节能灯基础知识

紧凑型节能荧光灯管的材料与工艺第一章荧光灯材料概述：荧光灯灯管所用的构造材料种类不多，重要有灯管用的玻璃，荧光粉、电极用的金属和充入灯管内的气体四大部分。在灯管的制造过程中，对所用材料的性质，应有足够的认识，才能对的地制定其加工工艺，使产品的质量得到保证。正规的生产秩序，但凡投入产品使用的材料，都应有供应单位的质量保证，当缺乏这一保证资料时，就由使用厂家自行对准投产的材料做必要的理化试验，通过检查保证其材料的质量后方能投产，有进，对长期稳定供应的原材料或一次性大批量进货的原材料，都要进行抽样检查，只有这样，才能保证产品的质量。对原材料质量的疏忽，必然导致产品的质量产生不稳定，有时会导致大批产品的报废，更严重的是会影响到一种企业的声誉，直到导致企业的倒闭的恶果。综上所述，对企业的管理人员和生产第一线的操作者，都对材料问题要引起十分重视，同样也就规定对所用的材料，要有基本的认识和理解，这就是我们学习这一章的目的。一、玻璃（一）概论：荧光灯灯管构造中，首先看到的就是玻璃管，并且它在灯管构造材料中占有绝大部分。玻璃在荧光灯管中的作用有三：(1)作为透光照明的主体；(2)在真空器件中起到密封作用；(3)在电性能上，它是一种绝缘材料；也就是说，荧光灯中的玻璃是具有透光、密封和绝缘这三重作用，是灯管的主体材料。1．玻璃的定义玻璃是一种无机的透明非晶体，其物理性能具有各向同性的特性，它没有明显的熔点，只是伴随温度的变化，其固化程度（粘度）有所不一样，它是介于液体与结晶固体之间的一种物态，也就是说，其外形呈固态，其内在构造且具液态性质，故只能总称它为玻璃体。对这一种玻璃体的定义，可以深入阐明；它是无机透明体，且不一样于有机玻璃和塑料，有机玻璃和塑料都是透明体，但它们都是由高分子按一定的规律构成，是一种有机物，具有可燃性。它是无机的非晶体，就是说，玻璃内部分子构造是没有规律的，和一般液体同样，是杂乱无章的，它和某些无机的结晶体不一样，如水晶、宝石、云母等都是无机的结晶体，其内部分子构造是严格的按一定规律排列着，这些结晶体，在不一样的晶格方向上，往往有不一样的物理性能，玻璃体则否则，由于它是非晶体，因此它具有各向同性的性质，也就是说，它的物理性能在各个方向上都是同样的。一切物质从液态到固态的转变过程统称为“凝固”，凡纯元素（金属或非金属）的结晶体均有一种严格的平衡结晶温度，高于这一温度则溶化，低于这一温度才能结晶（固化），这就是一般称之为“熔点”温度，象玻璃这种非晶物质则没有明显的结晶平衡温度，其液态到固态的凝固过程总是在某个温度范围内逐渐形成的，并且其变化过程是可逆的。玻璃是由多种元素氧化物通过高温溶炼后冷却凝固的，多种氧化物的构成和含量比例的不一样，都会直接影响玻璃的性能，其物理化学性质随温度变化具有持续性和可逆性。（二）玻璃的化学构成制造玻璃的重要原材料是石矿，如石英、长石、石灰石等，其中石英石则是制造玻璃最重要的原料，它在玻璃的构成中要占二分之一以上，其化学成分是二氧化硅。电光源中用的玻璃，重要由如下几种化学成分构成：二氧化硅(SiO2)氧化镁(MgO)氧化铝(Al2O3)氧化硼(B2O3)氧化钾(K2O)氧化铝(PbO)氧化钠(Na2O)氧化钙(CaO)氧化钡(BaO)磷酐(B2O5)在以上成分中，SiO2，B2O3和P2O5等酸性氧化物，可单独溶制成玻璃，但在大多数玻璃中，它们是作为玻璃的重要成分，是构成玻璃构造的基本骨架，尤其是SiO2在玻璃中约占构成重量的1/2～3/4。加入碱金属氧化物（如Na2O、K2O等）可以减少玻璃料的熔制温度，不过会减少玻璃的化学稳定性、热稳定性和机械强度。加入碱土金属化物（BaO、MgO、CaO、）却有助于改善和提高玻璃的化学稳定性和机械强度等性能。加入氧化铅（PbO）、氧化硼（B2O3）等是为了改善玻璃的热稳定性和加工性能。为了变化或提高玻璃的某种性能，还可以加入其他辅助原料，如加入砒霜和芒硝作为“澄清剂”，还可以加入“着色剂”或“脱色剂”。所有这些化学成分，都是通过粉碎和按照一定的重量比混和，再进入窑炉熔制，其熔融液体是不透明的，只有在冷却凝固后才显示出透明的特性。荧光灯中常用玻璃的化学构成和物理性能如表1-1所示：其中白云石玻璃合用于粗管径的直管型荧光灯管，紧凑型节能荧光灯管都采用轻红丹料或红丹料玻璃。表1-1荧光灯中常有玻璃的化学构成和物理性能玻玻璃名称重量百分比(%)化学组成白云石玻璃轻红丹玻璃红丹玻璃SiO27465.563.5B2O3—21Al2O3—11MgO3.61.5—CaO5.32—K2O1.24.5—Na2O15.411.514PbO—1229.5热膨胀系数(α*10-7)89±289±287±2软化温度(℃)700±10670±10640±10热稳定性(℃)≧130≧110≧110退火上限(℃)500±10450±10450±10退火下限(℃)360±10360±10360±10TK—100(℃)≧130≧290≧290密度(克/厘米3)2.472.862.86抗水化学稳定性级别43—43（二）玻璃的性质玻璃的重要性质有热性能，化学稳定性电性能，在荧光灯管的制作中，尤其要理解玻璃的热性能，根据玻璃的热性能合理制定其加工工艺，提高产品的成品率。玻璃的热性能：玻璃的热性能是指伴随温度的变化，玻璃在某些物理性能上的量变状况：a、热膨胀系数：它是指温度每变化1℃时，玻璃热胀冷缩的相对长度，即α=△L/L式中L为玻璃的原有长度，△L是温度变化后的增（减）量，α的绝对数很小，一般要乘以10-7。不过玻璃的热膨胀系数，在玻璃间互相溶封或玻璃与金属材料的封接中，直接影响到产品的质量，一般热膨胀系数相差要不不小于10%玻璃的热膨胀系数重要决定于它的成分，一般增长（CaO，BaO，Na2O，K2O）等成分，会使玻璃的热膨胀系数增大，而增长SiO2，Al2O3，B2O3，ZnO等成分，就能减少热膨胀系数。b、热导率：玻璃的热导率很小，一般在0.7～1.2w/m.c之间，因此，它是良好的绝热材料，其热导率亦与化学成分有关，硅酸盐类的玻璃热导率相对较大，伴随温度的升高，热导率也增大，软化温度时的导热率为室温时的二倍。C、热稳定性：它是指玻璃经受剧烈的温度变化而不破裂的性能，也称玻璃的耐热度，它是用迅速冷却法试验确定的，即将玻璃加热到某一高温后，骤然冷却到低温（0℃），若这样持续三次而无炸裂，则此高下温的差△T，就是玻璃的“耐热度”，一般该温差在120～250℃之间，热膨胀系数越大，△T值越小，反之，α越小，则△（2）玻璃的化学稳定性：玻璃的化学稳定性表目前“风化”和“析晶”两个方面。a、玻璃的风化作用：玻璃的化学稳定性还是比很好的，不过长期与水接触，会产生水解作用，重要是水分子与玻璃表面的硅酸盐起化学反应形成苛性钠和硅酸，这就是玻璃的水解：Na2SiO3+2H2O=2HaOH+H2SiO3当玻璃表面形成10-7～10-5CM厚的硅酸腊，就能抵御水和一般酸的侵蚀，不过能和碱溶液起作用，这就是玻璃的抗碱能力比抗酸差14～19水解后在表面形成苛性钠（NaOH）又会同空气中的CO2作用生成碳酸盐和水。