金属卤化物灯芯结构飞机着陆灯的设计及制造工艺研究(2)

2010-01-22 芮杰南京华东电子光电科技有限责任公司

　　② 保温阶段

　　如图中的B段所示。在保温时间内，首先要使制品各部分温度均匀，另外，要在给定的保温温度下使玻璃的温度达到能使应力消除所需的温度。保温温度越高，则保温时间就越短。

　　然而，保温温度不能过高，否则保温阶段以后冷却阶段的时间就要相对地加长。在实际生产中，通常采用下列公式计算硅酸盐玻璃的退火保温时间：

　　t=520a2/Δn…………………………………（2）

式中： t——保温时间（min）；
　　　Δn——允许永久应力的双折射值（nm/cm）。

　　对于硼硅酸盐玻璃，上式中的常数值略大些；对于铅玻璃，常数值略小些。

　　③ 慢冷阶段

　　如图中C段所示。在此阶段，玻璃质点仍具有一定的粘滞移动，所以必须慢冷，从而使温差引起的永久应力减小到允许范围。开始冷却的速率为：

R0=Δn/（13a2）…………………………………（3）

　　式中：R0——开始冷却的速率（℃/min）；
　　　　　Δn——为允许永久应力的双折射值（nm/cm）。

　　继续冷却时，每降低10℃，冷却速率增加0.2℃/min。

　　④ 快冷阶段

　　如图中D段所示。在此阶段，玻璃从退火的下限温度冷却到室温，只产生暂时应力。

　　因此，只要在玻璃的极限强度内，可使玻璃制品快速冷却。最大的冷却速率为：240

　　R=65/a2…………………………………（4）

　　式中：R——快速冷却速率（℃/min）；
　　　　　a——制品的厚度（实心制品为厚度的一半）（cm）。

　　实际所选用的冷却速率在10/a2～13/a2 的范围中。一般来说，制品的快冷速率不应超过25℃/min。

　　根据以上理论上的探讨和长期以来的生产实践经验，我们总结出了我们的封屏退火温度曲线。对于钨组玻璃，最高退火温度为（560～610）℃；对于钼组玻璃，最高退火温度为（520～540）℃。

3.4、金属卤化物灯泡壳加工、填充气体、真空装配灯芯的工艺研究

　　1）技术要求：

　　1. 发光体直径：<30mm,两端长度<50 mm。

　　2.色温：3000K～4000K。

　　3.显色指示：>85。

　　4.封接气密性：真空漏率<1.3×10-12Pa·1/s。

　　5.灯芯内部气压（10～15）atm。

　　6.温度冲击：T=（-70±2）℃和（-80±2）℃各1 小时，转换时间不大于5 分钟，在非工作状态3 个循环。

　　7.寿命：满足500 小时的工作时间，6000 次的冲击次数，保证使用，不炸裂，不漏气。

　　2）技术难点分析

　　主要存在以下几个关键技术难点：1）玻壳材料的选用及加工；2）填充气体的种类及压力的选择；3）金属卤化物易吸湿潮解，电极易污染；

　　3）技术途径

　　1）选择的石英玻管能够承受（10～15）atm 的内压、羟基含量在3PPm 以下，同时在排气工序必须对该玻管在真空状态下烘烤40h 左右。

　　在加工壳体时，保证壳体厚薄均匀一致，有效发光体尺寸基本一致。可以设计专用的工装进行尺寸的保证。

　　2）为了能够增加该灯启动性一般会在灯内添加少量的85Kr。填充的金属卤化物成分含钠-钪，可以提高光效但显色指数偏低，如选用稀土元素，则光效较低但显色性有较大的提高。

　　另外金属卤化物的蒸气压力高低将直接影响到灯管的冷端温度，将影响灯的辐射特性。因此应根据不同的功能需要选择不同的工作气体及充气压力。

　　3）金属卤化物易吸湿潮解，必须在湿度低于1PPm 的非常干燥和净化的环境下进行，为此必须添置相应的真空装架设备，满足生产使用要求。

4、工艺方案

4.1、工艺设计和工艺流程

　　本项目制造工艺流程如下：

　　清洗 → 封小碟 → 装架 → 镀膜 → 定焦 → 封屏 → 排气 → 钎焊 → 老炼 → 检验。

4.2、关键工艺排气除气与充气难点分析

　　该灯为金属卤化物飞机着陆灯，除了对玻璃屏锥进行除气外，还要对金属卤化物灯芯进行零件洁净处理。在排气过程中玻壳和电极除气以及填充气体纯度对灯管着火电压、色温和寿命的影响都很大。排气玻壳、电极除气不彻底，或填充气体纯度不高，都会影响气体放电的状态，即影响电阻系数、着火电压、电光转换效率、色温和灯的寿命。