一種電極組件的制作方法

專利名稱：一種電極組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電極組件。
背景技術：
目前全球陶瓷金鹵燈電弧管生產商主要采用以下兩種電極的結構形式第一種結 構，如圖1所示，是分別將裝套有鎢彈簧4的鎢芯棒1，密繞有鉬螺旋5的鉬桿2和用于作為 外引線的鈮桿3采用激光焊接的方法準直焊接在一起，或鈮桿和密繞有鉬螺旋的鉬桿通過 電子束焊的方法連接，為鎢-鉬-鈮非等徑結構的三段式電極結構，世界上大多電光源企業 都采用這種結構；另外一種結構是國內外有少數企業采用金屬陶瓷桿取代鉬桿作為連接桿 或在鉬桿和鈮桿之間增加一端金屬陶瓷桿的各段非等徑的電極結構。以上兩種結構形式的 電極無論在結構本身還是在封接方式上都存在不可避免的缺陷，影響整燈的性能。現有技術由于鉬螺旋的存在，使得鉬螺旋冷端周圍及其間隙在重復點燃使用中不 可避免會滲透進金屬鹵化物蒸汽并凝結在間隙中，這就會導致成燈的色溫和光效逐漸發生 變化；由于采用鎢鉬鈮材料作為電極組件，鉬連接桿較高的熱導率使電弧管的熱量被導至 毛細管末端，使之溫度提高，反而剝弱電弧管的溫度，影響燈的使用性能。
發明內容針對現有技術的缺點，本實用新型的目的是提供一種阻止熱量向電極組件末端的 過量傳導，保證成燈各方面的優異性能的電極組件結構。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種電極組件結構，其包括依次連接 的鎢芯棒、金屬陶瓷桿和引線結構，該鎢芯棒的一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿的一端 連接，金屬陶瓷桿的另一端連接引線結構。本方案采用高熱阻的金屬陶瓷桿，阻止了熱量向 電極組件末端的過量傳導，保證了成燈各方面的優異性能。該鎢芯棒外徑和金屬陶瓷桿外徑尺寸相當，其為了增加鎢芯棒的表面積，使鎢芯 棒不致溫度過高，而不用在鎢電極頭加套散熱螺旋。而傳統結構的鎢放電極端部繞上螺旋 鎢絲，借以末端散熱，但對尖端放電不利且由于處于高溫易造成鎢蒸發損害發光效果。具體地，該金屬陶瓷桿由氧化鋁、氧化釔、鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石和金屬鎢、鉬、 鉻、鉭、鈮、釩、鉿、鋯、鈦中的至少一種材料混合，得到金屬包覆的難熔氧化物顆粒，金屬的 質量分數大于或等于40%，且小于或等于55%。當然，還可以進一步添加少量的氧化鎂、氧化 鋯或陶瓷纖維，使金屬陶瓷桿的膨脹系數和半透明氧化鋁泡殼接近，且起到增韌效果，提高 產品機械性能，制成的金屬陶瓷電導率要求高于IX 106s/m，熱導率控制在25 45W/Mk。該引線結構采用高溫抗氧化性能好且電阻率小于70μ Ω · cm,膨脹系數小于 9X IO-6A的材料制成，其可以由鉻基、鎳基、鉿基、錸基或IrPt特種合金或NiAl金屬間化 合物或 &C、NbC, TaC, HfC、WC 制成。該金屬陶瓷桿與引線結構連接的一端或金屬陶瓷桿引出端形成有限位結構。該限位結構為在金屬陶瓷桿末端加工成圓臺或錐形狀或方形梯臺或者在金屬陶瓷桿末端焊接一塊到三塊定位片或者用激光燒結一到三個凸起形成或者用機械方法加工 一到三個凸起形成。該鎢芯棒的放電端加工成圓形頭或平形頭，該鎢芯棒上具有縮頸結構、錐形頭或 螺旋式凹槽結構。圓形頭或平形頭能有效提高熱電子的發射能力，加工成縮頸結構、錐形頭或螺旋 式凹槽結構以降低電極組件后端的溫度，防止溫度向后傳遞。該鎢芯棒和金屬陶瓷桿通過激光焊接或電弧焊焊接起來，再在金屬陶瓷桿另一端 用激光或電弧焊焊接引線結構，用于與外電路相接。