【正文】 1 光控制用材料反射器：兩種類型：規(guī)則反射和鏡面反射，只包括反射角等于入射角的反射光；漫反射，包括所有反射的光。皂石價(jià)廉，容易由機(jī)器生產(chǎn)，它能被做成各種形狀以適用于不同燈泡的設(shè)計(jì)需要。傳統(tǒng)的電氣絕緣陶瓷材料是電瓷，有相當(dāng)高的介電損耗系數(shù)，只是它的抗熱沖擊性能不錯(cuò)，但其電阻率卻隨著溫度的升高而迅速降低。按其自身的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)的性質(zhì)而被選用。這種材料雖有極好的耐熱性和化學(xué)特性，透明度也好，但目前它對(duì)可見(jiàn)光的總透過(guò)率并不比多晶氧化鋁高，另外，其各向異性的熱膨脹使得很難獲得這種材料的可靠和長(zhǎng)壽命的封接。全透明的氧化鋁陶瓷管直接從熔融的氧化鋁生長(zhǎng)而形成所需尺寸。多晶半透明氧化鋁（PCA）管也可用一般的陶瓷制造方法來(lái)生產(chǎn)，廣泛用于高壓鈉燈（HPS）的制造。它結(jié)晶有兩種不同的形式，一種是不完整的立方 r 相氧化鋁，僅在約 1000℃ 以下才保持穩(wěn)定，在這溫度以上時(shí)就形成另一種穩(wěn)定的 a 相氧化鋁，a 相氧化鋁是所有化合物中性能最穩(wěn)定的，它幾乎不溶于強(qiáng)無(wú)機(jī)酸，不受大多數(shù)金屬（包括鈉在內(nèi)）和無(wú)水鹵素的侵蝕，僅在高溫下能和堿類起某些反應(yīng)。目前，在制燈中應(yīng)用得最廣的是氧化鋁。使用這種材料制成的產(chǎn)品基本上是無(wú)氣孔的，因此可透過(guò)絕大部分入射的可見(jiàn)光，再加上它所固有的耐熔性質(zhì)，使它成為一種制造高溫電弧管的有效材料。 陶瓷1）光學(xué)陶瓷26 / 88含二氧化硅的玻璃在高溫與高壓下易受到堿金屬蒸氣的侵蝕，因此要求制造能在高溫和高壓下耐受化學(xué)侵蝕的泡殼材料，告別是高壓鈉燈的制造中需要這些材料。? 它的電阻率、介電常數(shù)和介電損耗必需是令人滿意的。? 在封接部位必須是可塑的。選擇燈用玻璃材料的一個(gè)重要條件是能夠和其他材料氣密地封接，特別是和金屬的氣密封接。石英玻璃一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是有高的透明度和好的抗熱沖擊性能，工作溫度高（達(dá)到900 攝氏度） ，光學(xué)透過(guò)特性好，不像普通玻璃只能透過(guò)少量的小于 300nm 波長(zhǎng)范圍的輻射。普通玻璃不適合制造體積小、功率大的光源。鉛堿玻璃很容易和鈉鈣玻璃泡殼封接，并比它的軟化點(diǎn)低，操作溫度范圍也比它寬，這些因素都有利于燈泡的生產(chǎn)。普通燈泡和熒光燈管的內(nèi)部玻璃組件、各類小的白熾燈泡殼，特別是采用楔型燈座的各燈燈泡是用鉛堿硅酸玻璃制造成的。 玻璃與石英玻璃商用生產(chǎn)的玻璃可以劃分為三大類:納鈣硅酸鹽、鉛堿硅酸磠和硼硅酸鹽。當(dāng)溫度升高時(shí)會(huì)吸收氣體，這種消氣劑在燈泡的整個(gè)壽命期間都有效。如磷、鋇、鎂就是這種蒸散消氣劑的典型例子。消氣劑通常有兩種形式：蒸散消氣劑和體積消氣劑。消氣劑的選用取決于必須除去的氣體和燈泡的種類。使用時(shí)，可將消氣劑制成細(xì)絲和薄片狀放入燈內(nèi)，或有選擇地沉積在某個(gè)組件表面上。作用主要是依靠某些固體，通常是金屬，通過(guò)它們的吸收作用、吸附作用和化學(xué)反應(yīng)來(lái)收集燈內(nèi)的殘留氣體。因此，應(yīng)該排除這些殘留氣體或者將其減少到不影響燈泡性能的水平。 