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陶瓷金卤灯、 LED 灯的比较和未来发展方向 - PowerPoint PPT Presentation


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FCRI. 陶瓷金卤灯、 LED 灯的比较和未来发展方向. ------ 节能减碳尽快为地球降温 是我们目前科技发展的核心. 佛 山 市 陶 瓷 研 究 所. 目 录. FCRI. 一.表征光源的重要参数 二.金卤灯 三.陶瓷金卤灯 四.大功率陶瓷金卤灯是未来的方向 五.陶瓷金卤灯关键技术 六. LED 小功率照明将成为未来发展方向 七.在我国发展陶瓷金卤灯、 LED 灯的意义及市场 八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识 产权的技术成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管. 1 . 表征光源的重要参数.

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陶瓷金卤灯、LED灯的比较和未来发展方向

------节能减碳尽快为地球降温

是我们目前科技发展的核心

佛 山 市 陶 瓷 研 究 所


目 录

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  • 一.表征光源的重要参数

  • 二.金卤灯

  • 三.陶瓷金卤灯

  • 四.大功率陶瓷金卤灯是未来的方向

  • 五.陶瓷金卤灯关键技术

  • 六.LED小功率照明将成为未来发展方向

  • 七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

  • 八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识

    产权的技术成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管


1.表征光源的重要参数

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  • 光强度单位cd﹙烛光﹚是光度量学的基本单位,即:在101325N/m2的压力下,处于纯白金凝固温度的黑体的1/6×105m2表面的垂直方向的光强度为1cd,1cd的点光源在单位立体角发射出的光通量为1lm﹙流明﹚。

  • 光源的特性一般用2个参数来表征:


1.表征光源的重要参数

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  • 1. 发光效率即:光源所发出光通量与光源所消耗电能之比。单位lm/W。此参数越高说明此光源光效越好,越利于节能。

  • 2. 光源的色表和显色性;色表和显色性。色表就是人眼直接观察光源时所看到的颜色;显色性是指光源的光照射到物体所产生的客观效果﹙光源使被照有色物体的颜色再显现出来的能力﹚。如果一个颜色物体受照效果和标准光源﹙黑体﹚照射时一样则认为该光源显色性好,其值为100﹙最大﹚,反之受照后颜色失真,则该光源显色性差,其值小于100。


1.表征光源的重要参数

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  • 举例说明: 道路灯采用高压汞灯,从远处看去发出的光亮而白,但看到被照射的人的面孔时好像人的面孔是青灰色,说明高压汞灯的色表不错,但显色性不好。这里还要说明的是:色温,指:当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体对应的温度就称为该光源的色温。



二、金卤灯

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  • 全卤灯就是在装有特别电极的放电管内充有金属卤化物,有时也充氙气等惰性气体。当接通电源,电极通过金属卤化物放电,产生光效应的照明器具。

  • 金属卤化物种类很多,如:镝﹙Dy﹚、钠﹙Na﹚、铊﹙TI﹚、铟﹙In﹚、钪﹙Sc﹚、钬﹙Ho﹚、锂﹙Li﹚,不同的金属卤化物可产生出不同颜色的金卤灯。


二、金卤灯

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  • 从“表一”可以看出金卤灯光效高,显色性好,寿命长。多种色温,多种颜色,是其它灯具品种不可比的。

  • LED灯的光效从很低到很高,这与生产工艺,散热有关。但其光谱几乎集中在可见光频段。


三.陶瓷金卤灯

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  • 金卤灯的各种优点被人们逐步认识到,特别是在节能,体积小,兼有白炽灯和荧光灯的双重优点,为世人属目,有极大的生命力,很快在世界范围,特别欧洲发展成各种门类众多的品种,这是其它光源不可比的,被认为:

    是21世纪人类应用最广泛,最有前途的光源之一。


三.陶瓷金卤灯

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  • 通常金卤灯的放电管是采用石英﹙SiO2﹚材料制成,在放电的高温状态下,金属卤化物会与石英产生反应。生成硅酸盐和硅的化合物,造成金属卤化物减少:

    7SiO2+4ScI3→2Sc2Si2O7+3SiI4

    SiI4→Si+4I

    Si+W→SiW

  • 颜色产生漂移,影响透明度,分离出来的硅元素会融解于电极中,使电极发射性能变质,放电困难;有些金属离子在灯的寿命过程中逐渐通过管壁渗透,使光源性能变坏。


三.陶瓷金卤灯

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  • 为了克服这一难题,人们从20世纪60年代就开始研究新的放电管。1982年第一只透明多晶氧化铝陶瓷放电管诞生。大量实践证明采用多晶氧化铝陶瓷材料作为放电管比石英材料有如下优点:

  • 1.多晶氧化铝陶瓷在与金属卤化中的金属在1250℃以下不发生任何化学反应,相应陶瓷金卤灯的管壁工作温度能比石英﹙最高950℃﹚增高300℃,于是有效提高卤化物的蒸气压,使灯的光效和显色指数上升。

  • 2.由于钠﹙Na+﹚原子不会因管壁电场的作用而穿透管壁损失掉,因此在整个寿命期间有很好的光电参数﹙光效、显色性、管电压﹚及稳定性。

  • 3.陶瓷放电管的几何参数易精确控制,从而使用同一规格灯的参数一至性好。

  • 4.电网电压变化时,灯的色温变化相对要小很多。

  • 5.灯的功率变化时光通量和显色指数的变化相对小。

  • 6.小功率灯可做成紧凑型,种类多,使用范围广。


四.大功率陶瓷金卤灯是未来照明的方向

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  • 目前人类光源通常有三大种类:(表二)

  • 通过金属导体产生光的白炽灯。光效最低,不节能。

  • 通过晶体产生光的LED灯。光效高,结温控制难度大,成本相对高。

  • 通过气体放电产生光的HID灯。光效高,显色性好,节能。

  • LED是目前人们强烈宣传的另一种节能灯,经过几年的实践人们认识到LED灯有很多优点但还需努力克服如何降低结温的问体,LED灯没有紫外和红外线,没有辐射热,这样人们就自然认为LED灯是绿色光源。其实LED灯自身没有发光的能量以结温的方式出现,要靠传导的方式散出来,结温不控制LED灯亮度就要下降。现在单只LED灯的功率都不能做高,控制结温是主要问题。


四.大功率陶瓷金卤灯是未来照明的方向

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  • 正如我国照明专家杨正名先生指出的:

  • 1. LED本身性能指标上现在还难以满足要求。

  • 2. LED光学系统还不成熟,还需要做大量工作。

  • 3. LED冷却系统昂贵。

  • 4. LED配套控制电路可靠性不高。

  • 5.整个LED照明系统成本太高。

  • 6.LED灯在人们的不断努力下会有很快发展的。


四.大功率陶瓷金卤灯是未来照明的方向

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  • 表二:三种光源的对比

  • 通过气体放电产生光的光源统称HID灯泡。

    HID灯有如下种类:


表三:气体放电光源﹙HID﹚种类和特点

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行业及市场结论:

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  • 三种光源:

    白炽灯进入淘汰时期

    LED 功率5W以上不成熟,成本高,未来研发。(见后祥细论述)

    HID是未来方向(见后详细论述)

    HID灯中陶瓷金卤灯最有前途是发展方向。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 1.陶瓷电弧管的材料:

    陶瓷金卤灯的高效率与节能是由高质量的放电管保证的,而高质量的放电管是使用陶瓷材料代替传统的石英材料,使灯工作温度从950℃提高到1250℃。

    陶瓷材料主要使用多晶透明氧化铝,单晶透明氧化铝,透明氮氧化铝。目前主要是多晶透明氧化铝材料,原因是多晶透明氧化铝材料价格相对低,工艺容易掌控。

    多晶透明氧化铝材料的纯度要﹥ 99.99%。其中

  • ⑴.0.0001%杂质含量应严格进行控制。

  • ⑵.粉体的粒度D50值要控制在﹤0.5μm。

  • ⑶.在粉体中要加入一定含量的微量元素,以保证烧成后放电管的平均晶粒不过份长大﹙﹤25μm﹚同时在高温下具有较强的抗腐蚀能力,否则要影响透光率和机械强度。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 表四:多晶透明氧化铝粉体杂质含量

  • 表五:多晶透明氧化铝陶瓷金卤电弧管的主要参数


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 多晶透明氧化铝陶瓷与单晶透明氧化铝陶瓷光通过时有很大差异,单晶透明氧化铝陶瓷几乎无反射,而多晶透明氧化铝陶瓷在子晶之间存在着界面之间的光的返射,同时如果有微小气泡存在,就会发生折射和反射,使光透过率和直线透过率降低。特别是汽泡含有量是衡量陶瓷放电管壳的重要指标。一般要求陶瓷放电管壳的汽泡体积含量不能超过总体积的0.1%。汽泡不仅影响光透过率,还严重降低管壳的机械强度。故在制做陶瓷放电管壳除去汽泡是关键之一。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 多晶透明陶瓷电弧管材料制作主要工艺点:

  • ⑴.粉体材料的纯度﹙必须﹥99.99%﹚其粒经、粒度分布比表面见表四

  • ⑵.粉体材料配料工艺“注1”

