熔化在放电侧端头附近的所说电极杆的放电侧端头的周围。
按照本发明的另一个优选实施例，可以制造一种电极，借此使覆盖部件激光熔化在放电侧端头附近的无钍的或包含钍作为微量组分的电极杆的放电侧端头的周围，其中不需要将电极端头激光熔化成球状形状或半球形状的电极端头。在这种情况下，如果电极杆端头是无钍的，电极端头至少由激光熔化的覆盖部件部分地覆盖。更加优选地，电极杆端头完全由经过激光熔化的覆盖部件覆盖。
在本发明中使用的术语“钍”包括氧化钍，如ThO2。术语“无钍的”意指既不包含作为元素的钍，也不包含作为组分的钍，如氧化钍。然而，还可能出现的情况是，最多包含接近探测极限的微量的钍。
本发明的另一个主要目的是防止填充物ScJ3由于与钍的化合物发生反应而减少。这样一来，就可以明显减小灯的色位移。
本发明的电极包括具有电极端头和覆盖部件的电极杆，由此可以使覆盖部件包围电极杆以避免熔接或回熔。具有用于生产本发明的电极的电极端头的电极优选地包含敷钍钨和/或铼。还可能出现的情况是，所说的电极杆包含无钍的钨和/或掺杂的钨，借此可使钨掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)。
电极杆可以包含≥0ppm-5ppm的钍，优选地≤1ppm，更加优选地≤0.1ppm。
通过使用这样的几乎是无氧化钍的电极，可以防止或明显减少如下的反应的出现：
3ThO2+4ScI3＝＞3ThI4+2Sc2O3，
于是，可以减小灯的色位移。
在表I中，表示几种灯(包括按照本发明的灯)的色位移，其中使用了具有ThO2的以及没有ThO2的电极杆：
表I
| 电极设计 | Δ色坐标 | 250小时 | 500小时 | 750小时 | 1000小时 | 1500小时 | 2000小时 | |
| 300微米杆(有ThO2) | 比较例 | ΔX色位移(对于15小时的) | -14 | -l4 | -14 | -12 | -10 | -8 |
| 300微米杆(有ThO2) | 比较例 | ΔY色位移(对于15小时的) | -19 | -20 | -15 | -19 | -16 | -13 |
| 300微米杆(无ThO2) | 本发明 | ΔX色位移(对于15小时的) | -4 | -3 | -3 | -3 | -1 | -5 |
| 300微米杆(无ThO2) | 本发明 | ΔY色位移(对于15小时的) | -2 | -4 | -4 | -2 | -2 | -4 |
| 300微米杆(有ThO2)和380微米×1，4毫米端头(无ThO2) | 本发明 | ΔX色位移(对于15小时的) | -2 | -3 | -3 | -6 | -4 | -5 |
| 300微米杆(有ThO2)和380微米×1，4毫米端头(无ThO2) | 本发明 | ΔY色位移(对于15小时的) | 2 | -2 | -2 | -4 | -2 | 0 |
表II表示几种灯(其中包括按照本发明的灯)的色位移，其中使用了具有ThO2和没有ThO2的电极杆。
表II
可以清楚地看出，如果忽略了ThO2，则ΔX和ΔY色位移值可能明显增加。
本发明的经过激光熔化的电极端头最好包含0ppm的钍，如氧化钍，或者顶多包含微量的钍。
然而，优选的作法是，用所说覆盖部件覆盖电极杆的电极的无钍部分达到的层深度是10微米到150微米，优选的达到的层深度是20微米到130微米，更加优选的达到的层深度是30微米到120微米，最优选的达到的层深度是40微米到110微米。根据覆盖的电极杆部分的直径无钍层的深度可以是50微米到250微米，优选的达到的层深度是60微米到225微米，更加优选的达到的层深度是70微米到200微米，最优选的达到的层深度是80微米到170微米。
层厚度是从覆盖的电极部分的外部上表面到电极轴测量的，在从电极端头沿覆盖的电极杆部分延伸50微米到500微米的一个范围。
ThO2的释放导致可电离填充物中的钪(Sc)和钠(Na)压力的减小。于是，对于光通量(流明)的维持率、颜色稳定性和寿命时间都有不利的影响。
为了避免出现这一缺点，提出按照本发明的第一替换方案，用于制造电极的方法，所说的方法包括如下步骤：