消氣劑材料燈泡工作時(shí)，某些燈絲和電極一類的組件會(huì)達(dá)到很高的溫度，它們的性能對(duì)周圍的氣體十分敏感。這些氣體是相當(dāng)普遍的沾污劑，可通過(guò)抽真空除氣處理盡可能地減小它們的危害和在封離后通過(guò)消氣劑的作用來(lái)縮小它們?cè)跓魞?nèi)的活性。由于燈的工作溫度很高，所以燈內(nèi)某些重要組件對(duì)少量會(huì)產(chǎn)生氧化和摻碳的氣體的存在十分敏感?；钚詺怏w例如溴化氫、三溴甲烷、二溴甲烷、一糗甲烷等等摻雜到惰性氣體中起充入鹵鎢燈內(nèi)，從而使鹵鎢燈形成鎢的輸運(yùn)循環(huán)。當(dāng)氣體放電發(fā)生時(shí)，首先激發(fā)氣體成分的原子到亞穩(wěn)態(tài)，這類激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)的原子有相對(duì)較長(zhǎng)的壽命，一旦它們與混合氣體中摻雜的少量氣體的原子相碰撞時(shí)，其所具有的亞穩(wěn)態(tài)能量就足以將這些原子激發(fā)到電離態(tài)，從而完成電離過(guò)程。在潘寧效應(yīng)的混合氣體中占 99%成分的主要?dú)怏w亞穩(wěn)態(tài)能量必須較低，其值應(yīng)高于摻雜的少量氣體的電離電位能，這樣才能滿足產(chǎn)生潘寧效應(yīng)的要求。作用是幫助放電啟動(dòng)和在主放電區(qū)承擔(dān)緩沖氣體的角色。氮分子具有能遏制燈內(nèi)帶有不同電位的組件之間形成破壞電弧的能力，所以燈泡的充填氣體一般由氮或氮和惰性氣體氬和氪組成的混合氣體。當(dāng)充以惰性氣體且氣體密度以較大時(shí)，這種現(xiàn)象危害的程度會(huì)大大減弱。為了避免燈結(jié)構(gòu)材料的嚴(yán)重破壞，必須嚴(yán)格控制氧化和腐蝕現(xiàn)象，這種控制方法是使燈內(nèi)的工作環(huán)境由惰性氣體或非活性氣體組成。還利用氣體本身的特殊性能來(lái)產(chǎn)生光。 氣體燈用的主要?dú)怏w都是空氣的組成部分，通過(guò)分餾的辦法得到。用來(lái)將金屬燈頭固定在玻璃泡殼上的材料由約 90%的大理石粉充填物，摻雜加入酚醛的、天然的和硅酮的樹脂所組成。最新的革新是使用于注塑時(shí)反應(yīng)的方法，能得到無(wú)接縫的高質(zhì)量的密封。 填料與封接材料傳統(tǒng)材料包括靛類，氯丁橡膠和 EPDM 泡沫橡膠，以及注塑時(shí)反應(yīng)的聚氯酯泡沫，這些材料用于常規(guī)低溫（＜140℃）區(qū)域。SMC 等熱固性塑料的制造要經(jīng)過(guò)壓力成型過(guò)程。最近幾年發(fā)展了一種新技術(shù)—塑料模型制造用的三維造型技術(shù)，電腦控制的激光在樹脂槽內(nèi)加工出 3D 造型。擠壓和滾壓工藝的主要產(chǎn)品有丙烯酸和聚苯乙烯的棱鏡板。其他成型工藝還包括擠壓、漫射槽形的滾壓、吹塑和真空成形。5）塑料工藝注模成型是熱塑性塑料的一種主要成型方法，特別用在大批量生產(chǎn)中。兩者均無(wú)阻燃性。如果尼龍用在不適合的環(huán)境下，將發(fā)生褪色現(xiàn)象并且脆化。一般適用于受力不強(qiáng)的物件，如松緊螺旋扣、緊固板等。聚丙烯（polypropylene）長(zhǎng)久以來(lái)被當(dāng)作“劣質(zhì)”的工程材料，硬度低、易蠕變及紫外穩(wěn)定性較差等特性，盡管它有較好的不易損壞的特性。在強(qiáng)烈的紫外輻射的場(chǎng)合，要把材料的工作溫度限制 15℃~20℃。