專(zhuān)利名稱：：具有由鉬合金構(gòu)成的近光束遮蔽件的鹵素白熾燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鹵素白熾燈，該鹵素白熾燈主要包括燈泡、近光束遮蔽件、三根支撐針和兩根白熾燈絲，該燈泡的內(nèi)部填充有包含鹵素的氣體，并且至少一根支撐針焊接到該近光束遮蔽件上。
背景技術(shù)：
：鹵素白熾燈通過(guò)利用直接流過(guò)的電流將由鎢構(gòu)成的白熾燈絲通常加熱到從230(TC到320(TC范圍內(nèi)的溫度來(lái)產(chǎn)生可見(jiàn)光。燈泡可由硬玻璃或石英玻璃形成。除惰性氣體之外，填充氣體包含單獨(dú)的或與鹵代烴結(jié)合的鹵族元素碘、溴或氯。因此，產(chǎn)生CVT(化學(xué)氣相輸送)過(guò)程，即所謂的鹵素循環(huán)過(guò)程，其結(jié)果是從白熾燈絲蒸發(fā)并凝結(jié)在燈泡壁上的鎢再次被輸送回到白熾燈絲。已知的是，填充氣體中氧氣或蒸汽的含量較低會(huì)強(qiáng)烈地影響鹵素循環(huán)過(guò)程的再生性。在具有較低溫度的區(qū)域中，形成氣態(tài)的鹵氧化鎢。在燈泡壁區(qū)域中，使用溴檢測(cè)到密度比為400:10:1的W02Br2、W0Br2和W6Br18。對(duì)填充有壓強(qiáng)為1.5X10—3巴的HBr和Kr的燈進(jìn)行的數(shù)值模擬表明，添加壓強(qiáng)為1X10—5巴的氧氣會(huì)使燈泡區(qū)域中含鎢物質(zhì)的局部壓力增大至7倍。稍微增加填充氣體中的氧氣含量會(huì)以非常敏感的方式增大輸送速率。另一方面，如果填充氣體基本上不含氧氣，則由于活性卣素氣體的填充壓力因形成固態(tài)鹵化物而降低，所以會(huì)使燈泡加速變黑。另一方面，如果氧氣含量太高，則燈架部件(不包括通常由鉬合金構(gòu)成的白熾燈絲)也會(huì)受到侵蝕。因此，鉬有助于鹵素循環(huán)過(guò)程，并且隨著氧氣含量的增加，鉬越來(lái)越多地沉積在白熾燈絲上。氧氣還經(jīng)由燈架部件引入到燈中，氧可以以表面吸附、溶解或結(jié)合的形式存在。表面吸附氧氣的特定差異對(duì)鹵素白熾燈的壽命有顯著影響。特別是在燈架部件具有較大表面積的情況下，表面處的特定氧氣濃度的差異會(huì)導(dǎo)致壽命特性嚴(yán)重波動(dòng)。由于具有近光束遮蔽件的鹵素白熾燈具有較大的表面積，所以在這種鹵素白熾燈的情況下尤其如此。具有近光束遮蔽件的鹵素白熾燈用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛頭燈。這些鹵素?zé)敉ǔ７Q為H4燈。在這種情況下，近光束遮蔽件位于燈泡的內(nèi)部，燈泡還包括兩根白熾燈絲和三根支撐針。在這種情況下，一根白熾燈絲布置在近光束遮蔽件的區(qū)域中。近光束遮蔽件限制光束，其結(jié)果是防止了眩目。這一白熾燈絲稱為近光束燈絲。第二根白熾燈絲位于近光束遮蔽件的區(qū)域外部并產(chǎn)生完整光束。這一白熾燈絲稱為遠(yuǎn)光束燈絲。近光束燈絲與近光束遮蔽件和鉬支撐針連接。一般來(lái)說(shuō)，使用電阻焊接作為連接方法，其中，由鉬構(gòu)成的套管位于白熾燈絲的連接區(qū)域中以便使該連接區(qū)域更穩(wěn)定。如同德國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)DD224445中描述的那樣，近光束遮蔽件可以具有焊接凸緣，該焊接凸緣用于將該近光束遮蔽件焊接到近光束燈絲的一端。而該焊接凸緣又可以配備有橫肋，該橫肋用于將該焊接凸緣凸焊到近光束燈絲的一端。近光束遮蔽件的底部通常是平坦的并設(shè)置有兩條焊道，該兩條焊道通常同樣使得可以將近光束遮蔽件凸焊到鉬支撐針上。由于認(rèn)為合金元素影響鹵素循環(huán)過(guò)程的穩(wěn)定性，所以直到現(xiàn)在為止，只用純鉬作為近光束遮蔽件的材料。特別地，由于0DS(氧化物彌散強(qiáng)化的)鉬材料的氧含量較高并且通常是形成鹵化物的合金元素，所以O(shè)DS鉬材料尚未得到使用。