一种石墨烯电极陶瓷金卤灯的制作方法
一种石墨烯电极陶瓷金卤灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷金卤灯电光源领域，具体涉及一种石墨烯电极陶瓷金卤灯。
【背景技术】
[0002]陶瓷金卤灯是多晶氧化铝陶瓷制造电弧管管壳，这种陶瓷是一种半透明材料，其实他的透光率高达96?98%，超过玻璃和石英，但由于直线透光率不超过30%，所以就成了半透明了。这种陶瓷材料能承受比石英高200°C以上的高温，制成电弧管后正常运转温度可以高达1200°C，加以其导热率较高，电弧管本身温度分布较为均匀，即使冷端也在900°C以上，因此充入其中的金属卤化物能充分蒸发，这是陶瓷金卤灯的光效和显色指数高而稳定的原因。陶瓷泡壳的热稳定性和化学稳定性很高，与充入电弧管的材料不发生化学反应，又不存在钠渗漏问题，因此灯性能稳定、光衰小、寿命长。在陶瓷金卤灯点燃工作时，电极起着及其重要的作用。由于在点灯过程中，处于高温下电极的蒸发和溅射使电子发射材料损失，电极腐蚀变形，灯泡也因电极材料在泡壳上沉积而发黑，导致电极损耗电子发射能力下降和电弧管壁透光率下降，从而导致电弧管光衰严重，色温一致性变差，使用寿命大大缩短。所以可以说电极决定了灯的寿命。同时，在实际燃点中，电极温度从顶端到与放电管封接点，是一个由高到低的分布，顶端温度最高。电极材料钨的熔点是3650K，点灯过程中，过高的电极温度会使电极腐蚀加重，使管壁过早发黑，进而降低灯的光通维持率、降低灯的使用寿命；另一方面，电极温度过低又不利于电子发射，造成离子轰击加剧，电极溅射严重。如何选择一种合适材料的电极，对金卤灯的性能和延长寿命，起着非常重要作用。
[0003]石墨烯(Graphene)的命名来自英文的graphite (石墨)+ -ene (烯类结尾)。它一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆和康斯坦丁 ?诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
[0004]石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小，同时，石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/ (πι.Κ)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15 000 cm2 / (V.s)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10_6Ω.cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度，同时，石墨烯功函数比较低，热电子发射能力强，是很好的电极材料。
[0005]石墨烯与钨具有很好的亲和力，把石墨烯和现有的钍钨陶瓷金卤灯电极相结合，形成一种新的石墨烯陶瓷金卤灯电极，是解决目前陶瓷金卤灯电极溅射寿命较短的问题的一条很好的解决方案。
【发明内容】
[0006]为了解决现有陶瓷经路灯电极易产生溅射和钍钨气化易附着在电弧管壁，寿命较短，光色一致性差问题。本发明提供一种石墨烯电极陶瓷金卤灯。本发明为实现其目的所采取的技术方案:一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头。鹤电极杆的一端灯芯柱电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层，具有石墨烯薄膜层的电极一端深入到陶瓷电弧管中，陶瓷电弧管内装填有发光药丸，这样陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封，陶瓷电弧管两端的钨电极杆分别于灯芯柱的电极点焊连接，把灯芯柱和安装电极的陶瓷电弧管封装在灯泡壳内，并对灯泡壳进行抽真空密封后在灯芯柱处焊接灯头，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
[0007]优选的石墨烯薄膜，其特征在于石墨烯薄膜为1-15层，石墨烯薄膜完全包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端。
[0008]优选的钨电极杆，其特征在于钨电极杆深入陶瓷电弧管的部分长度为0.5-4.5mm,深入陶瓷电弧管内的钨电极杆也附着一层石墨烯薄膜层。
[0009]优选的钍钨电极丝，其特征在于钍钨电极丝在钨电极杆上的缠绕宽度为1-4.5mm,两相邻钍钨电极丝之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂。
[0010]本发明的有益效果
1、由于采用了石墨烯作为导电体，大大降低了导体的电阻率，提高了输电效率，石墨烯强度大，质量轻便于安装维护，同时，石墨烯耐氧化不腐蚀，使电缆寿命大大加强。