相對(duì)于沖壓反射器和旋壓反射器而言，這類反射器更為節(jié)約，而且可生產(chǎn)更為復(fù)雜的反射器。3）中溫材料（100℃~130℃）聚碳酸酯（polycarbonate）在此溫度范圍內(nèi)，是主要品種，抗沖擊能力強(qiáng)，通常以透明或有彩色形式做成燈具本體、漫射器、折射器、反射器和以阻燃性為先決條件的附件，如燈座。透明折射材料的最高工作溫度在 140℃~160℃之間。聚苯并噻唑（polybutylene terephthalate） （PBT）熱塑性塑料，相當(dāng)于 SMC 和 DMC，有幾乎相同的耐溫性能。價(jià)格低、化學(xué)強(qiáng)度高，但易磨損且抗紫外輻射較差，應(yīng)用于熱帶環(huán)境下，表面在短時(shí)間內(nèi)變得無(wú)光澤。2）高溫材料（130℃~160℃）玻璃增強(qiáng)聚酯（GRP）熱固性塑料，應(yīng)用于大部分街道照明燈具及泛光照明燈具。聚醚胺（polyetherimide ）常用于高達(dá) 180℃的環(huán)境中，為半透明材料，表面能涂冷光膜，從而能透射紅外線與反射可見(jiàn)光（也稱冷光束） 。應(yīng)用：燈具本體、漫射器、折射器、反射器、端蓋、燈座、襯套、接線板和松緊螺旋扣。傳統(tǒng)使用熱固性塑料的附件如燈座已被熱塑性材料特別是聚碳酸酯所取代。缺點(diǎn)：降低了抗高溫性、抗化學(xué)腐蝕性、強(qiáng)度以及紫外線的穩(wěn)定性不理想。在高壓鈉燈中，復(fù)螺旋的電極用基于鈣、鋇和鎢的綜合氧化物所浸漬，通常被稱為 BCT 發(fā)射材料，還有一種可選擇的發(fā)射材料是氧化鐿，低壓鈉燈和熒光燈用的是基于鈣、鋇和鍶的氧化物的發(fā)射材料。含釷電極被用在一些金屬鹵化物燈中。在溫度超過(guò) 2022℃時(shí)，鎢是豐富的電子發(fā)射體，但在許多長(zhǎng)壽命的放電燈中，這樣高的溫度是無(wú)法被接受的，因此，必須找到加強(qiáng)電子發(fā)射的方法。由于要求在高溫下（高達(dá) 2022℃）工作，電極所用材料必須有低蒸氣壓，不僅要確保其本身的壽命，而且要阻止燈本身的過(guò)度污染（端部發(fā)黑） ，此外這些材料必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、抗碰撞性，如需要的話，還要有足夠的延展性以允許復(fù)雜電極幾何外形的制造。? 為了在放電燈光譜中產(chǎn)生輻射帶，大量的金屬使用在蒸氣狀態(tài)下，如鏑、鎵、鈥、銦、汞、鈧、鈉、鉈、釷、銩和錫等。用來(lái)放置放電燈或白熾燈在外套部件的支架一般用不銹鋼絲點(diǎn)焊成所需形狀而制成。? 鋁的另一個(gè)重要用途是作為蒸氣沉積在聚光和映射燈中的反射涂層上，這主要是歸因于它的低熔點(diǎn) 660℃的性質(zhì)。? 純鋁和黃銅常用于燈頭的制造材料，黃銅常被鍍鎳以達(dá)到高抗腐蝕性，鋁材逐漸成為低成本燈（如白熾燈）的制造材料。? 鎢是選擇性光譜發(fā)射體，它在可見(jiàn)光譜的發(fā)射率高于紅外區(qū)域的發(fā)射率，它對(duì)任何給定溫度下的效率有重要的貢獻(xiàn)。 其他金屬材料1）燈絲材料材質(zhì)的發(fā)展：天然纖維—噴絲—碳—鋨—鈦—鎢鎢的主要優(yōu)點(diǎn)：? 高熔點(diǎn) 3420℃使它較其他金屬在更高的工作溫度，在所有條件都相同的情況下，越高20 / 88的溫度就意味著越高的流明效率。在電化學(xué)工藝中，氧化層能在基金屬上生長(zhǎng)，之前必須有手工或化學(xué)拋光過(guò)程。手工或半自動(dòng)操作—車床加工—使用各種鋼質(zhì)成形器加工—將旋轉(zhuǎn)的平板繞一個(gè)凸模塑性成型—表面拋光化學(xué)處理發(fā)亮。