當(dāng)使用由純鉬構(gòu)成的近光束遮蔽件時(shí)，目前在燈負(fù)載不同的燈中可以看到壽命性能的波動(dòng)，這可能取決于許多影響因素。另外，應(yīng)當(dāng)注意到，H4燈的制造承受著嚴(yán)峻的成本壓力，結(jié)果是市場(chǎng)只接受在成本方面適中或降低成本的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有近光束遮蔽件的鹵素?zé)?，該鹵素?zé)粼诒M可能低的成本的條件下具有盡可能長(zhǎng)且穩(wěn)定的壽另一個(gè)目的在于提供一種近光束遮蔽件，該近光束遮蔽件使得鹵素?zé)魤勖▌?dòng)的程度盡可能小，并且與現(xiàn)有解決方案相比，還降低該近光束遮蔽件的成本。上述目的是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)達(dá)到的。通過(guò)使用由鉬合金構(gòu)成的近光束遮蔽件，其中該鉬合金包含0.1Wt.%(重量百分比)到1.5wt.。/。的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物，可以獲得H4燈的明顯更穩(wěn)定和改進(jìn)的使用壽命性能。白熾燈絲的分析值也說(shuō)明了這一點(diǎn)，該分析值是從由于白熾燈絲形成過(guò)熱點(diǎn)而失效的H4燈獲取的。形成過(guò)熱點(diǎn)的可能原因是白熾燈絲的區(qū)域中局部增大的鉬含量，其結(jié)果是熔化溫度的降低導(dǎo)致鎢的自擴(kuò)散速率增大，因此加速了蠕變。然后由于蠕變現(xiàn)象，導(dǎo)致白熾燈絲橫截面減小，而這又引起白熾燈絲溫度的局部升高。白熾燈絲溫度的這種局部升高引起蠕變的加速，這導(dǎo)致自行逐步升級(jí)效應(yīng)。填充氣體中氧氣或H20含量的微小差異導(dǎo)致不同的鉬侵蝕速率。由于填充氣體中氧氣或H20含量極低，所以來(lái)源于近光束遮蔽件的吸附氧氣的不同氧氣供給導(dǎo)致填充氣體中的氧氣含量顯著不同，因此導(dǎo)致不同的鉬侵蝕速率。而受侵蝕的鉬有助于鹵素循環(huán)過(guò)程。鉬含量的差異首先導(dǎo)致循環(huán)過(guò)程效率的差異，其次還導(dǎo)致白熾燈絲上鉬的沉積速率差異。前者可以導(dǎo)致燈泡加速變黑，而后者可以導(dǎo)致白熾燈絲過(guò)早失效。對(duì)使用的白熾燈絲的分析給出了使用純鉬近光束遮蔽件時(shí)波動(dòng)的鉬含量。現(xiàn)在如果將該積分值換算成沉積鉬層的推定厚度，則當(dāng)使用純鉬近光束遮蔽件時(shí)會(huì)得到從0.03"m到0.55iim的層厚?？梢詮谋韑看出，當(dāng)使用由鉬合金構(gòu)成的近光束遮蔽件且該鉬合金包含0.1wtJ到1.5wt^的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物時(shí)，可以獲得明顯更穩(wěn)定的值。由于當(dāng)制造根據(jù)實(shí)例的燈時(shí)只有近光束遮蔽件的材料變化，所以可以認(rèn)為鉬沉積變化量的減小歸因于根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件的使用。而又由于鉬沉積主要只取決于填充氣體中的氧氣或H20含量，所以可以認(rèn)為在根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件的情況下該含量更穩(wěn)定。在這種情況下近光束遮蔽件施加決定性影響的事實(shí)可以用近光束遮蔽件是具有最大表面積的金屬部件的事實(shí)來(lái)解釋。在這種情況下，由于引入的氧氣或H20的絕對(duì)值可以通過(guò)相應(yīng)地另外摻雜質(zhì)來(lái)調(diào)整，所以該絕對(duì)值對(duì)燈制造者不太重要。另一方面，如果引入的來(lái)源于近光束遮蔽件的氧氣或蒸汽的含量不同，則在燈制造過(guò)程中可以不再對(duì)此進(jìn)行校正。當(dāng)使用摻雜有￥203和Y203XCe203的材料時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)鉬沉積的變化量特別小。