2HaOH+CO2=Na2CO3+H2O在这个反应中生成的水又会同玻璃表面的硅酸盐作用，反复了前面的化学反应，这样周而复始地不停反复，使玻璃表面逐渐出现疏松的斑点和发毛失透现象，这就是玻璃的风化过程，在平常生活中可以发现，厨房和卫生间的玻璃较为轻易产生发毛失透。由于这样的环境里温度高、玻璃易风化，因此，寄存玻璃的库房应是干燥的，并且寄存时间不适宜过长，以免玻璃变质。玻璃的化学稳定性一般都用水解等级来表达，共分五级，其中1级最佳，5级最差。几乎所有的玻璃都同氢氟酸起化学作用，其反应式是SiO2+4HF=SiF4+2H2ONa2SiO3+6HF=2NaF+SiF4+3H2O运用玻璃的这一特殊性能,可以用浓度较稀的HF酸溶液来清洗玻璃,也可以用较高浓度的HF酸来刻蚀玻璃.b、玻璃化学稳定性的另一种体现是析晶现象，前面已明确玻璃是非晶体，不过它在特定的条件下也会产生结晶的玻璃体，称为析晶，析晶后的玻璃亦失去透明的性质，玻璃长时间处在较高的温度（700～800℃玻璃一旦出现风化、析晶和失透，都表明玻璃的构成已经有所变化，对应之下，其各项物理性能亦会引起变化，对产品的加工难度增长，成品率将会下将。（3）玻璃的机械性能玻璃的机械性能持点是硬度高，脆性大，其抗压强度比抗拉强度高14～19倍，因此在设计玻璃器件受力状况时尽量受压力而不要受拉力。（4）玻璃的电性能表达玻璃电性能的是电阻率、电解现象和介质捐耗三个参量。玻璃在常温下是一种很好的绝缘体，具有较高的电阻率，达10Ω.CM，伴随温度的升高，玻璃的粘度减小，离子在玻璃内部的移动阻力减少，电阻率就下降，温度升到1200℃时，玻璃的电阻率将下降到1Ω.CM。一般用TK-100来表达玻璃电阻率与温度的关系就是将玻璃加热到电阻率为100MΩ.CM时的温度，TK-100值越大，就是表达玻璃在高温下的电绝缘性能愈好，玻璃成分中Na2O与K2O的含量增长.TK-100值将下降,玻璃表面的洁净程度,也会影响TK-100值电解现象指的是玻璃在电场作用下,其中的硅酸钠组分会产生电解现象,碱金属离子的定向步动成果,将导致玻璃的炸裂,玻璃与金属封接部位的慢性漏气,严重时会产生电极引线间的电击穿现象,含碱金属氧化物越少,玻璃的电解现象越不易形成,一般玻璃的击穿电压为16～40KV/CM。介质损耗指的是在高频交变场作用下，玻璃作为介质将产生极化作用而损耗部分能量，这种能量的损耗，伴随温度和频率的提高而增大，介质损耗的符号用tgδ表达。（5）玻璃中热应力的形成与消除玻璃的粘度与温度关系在玻璃制品的生产过程中，玻璃的粘度有着十分重要的意义，玻璃制品的成形、退火、热加工等生产过程的控制，都取决于玻璃的粘度。ηPa.s玻璃的粘度和温度亲密有关，伴随温度的升高，玻璃的粘度明显下降，这种变化的经典曲线如图1-1所示：ηPa.s图1-1图1-1玻璃的粘度与温度的关系1011108105103102101012TT℃T1——转换温度T4——T6玻璃的加工范围T2——退火温度T6——最佳加工温度T3——软化温度T7——熔化温度以上是玻璃在加工过程中常常波及到的几种特性温度，每个特性温度均有一定的含义：T1——转换温度是指玻璃成塑性体与弹性体之间的分界温度。它相称于玻璃的粘度为1012Pa.S时的温度,这个温度在300-400℃之间，视不一样玻璃，在同样的粘度下有不一样的温度。在这个温度下，玻璃内部的应力约需4T2——退火温度：它相称于玻璃粘度为1011Pa.S时的温度。在该温度时，玻璃处在塑性状态，玻璃中内应力只需4分钟就可以消除。一般玻璃的退火温度大概在400-500℃T3——软化温度：玻璃由塑性状态变为具有流动性能的温度，称为软化温度。它相称于玻璃的粘度为108Pa.S时的温度，软化温度因玻璃品种而有所不一样，一般在500-600℃T4-T6——加工范围温度：这一温度区间的玻璃粘度为105-102Pa.S。该粘度范围最便于玻璃的成形加工，T4-T6的温度范围越大，阐明玻璃粘度变化越缓慢、加工越轻易，这种玻璃称为“长性”玻璃，反之，T4-T6间的范围越小，则玻璃粘度变化快，加工较困难，称为“短性”玻璃，一般人工吹制的但愿用长性玻璃，而机器吹制的但愿用短性玻璃，在玻璃的化学成分中，CaO,MgO能使玻璃趋向短性,Na2O,K2O和PbO则使玻璃趋向长性.T5——最佳加工温度,这时的玻璃粘度为103Pa.S,这个温度的玻璃稍微有一点流动性,最便于吹制加工.T7——熔化温度：即粘度约为10Pa.S时的温度，高于该温度可认为玻璃已熔为液体，具有良好的流动性。玻璃的粘度除了同温度有关外，还同玻璃的化学构成有很大的关系，含SiO2,Al2O3越高，玻璃的粘度越大，含碱性氧化物（Na2O,K2O等）越多,则粘度越低,一般把粘度较高的称为硬玻璃,粘度低的称为软玻璃,换句话说,硬玻璃同软玻璃在加工时所规定的粘度是相似的，但在同样粘度下所规定的温度不一样。硬玻璃规定的加工温度比软玻璃要高些,图1-1中若将实线比作软玻璃的性能,则虚线可看作是硬玻璃的性能.玻璃内疗热应力的形成通过热成形或热加工的玻璃制品,由于导热性能差,在冷却过程中,内外层出现温差,就会产生内应力.图1-2玻璃层玻璃内应力的形成,可以这样来描述：假定玻璃块在厚度方向上是由表面两层和中间一层构成，如图图1-2玻璃层C、玻璃应力的消除——退火TtTtt1t2t3t4TATC0TBBCDA图1-3玻璃的退火曲线经典的玻璃制品退火曲线如图1-3所示。图中TA相称于玻璃的退火温度，其升温的速度以不导致过大的临时应力为宜。O-t1的时间可较短。T3为保温期间的最高温度，必须在软化温度如下。t1-t2的时间越长,退火越充足,从生产实际出发,也不能保持太久.Tc相称于转换温度，从TB到Tc的降温速度相对地要缓慢些，使玻璃各部位都同步降到转换温度。Tc后来的降温速度相对可以快些，只要不形成过大的临时应力，防止冷却过程中的炸裂现象即可。图1-3的横座标，同样可以作为工位的座标来设计持续式的退火炉。退火是玻璃加工中必不可少的重要工序，必须根据玻璃制品的大小、形状、厚薄等原因，合理制作退火设备并严格制定退火规范，才能使玻璃制品的损坏率降到最低程度，在荧光灯制作中，各道工序的退火措施好坏将直影响到成品率的高下，必须引起足够的重视。二、荧光粉（一）荧光粉的发光基本原理：固体材料受到外界某种能量的激发作用，就触发出可见光的能力，这种材料便称荧光材料。荧光材料受到外界原因（电场、磁场、电子、射线等）的作用，使原子中的某些电子激发到比基态更高的能级上，而这种激发态的原子总是不稳定的，它将释放出能量而恢复到较稳定的基态，释放出来的能量，可以是热辐射的形式，也可以是光辐射的形式，作为荧光粉，就是在紫外线（不可见的）的激发下，再以可见光的形式释放出能量。