a)借助于激光熔化将包含钍(如ThO2)作为微量组分的电极杆的电极端头形成为球状形状或半球形状的电极端头，借此使球状形状或半球形状的电极端头变为无钍的；
b)借助于激光熔化在所说球状形状或半球形状的电极端头的周围接触由耐熔金属制成的无钍(Th)的覆盖部件，借此使激光熔化的覆盖部件与球状形状或半球形状的电极端头无间隔的完全接触，因而实际上保留了看不见的内部空腔或者未熔化的区域；和
c)借助于激光熔化沿其整个长度周围，将所说覆盖部件覆盖在所说电极杆上，因而实际上在激光熔化的覆盖部件和所说电极杆之间留下看不见的内部空腔或未熔化的区域。
按照制造电极的第二个替换方案，建议：
a)借助于激光熔化使无钍的电极杆的电极端头形成为球状形状或半球形状的电极端头；
b)借助于激光熔化在所说球状形状或半球形状的电极端头的周围接触由耐熔金属制成的无钍(Th)的覆盖部件，借此使激光熔化的覆盖部件与球状形状或半球形状的电极端头无间隔的完全接触，因而实际上保留了看不见的内部空腔或者未熔化的区域；
c)借助于激光熔化沿其整个长度周围，使所说覆盖部件覆盖在所说电极杆上，因而实际上在激光熔化的覆盖部件和所说电极杆之间留下看不见的内部空腔或未熔化的区域。和
按照制造电极的第三个替换方案，建议：
a)将由耐熔金属制成的无钍(Th)的覆盖部件放在无钍电极杆上直到电极杆端头；
b)借助于激光熔化沿所说电极杆的整个长度周围，将所说覆盖部件覆盖在所说电极杆上，因而实际上在激光熔化的覆盖部件和所说电极杆之间留下看不见的内部空腔或未熔化的区域。
在用于形成电极端头和/或在用于电极杆周围上覆盖覆盖部件的激光熔化过程期间，可以旋转电极杆；和/或围绕电极转动激光器。
还可以使用不止一个激光器，例如使用至少两个或三个激光器。可以将多个激光器安排在围绕电极杆的固定位置，以便在激光熔化步骤期间不需要转动电极杆。
优选地，覆盖部件是一个线圈，借助于激光熔化沿覆盖部件的整个长度方向将覆盖部件完全覆盖在电极杆上的放电侧端头附近的周围，以便完全熔化的覆盖部件实际上完全没有间隙，具有一个平滑的上表面，并且实际上没有任何内部空腔或未熔化的区域。这个平滑的上表面可以具有类似波浪的形态。
在激光熔化过程期间，覆盖部件，如一个线圈，被激光熔化成优选的均匀覆盖质量，由此完全失去覆盖部件的原来形态。
在本发明中可以使用的电极杆最好包含作为主要组分的钨和/或铼，以及作为微量组分的钍，如氧化钍(ThO2)。具体来说，按照本发明可以使用的电极杆包含：
----钨并且无钍；或
----按照本发明可以使用无钍的并且掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)的钨，最优选的是无钍的并且掺有钾(K)的钨。
以电极杆的总重量为基础计算，电极杆可以包含按重量计0％-5％的钍，优选地按重量计含＞0到≤2％的钍，更加优选地按重量计含≥0.001％到≤1％的钍。此外，电极杆可以包含从下面的组中选择出来的附属组分：Al，Ca，Cr，Cu，Fe，Mg，Mn，Ni，Si，Sn，Na，K，Mo和/或U。最为优选地，电极杆掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)，借此使所说电极杆的钾含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤500ppm，优选的为≥50ppm到≤100ppm。所说电极杆的硅含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤300ppm，优选的为≥50ppm到≤100ppm。所说电极杆的铝含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤100ppm，优选的为≥10ppm到≤50ppm。
如果没有另行说明，所有定量数据全是按照重量计的百分数或者重量的ppm给出的。
作为解决延长高压放电灯(最好是高压氙无汞(xenon mercury-free)放电灯)寿命问题的一种方式，本发明人建议用耐熔金属制成的无钍覆盖部件覆盖电极杆，所说覆盖部件是从下面的一组部件中选择出来的：线圈、管、在每个端部带有两个开口的管、或具有一个封闭端部的管和/或环，因此导线线圈是最优选的。