[0011]2、采用石墨烯包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端，大大降低了电极的溅射和损耗，延长了灯的使用寿命，维持了光色的一致性。
[0012]3、由于石墨烯具有很高的电子迁移率，大大增加了阴极电子发射能力，增加了电弧管的光通量。
[0013]由于采用了上述技术方案，从而使本发明实解决传统陶瓷金卤灯电极应用的制约条件，石墨烯钍噁电极的有机结合，增加了陶瓷金卤灯光效，降低了电极溅射，延长了电极使用寿命，安全可靠，有利于高下照明节能事业的发展。
【附图说明】
[0014]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015]图1为本发明结构示意图:
1、钨电极杆，2、钍钨电极丝，3、石墨烯薄膜层，4、陶瓷电弧管，5、发光药丸，6、氧化钡电子发射剂，7、灯泡壳，8、灯芯柱，9、灯头。
【具体实施方式】
[0016]结合具体实施例和附图对本发明作进一步介绍，一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆1，钍钨电极丝2，石墨烯薄膜层3，陶瓷电弧管4，发光药丸5，氧化钡电子发射剂6，灯泡壳7，灯芯柱8和灯头9。钨电极杆1的一端灯芯柱8电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝2，钍钨电极丝2之间镶嵌氧化钡电子发射剂6，钍钨电极丝2和氧化钡电子发射剂6外面附着石墨烯薄膜层3，具有石墨烯薄膜层3的电极一端深入到陶瓷电弧管4中，陶瓷电弧管4内装填有发光药丸5，这样陶瓷电弧管4两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝2并进行真空密封，陶瓷电弧管4两端的钨电极杆1分别与灯芯柱8的电极点焊连接，把灯芯柱8和安装电极的陶瓷电弧管4封装在灯泡壳7内，并对灯泡壳7进行抽真空密封后在灯芯柱7处焊接灯头9，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
[0017]优选的石墨烯薄膜，其特征在于石墨烯薄膜3为1-15层，石墨烯薄膜3完全包裹钍钨电极丝2、氧化钡电子发射剂6和钨电极杆1的尖端。
[0018]优选的钨电极杆，其特征在于钨电极杆1深入陶瓷电弧管4的部分长度为
0.5-4.5mm,深入陶瓷电弧管4内的鹤电极杆1也附着一层石墨烯薄膜层3。
[0019]优选的钍钨电极丝，其特征在于钍钨电极丝2在钨电极杆1上的缠绕宽度为1-4.5mm,两相邻钍钨电极丝2之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝2之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂6。
[0020]上述实施例只是说明本发明的技术构思及特点，其目的是让本领域的普通技术人员能够了解本发明的特点并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
【发明内容】
的实质所进行的等效变化或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头；其特征在于钨电极杆的一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于石墨烯薄膜为1-15层，石墨烯薄膜完全包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于钨电极杆深入陶瓷电弧管的部分长度为0.5-4.5mm，深入陶瓷电弧管内的钨电极杆也附着一层石墨烯薄膜层。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于钍钨电极丝在钨电极杆上的缠绕宽度为1-4.5mm，两相邻钍钨电极丝之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂。
【专利摘要】一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括：钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头。钨电极杆的一端灯芯柱电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封，陶瓷电弧管两端的钨电极杆分别于灯芯柱的电极点焊连接，把灯芯柱和安装电极的陶瓷电弧管封装在灯泡壳内，并对灯泡壳进行抽真空密封后在灯芯柱处焊接灯头，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
【IPC分类】H01J61/073
【公开号】CN105489469
【申请号】CN201410477502
【发明人】王干, 叶春逢, 王子韩
【申请人】王干
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷金卤灯电光源领域，具体涉及一种石墨烯电极陶瓷金卤灯。