在荧光灯中，是由汞蒸汽放电后产生的253.7nm的紫外线来激发荧光粉，使它发出可见光而成为照明器件。实际上，纯物质一般轻易发光，而荧光材料都是某种化合物作为基质，然后加入微量的激活剂无素，才能使之形成发光中心，具有发光的能力，激活剂的成分和加入量多少，直接影响到荧光粉的各项性能指标，从图1-4中可以看出，荧光材料的发光亮度是同加入激活剂的量有很大的关系，激活剂的成分则影响到荧光材料的光谱、光色和光衰等原因。 00100相对亮度图1-4激活济与发光亮度的关系激活济添加量(g/g荧光粉)最常见的照明用荧光粉是卤磷酸钙，其基质是氟氯灰石，3Ca3(PO4)2,Ca(F.C1)2，激活剂是锑（Sb）和锰(Mn)，因此这种荧光粉的表达式是以上两个部分的构成，即3Ca3(PO4)2.Ca(F.C1)2：Sb，Mn。荧光粉的制造是将高纯度的原料，通过球磨、筛选、配方后再高温灼烧而成，灼烧后的荧光粉还要有一种后处理过程，这一过程包括选粉、洗涤、球磨、水选、包膜、脱水、干燥、过筛等。荧光粉制造过程中，若有其他杂质的混入，将对荧光粉的发光亮度等指标产生严重的影响，因此，荧光粉的制造工艺必须严格控制，以保证质量。（二）荧光粉的特性从照明用的荧光粉考虑，国标中已经有明确的指标规定，衡量荧光粉的质量原因重要是如下几种特性：1、光谱能量分析（中心光谱）：它重要指在可见光范围（400-700nm）其相对强度的分布状况，对窄发射带的稀土三基色荧光粉，是有一种中心光谱的，一般红色为611nm、绿色为543nm、兰色为450nm。2、流明效率（发光效率）它是指在一定功率下，荧光粉能发射出光的流明数（亮度），荧光粉中杂质含量尽量少，杂质的存在使发光中心的激发能转化为晶格振动能，从而使荧光粉的流明效率大为下降。3、色坐标荧光粉的色坐标是由发射光谱来确定的，对日光色的荧光灯，其色座标的TEC原则是X=0.313，Y=0.337，而这种灯的色坐标，则是荧光粉的色坐标和汞放电在可见区谱线的迭加成果。因此规定荧光粉的色坐标为X=0.332～0.338，Y≤0.363.对稀土三基色荧光粉,多种颜色的粉,均有明确的色坐标规定.4、显色指数它是指与自然日光相比对多种颜色光谱的显示能力，若以日光的显色为100，则多种照明用荧光粉的显色指数中，低的只有70多，高的可达85以上，常用的卤磷酸盐荧光粉的显色指数只有60～70，而稀土三基色粉可以有82～85左右。目前已经有到达90以上的高显色性能的稀土三基色荧光粉。5、色温根据荧光粉的发光颜色、有高色温（冷色）和低色温（暖色）之分，并用绝对温度值K来表达，一般在3000K如下称暖色、5000K以上为冷色，色温的控制可以由原材料的配比来决定，也可以将已制成的不一样色温的粉，通过合适的调配而获得所规定的色温，常用的色温等级有2700K、3200K、4500K、5000K、6400K等。6、光通维持率（光衰）荧光粉由于受到高能量185nm短波紫外线的辐照和杂质污染等原因，其发光亮度将会减少，这就形成了光衰，一般将荧光粉制成灯管后，在正常点燃中，0-100小时的流明下降高达12-15%，在此后来，光通下降的速度较缓，后来的1000小时内也不超过5%，如图1-5所示。制成灯管后，导致光通量衰减的原因较为复杂，除了上面指出的受185nm短波辐照的原因外，还同灯管的玻璃材料、灯管内杂质气体量，汞的作用等原因均有亲密的关系，也就是说并非荧光粉自身单一原因所决定的。7、颗粒度光通量(lm)10003000t(h)0荧光粉的颗粒度，对发光亮度有一定的影响，粉的颗粒太细时（3um如下），由于对253.7nm光通量(lm)10003000t(h)0荧光粉涂复前要进行球磨，目的是使粉粒变细和均匀，不过在粉粒破碎过程中，会对荧光粉的晶格起破坏作用，使粉的发旋旋光性能变差，因此，粉的球磨时间不适宜过长，目前已制造出不需球磨的荧光粉，这种荧光粉的颗粒度分布重要都在3-6um间，约占75%以上，大颗粒的粉很少，因此，这种粉的涂复工艺较轻易掌握。除以上这些重要特性外，尚有象吸取光谱和激发光谱特性，余辉特性，热和化学稳定性等等。（三）荧光粉的种类荧光粉的种类诸多，亦可以按多种措施来分类：1、按能量的激发方式分有：光致发光、电致发光、阴极射线致发光。X射线致发光和放射线致发光等。照明器件中多为光致发光的荧光粉。2、按颜色分有单色粉（红、绿、兰）和混色分（暖色和冷色）。其中混色粉中，可以根据需要配制成多种不一样的色温。3、近余辉时间分有：不小于1秒的极长余辉，1-10-1秒的长余辉，10-1～10-3秒的中余辉，10-3～10-5秒短余辉，不不小于10-54、按原料分：有一般的卤磷酸钙和烯土窄发射带荧光粉（三基色）两大类，前一种工艺较成熟，价格较低。后一种三基色粉的长处是光效高，可调配到任意喜欢的光色，但价格成本要比前者高出40位以上，一般直管型荧光灯都用卤粉。紧凑型节能荧光灯都采用稀土三基色荧光粉。稀土三基色荧光粉是：发光峰值在450nm兰色粉，原料为BaMg2Al16O27：Eu2+（铕）、发光峰值在543nm绿色粉，原料是MgAl11O19：Ce3+,Tb3+(铈)（铽）和发光峰值在６１１nm的红粉，Y2O3：Eu(铕)。红、绿、兰三基色的荧光粉，外观上均为白色粉末状，只有在真空中受到波长为253.7nm的紫外线激发后，才显出各自特有的颜色，各颜色的中心波长分别为611，543，450纳米。按一定的配比将上述三种粉混合，就可以制成色温为2500－6500Ｋ的任意色光的荧光粉，光效可以达每瓦80流明以上，平均显色指数在85。图１－６中实线为稀土荧光粉制成的灯的光谱分布，虚线为改善后的一般荧光灯的光谱分布。图图1-6荧光灯的光谱能量分布入(mm)500700600400相对光谱能量稀土三基色荧光粉具有发光效率高，抗185nm短波紫外线辐照能力强，光衰较少，高温特性好（猝灭温度在800℃以上）等长处，为荧光打的小型化开辟了新的途径，目前大力发展的紧凑型节能荧光灯（如ＳＬ灯,ＰＬ灯,双Ｄ灯，双π灯，双Ｕ灯等）采用内径较细的放电管，管内壁涂以稀土荧光粉，由于其高的光效和长的寿命三、导电材料（一）灯丝荧光灯中的灯丝是采有直热式氧化物阴极的构造，也就是把提供发射电子的三元碳酸盐（Ba,Sr,Ca）CO3涂复在钨丝上，当钨丝通电加热后，使三元碳酸盐分解成氧化物（Ba,Sr,Ca）Ｏ，并深入分解和激活得到Ba原子，Ba原子中的自由电子在空间电场的作用下就会形成电子发射，促使灯管内部气体（Ar和Hg）产生放电．１、钨丝钨是至今懂得熔点最高的一种金属，其熔点为3410℃＞500℃钨的化学性能比较稳定，不过在500℃以上的高温下，钨与水蒸气的作用相称剧烈，被氧化成三氧化钨（WO３），这种钨的氧化物很轻易蒸发，从灯丝的表面蒸发到玻管的内壁，玻壁上的WO３＞5003H2O+WWO3+3H这种水循环的作用，大大地增长了钨的实际蒸发率，首先使钨丝变细而烧断，另首先相称于将灯丝上的钨不停迁移到玻璃内壁，使玻璃管内壁发黑而减少了透光性，因此，水汽对灼热的钨丝危害性很大，在制作电光源或电真空器件时将器件中的水汽清除越彻底，器件的寿命越长，这亦是我们在荧光灯排汽过程中必须对灯管加热烘烤的理由。