用激光熔化的覆盖部件覆盖的电极杆的部分形成电极头。
如果电极端头无钍的话，电极杆的形成电极头的部分可以包括敷钍钨。钨可以掺有钾(K)、硅(Si)和/或铝(Al)，其中的钾是优选的。
电极头的直径可以是250微米到550微米，优选的是300微米到500微米，更加优选的是350微米到450微米。
这在一方面可以保证充分地保护电极不会烧接或回熔，并且减小钍释放出来的危险。
由于激光熔化覆盖部件，经过这样覆盖的电极杆达到一定层深度没有ThO2，因此，如果使用敷钍钨电极，则在电极芯部仍能存在ThO2。这样，可以防止这样覆盖的电极发生烧接或回熔，或者可以大幅度地减小钍如ThO2的释放。
另一方面，电极仍旧可以充分的预热以实现稳定的放电。
必须进一步说明的是，按照本发明的电极设计大幅度地减小在寿命期间电极的烧接或回熔，防止或大幅度减小电极变形，这样将增加整个寿命期间的电弧稳定性。换句话说，可以防止电弧不稳定性，或者，将电弧不稳定性的发生极其强烈地移动到所说高压放电灯的寿命的结束。
为了避免向放电灯泡的过大的热传输和相关的强烈的热应力，可以通过下述方式确定电极长度的大小：使与放电灯泡气密接合或者夹持在放电灯泡之间的电极部分是150微米到400微米，优选的是200微米到350微米，更加优选的是250微米到320微米。
用覆盖部件覆盖的电极范围中的一个部分可以与放电灯泡气密接合。然而，优选的作法是，用覆盖部件覆盖的电极部分(＝电极头)伸入燃烧器内，但是不与放电灯泡接合或者没有夹持在放电灯泡之间。优选的作法是，没有用覆盖部件覆盖的电极部分气密地夹持或者气密地接合到放电灯泡的端部开口上。
本发明的放电灯的放电灯泡最好是以石英玻璃或者陶瓷为基础的。
与铼相比，钨具有较大的导热性。对于低温(约500℃)，钨的导热性是铼的约2.9倍，是钨铼合金(75％/25％)的约2.6倍。
优选的作法是，至少在利用放电灯泡密封或夹紧电极的部分之内，每个电极的直径为150微米到400微米，优选的为200微米到350微米，最优选的为250微米到320微米。
没有用覆盖部件覆盖的电极杆一直到电极与燃烧器的内部放电灯泡接合或夹持的位置的距离可以是0微米到5000微米，优选的是10微米到3000微米，更优选的是50微米到2000微米，最优选的是60微米到1500微米。
在放电侧端头附近，在电极杆的周围激光熔化所说的覆盖部件。重要的是，覆盖部件激光熔化在电极杆上，因此，实际上没有留下任何缺陷，如内部空腔或者未熔化的区域。如果所用的覆盖部件是一个线圈，则在激光熔化后，线圈环一起熔化，因而可以获得上部平滑的表面，并且在覆盖的电极和激光熔化的线圈之间实际上没有留下任何内部空腔或者未熔化的区域。然而，激光熔化的覆盖部件的上表面可以具有波浪形的表面。
再有，优选的作法是，在激光熔化的覆盖部件中，特别是在激光熔化的覆盖部件和由其覆盖的电极杆部分之间，没有留下任何内部空腔或未熔化的区域，或者实际上看不见的内部空腔或未熔化的区域。然而，如果形成了较小的内部空腔，则这些内部空腔具有≥0微米并且≤100微米的直径，优选的直径≤10微米，更加优选的直径≤1微米。
为了避免电极的烧接或回熔，电极头，即，用激光熔化的覆盖部件覆盖的电极杆的电极部分，可以具有的厚度至少是250微米到约550微米，优选的在300微米到500微米之间，更加优选的在350微米到450微米之间。
优选地，熔化的覆盖部件沿电极平行延伸直到电极端头，其中的电极端头可以没有用熔化的覆盖部件覆盖，或者至少部分地用熔化的覆盖部件覆盖，或者完全用熔化的覆盖部件覆盖。
进而，为了避免电极杆的烧接或回熔，电极杆的烧接或回熔具有释放ThO2的危险，优选的作法是，激光熔化的覆盖部件或者电极头的长度至少为300微米到约1500微米，优选的在500微米到1300微米之间，更加优选的在800微米到1100微米之间。
在无钍电极端头具有球状形状或半球形状的情况下，这样一种电极端头的长度至少为250微米到约550微米，优选的在300微米到500微米之间，更加优选的在350微米到450微米之间。