【背景技术】
[0002]陶瓷金卤灯是多晶氧化铝陶瓷制造电弧管管壳，这种陶瓷是一种半透明材料，其实他的透光率高达96?98%，超过玻璃和石英，但由于直线透光率不超过30%，所以就成了半透明了。这种陶瓷材料能承受比石英高200°C以上的高温，制成电弧管后正常运转温度可以高达1200°C，加以其导热率较高，电弧管本身温度分布较为均匀，即使冷端也在900°C以上，因此充入其中的金属卤化物能充分蒸发，这是陶瓷金卤灯的光效和显色指数高而稳定的原因。陶瓷泡壳的热稳定性和化学稳定性很高，与充入电弧管的材料不发生化学反应，又不存在钠渗漏问题，因此灯性能稳定、光衰小、寿命长。在陶瓷金卤灯点燃工作时，电极起着及其重要的作用。由于在点灯过程中，处于高温下电极的蒸发和溅射使电子发射材料损失，电极腐蚀变形，灯泡也因电极材料在泡壳上沉积而发黑，导致电极损耗电子发射能力下降和电弧管壁透光率下降，从而导致电弧管光衰严重，色温一致性变差，使用寿命大大缩短。所以可以说电极决定了灯的寿命。同时，在实际燃点中，电极温度从顶端到与放电管封接点，是一个由高到低的分布，顶端温度最高。电极材料钨的熔点是3650K，点灯过程中，过高的电极温度会使电极腐蚀加重，使管壁过早发黑，进而降低灯的光通维持率、降低灯的使用寿命；另一方面，电极温度过低又不利于电子发射，造成离子轰击加剧，电极溅射严重。如何选择一种合适材料的电极，对金卤灯的性能和延长寿命，起着非常重要作用。
[0003]石墨烯(Graphene)的命名来自英文的graphite (石墨)+ -ene (烯类结尾)。它一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆和康斯坦丁 ?诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
[0004]石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小，同时，石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/ (πι.Κ)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15 000 cm2 / (V.s)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10_6Ω.cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度，同时，石墨烯功函数比较低，热电子发射能力强，是很好的电极材料。
[0005]石墨烯与钨具有很好的亲和力，把石墨烯和现有的钍钨陶瓷金卤灯电极相结合，形成一种新的石墨烯陶瓷金卤灯电极，是解决目前陶瓷金卤灯电极溅射寿命较短的问题的一条很好的解决方案。
【发明内容】
[0006]为了解决现有陶瓷经路灯电极易产生溅射和钍钨气化易附着在电弧管壁，寿命较短，光色一致性差问题。本发明提供一种石墨烯电极陶瓷金卤灯。本发明为实现其目的所采取的技术方案:一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头。鹤电极杆的一端灯芯柱电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层，具有石墨烯薄膜层的电极一端深入到陶瓷电弧管中，陶瓷电弧管内装填有发光药丸，这样陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封，陶瓷电弧管两端的钨电极杆分别于灯芯柱的电极点焊连接，把灯芯柱和安装电极的陶瓷电弧管封装在灯泡壳内，并对灯泡壳进行抽真空密封后在灯芯柱处焊接灯头，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
[0007]优选的石墨烯薄膜，其特征在于石墨烯薄膜为1-15层，石墨烯薄膜完全包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端。
[0008]优选的钨电极杆，其特征在于钨电极杆深入陶瓷电弧管的部分长度为0.5-4.5mm,深入陶瓷电弧管内的钨电极杆也附着一层石墨烯薄膜层。
[0009]优选的钍钨电极丝，其特征在于钍钨电极丝在钨电极杆上的缠绕宽度为1-4.5mm,两相邻钍钨电极丝之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂。
[0010]本发明的有益效果
1、由于采用了石墨烯作为导电体，大大降低了导体的电阻率，提高了输电效率，石墨烯强度大，质量轻便于安装维护，同时，石墨烯耐氧化不腐蚀，使电缆寿命大大加强。
[0011]2、采用石墨烯包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端，大大降低了电极的溅射和损耗，延长了灯的使用寿命，维持了光色的一致性。
[0012]3、由于石墨烯具有很高的电子迁移率，大大增加了阴极电子发射能力，增加了电弧管的光通量。
