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荧光灯想长寿?少不了氧化铝的参与!
2021年03月03日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:246
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不知道从什么时候开始,白炽灯开始从我们的生活中消失了,取而代之的是各种荧光灯。与白炽灯通过加热灯丝实现照明不同,荧光灯是利用另一种现象——气体放电来产生可见光。具体过程是先使用电力在氩或氖气中激发水银蒸气,形成等离子并发出短波紫外线,紫外线被磷质吸收后,磷会发出可见的光以照明,这样发出可见光的方式属于荧光。

因为不必再将热量浪费在加热灯丝上,荧光灯可以将大约25%的电能转化为光,这也是荧光灯被归为节能灯并得到广泛推广的重要原因。不过节能虽好,但由于我国荧光灯所用玻璃管中含有较高量的钠,使得灯管暴露在紫外线辐射及电弧放电环境下,灯管会逐渐变黑,影响荧光灯的使用寿命,因此为了提高荧光灯的使用寿命和性能,制造商往往会往里添加“氧化铝”以保护灯管。

荧光灯结构

为什么要添加氧化铝?

根据氧化铝材料的光学性能研究得出,氧化铝对可见光有良好的透射性能,同时对250nm下的紫外光有强烈的吸收能力。根据相关文献报道,氧化铝薄膜对荧光灯管保护作用机理主要在于以下几个方面:

①氧化铝反射透过荧光粉层的紫外光使其继续激发荧光粉,同时又不阻挡可见光的透过,大大提高荧光灯的发光效率;

②氧化铝作为有效的汞扩散阻挡层可将汞的用量降到最低限度,能够延长灯的使用寿命;

③同时氧化铝还可作为粘结剂,提高荧光粉和玻璃灯管之间的粘结强度,使荧光粉不脱落。

因此,纳米氧化铝可烧结成透明陶瓷作为高压钠灯管的材料,与稀土荧光粉复合作为日光灯管的发光材料,不仅降低成本而且延长寿命,是制造日光灯管的主要荧光材料。

工业上,荧光灯灯管中的氧化铝保护膜的涂覆已经形成了非常完善的制作工艺。第一步,在灯管内侧涂覆厚度为3-5㎛的纯氧化铝保护膜。第二步,之后在纯氧化铝保护膜之上涂覆一层荧光粉层。为了提高荧光粉层的粘结力,在荧光粉浆料中添加质量分数为2%-5%的氧化铝材料。至此,在灯管上涂覆材料的工艺已经制备完成。最后,经过烤灯等其他后续工艺制备完成合格的荧光灯。目前国际上一些著名的荧光灯制造商已普遍采用这种设计生产高质量的荧光灯。

资料来源:

荧光灯管用纳米氧化铝保护膜的制备及其光学性能研究,万金秀。

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