钨在高温状况下会产生再结晶现象，也就是会将原有的细纤维状结晶变粗，甚至变成颗粒状的结晶，从而减少了钨丝的机械强度，为了防止钨在高温下再结晶现象，在钨中故意识地加入少许K2O,Al2O,SiO2,等加成剂，阻挡晶粒横向增长，使钨丝内部生成很长的轴向晶粒构造，并在晶粒间形成＂燕尾搭接＂状态，提高了钨的再结晶温度（可达２１００℃WSiO2Re2O3+AL2O3%99.90.050.030.010.01有时有可以用铼钨丝作为灯丝，铼的熔点亦很高，仅次于钨为３１８０℃荧光灯中的灯丝是绕成双螺旋或三螺旋形式，其设计原则是要使灯丝可以产生一种恰当的温度，此温度应恰好是阴极热电子发射所需要的温度，这个温度不适宜太高，只要能满足热发射，应尽量地低，以减少发射材料的热蒸发，另首先又要使灯丝尽快地升温到电子发射所需要的温度，这样可以尽快地从辉光放电过渡到弧光放电，以减少离子轰击所导致的发射材料的测射。表1-2常用荧光灯双螺旋灯丝的规格和绕丝数据如下：灯管功率(W)钨丝规格(WAL-2)(mg/200mm)芯丝直径(mm)每厘米圈数(TPC)灯丝圈数尾丝长度(mm)第一道第二道第一道第二道43.0-3.50.130.511422.5113-464.63-4.770.130.6413031.515.94-4.584.63-4.770.130.6413031.515.94-4.51512.4-12.50.150.868821.622.53.5-62014.39-15.130.201.2069118-94.5-63014.1-14.80.200.646912.75133-44018.5-19.50.201.269118-94.5-6为了增长电子发射材料的贮存量，附着度及耐离子轰击的性能，能采用三螺旋阴极灯丝，不过这种灯丝的构造更复杂，基一致性更困难，灯管的制造工艺亦更困难。（二）电子粉电子粉是由碳酸钡（BaCO3）碳酸锶（SrCO3）和碳酸钙（CaCO3）三种化合物构成，其构成的方式可以是以上三种盐的机械混合，也可以在制造过程中按一定的比例的共晶盐（BaSrCa）CO3。外观上它们都是白色粉末。碳酸盐是一种较稳定的化合物，既不会导电，也不也许有电子发射，要使它可以具有电子发射的性能，必须进行加工处理，这就是在真空中进行分解和激活。△所谓分解，就是在真空中将碳酸盐进行加热，温度加到800-950℃△BaCO3BaO+CO2二氧化碳被抽除，剩余的只有氧化物，因此这种电子粉实质上是一种氧化物阴极。激活有二种形式：热激活和还原激活。热激活：指的是将氧化物深入提高温度，使氧化物中的金属原子分离出来。△△2BaO2Ba+O2还原激活：指的是氧化物与钨的作用生成钨酸盐，形成的钨酸盐再深入分解生成钡原子，WO3则形成阴极的中间阻层。3BaO+W→3BaWO3△△BaWO3Ba+WO3金属原子的出现，使氧化物阴极呈半导体的性质，其中Ba原子不停向阴极表面扩散，在整个阴极表面形成一层盈余的钡原子，这些钡原子中的自由电子，在外电场的作用下就会脱离原子发射出来，这就是一般所说的电子发射。阴极性能的好坏，重要看分解、激活这二个环节掌握得当与否分解、激活局限性的阴极，首先体现电子发射不多，另首先在使用过程中还会不停解出气体，影响灯管的性能，假如分解、激活过度，会使阴极中的盈余钡过多的蒸发，其成果是使玻壁内表面发黑（沉积上钡金属）并使阴极的寿命缩短。电子发射重要是由钡原子中的自由电子产生，加入锶的成分是使氧化物阴极增长导电性能，加入钙的成分则是让氧化物涂层与基金属钨丝结合得愈加牢固，使氧化物阴极增长耐正离子轰击的性能。灯管内的杂质气体对氧化物阴极的寿命有很大的影响，重要是表目前对氧化物阴极的毒化作用和溅射作用，氧化性的气体如O2，CO和H2O等，会使阴极中毒，这些气体都能将盈余钡形成它们的化合物而使电子发射性能失效。另某些气体如H2，N2虽然不会同钡起化学反应，不过这些气体的存在将提高阴极位降，使离子有较大的能量回轰阴极，使阴极物质产生溅射而损环阴极，因此要尽量提高排气的真空度，零部件要注意真空卫生，要彻底除气，这样才能尽量减少灯管内杂质气体的含量。从以上二节看出，荧光灯的灯丝是由钨丝作为加热体，碳酸盐作为电子发射源两者组合而成，也就是说它是一种直热式氧化物阴极。（三）灯丝引线（导丝）灯丝引线在灯管中起到三个作用，一是支撑和固定灯丝，二是与外电路的联接，三是与玻璃间形成真空密封，因此对导丝提出的规定是：eq\o\ac(○,1)有良好的导电性eq\o\ac(○,2)能同玻璃有良好的封接性能。eq\o\ac(○,3)荧光灯工作期间有良好的稳定性。荧光灯的导丝有三节式和二节式两种类型：内导丝封接丝内导丝封接丝外导丝二节式：图1-7导丝三节式导丝由内导丝（边杆）、封接丝（杜美丝）和外导丝三部分连接而成，若将封接的杜美丝延长来替代外导丝，就成为二节式导丝，只是成本要高一点。1、内导丝：由于加工和真空中的特性规定，最佳是用镍丝，但考虑到镍材料的资源和价格问题，目前大多数已用康铜丝替代。内导丝的一端是与热体钨丝联接的，在真空中所处的温度比较高，因此，内导丝的蒸发要小，导热性要差，产生灯丝冷端效应就小，导电性要好，与钨丝的焊接性能亦要好，根据这些规定，康铜丝是较合适的一种内导丝材料。康铜丝是含镍量为39-41%，含锰1-2%，其他为铜的一种合金，它的电阻率较高，不过作为边杆的长度有限，并不影响其导电性能，康铜丝的可塑性好，化学性质稳定，与钨丝和杜美丝均有很好的焊接性能，价格要比纯镍丝廉价，因此目前用得较多。图1-8杜美丝剖面Cu2图1-8杜美丝剖面Cu2OFe.NiCu它是由含镍43%的铁镍合金作为芯丝,外面采用电镀法,牢固地包着一层铜,铜层的比例约为重量比的25-30%,在铜的外表面再加热氧化生成一层致密的氧化亚铜(Cu2O)层,为防止氧化亚铜层的剥落和在大气中长期寄存时的过度氧化,在最外层涂有硼砂(Na2B4O7)薄膜,由于硼砂易吸潮并易溶解在热水中,因此杜美丝应寄存在干燥的环境中,硼砂的熔点为741℃,因此在同玻璃进行封接时,它同玻璃润湿之前,可以防止铜层的过度氧化,使氧化亚铜既能与玻璃很好地润湿封接,杜美丝的热膨胀系数与方向有关，其轴向为61-68*10-7/℃，而径向为80-100*10-7/℃，径向的热膨胀系数与软玻璃很靠近，也许得到满意的封接效果，轴向的热膨胀系数与软玻璃有些差异，因此不会导致玻璃的炸裂，为了防止产生过大的应力，杜美丝的直径不适宜过大，一般都限制在0.8毫米3、外导丝：外导体只作电性能的连接线，一般都用含铜量为99.9%以上的电解铜即可，这种铜丝具有良好的导电性能和钎焊性能，它同杜美丝之间的焊接只有用火焰或电弧进行溶焊。不能用点焊。