本发明的另一个目的涉及一种高压放电灯，该高压放电灯包括一个密封的放电灯泡，放电灯泡包含可电离填充物(其中包括惰性启动气体)和按照本发明的相对放置的两个电极。
在两个相对的电极端头之间的距离至少是2.0毫米到约5.0毫米，优选的在3.0毫米到4.5毫米之间，更加优选的在3.5毫米到4.0毫米之间。
高压放电灯最优选的是高压无汞放电灯，并且所说的惰性启动气体优选的是氙气。
优选地，本发明的高压放电灯的气密密封的放电灯泡的内径范围是2.0毫米到约3.0毫米，和/或内部体积范围是15微升(μl)到40微升，和/或室温下填充压力范围是5巴到20巴。
优选地，放电灯泡可以具有任何适宜的形式。但放电灯泡的内部轮廓可以是圆筒形、椭圆形、或非对称形的。
在放电灯泡内燃烧器的可电离填充物包括从以下的组中选择出来的至少一种组分：ScI3，NaI，InJ，ZnJ2，T1J，ThJ4，AlBr3，InBr，HfBr4，AlJ3，MgJ2，CeJ3，CsJ和/或DyI3。优选地，可电离填充物不包含汞。
按照本发明的一个实施例，以可电离填充物的总重量作为基础，无汞的可电离填充物包括如下的组分：
----按重量计0-4％的ThJ4，
----按重量计10-60％的ScI3，优选的是按重量计10-40％的ScI3；
----按重量计40-80％的NaI，
----按重量计0-5％的InJ，
----按重量计0-20％的ZnJ2。
对于可电离填充物的组分进行选择，以使总的重量不超过按重量计的100％。
按照本发明的另一个实施例，以可电离填充物的总重量为基础，无汞的可电离填充物至少包括：
----按重量计0-4％的ThJ4，
----按重量计10-60％的ScI3，优选的是按重量计10-40％的ScI3。
按照本发明的一种高压放电灯，特别是高压无汞氙放电灯，可以具有：
在200小时的寿命时间，光通量[流明]维持率≥92％；
和/或
在500小时的寿命时间，光通量[流明]维持率≥90％；
和/或
在1000小时的寿命时间，光通量[流明]维持率≥85％。
附图说明
从下面的附图中，本发明的这些和其它目的、优点、和特征都将变得显而易见，这些附图表示的是本发明的实施例。在这些附图中：
图1表示用于高压放电灯的电极的一个实例，其中的线圈包围在放电侧端头附近的所说电极杆；
图2表示在线圈激光熔化在放电侧端头附近的电极杆的周围之后的本发明的一个电极的一个实例；
图3是一个部分剖开的视图，表示一个气密密封的放电灯泡的结构，其中具有按照本发明的两个相对的电极，所说电极杆的电极端头没有用覆盖部件覆盖；
图4表示本发明的一种电极设计；
图5是一个曲线图，表示光通量[流明]的维持率随本发明的高压放电灯的寿命时间的变化。
具体实施方式
图1表示用于高压放电灯的一个电极杆(1)，线圈(2)包围放电侧端头(3)附近的所说电极杆(1)。如图1所示，线圈(2)没有在所说电极杆(1)的整个电极端头(3)上延伸。
图2表示用于高压放电灯的图1的电极(4)，其中激光熔化的线圈(5)包围在放电侧端头(3)附近的所说电极杆(1)。如图2所示，线圈部件环(2)已被一起熔化(5)，从而可以获得实际上没有可见的内部空腔的上表面。激光熔化的线圈(5)变为实际上没有未熔化的区域的均匀熔化的形态。已熔化的覆盖部件(5)的上表面具有平滑的上表面。在图2中还可以看出，所说电极杆(1)的电极端头(3)由激光熔化的线圈(5)(＝熔化的覆盖部件)完全覆盖。
图3是一个部分剖开的视图，表示气密密封的放电灯泡(6)的结构，放电灯泡(6)具有本发明的相对放置的电极(4)。如图3所示，所说电极杆(1)的电极端头(3)没有用覆盖部件(5)覆盖，而是借助于激光熔化形成球状形状(3)。进而，图3表明，没有沿电极轴(7)直到放电灯泡内表面(8)平行地完全覆盖电极杆(1)。
图4表示本发明的一个优选的电极设计的例子。如图4所示，电极杆总长是6毫米，电极杆直径是300微米。利用激光熔化的覆盖部件覆盖的电极杆的轴向直径是390微米，激光熔化的覆盖部件的长度是1.1毫米。