在這種情況下，最佳氧化物含量是從0.3討.％到1.0wt.%。使用摻雜有La20:,的材料也可以實(shí)現(xiàn)顯著改進(jìn)，但是需要考慮在含量>0.5wt.。/。時(shí)會(huì)增加燈泡變黑的趨勢(shì)的事實(shí)。根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于以下事實(shí)，艮P:可以減小近光束遮蔽件的壁厚，而不會(huì)由此降低焊接連接的強(qiáng)度。這樣，如同在實(shí)例中詳細(xì)描述的那樣，在部件支撐針/近光束遮蔽件保持幾乎相同拉力水平的條件下，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的材料時(shí)，近光束遮蔽件的壁厚可以從0.13ram減小到大致0.10ram。從而可以實(shí)現(xiàn)成本的顯著降低。由于最近10年以來(lái)，隨著H1、H7、H8燈和放電燈的引入，H4燈一直處于高度的成本壓力之下，所以這是相當(dāng)重要的。在下文中借助于實(shí)例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。圖l示出具有由硬玻璃構(gòu)成的燈泡的H4燈。圖2示出具有焊接在其上面的鉬支撐針的近光束遮蔽件。表1示出近光束遮蔽件上的鉬層的推定厚度。表2示出為了將支撐針與近光束遮蔽件分離而需要的拉力。具體實(shí)施方式H4燈1(見(jiàn)圖1)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)制造，燈泡2由硬玻璃制造。燈架包括在圖2中詳細(xì)示出的近光束遮蔽件3。鉬支撐針4使用兩條焊道9焊接到近光束遮蔽件上，而近光束燈絲6在焊接凸緣的橫肋8處借助于電阻焊接經(jīng)由套管7焊接到近光束遮蔽件上。遠(yuǎn)光束燈絲5同樣使用套管7焊接到前面提到的支撐針4上。遠(yuǎn)光束燈絲5或近光束燈絲6的尚未連接端與另一根鉬支撐針4連接。使用由硬玻璃構(gòu)成的跨接件來(lái)固定支撐針4。燈架以真空密閉方式與支撐針區(qū)域中的玻璃燈泡2連接。應(yīng)當(dāng)提到，根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件也可以用于石英玻璃燈中，石英玻璃燈通過(guò)焊接到支撐針上的密封箔來(lái)保證氣密電流供給。如同在表1中反映的那樣，使用包含來(lái)自由釔、鑭系元素構(gòu)成的群組的氧化物的不同鉬合金制造近光束遮蔽件。以厚度為0.10mm的帶材開(kāi)始，借助于模壓/沖壓工序來(lái)制造近光束遮蔽件。為了與此比較，還制造出由厚度為O.13mm的帶材制成的純鉬近光束遮蔽件。用每一種材料制造出IO個(gè)燈并在標(biāo)準(zhǔn)條件下持續(xù)試驗(yàn)1000h。然后，破壞這些燈，確定白熾燈絲的鉬含量，由此計(jì)算推定的鉬層厚度。這些值反映在表1中。由此可以看出，與具有根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件的燈的情況相比，具有純鉬近光束遮蔽件的燈中鉬層厚度的分散度明顯更大。在另一個(gè)試驗(yàn)中，借助于電阻焊接僅將直徑為0.6mm的一個(gè)鉬支撐針與對(duì)應(yīng)于圖2所示部件的近光束遮蔽件連接，來(lái)制造試驗(yàn)部件。然后，通過(guò)拉伸試驗(yàn)設(shè)備中的拉伸試驗(yàn)，確定10個(gè)試樣的焊接連接的強(qiáng)度，并且計(jì)算平均值。表2表明，在近光束遮蔽件的底部區(qū)域的壁厚為0.10mm的條件下，具有根據(jù)本發(fā)明的近光束遮蔽件的部件表現(xiàn)出與壁厚為0.13mm的純鉬近光束遮蔽件的焊接強(qiáng)度相當(dāng)?shù)暮附訌?qiáng)度。表1近光束遮蔽件的材料最小鉬層厚度最大鉬層厚度[ym]平均鉬層厚度[Um]最大和最小鉬層厚度之間的差[um]比較試樣鉬金屬純度99.98%0.030.550.170.52本發(fā)明i對(duì)羊鉬-0.1wt.