有的外导丝直接由封接的杜美丝延长引出，不再用铜丝联接，这种二节式的导丝，其成本要比三节式高，并且杜美丝要比铜丝的电阻率大，机械性能较硬，其钎焊性能不如铜丝好。四、充气材料（一）汞（Hg）汞（Hg）是常温下唯一液态金属，具有银白色的金属光泽，故又称水银。在金属中，汞的熔点、沸点和汽化热最低，这阐明汞内键的结合很弱，其熔点为——38.99℃，沸点为356.7℃，在真空中只要180-200℃就沸腾了，因此可以作为扩散泵的工作液体，汞的比重为13.55，其蒸汽压较高，由于汞蒸汽的电离电位低，在荧光灯中作为放电物质，放电后发出的重要光谱线为185，253.7，365，365.3，366.3，404.7，435.8，546.1，577和579纳米，由于荧光粉的激发光谱为253.7汞的化学性较稳定，不与稀的盐酸、硫酸及碱作用，但较易溶解于硝酸，王水及浓的硫酸和盐酸中，汞与H2,CO,CO2和N2等气体互相作用很弱,在高温时能生成氧化物,常温下也能同卤素及硫蒸气直接化合,许多金属都能溶于汞生成汞齐,甚至银,金等抗氧化性很强的金属也不例外，只有钨、铁和钽不溶于汞、石墨、玻璃、陶瓷和云母均不与汞起作用。用在荧光灯内的汞，规定纯度较高，其纯度不应低于99.999%，含气量和水份都极小，这样才能保证灯管的质量，一般市售的汞最佳再通过真空蒸镏后再使用，才能保证汞的纯净度。汞在常温下有显着的蒸发量，伴随环境温度的升高，汞蒸气压急剧上升，当汞蒸汽的浓度到达每立方米15毫克时，对人体就会引起急性中毒，它对人体的危害重要通过呼吸系统，因此，生产中对汞的操作安全必须有严格的规定，操作间的通风要好，应当有专用的器皿寄存和防止汞的洒落在地上，只要做了防备工作，严硌操作规程，汞的公害性可以防止或减至最小的程度，人们只要认识它并认真地看待，对汞的毒性也就不必胆怯了。荧光灯中使用汞齐来替代注入纯汞，是一种很有前途的技术方向，汞齐的应用可以避名汞污染，也可以使灯的汞蒸气压得到控制，对提高灯管的光通量有利，在实用中已制成了释汞吸气剂，它是由钛汞合金和锆铝16吸气剂共同构成，在500℃如下的温度时，它非常稳定，当温度高于500℃时，它将释放出汞，同步又会吸取灯管内影响灯管光、电性能的多种杂质气体（如O2,CO,CO2,N2,H（二）氩气（Ar）在元素周期表中的氦（He）,氖（Ne）,氩（Ar）,氪（Kr）,氙（Xe）和氡（Rn）这六种气体，在大气层和地壳中的含量都很少，故称为稀有气体，这些气体的原子构造中，其电子壳中都已充斥电子，因此化学性质极不活泼，几乎与其他元素都不会发生反应，因此又将它们称为情性气体。氩气在上述六种气体中相对来说空气中的含量较之其他几种稀有气体略多，在制氧工业中，较易获得，价格也对应地较低，氩的电离电位要比氦，氖低，比氪、氙略高，因此在气体放电中电离度较高，电子浓度大，放电后的电位梯度低，因此用在荧光灯中作为放电气体是较合适的。假如荧光灯中只有汞蒸气而不充入氩气，由于汞蒸气的浓度稀薄，高速电子与汞原子碰撞的机会就会很少，为了建立起汞蒸气放电，就不得不提高灯管的启动电压，同步为了维持这种放电，不得不增高管压降。氩气作为荧炮灯中辅助的放电气体，其所起的作用是：（1）减少了灯管的启动电压和工作时的管压降，这是由于充入氩气后运用潘宁放电效应，可以减少灯管的启动电压。由于氩原子在灯管内要比汞原子的浓度多几千倍，高速电子就比较轻易同氩原子碰撞，碰撞后的氩原子处在亚稳态，这种亚稳态的氩原子再与汞原子产生非弹性碰撞时，使汞原子受激而发生电离，由于氩原子体积大，密度也较大，它对汞原子的碰撞机会要比高速电子碰撞汞原子的机会大得多，这样就可以减少灯管的启动电压和工作电压。（2）氩的充入对氧化物阴极起到保护作用，当汞离子和其他正离子向阴极运动时，在没有阻挡的状况下，就有也许累积起很大的能量，到达很大的速度去轰击阴极，使阴极物质发生严重溅散，当灯内充入氩气后，由于氩的浓茺大，原子体积亦大，与正离子碰撞的机会多，相称于在阴极前面增长一道屏障，阻碍正离子直接轰击阴极，能使阴极的溅散大大减少，有的正离子与氩原子碰撞后损耗了部分能量再轰击阴极，这时轰击的能量已大大减小，引起阴极物质溅散的也许性也小。氩气对阴极的保护作用还表目前对阴极蒸散物质的阻挡作用，阴极中的钡原子或其他物质，在高温和受轰击的状况下轻易从阴极表面蒸发或溅射，由于高浓度的氩原子存在，在阴极前面形成阻挡层，使一部分阴极物质被碰撞后返回阴极，这样就大大减少了阴极物质的蒸发和溅射。总这，氩气的充入，使灯管的工作性能改善，也有助于阴极寿命的延长。必须指出，灯管内氩气的多少，对灯管的多种性能均有影响，例如充入较低的氩气压力，灯管的光通量比较高，充入某一种氩气压力时，又也许得到最低的管压降，从增长阴极寿命的原因看，氩气充入的压力应高某些为好，为了兼顾几方面的原因，氩气的充入，必须严格地控制在某一种压力范围为最佳，一般认为以130-400Pa（1-3托）的氩气压力较为理想。第二章荧光灯管制造工艺概述：荧光灯的生产，已经有半个世纪的历史，生产工艺已比较成熟，直管形的荧光灯，已到达一定程度的机械化和自动化。本章简介的内容，重要着眼于目前正在迅速兴起的紧凑型节能灯灯管的制作工艺，这一类灯管的工艺特点是：机械化，自动化的程度低，基本上是手工操作和机械装备相结合的劳动密集型的生产。产品的质量不稳定，一致性差，成品的高下完全取决于工人操作技能的纯熟程度和对产品性能的理解深度。品种多样化，往往伴随客户的规定而变换生产品种。原材料供应的稳定性差，直接影响到产品的质量和成品率。人员的稳定将在更大的程度上直接影响产品的质量和成品率，这亦是由于劳动密集型的生产方式所决定的。生产组织和管理水平，不仅影响产品的质量，甚至会决定一家企业的命运。是在众多的竟争中得到生存和发展还是最终被陶汰和倒闭，这常常是管理者的决策所得的成果。综合以上这几条生产特点，诸多厂家的经营者深深地体会到，对紧溱型节能灯的生产规律是：“越做越难”，或者可以说是“越懂越难做”，由于开始做的时候，并不需要成套的机械设备，只要有几台最基本的机器，就可以用手工的方式做出会点亮的灯管，因而感到不难做，不过一旦要形成正式生产，获得产品合格证和一定的成品率，这就不是一件简朴的事情，当理解灯管的内在机理后，再去努力到达一定的规定，就会感到有相称的难度。根据实践记录，紧凑型节能灯的生产规模必须具有一定的批量和一定的成品率，才能获得营利，否则是不会有经济效益的。一般紧凑型节能荧光灯管的生产工艺流程图如下（见下页）：玻璃制作工艺割管：玻璃管原材料为了运送和储存的以便，生产厂都是将它切割成1.2米割管的措施有几种：砂轮切割：它是运用薄片砂轮高速旋转时的线速度很快，首先将玻璃割开，同步在接触部位产生高温，使玻璃沿着外径的周长开裂，使玻璃管分割成小段。