卷材或片材先下料—剪切成形—手工操作或半自動(dòng)沖壓完成，彎曲度可由卷板機(jī)械加工完成。氧化膜的另一特性是能產(chǎn)生彩虹效果，在三基色燈下尤其明顯。大多數(shù)反射器通過(guò)陽(yáng)極化過(guò)程形成一層薄氧化膜，氧化膜是脆性的，所以在小角度折彎時(shí)氧化膜表面會(huì)產(chǎn)生許多細(xì)的紋理。采用相關(guān)工藝如LM25 適用陽(yáng)極化工藝，在這各工藝中當(dāng)鋁暴露在空氣中時(shí)，人為地在其表面瞬時(shí)形成薄而堅(jiān)韌的氧化層，約為 10um 厚，在氧化層永久封閉以前，浸入染料中可以得到表層顏色。重力鑄造中的壓力來(lái)自空腔上方熔融金屬自身，而在壓力鑄造中，熔融金屬是被猛力擠壓進(jìn)鋼型模具中的，后者可生產(chǎn)更薄的器件。因此，對(duì)于這些金屬的外面很有必要鍍上中間性能的金屬材料（鋅或鎘） ，或用油脂右塑料墊片，起阻擋隔層作用。大多數(shù)的應(yīng)用中用到鋁是因?yàn)樗哂幸恍┲匾匦裕?9 / 88即它的耐熱性能。在某些地方，如機(jī)場(chǎng)照明，需要更高強(qiáng)度和抗腐蝕的合金，如 LM25。此外，還具有良好的抗腐蝕性能，在室外作用時(shí)也不需要涂保護(hù)層（除非有美觀要求） 。 鋁合金鑄件應(yīng)用：泛光照明、街道照明燈、小型室內(nèi)聚光燈的燈具殼體。鉻和鎳是裝飾性電鍍的典型，而鋅一般用于保護(hù)目的的電鍍。有兩種處理過(guò)程：除油過(guò)程和預(yù)處理（通常是磷化） ，接著是靜電噴涂過(guò)程和隨后的烘干過(guò)程。相對(duì)傳統(tǒng)的濕法涂裝層，它能獲得更厚的涂層薄膜，典型的可達(dá)到 50~100um 厚度，而傳統(tǒng)的方法只能達(dá)到 25um。然而未涂層材料必須用鉚釘、螺母和螺栓、自攻螺釘或粘合劑連接。沖壓： 對(duì)于一些較小的圓型燈具，一般是用深沖成形級(jí)別的低碳鋼板直接沖壓成形的。自動(dòng)冷滾卷成形：板條通常采用此類方式加工。人工操作：先剪出外形，再?gòu)澃鍥_壓或飛輪沖壓。對(duì)于室內(nèi)不太注重美觀的使用場(chǎng)所，選用的鋼板的表面最好鍍一層鋅，但對(duì)大多數(shù)使用場(chǎng)所必須刷漆。 鋼板應(yīng)用：可用于燈具壓條、小燈體、燈蓋、嵌入式燈具盒、控制盤、底座及投射器。 按用途方式分為：民用燈具、建筑燈具、工礦燈具、投光照明燈具、公共場(chǎng)所燈具、嵌入式燈具、船用熒光燈照明燈具、道路照明燈具、汽車摩托車飛機(jī)照明燈具、特種車輛標(biāo)志照明燈具、電影電視舞臺(tái)照明燈具、防爆燈具、水下照明燈具。測(cè)試：新設(shè)計(jì)產(chǎn)品在工廠投產(chǎn)以前要進(jìn)行一整套的測(cè)試項(xiàng)目，包括機(jī)械測(cè)試、外殼測(cè)試、電氣試驗(yàn)、熱測(cè)試和光度學(xué)測(cè)試。標(biāo)志必須耐久，制作方法經(jīng)得起試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間和過(guò)電壓值視光源和控制電器的類別而定。熱要求：各部件的工作溫度不能超過(guò)歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN60598—英國(guó)出版的 BS4533（BSI1981—1990）所規(guī)定的數(shù)值。類型 0 的燈具不接地，僅有普通絕緣措施。