%Y2030.120.220.150.10本發(fā)明i對(duì)羊鉬-0.3wt.%Y2030.060,150.100.09本發(fā)明試樣鉬-0.5wt.%Y203-0.1wt.%Ce2O;j0.080.140.100.06本發(fā)明試樣鉬-0.1wt.%0.100.310.220,21本發(fā)明試樣鉬-0.3wt.%La2030.150.440.250,29本發(fā)明試樣鉬_1wt.%Re-0.3wt.%Y2030.090.190,120.1表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種鹵素白熾燈(1)，主要包括燈泡(2)；近光束遮蔽件(3)；支撐針(4)；以及白熾燈絲(5、6)，所述燈泡的內(nèi)部填充有包含鹵素的氣體，并且至少一根所述支撐針(4)焊接到所述近光束遮蔽件(3)上，其特征在于，所述近光束遮蔽件(3)由鉬合金構(gòu)成，所述鉬合金包含0.1wt.％到1.5wt.％的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述鉬合金包括鉬相以及0.1wt.。/o到1.5wt.。/。的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物，所述鉬相的金屬純度是99.0wt.Q/?；蚋摺?.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述氧化物的含量是O.3wt.。/。到1.0wt.%。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述氧化物是Y20:i。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述氧化物是釔/鈰混合氧化物。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鹵素白熾燈(1)，其所述氧化物是La20:i。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述近光束遮蔽件(3)的底部區(qū)域(8)中的壁厚是0.07ram到0.12mm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鹵素白熾燈(1)，其中，底部區(qū)域(8)中的壁厚是0.08mm到0.10mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鹵素白熾燈(1)，其中，所述鹵素白熾燈(1)包括三根支撐針(4)和兩根白熾燈絲(5、6)。10.—種用于鹵素白熾燈(1)的近光束遮蔽件(3)，其特征在于，所述近光束遮蔽件(3)由鉬合金構(gòu)成，所述鉬合金包含0.1wt.%到1.5wt.y。的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物。全文摘要本發(fā)明涉及一種鹵素白熾燈，該鹵素白熾燈主要包括燈泡；近光束遮蔽件(3)；三根支撐針(4)；以及兩根白熾燈絲，所述燈泡的內(nèi)部填充有包含鹵素的氣體，并且至少一根所述支撐針(4)焊接到所述近光束遮蔽件(3)上。所述近光束遮蔽件由鉬合金構(gòu)成，所述鉬合金包含0.1wt.％(重量百分比)到1.5wt.％的氧化釔和/或鑭系元素的一種或多種氧化物。因此，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的氧氣供給并從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鹵素循環(huán)過(guò)程。另外，改進(jìn)的焊接性能使得可以減小近光束遮蔽件的壁厚。文檔編號(hào)H01K1/26GK101213637SQ200680023847公開(kāi)日2008年7月2日申請(qǐng)日期2006年6月28日優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日發(fā)明者亞歷山大·陶特曼,格哈德·萊希特弗雷德,赫爾曼·瓦爾澤申請(qǐng)人:普蘭西歐洲股份公司