钢轮切割：由于薄片砂轮的强度较差，在切割过程中的磨损很快，在大生产中，砂轮的消耗很大，用薄片钢轮替代砂轮同样有很好的切割效果，高速旋转的钢轮，当它同玻璃管接触的瞬间，接触部位产生高热，同步使玻璃产生定向裂痕，依赖于玻璃热胀冷缩产生应力的作用，将玻璃管切割断，薄钢轮的耐磨性要比薄砂轮好，寿命长，成本低，是目前生产中较常见的一种切割措施。火焰切割：运用细窄的火焰，对旋转的玻璃管局部园周上加热，然后用冷刀头在加热部位划一伤痕，玻璃管就沿加热区的园周开裂，将玻璃管切割成小段，这种措施比前两种措施的切割质量高，不过速度较慢，合用于自动切割机的装置。电炉丝切割：它与火焰切割法类似，只是用一段电炉丝能过大电流加热，旋转的玻管与电炉丝接触加热后即断裂。割管的规定是：按设计的长度规定，一般运用长度靠模进行操作，其长度的公差可以控制在0.5-0.2毫米切口处不应有缺口，规定平整。切口处不应有裂缝，虽然有一点小的裂缝，在下一道工序中，只要同火焰一接触，裂缝就会延伸，甚至导致整块玻璃的脱落。在留有玻管长度余量的状况下，容许有一端存在上述中的某些小缺陷，并且该缺陷是在下一道工序中完全可以消除的。对割管工序的操作者，由于高速旋转的砂轮或钢轮的惯性，不要戴手套操作，要防止手套被转轮带入而导致人身的伤害，另首先在玻璃管的切割过程中，会有细粉扬起来，因此规定操作工作必须戴口罩，防止将细粉吸入呼吸道而产生砂肺等职业病。清洗：清洗玻璃管的目的是清除玻璃表面上的尘埃和油污等杂质，尘埃和油污的存在，将使荧光粉的涂层剥落或出现不发光的斑点，同步在涂复的过程中还会污染的荧光粉浆，使涂层发花不均匀，直接影响涂粉质量。常见的清洗措施是将玻璃用自来水清洗，烘干后即可使用。倘若自来水的水质较差，玻璃管烘干后会见到点点斑斑的水痕，这是在自来水中具有杂质所致，若不采用措施，也会影响到灯管质量。改善的措施是将自来水冲洗后的玻璃管，最终用蒸馏水或去离子水淋过，再烘干备用，有的工厂采用的深井地下水，这种水质也许比某些城镇的自来水还要好。玻璃管寄存的较久，表面会产生微量的风化，这种微风化一般人眼是看不出来的，但它会严重影响灯管的涂粉质量，必须设法清除这种风化层，最简便的措施就是用6-10%的氢氟酸溶液浸泡半晌，使氢氟酸同玻璃中的二氧化硅等化合物产生反应，相称于从玻璃表面剥落一薄层，使玻璃表面露出新鲜的玻璃组织成分，这样的玻璃表面，可以使荧光粉涂层获得满意的质量。氢氟酸同玻璃作用的经典反应式是：SiO2+4HF→SiF4+2H2O在使用氢氟酸清洗玻璃管时，规定操作者必须戴有橡皮手套，防止氢氟酸对皮肤的侵蚀。经氢氟酸泡浸的玻璃管，必须立即用清水冲洗，氢氟酸的残液冲洗洁净，然后烘干备用，如不将氢氟酸的残液洗掉，它将对玻璃不停地进行腐蚀，会使玻璃产生失透现象。（三）玻璃管的成形紧凑型节能灯在灯管构造上是将直管线形的光源，弯曲成型变集中光源，同步将荧光灯两端的灯丝集中到同一端引出以便灯管的装配和使用。玻璃管的成形，重要进行热加工，将玻璃管在火焰中加热到软化，然后按照一定的形状进行弯曲，在弯曲的同步，再向玻璃管内鼓气，鼓气的压力必须严格控制，若鼓气局限性，玻璃弯曲后产生内瘪现象，假如鼓气压太大，将使软化的玻璃鼓成胖泡或吹破玻管，因此，弯管成形必须掌握好玻璃的软化程度和鼓气的压力大小。为了保证产品外形的一致性，弯管时往往借助于成形膜，成形模都是用金属材料制成，其导热性能很好，因此，当玻璃处在软化的高温状态时，不应立即放入冷却的金属模中，假如这样做，必然导致玻璃制品产生严重内应力而炸裂破损，为防止这一恶果的产生，最佳的措施是将金属模预热到较高的温度，这时放进软化的玻璃制品，由于两者温差不大，就不易产生过大的应力，不过也不适宜将金属模预热过高，太高的预热温度首先会导致玻璃沾模现象，另首先将缩短金属模的使用寿命。使金属模的表面严重氧化而起皮发毛，发毛后的金属模更轻易使玻璃产生沾模现象。对成形玻璃管的加热措施，可以用火焰加热，也呆以用电炉加热，手工成形的用火焰加热较多，机器成形的，有时采用电炉加热，也有不少是用火焰加热的。采用火焰加热时，对火焰的规定较高，必须采用氧化焰，一般是在火焰中加入一定量的氧气，这样不仅可以提高火焰的温度，还可以防止铅玻璃的还原发黑现象。机器弯管成形的设备还不多见，这是由于机器弯管成形的品种较单一，并且对原材料的规格尺寸规定很高，否则成品率太低，难以控制因此目前绝大多数还是依托人工机灵的双手来完毕玻璃成形这一工序为主。玻璃成形有两种不一样的程序eq\o\ac(○,1)先弯管，后涂粉，这对弯曲形状单调的单U，双U，双π，三U形都是较合适的，这种工艺程序的安排，对弯曲部位的粉层不受高温灼烧的影响，仍有较高的发光亮度，但由于这种管型都在弯曲成形后涂粉，粉管内的通风条件较差，因此不易使各部位的粉层涂复均匀一致。eq\o\ac(○,2)先涂粉，后弯管，这是对弯曲多变的灯管，如SL型，双D型等，只能把直管先涂上荧光粉，然后再在火焰上加热后弯曲成型，这种工艺程序的按排是由于多弯曲的灯管、成型后就无法再进行涂粉了，先涂粉后弯曲的灯管，弯曲部位的粉层首先受高温灼烧，另首先弯曲后表面积的改弯，使这一部位的粉层产生剥落或龟裂，并且灯管工作后，这部位的光衰更严重些。玻璃管的成形工序中，尚有一种内容是“平头”，亦称“平顶”，这是对双H，双π，双U，三U等灯管，在单管成形后的一种工序，平头也有两种不一样的措施，一种是带粉平头，另一种是擦粉平头。带粉平头工艺较简便，并且顶部不“露光”，即顶部仍为荧光粉层，看不到顶管内部放电的兰光，这种工序的缺陷是荧光粉夹在封头部位，轻易导致漏气，成品率下降。先擦粉后平头的工艺可以克服上面这种漏气的弊端，对提高成品率大有好处，但要多一道擦粉的工序，同步灯管工作时，平项部位露出管内放电的兰光。在生产中应采用那一种工艺，这与各厂对产品的规定和生产的习惯有关，并不规定千篇一律。（四）玻璃的封接在荧光灯中玻璃的封接有两种类型。eq\o\ac(○,1)玻璃——金属（杜美丝）的封接玻璃和金属的性质截然不一样，要使玻璃能同金属封接在一起，其必要的要件是有氧化物的过渡和有较靠近的热膨胀系数。玻璃都是由金属氧化物组，同样的状况下，只有将纯金属的表面进行氧化，使其表面具有一层薄薄的氧化膜，这种氧化膜就可以同玻璃中的气化物相结合，具有浸润粘着的性质，才使两种不一样的物质封接在一起，这就是杜美丝的外表面将铜层氧化成氧化亚铜的原因，氧化铜的构造比氧化亚铜的构造疏松，与玻璃的结合力差，并且封接层的强度亦差，易导致慢性漏气。金属同玻璃的热膨胀系数比较靠近，才能使封接后的零件不会产生过大的应力而炸裂，并在灯管工作过程中温度变化不会导致膨胀系数的剧烈变化产生过大的应力。总之，要使玻璃能同杜美丝有良好的封接性能，除两种材料的热膨胀系数相靠近外，在封接过程中，加热程度是封接质量好环的关键。加热局限性，玻璃不能很好地浸润金属，导致封接层的不致密或剥落。加热过度，使金属过度地氧化，封接层疏松，有时还会出现持续性气泡，这些都是导致慢性漏气的原因。杜美丝同铅玻璃（红丹料）有较近似的热膨胀系数，杜美丝的径向热膨胀系数为80-100*10-7/℃，轴向为61-68*10-7/℃。