該電極組件結構的實用新型，包括依次相連接的鎢芯棒及金屬陶瓷桿，該鎢芯棒 的一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿的一端連接，金屬陶瓷桿的另一端直接作為引線結 構。該鎢芯棒和金屬陶瓷桿外徑與高效陶瓷管的管腳內徑尺寸相當。由于高效陶瓷管 的管腳末端設有比管腳內徑大的焊接槽，加上電極組件金屬陶瓷桿末端設有與焊接槽配合 的定位結構，焊接槽通過填充焊料實現氣密性封裝，引線結構穿過焊料作為外接電極。本實用新型解決了傳統陶瓷金鹵燈電極鉬螺旋及其間隙中不可避免的會滲透進 金屬鹵化物蒸汽并凝結在間隙中，導致電弧管中金屬鹵化物不斷減少，影響成燈色溫和光 效的問題；其次解決了傳統電極用鉬鈮材料作為電極連接體，由于其較高的熱導率將放電 腔的熱量較多的傳到至電極管及端部，使電極管的溫度提高，而放電腔的溫度減弱，導致影 響成燈的使用性能的問題；最后解決了傳統電極采用各組件直徑不相同的垂直結構，在電 弧管封裝時兩端電極位置距離難于準確固定，導致不利與成燈制作的一致性問題。本實用新型將以往的封接位置由電極管孔壁轉移到管口，管口的直徑較大，大大 方便了放焊料和完成封接。而且，焊料基本在焊接槽融化和完成封接，而不需要通過相當長 的流動到電極管孔壁來完成封接。另外，焊料比起在現有技術焊接的工藝更遠離電弧高溫 區，電極管的長度可以相應減小，有助于一些對電極管尺度要求短小一點的應用。此方案的 冷端位置能有效控制靠前，由于更接近熱源部分，提高了冷端溫度，保證光源的工作壓力。本實用新型采用了高溫抗氧化導線材料作為與外電路連接的引線結構，引線結構 同時滿足具備高溫抗氧化性能，低電阻的導電性和可以與金屬陶瓷桿及玻璃焊料匹配封接 的性能，使得由該結構電極組裝的成燈可以不用加套玻璃外罩，從而使成燈應用方便，拓寬 應用領域，性價比更優良。

圖1為現有技術電極組件結構的結構示意圖。圖2為本實用新型電極組件結構的結構示意圖。圖3為本實用新型另一種電極組件結構的結構示意圖。圖如_4(1為鎢芯棒的四種結構示意圖。圖如_5(1為限位結構的俯視示意圖。圖6為本實用新型電弧管的結構示意圖。圖7為本實用新型另一種電弧管的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例及附圖對本實用新型進行詳細的描述。如圖2所示，本實用新型公開了一種電極組件結構，其包括依次連接的鎢芯棒11、 金屬陶瓷桿12和引線結構13，該鎢芯棒11的一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿12的一 端連接，金屬陶瓷桿12的另一端連接引線結構13。進一步地，該鎢芯棒11外徑和金屬陶瓷桿12外徑尺寸相當。該金屬陶瓷桿12由氧化鋁、氧化釔、鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石和金屬鎢、鉬、鉻、 鉭、鈮、釩、鉿、鋯、鈦中的至少一種材料混合，得到金屬包覆的難熔氧化物顆粒，金屬的質量 分數大于或等于40%，且小于或等于55%，并且添加少量的氧化鎂、氧化鋯或陶瓷纖維。該引線結構13由鉻基、鎳基、鉿基、錸基或IrPt特種合金或NiAl金屬間化合物或 ZrC、NbC、TaC、HfC、WC 制成。該金屬陶瓷桿12與引線結構13連接的一端形成有限位結構14。如圖4a_4d所示，該鎢芯棒11的放電端加工成圓形頭或平形頭，該鎢芯棒11上具 有縮頸結構、錐形頭或螺旋式凹槽結構。如圖5a_5d所示，該限位結構14為在金屬陶瓷桿12末端加工成圓臺或錐形狀或 方形梯臺或者在金屬陶瓷桿12末端焊接一塊到三塊定位片或者用激光燒結一到三個突起 形成。