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陶瓷金卤灯中稀土碘化物对陶瓷管壁的腐蚀研究

作者:蔡倪胜 李炜 来源:中国照明电器 浏览次数: 日期:2015年11月17日 08:46
陶瓷金属卤化物灯是综合性能最好的气体放电光源,具有高光效、高显色指数、色温稳定、寿命长、一致性好等诸多优点。当前陶瓷金卤灯的主要技术瓶颈在在于长期燃点下,填充的金属卤化物会对陶瓷管内壁产生腐蚀,使管壁厚度分布不均匀、使灯的光色受影响;严重时会造成陶瓷管壁薄处漏气,导致灯提前失效。陶瓷金卤灯的管壁材料为半透明多晶氧化铝陶瓷,虽然其化学稳定性佳,更耐高温、耐腐蚀,但是陶瓷电弧管工作温度比石英管电弧管高200摄氏°,陶瓷内壁长期在高温下受金属卤化物侵蚀,仍会产生腐蚀。因此,研究陶瓷金卤灯中填充组分对陶瓷管壁的腐蚀程度,对提高灯的性能和寿命具有指导意义。 陶瓷金卤灯中的腐蚀主要分为气相腐蚀和液相腐蚀。气相腐蚀指气相的金属卤化物与管壁材料反积在冷端的金属卤化物熔盐和电弧管材料发生反应从而腐蚀电弧管的现象。前人对陶瓷管壁腐蚀的研究几乎都是气相腐蚀,而对液相腐蚀的研究很少。Hilpert等系统研究了金卤灯中气态金属卤化物及其二元系统的气态化学,以及络合物的杂合物的热化学参数和稳定性,总结了复杂化合物的热血参数,为阐明金卤灯中的高温化学提供了基础。 虽然液相腐蚀的相关研究十分有限,但是,在生产实践中发现液相腐蚀对灯的性能及寿命有着更大的影响,因此,重点研究陶瓷金卤灯中的液相腐蚀现象。液相腐蚀会使管壁变薄,改变冷端温度,从而改变灯内金属卤化物的气体浓度,进而影响灯的光色参数。随着燃点时间的增加,腐蚀逐渐加重,最终导致管壁腐蚀穿孔而漏气,灯也随之失效。 实验数据表明,陶瓷金卤灯中常用的金属碘化物对陶瓷管壁的液相腐蚀程度,在竖直燃点的样灯中,液相腐蚀集中发生在下端毛细管附近;而在水平燃点的样灯中,由于各组灯冷端不同,在两端毛细管和下管壁都有可能发生腐蚀。通过对竖直燃点样灯的X光透图像进行处理,计算了图中的腐蚀面积,得到了各组样灯的腐蚀面积随点燃时间的变化趋势,从而半定量的得出几种金属碘化物对陶瓷管壁腐蚀严重程度的排序。实验中发现,腐蚀越严重的样灯寿命也越短,证明了腐蚀对陶瓷金卤灯的寿命具有直接的影响。此外,填充了T1I的样灯由于在工作时处于非饱和状态,没有熔盐沉积在冷端,因此,在整个实验过程中都没有观察到明显的腐蚀现象。鉴于鉴于样灯中的腐蚀现象都发生在熔岩沉积处,而没有液相腐蚀时几乎观察不到管壁腐蚀,可以确定在陶瓷金卤灯中,液相腐蚀要比气相腐蚀严重。

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该资讯的关键词为:陶瓷金卤灯、液相腐蚀、X光图像、