而铅玻璃的热膨胀系数为88～90*10-7/℃两者的封接质量从外观上看，封接处应是呈光亮的桔红色，若出现深褐色或铜层原色，都是属于不正常的封接层，会有慢漏的也许。eq\o\ac(○,2)玻璃——玻璃的封接在荧光灯中，玻管与芯柱间的封接，两支单管之间桥接，汞叉管与排气管的封接，都属于玻璃之间的封接形式，玻璃都属同一类物质，其封接的唯一条件就是两种封接玻璃料的热膨胀。如图2-1的（b）所示，这种封接措施是将芯柱喇叭稍伸入玻管内1-2毫米(c)托封法如图2-1（C）所示，这种封接法与（b）法类同，它是规定有较大的喇叭口，可以将玻管托住进行封接，这种封接也可以将两个部件同步倒过来封接，封接后也要鼓气和销拉一下，使封接处的玻璃得以变薄和均匀。(b)c两种封接措施的所用材料都较省，没有挥霍的余料，但这两种封接措施，都要注意防止火焰中的尘烟向管内扩散的现象，尘烟的进入，将会影响电子粉的发射性能，也会使荧光粉层发黄和增大光衰。eq\o\ac(○,2)接桥构造接桥是将两支单管通过一种桥孔对接起来。这种对接有手工的和机械控制两种，不管是那一种措施，总的规定都是封接部位的玻璃要均匀，变形部位的过渡要园滑，如图2-2所示。接桥处的玻璃太薄，则强度不够，稍有受力就轻易损环，该处如玻璃堆积太厚，则轻易有过大的应力而炸裂，其拐角处应以园滑过度为好，直角形的过度，轻易引起过大的应力而炸裂。接桥处的封接质量，与封接前的打孔质量有关，孔径太大或太小，都不利于封接，一般应使打孔处稍向外突出，然后在其顶部吹出4-6毫米(a)(a)平顶(b)凸顶(c)凹顶图2-2接桥构造图图2-3平头构造图eq\o\ac(○,3)平头构造平头的成果会有三种构造形状如图2-3所示，(a)是平项构造，这种形状外形最佳，但强度不高。(b)是凸顶构造，这种稍有凸出的形状，构造最牢固，应力最小，但不适宜太凸出，凸出太多有逊于外形。(c)这种凹顶构造是最不但愿的形状，其强度亦差，并且不美观。eq\o\ac(○,4)接汞叉管汞叉管注入适量的汞滴，滴汞量紧凑型荧光灯中只需6-8毫克，一般手工滴汞时，汞珠的直径不超过1毫米注入汞的管子，可与排气管连接，连接措施有二种，一种是接在排气一端的侧面，成为一叉枝，这种措施是汞叉管靠近排气口，真空度较高，但封接强度稍差，另一种措施是将注汞的管子垂直接入不是排气端的芯柱排气管上，这种封接强度好，工艺以便，但较远离排气口，汞管中的真空度稍低，尽量采用前一种，由于前一种措施相称于汞叉管与灯管是并联接法，抽气的途径短，真空度高，最终烧尾管是一次完毕，放气量少，后一种措施相称于灯管种汞叉管是串联构造，抽气的途径细而长，不利于提高真空度，最终烧尾管时要分两次完毕，尾管受热放气的机会要多一倍，对灯管内的气体成分有较大的影响。对汞叉管封接的规定是：封接处内径不得不不小于管子的内径，并且不应有玻璃的堆积，要使汞滴能顺利地倒入灯管内。二、荧光粉的涂复工艺制为了使荧光粉能牢固，均匀地分布在玻管的内壁上，应配制一定规定的荧光粉，并采用一定的工艺措施进行涂覆。（一）荧光粉浆的配制荧光粉浆配制的好环，直接影响涂粉层的质量。目前在一般荧光灯中所用的卤磷酸钙荧光粉，有用丁脂类有机溶剂和用水做溶剂的两种配方。要使荧光粉很好地粘在玻管壁上，一般要在粉浆中加入粘结剂溶液，老式的粘结剂溶液是用硝化棉溶于醋酸丁脂制得溶液，硝化棉不仅有良好的粘性，并且加热时轻易分解，分解后残留的灰份很少，不致使荧光粉中毒。这种浆液的配方是：荧光粉1醋酸丁脂（醋酸成脂）750毫升混合在球磨罐中球磨4小时，再加入6%硝化棉的醋酸丁脂溶液625毫升再球磨半小时左右即可过滤备用。为了改善粉浆的涂复质量，有时还可加入少许的加固剂（磷酸三乙脂，磷酸氢二铵，焦硼磷酸钙等）分散剂（亚甲基二苯二磺酸钠）消泡剂（聚环氧丙烷乙烷甘汕醚）和增塑剂（丙三醇，邻苯二甲酸二丁脂，丁醇等）用量都在千分之几，不适宜加多，否则会引起光通量的减少和光衰的增大。球磨好的粉浆应经200目的生丝布过滤，并持续搅拌，将粉浆密度调到1.32-1.36g/cm3,(冬季的密度应高于夏季的)粉粒为5-10um为最佳。硝化棉是易爆物,醋酸丁脂等有机溶剂极易挥发,并带有强烈的刺激性,成本较高,故目前有的生产厂家已改用水为溶剂的水涂工世,其粉浆的配方是：荧光粉27%聚乙稀醇溶液2500毫升聚醋酸乙稀乳胶（分散稳定剂）60毫升去离子水1300毫升粉浆需球磨2-3小时，浓度调整到1.4-1.45g/cm3，粘度为（30-35）*10-3Pa.S。在紧凑型节能荧光灯中，使用的都是稀土三基色荧光粉，红，绿，兰三种粉的成分不一样，比重亦不一样，红粉最大，兰粉最小，三种粉混合的不一样配比就可以得到不一样色温的白光，这种荧光粉浆的配置，基本上可以参照上述丁脂溶剂法的配比，不过必须随时搅拌，以防不一样比重的荧光粉产生分层现象，否则将会产生色温偏差的严重恶果。（二）荧光粉的涂复：目前的涂粉工艺，广泛地采用湿涂法，粉浆可以吸入，压入或喷入灯管内，再使多出的粉浆自动淌流下来进行回收，涂复后的灯管要垂直挂在支架上晾干，这时应有热干风自上往下流动，才能使荧光粉层均匀地晾干附着在灯管内壁上。荧光粉层涂得好坏，首先同粉浆的质量（颗粒度，比重和粘度）有关，也同涂粉环境原因（温度，湿度，净化度和干风流向，流速）有着亲密的关系。温度太高，湿度偏低，会使涂粉变厚。温度太低，湿度偏低，会使涂粉层变薄。风量温度太大，涂层会发花，风量太小，不易干燥，使涂层偏薄。涂粉的环境温度最佳在27-30℃，相对湿度为60%对已弯曲成形的灯管进行涂粉时，温度可合适提高，通风量亦要大些，最佳是将干风从灯管的一端吹进去，从另一端引出。涂粉层的厚度，可以根据单位长度的粉量来估计，也可以用固定的灯光透过粉层。用硒光电池来测得，最简朴的措施还是将黑色火柴头伸进粉管的中央，使它看不见黑影子，这表明厚度已可以了，这些措施都是相对的厚度规定，可以用原则样管作对比，涂层的厚度规定控制在0.03毫米烤管工艺：荧光粉涂层在管壁上晾干后，再进行一次烤管，将灯管在空气中加温到480-500℃烤管质量的考核，一是要烤透，二是不能变形。未烤透的粉管，呈淡黄色，这是由于温度不够高，或是保温时间太短，或者是通风量不够，未能将碳灰烤尽，这种灯管可以根据实际状况再重烤一遍。假如烤管温度过高或保温时间过久，将会使玻璃管软化而变形，这样就将粉管烤报废了。烤管设备可以是电热装置，也可以是煤气加热的。后者应注意烟灰对粉层的影响，最佳是采用隔层加热的措施。小批量生产一般采用固定烤炉烤箱，一批烤完待冷却后再接着烤一批，速度较慢，大批量生产采用遂道炉形式，将灯管由传递带输送进行持续生产，这种措施生产效率高，产品的一致性好。四、擦粉：烤管后的灯管中粉层已很轻易擦除，这是要将封口和平头的两端粉层按尺寸规定擦去，规定尽量擦洁净，粉边要平整，粉层擦不净，封夹在玻璃中轻易导致炸裂和漏气。