該鎢芯棒11和金屬陶瓷桿12通過激光焊接或電弧焊焊接起來，再在金屬陶瓷桿 12另一端用激光或電弧焊焊接引線結構，用于與外電路相接。如圖3所示，電極組件的還可以是金屬陶瓷桿12直接延伸出來，即兩段體電極結 構，該結構在滿足以上有的優點的同時使電極制作更加簡單，易于制作，降低了制造成本。如圖6、7所示，不論是采用三段式或二段式電極結構，金屬陶瓷桿12的外徑與電 極管16的內徑相當，且都有限位的定位結構14，焊接槽18通過填充焊料19進行氣密性封 裝。圖6中有引線13，圖7中金屬陶瓷桿12直接穿過焊料19作為外電路的連接。以下所述實例只是對于本實用新型作進一步說明，并不構成對權利要求范圍的限 制。任何建立在本實用新型技術實質基礎上而稍作修改變化所設計出來的電極產品，均在 本實用新型權利要求范圍之內。實施例1 150W陶瓷金鹵燈三段式電極，如圖2，本實施例所述的電極各部分組件 的具體尺寸為鎢芯棒直徑ΦΑ1 :1. 2mm，長度Al :6. 0mm，鎢芯棒放電端為半圓形；金屬陶 瓷桿直徑ΦΑ2 :1. 2mm，長度A2:13mm;外引線直徑ΦΑ3 :0.8mm，長度A3:11. 5mm，在金屬陶 瓷末端焊接兩片定位片。各部分采用激光焊接。實施例2 150W陶瓷金鹵燈兩段式電極，如圖3，本實施例所述的電極各部分組件 的具體尺寸為鎢電極直徑ΦΒ:1.2πιπι，長度Bl:6.0mm，電極頭為半圓形；金屬陶瓷桿直徑 ΦΒ :1.2mm, B2:長度18mm其中限位結構在距離金屬陶瓷桿頂端6mm處。各部分采用激光焊接。
權利要求1.一種電極組件，其特征在于，包括依次連接的鎢芯棒、金屬陶瓷桿和引線結構，該鎢 芯棒的一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿的一端連接，金屬陶瓷桿的另一端連接引線結 構。
2.根據權利要求1所述的電極組件，其特征在于，該鎢芯棒外徑和金屬陶瓷桿外徑尺 寸相當。
3.根據權利要求2所述的電極組件，其特征在于，該金屬陶瓷桿與引線結構連接的一 端或金屬陶瓷桿引出端設有限位結構。
4.根據權利要求3所述的電極組件，其特征在于，該限位結構為在金屬陶瓷桿末端加 工成圓臺或錐形狀或方形梯臺或者在金屬陶瓷桿末端焊接一塊到三塊定位片或者用激光 燒結一到三個突起形成或者用機械方法加工一到三個突起形成。
5.根據權利要求1所述的電極組件，其特征在于，該鎢芯棒的放電端加工成圓形頭或 平形頭，該鎢芯棒上具有縮頸結構、錐形頭或螺旋式凹槽結構。
6.根據權利要求1所述的電極組件，其特征在于，該鎢芯棒和金屬陶瓷桿一端通過激 光焊接或電弧焊焊接起來，金屬陶瓷桿另一端用激光或電弧焊焊接引線結構，用于與外電 路相接。
7.一種電極組件，其特征在于，包括依次連接的鎢芯棒、金屬陶瓷桿結構，該鎢芯棒的 一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿的一端連接，金屬陶瓷桿的另一端直接作為引線結構。
專利摘要本實用新型公開了一種電極組件結構，其包括依次連接的鎢芯棒、金屬陶瓷桿和引線結構，該鎢芯棒的一端為放電端，另一端與金屬陶瓷桿的一端連接，金屬陶瓷桿的另一端連接引線或金屬陶瓷桿直接作為引出線的結構；且該鎢芯棒外徑和金屬陶瓷桿外徑尺寸相當。本實用新型能有效阻止熱量向電極組件末端的過量傳導，保證成燈各方面的優異性能。
文檔編號H01J61/073GK201845740SQ20102027092
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者張萬鎮, 楊雙節, 謝燦生, 陸鎮洲 申請人:潮州市晨歌電光源有限公司