[0013]由于采用了上述技术方案，从而使本发明实解决传统陶瓷金卤灯电极应用的制约条件，石墨烯钍噁电极的有机结合，增加了陶瓷金卤灯光效，降低了电极溅射，延长了电极使用寿命，安全可靠，有利于高下照明节能事业的发展。
【附图说明】
[0014]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015]图1为本发明结构示意图:
1、钨电极杆，2、钍钨电极丝，3、石墨烯薄膜层，4、陶瓷电弧管，5、发光药丸，6、氧化钡电子发射剂，7、灯泡壳，8、灯芯柱，9、灯头。
【具体实施方式】
[0016]结合具体实施例和附图对本发明作进一步介绍，一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆1，钍钨电极丝2，石墨烯薄膜层3，陶瓷电弧管4，发光药丸5，氧化钡电子发射剂6，灯泡壳7，灯芯柱8和灯头9。钨电极杆1的一端灯芯柱8电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝2，钍钨电极丝2之间镶嵌氧化钡电子发射剂6，钍钨电极丝2和氧化钡电子发射剂6外面附着石墨烯薄膜层3，具有石墨烯薄膜层3的电极一端深入到陶瓷电弧管4中，陶瓷电弧管4内装填有发光药丸5，这样陶瓷电弧管4两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝2并进行真空密封，陶瓷电弧管4两端的钨电极杆1分别与灯芯柱8的电极点焊连接，把灯芯柱8和安装电极的陶瓷电弧管4封装在灯泡壳7内，并对灯泡壳7进行抽真空密封后在灯芯柱7处焊接灯头9，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
[0017]优选的石墨烯薄膜，其特征在于石墨烯薄膜3为1-15层，石墨烯薄膜3完全包裹钍钨电极丝2、氧化钡电子发射剂6和钨电极杆1的尖端。
[0018]优选的钨电极杆，其特征在于钨电极杆1深入陶瓷电弧管4的部分长度为
0.5-4.5mm,深入陶瓷电弧管4内的鹤电极杆1也附着一层石墨烯薄膜层3。
[0019]优选的钍钨电极丝，其特征在于钍钨电极丝2在钨电极杆1上的缠绕宽度为1-4.5mm,两相邻钍钨电极丝2之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝2之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂6。
[0020]上述实施例只是说明本发明的技术构思及特点，其目的是让本领域的普通技术人员能够了解本发明的特点并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
【发明内容】
的实质所进行的等效变化或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括:钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头；其特征在于钨电极杆的一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于石墨烯薄膜为1-15层，石墨烯薄膜完全包裹钍钨电极丝、氧化钡电子发射剂和钨电极杆的尖端。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于钨电极杆深入陶瓷电弧管的部分长度为0.5-4.5mm，深入陶瓷电弧管内的钨电极杆也附着一层石墨烯薄膜层。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，其特征在于钍钨电极丝在钨电极杆上的缠绕宽度为1-4.5mm，两相邻钍钨电极丝之间为均匀0.01-0.5mm的距离，在两钍钨电极丝之间微隙处涂覆有氧化钡电子发射剂。
【专利摘要】一种石墨烯电极陶瓷金卤灯，包括：钨电极杆，钍钨电极丝，石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管，发光药丸，氧化钡电子发射剂，灯泡壳，灯芯柱和灯头。钨电极杆的一端灯芯柱电极相连接，另一端缠绕一段钍钨电极丝，钍钨电极丝之间镶嵌氧化钡电子发射剂，钍钨电极丝和氧化钡电子发射剂外面附着石墨烯薄膜层，陶瓷电弧管两端均插钎具有石墨烯包膜层的钍钨电极丝并进行真空密封，陶瓷电弧管两端的钨电极杆分别于灯芯柱的电极点焊连接，把灯芯柱和安装电极的陶瓷电弧管封装在灯泡壳内，并对灯泡壳进行抽真空密封后在灯芯柱处焊接灯头，构成整个石墨烯电极陶瓷金卤灯。
【IPC分类】H01J61/073
【公开号】CN105489469
【申请号】CN201410477502
【发明人】王干, 叶春逢, 王子韩
【申请人】王干
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
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