在擦粉工作中应注意如下几点：1、擦粉部位的长度庆按设计要标，擦粉长度局限性，由于粉层的支撑作用而玻璃加温也不收缩，封口处就形成漏缝。如图2-4（a）所示，同样，假如擦粉过长，由于粉层支撑作用不再存在，封口部位的玻璃就会有过多的收缩和堆积，不仅外观差，装头难，并且应力大，易炸裂。图图2-4擦粉部位图2、擦粉落下的粉应及时吸除，不再落到粉管内部。3、操作者应戴口罩，防止将粉吸入人体内部。4、擦粉时只能干擦，不容许湿擦，由于粉层的吸潮性很强，湿擦时，水分被留下的粉层吸取而影响灯管质量。三、灯丝工艺（一）灯丝的清洗灯丝制造厂家在制作过程中，通过高温氢气定型，再在酸液中溶去芯丝，一般都是较洁净的，不过在运送和储存过程中，灯丝又会被污染和氧化，因此在灯丝使用前还需清洗处理。清洗的过程是先将灯丝置于8-10%的氢氧化钠溶液中煮沸5分钟，用清水冲洗，再用蒸镏水或去离子煮沸，重煮一次，最终用无水乙醇脱水，烘干时的温度不适宜过高，以防灯丝再一次氧化。（二）装灯丝将灯丝固定到芯柱的边杆上，可以有两种措施：eq\o\ac(○,1)村接固定：这种措施是先将边杆顶端弯曲成钩，然后将灯丝的尾端嵌入钩内并将弯钩压紧，灯丝就被固定在边杆上了，这种措施的长处是可以实现机械化绷丝，并且不会有氧化，不会损伤，缺陷是多一道弯钩的工序，压接点的导电性能差一点。eq\o\ac(○,2)点焊固定：点焊是一种电阻焊，即由大电流通过灯丝与边杆接触点。由该点的接触电阻产生热量将两种金属材料熔焊在一起，它由专用的点焊机来完毕焊接过程。焊接的质量，通过调整接触点的压力，通过的电流和通电时间三个原因综合的成果，实际上也就是依托操工人的技术纯熟程度来控制焊接的质量，用点焊的措施固定灯丝的好处是工序少，产量大，接触点的导电性好，其缺陷是焊点部位易氧化，电流太小要形成虚焊，电流太大则熔化过度而烧断边杆。（三）灯丝的烧氢为了增长发射材料（电子粉）涂层的牢固度，清除灯丝上的氧化斑和其他污染物，减小灯管的发黑疵病，灯丝装上芯柱后，先在干氢中通电加热灯丝，然后进行涂复电子粉材料。通电加热的温度是由调整电流值来控制的，一般控制在800-900℃，通电时间1-2烧氢后的灯丝应立即进行电泳涂复电了发射材料。防止重新污染和氧化。烧氢工序中要注意操作安全，氢气是一种能自燃的气体，当它与空气或氧气混合时，在很大的比例范围内均有爆炸的危险，我们只要理解它的性能，掌握它的特点，就完全可以到达安全使用的效果。（四）电子发射材料的涂复在上一章中已提到，荧光灯管中用的电子发射材料用的是三元碳酸盐，灯丝上涂复电子粉的措施有喷涂、浸涂和电泳等措施。电泳的长处是涂层结实，表面光滑，涂层厚度轻易控制和粉料流费少等，因此目前各生产厂家基本上都是采用电泳法涂复电子粉。电泳的原理是在电场的作用下，将悬浮液中的带电微粒定向位移并沉积在电极上，三元碳酸盐的悬浮液按一定的配方混合球磨均匀，其微粒带有正电荷，只要将灯丝置于负电极上，微粒在电场作用下就会沉积到灯丝上，故又称它为负向电泳或阴向电泳。1、悬浮液的配制电子粉的电泳悬浮液，由碳酸盐粉，溶剂和粘结剂三部分构成，其配方是：三元碳酸盐学100二氧化锆（光谱纯）5甲醇（分析纯）35-40毫升丙酮（分析纯）35-40毫升醋酸丁脂（分析纯）10毫升硝棉溶液（7%）7毫升三元碳酸盐大多是用钡，锶，钙的硝酸盐和碳酸铵混合共晶沉淀的混合盐，也可以用单独的沉淀盐按比例混合，其比例是碳酸钡56%、碳酸锶38%、碳酸钙6%，配方中加入5%的二氧化锆可以显着地改善阴板耐正离子轰击的特性。硝棉溶液和配制是采用含氮量11-12%粘度为25秒，含灰量不不小于0.2%的硝化棉，将它先用无水乙醇精洗，降去水分，然后在70℃左右的干燥箱中烘干（约2-3小时），处理后的硝化棉以每100毫升的醋酸丁脂中加主7将上述配方的电子粉浆液放入球磨罐，加入重量比电子粉多三倍的玛瑙球进行较长时间的球磨（100-120小时）使粉粒3微米如下的占70-80%，6微米如下的占90%，其他也都在15微米如下。2、电泳电于灯丝是钨丝做的，因此不能用正向电泳，只能用负向电泳，假如用正向电泳，将钨丝接在正极上，在正极上会产生氧化使钨丝氧化，同步由于气泡的产生，使涂层粘附不牢，用负向电泳就完全防止了以上局限性之处而得到满意的涂层。电泳是在一种绝缘的小容器中进行，容器的内壁四面围上镍皮作为正电极并引出，在容器的口边上架一导体作为负极引出，只要将要电泳的芯柱边杆与负电极接触，用玻璃棒将灯丝的中间压向电泳液，灯丝上就电泳上了电子粉，这样做的目的，为了使电泳液不会涂在灯丝的两个尾端和边杆上，假如在灯丝尾端和边杆上涂有电子粉。由于这个部位在分解，激活时都不会有足够的温度使它完全分解。在灯管正常工作时又会分解出杂质气体而破坏灯管的正常工作。电泳的环境和操作台都要严格保持清洁，室内规定空调，保持一定的温度和湿度，这样涂粉的质量才能保持一致性，电泳好的灯丝应寄存在干燥处，并且寄存期不应过长，最佳规定当日就能装入灯管内并完毕排气工序。电泳的质量从外观看应是光洁的白色表面，不应产生疏构的粉层，也不要让粉层有堆积现象，对涂粉的量亦需要有一定的需求，一般都是对是泳的粉量进行抽查，可用扭力天平秤其重量，多种不一样功率的灯管，对涂粉量有不一样的规定，如表2-1所示：表2-1灯管规格（瓦）5～1315～2030～40粉层重量（毫克）2～2.53.5～46～6.5四、荧光灯的排气工艺（一）概述：排气工序是灯管制造中最终一道工序，也是最关键的一道工序，从这一道工序的完毕过程中，也可以检查前面各道工序的质量状况。灯管的工作原理已明确指出，首先要使灯丝在真空或稀薄气体中产生电子发射，这些电子在加速电场的作用下碰撞气体原子，使灯管内的氩和汞原子电离或激发，被电离或激发了的汞原子在恢复到本来的稳态过程中，将以辐射紫外线的形式放出能量，这种紫外线（光谱为253.7nm）激发到荧光粉上，使荧光粉产生可见光。根据以上工作原理的规定，在排气这道工序中的职能，就是要完毕抽除杂质气体，进行阴极电子粉的分解和激活，充入惰性气体和汞，最终封离排气管。（二）排气系统整个排气系统由三个部分构成，即真空系统，烘箱和配电系统。软硬接头Ar油压力计扩散泵机械泵加热电源图2-5排气系统图（1）真空系统：对荧光灯管进行抽气，就是要将灯管内空间的，管壁的，也许产生气体的源中杂质气体尽量抽除，其最终的剩余气压应当在1*10软硬接头Ar油压力计扩散泵机械泵加热电源图2-5排气系统图这一排气系统的特点是：构造简朴，操作以便，活栓较少，不易漏气，扩散泵和充气装置一直保持真空状态，不必与大气接触，可达较高的极限真空度。（2）烘箱：使用烘箱的目的是使灯管加热。内壁和荧光粉层所吸附的气体，因温升而增长气体分子的活动能力，加速逸出管壁和粉层而被抽徐，可以保证管内的真空度规定。图2-6是玻璃伴随温升的放气曲线。伴随玻璃加热温度的升高，吸附在玻璃上的气体分子活动加剧，不停地从玻璃表面克服分子间的吸引力跑到空间，温度越高，跑向空间的气体分子数越多，放气量伴随温升而增多