壁負(fù)荷高的金屬鹵化物燈,管壁應(yīng)使用高純無水石英,但我國還不能生產(chǎn)出這種石英,可以通過對普通石英玻璃的處理改善其性能滿足我們的要求。普通石英的羥基含量約幾百微克每克(ppm),在高溫下羥基能透過石英進(jìn)入燈管內(nèi)部,使燈管減少壽命。解決問題方法是將石英內(nèi)羥基提煉出去,將燈管內(nèi)壁涂一層防輕 基穿透材料。
石英管內(nèi)壁表面涂層要求透紫外線良好、耐溫高,又能阻止羥基、氫氣和鉀、鈉等向燈內(nèi)滲透。這樣就克服了石英的上述缺點(diǎn)。方法是把三氧化二鋁(Al2O3)、二氧化鋯(ZrO2)及五氧化二鉭(Ta2O5)等磨成2-5μm的小顆粒與溶劑或水調(diào)好后倒入石英管內(nèi)。小顆粒沉積在管壁上后將液體倒出,在1000℃以上火焰里焙燒即可。
長時(shí)間髙溫焙燒石英管,玻璃內(nèi)部雜質(zhì)均會(huì)減少。例如用燃燒的氫氣穿過石英玻璃管加熱至1100°C約10h,石英玻璃內(nèi)雜質(zhì)鉀、鈉、鎂、銅等含量大大下降,由原來的4-10μg/g降至1μg/g。因?yàn)檫@些雜質(zhì)在高溫下被氫氣還原掉。也可以用氬氣或不用任何氣體焙燒,但時(shí)間更長,也可達(dá)到降低雜質(zhì)的目的。用氬氣焙燒48h,溫度為1000°C。不用氣體焙燒,將燈管放在排氣車上抽真空,在950-1050℃溫度 內(nèi)焙燒120h為最佳。這種方法由于加熱不均勻,長時(shí)間加熱后燈管外形出現(xiàn)蛇形狀。
超高功率密度UV燈,一般120W/cm以上的汞燈和80W/cm以上的金屬鹵化物燈都需要高純石英或普通石英經(jīng)高溫焙燒處理。目前國際上通行的UV燈管壽命指標(biāo)是1000h,而國產(chǎn)高功率密度燈的壽命都達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),金屬鹵化物UV燈壽命更短,原因就是想降低成本不處理石英燈造成的。
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