類型 1 的燈具有基本絕緣，所有的金屬體都與一個(gè)接地端子連接，該端子用來(lái)與建筑供電中的接地系統(tǒng)相連接。序號(hào)IP（International protection）防護(hù)等級(jí) IP68第二個(gè)號(hào)碼表示防水等級(jí)防護(hù)等級(jí)代碼 第一個(gè)號(hào)碼表示防塵等級(jí)說(shuō)明是國(guó)際上用來(lái)認(rèn)定燈具的防護(hù)等級(jí)的代號(hào)，IP 等級(jí)由兩個(gè)數(shù)字組成，第一個(gè)數(shù)字表示燈具防塵；第二個(gè)數(shù)字則表示燈具防水；數(shù)字越大則表示燈具防護(hù)性能越佳。殼體要求：室外用燈必須有嚴(yán)格的防塵和防水要求，而對(duì)某些特殊要求的室內(nèi)燈具也要提供防護(hù)，以抵御水和塵埃的侵入。光源的防護(hù)：光源除需要電氣連接以外，還必須有機(jī)械支撐并要受到防護(hù)，防護(hù)程度視要求而定。因此，對(duì)大多數(shù)燈具而言，調(diào)整光線到預(yù)期方位，同時(shí)把光損失降至最低，減少光源的眩光，擁有令人滿意的外形及強(qiáng)化燈點(diǎn)燃與未點(diǎn)燃環(huán)境的裝飾性是它們的一項(xiàng)功能。16 / 88第三節(jié) 燈具一、燈具的功能基本功能是提供與光源的電氣連接，此外還有許多其他重要的功能。在紅色與綠色之間不同的波長(zhǎng)可以通過(guò)改變磷與砷的比例獲得。另外，也存在引起損失的過(guò)程，效率可能是低的，但是隨著研究和發(fā)展，它正在改善之中。當(dāng)一個(gè)能（導(dǎo)帶）中的一個(gè)電子與另一個(gè)能帶（價(jià)帶）中的空穴復(fù)合時(shí)，具有由能帶隙給定能量的光發(fā)射可以發(fā)生。微量的故意添加物—施主物質(zhì)或者受施物質(zhì)—提供了能夠攜帶電子的額外電子或空穴（由于電子的離開(kāi)而形成的正電實(shí)體） 。在這些場(chǎng)合它們超過(guò)傳統(tǒng)燈的主要優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)。它們正變得更有效、更亮；已經(jīng)制造出效率大于 20%的紅色發(fā)光二極管，具有現(xiàn)實(shí)效率的藍(lán)色與綠色的二極管也剛出現(xiàn)。 場(chǎng)致發(fā)光這是將電直接轉(zhuǎn)化為光的過(guò)程。稀土金屬材料熒光粉三種基色為紅、綠、藍(lán)。用于緊湊型熒光燈中的稀土激活熒光粉具有特別抗傷害的晶格以及出色的維持率，正是這些熒光粉的發(fā)明使緊湊型熒光燈的設(shè)想變?yōu)樯虡I(yè)現(xiàn)實(shí)。這就導(dǎo)致紫外與可見(jiàn)光的吸收，從而降低熒光粉的轉(zhuǎn)換效率。離子與晶格振動(dòng)耦合，這是由于當(dāng)周圍晶格振動(dòng)時(shí)，晶場(chǎng)波動(dòng)，使催化劑承受不同的力，因此催化劑離子的能級(jí)取決于周圍晶格中的離子的相對(duì)位置。離子熒光粉包含堅(jiān)固的晶格結(jié)構(gòu)，在其中，催化劑原子被引入，但其濃度為 1%。固體熒光粉可以是離子的、半導(dǎo)體的、或者是有機(jī)的。在由放電產(chǎn)生的紫外波長(zhǎng)處，熒光粉必須有很強(qiáng)的吸收帶，它也必須在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)有一個(gè)發(fā)射帶?！八雇锌怂梗⊿tocks