图5表示光通量[流明]维持率在本发明的高压无汞氙放电灯的寿命时间上的变化，其中与具有敷钍钨电极的相同的高压放电灯进行了比较，只是后者的电极没有用覆盖部件覆盖。于是，图5清楚地表明，当用无钍的覆盖部件覆盖电极以便抑制钍的释放时，本发明的灯的寿命得到了延长，其中还包括颜色稳定性、光通量[流明]维持率的改进。例如通过激光熔化在电极杆上的无钍覆盖部件，可以获得无钍电极端头。在激光熔化步骤期间电极端头热负荷足够地大，以便可以通过加热的方法将电极端头中含有的所有或者几乎所有的钍全都清除掉。
本发明的灯最好用在自动或汽车领域，如照明灯或前灯。
下面通过本发明的一个具体实施实例1说明本发明。
例1
为一个高压无汞氙放电灯提供一个放电灯泡，设置两个电极，使两个电极相对放置，两个电极之间的距离是3.7毫米。敷钍钨(按重量计含1％的ThO2)的电极杆的总长度为6毫米，电极杆的直径为300微米。用激光熔化的覆盖部件覆盖的电极杆的轴向直径是390微米，激光熔化的覆盖部件的长度是1.1毫米。用覆盖部件覆盖的电极部分(电极头)在燃烧器内延伸，不与放电灯泡接合或不被放电灯夹持。放电灯的放电灯泡的体积是22微升，在室温下的内部气压是9.5巴。利用激光熔化的线圈覆盖电极。所说的线圈由掺有钾并且无钍的钨制造。激光熔化的线圈具有熔化的形状，有平滑的上表面，因此，熔化的线圈实际上没有任何未熔化的区域。电极头，即由熔化的线圈覆盖的电极杆部分(电极头)，具有390微米的直径和1.1毫米的长度。
在图5中表示出光通量[流明]的维持率随例1的高压放电灯的寿命时间的变化。
Claims (7)
1.一种高压无汞放电灯，包括密封的放电灯泡，所述密封的放电灯泡包含可电离填充物和相对放置的至少两个电极，所述可电离填充物包括惰性启动气体，其中所述电极中的每个电极包括：
具有电极端头的电极杆，其中所述电极杆是无钍的和无氧化钍或者包含钍或者氧化钍作为微量成份；和
线圈，所述线圈的材料是无钍的和无氧化钍；
其中所述电极杆具有被所述材料覆盖的第一部分，所述第一部分具有第一直径，其中所述电极杆具有未被所述材料覆盖的第二部分，所述第二部分具有比所述第一直径小的第二直径，所述第二部分远离电极端头定位，所述第一部分靠近所述第二部分和电极端头之间的所述电极端头定位，
其中所述线圈具有定位在所述电极端头周围的各个线圈环，所述各个线圈环一起熔化，因而获得上部平滑的表面，并且在覆盖的电极和熔化的线圈之间实际上没有留下可看见的内部空腔或者未熔化的区域，
其中对于15个小时的差值色点，所述灯在500小时的色位移ΔX≤|15|，和/或在1000小时的色位移ΔX≤|15|，和/或在750小时的色位移ΔY≤|15|，和/或在1750小时的色位移ΔX≤|15|，和/或在2000小时的色位移ΔY≤|15|，和/或在2250小时的色位移ΔX≤|15|。
2.权利要求1所述的高压无汞放电灯，其中电极杆是用具有钨的并且掺杂有钾(K)、硅(Si)和/或铝(A1)的材料制成，其中所述电极杆的钾含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤500ppm，所述电极杆的硅含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤300ppm，所述电极杆的铝含量按照电极杆的总重量计为≥0ppm到≤100ppm。
3.权利要求1所述的高压无汞放电灯，其中用所述覆盖部件覆盖的电极杆的部分在从上部外表面开始达到的层深度10微米到250微米内是无钍的。
4.权利要求3所述的高压无汞放电灯，其中用激光熔化的覆盖部件覆盖的电极杆的电极部分的厚度是250微米到550微米。
5.权利要求1所述的高压无汞放电灯，其中所述激光熔化的覆盖部件或者电极头的长度为300微米到1500微米。
6.权利要求1所述的高压无汞放电灯，其中包含熔化的线圈的电极端头具有球状形状或半球形状，并且具有至少为250微米到约550微米的长度。
7.一种照明设备，包含根据权利要求1-6任一项所述的至少一个高压无汞放电灯，其中照明设备是反射式前灯、投影式前灯、投影器、和/或用于通用照明目的的灯。
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