  • ⑶.制作粉体材料洁净环境

  • ⑷.原材料的除泡

  • ⑸.成型工艺

  • ⑹.坯体材料的排胶、脱腊工艺

  • ⑺.坯体材料的烧结工艺

  • ⑻.毛坯烧成时晶粒尺寸控制。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 注1:添加剂的做用是防止烧结过程中晶粒的过分长大并得到晶粒大小均匀的结构﹙其晶粒尺寸最好﹤25μm﹚最常用的添加剂是MgO2,添加量适可,其他的添加剂有氧化镧、氧化钇等,其主要功用:保证烧成之后晶粒不长大,晶粒尺寸均匀且晶界尽量薄,减少反射与折射,同时尽量使MgO2扩散进入晶格内或存在于晶界中,减少尖晶石的生成,提高抗金属卤化物对陶瓷放电管的腐蚀能力。

  • 粘结剂的选取非常重要,即要使陶瓷粉体形成具有适当粘度和流动性好坯料,坯料内部绝不能存在有任何气泡,又要使坯料在素烧脱胶后,有机聚会物﹙粘结剂﹚充分脱净,确保烧结后晶粒均匀无气孔,且机械强度高,透光。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 2. 陶瓷金卤灯放电管壳形状

  • 陶瓷金卤灯的另一关键技术是放电管形状问题。陶瓷金卤灯放电管开始是采用高压钠灯一样的圆柱形,封接也雷同,这就造成了很多的问题: 高压钠灯中主要填充物是钠碱性氧化铝材料,正好与之匹配。故高压钠灯上市很成功,不存在质量问题,对金卤灯却完全不一样。金卤灯是壁薄负荷大,壁温度很高,而金卤灯蒸气呈酸性。故封接工艺焊料与高压钠灯完全不一样。高压钠灯管壁负荷小,管壁温度低对形状就无非常要求。而陶瓷金卤灯的形状要求就非常高。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 早期放电管的形状:@

  • 这种形状高低温端基本没有区分, 封接的铌、钼、钨与高温区在一起使其很难承受在高温下的酸性蒸汽的腐蚀。为了降低封接处的高温,各国生产的放电管基本演变成中心为粗圆柱形或球形放电容器,两端为具有细长支撑电极用的套管,这种结构可以大大降低铌、钼、钨与陶瓷封接处的温度,从而保证了稳定可靠的封接后质量和长寿命。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 90年代中期,陶瓷金卤灯放电管已基本定为五件式 :@

  • 中部较粗位置是放电容器,两端用陶瓷塞封口,陶瓷塞中间再各封接支撑电极。

  • 这种结构明显降低了两端电极引线封接处的温度,提高了铌杆与陶瓷套管封接的可靠性。但此种结构制做工艺复杂,成品率低,成本高。关键的问题是:陶瓷塞与管壳,电极与陶瓷套管封接处的高温及熔融或汽化的金属卤化物的腐蚀作用仍对焊料具有较大影响,很难满足长寿命的要求。特别是在陶瓷塞中心电极的周边温度较高,且有大量电荷积累和复合腐蚀较为严重。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 90年代后期出现3件式:@

  • 这种三件式即把陶瓷塞与电极引线陶瓷套管制成一体,或将放电容器两端管径变细,使与支撑电极的细陶瓷管套直接封在一起,这样就缩短了低熔点陶瓷﹙玻璃焊料﹚封接的周边长度,封接部位被腐蚀的几率减少,灯的的寿命得以延长。

  • 三件式的陶瓷放电管加工工艺还是比较复杂,成品率低,成本高。高温金卤灯蒸汽对焊料的腐蚀还是比较严重,对金卤灯的寿命影响很大。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 进入2000年以后,两件式陶瓷放电管出现了。

  • 两件式结构的放电管的封接部位在放电管的一端,陶瓷塞的内端面有设计平面,有设计成弧面的。封接的方法出现了根本性的改变,各封接面不再使用焊料,而是在素烧前就将各陶瓷组件装配在一起,烧结时利用收缩率的差异,使陶瓷体紧密相接,烧结时封接部位两侧晶粒生长而结合成一个整体结构,但还是接缝。

  • 随着工艺的不断改进一体式的放电管出现了,一体式有椭球形、球形、圆柱形、橄榄形。一体式放电管壁厚均匀,没接缝是高光效,高透光率陶瓷金卤灯必不可少的。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 目前常用放电管形状基本是椭球形,这种形状接近温度线的分布形状,R为2个半径的球,L为圆柱体。@

  • 这种放电管的主要几何尺寸由灯的功率而定。

  • 经验公式如下:R=0.368P0.543

  • A=0.544P+0.5646

  • A=2R+L

  • P为灯的功率,R为放电管内径,A为放电管内长度方向尺寸,L为圆心间距离。


五.陶瓷金卤灯关键技术

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  • 为了改善灯的水平工作性能,一般灯的长度不超过直径的1.5倍,一般设计成短粗形状。实践证明椭球形放电管比圆柱形放电管优点表现在如下各方面:

  • (1)同样功率的陶瓷金卤灯放电管椭球形比圆柱形要轻。这就意味着椭球形放电管热容量小、成体低。

  • (2)陶瓷金卤灯椭球形放电管预热时间和达到全通光所需时间短。

  • (3)椭球形放电管可以避免液态金属卤化物聚集在冷端附近,减缓了对陶瓷放电管壳的腐蚀,使其寿命延常。

  • (4)陶瓷椭球形放电管的表面温度要比圆柱形低,且温度梯度小,分布均匀。

  • (5)陶瓷椭球形放电管与陶瓷圆柱形放电管相比,明显在光效,显色性,光通维持率要好。

  • (6)陶瓷圆柱形放电管工艺过程比较复杂成品率低,而椭球形放电管制造,工艺先进,成品率高。

  • 结论 :发展陶瓷金卤灯应优先考虑一体化椭球形的透明陶瓷放电管。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 1.LED灯的机理

  • LED是由Ⅲ一IV族化合物,如GaAs﹙砷化镓﹚、GaP﹙磷化镓﹚,GaAsP﹙磷砷化镓﹚等半导体组成.其核心是PN结,PN结有正向导通,反向截止,击穿特性。在一定条件下PN结有发光的特性。

  • 当PN结晶片通电时,电子和空穴扩散运动大于漂移运动,N区带负电的电子移动到P区与带正电的空穴复合,同时P区带正电的空穴移动到N区与带负电电子复合,复合时产生的能量一部分产生光子,也就是发光。电子和空穴之间的能量﹙带隙﹚Eg越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应【入=1240/Eg(mm)】可见光的频谱范围内蓝色光、紫色光携带的能量最高,桔色、红色光携带能量最少。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • PN结发光过程包括三部分:

  • ◆注入的电子与价带空穴直接复合而发光

  • ◆光子被发光中心捕获到再与空穴复合发光。

  • ◆除了这种复合发光外,还有些电子被非发光中心捕获,而再与空穴复合。每次释放能量不大,不能形成可见光。

  • 发光复合量相对于非发光复合的比例越大光量子效率就越高,由于复合是在电子扩散区内发光的所以光仅靠近PN结面数μm内产生。当LED的环境温度升高,﹙就是PN的温度随功率增大而温升时﹚PN结发光的波长就会红移,亮度会明显下降。发光的均匀性,一致性变差最后失去亮度。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 2. LED照明存在很多优点:

  • ⑴.LED低压驱动﹙3V-24V之间﹚安全。

  • ⑵.LED光谱基本在可见光范围,节电。

  • ⑶.LED是电子光场晶体发光,寿命长。

  • ⑷.LED环保无害。

  • ⑸.LED响应速度快。

  • ⑹.LED颜色比较丰富。

  • 根据这些优点很多人士预言:2010年LED将全面取代白炽灯、节能灯、高压钠灯。实际情况还不是这样:

  • 在北京、广州、佛山等地,用LED灯做为路灯示范道路照明,红移现向严重,明显LED灯温控有问题。

  • 而陶瓷金卤灯在上海曹溪北路,七浦洛、重庆、中山四路照明试验,一年跟踪调查结果,安全性舒适度均有显著提高,且节能40%以上,反应很好。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 3.为什么会产生这种情况?

  • LED的致命问题在於“PN结温升高”。PN结温每升高1℃就产生1%0光衰。虽然白炽灯的可见辐射只有3%-5%但红外线高达80%以上,白炽灯的热量可通过热辐射方式传出。

  • 而LED几乎没有辐射红外线,热传导高达50%-80%,故LED的热负荷高过白炽灯,如果没有很好的散热就会造成PN结和基底产生较大的温度,光效和寿命大辐下降。远远达不到理论上的指标。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 目前市场销售的大功率白光LED芯片多数处于过负荷运转,PN结温在100℃-200℃之间,芯片本身性能下降,荧光粉受到灼伤,其实际寿命也只有2000-3000h,光效实际也超不过50-60lm/W。

  • 一个10W的LED灯,40%﹙4W)能量转化成可见光,60%﹙6W﹚的能量加热PN结,如果没有有效的降温手段,LED芯片很快就会烧毁。5W以上的LED制做是非常困难的。

  • 如果没有5W以上的大功率LED,光效达不到50lm/W以上,单支LED光通量达不到500lm以上,做照明光源是无意义的。

  • 且多粒PN结芯片组装存在光学设计问题。

  • 如何能决LED的散热问题,是制作大功率LED灯的瓶颈。解决这一瓶颈:结构陶瓷


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 4.LED灯的使用方向与散热方法:

  • (1)小功率的LED照明﹙手机背光、手电筒等﹚是可以的,采用工程塑料压铸镀银,就可解决散热问题。

  • (2)中功率的LED照明﹙液晶电视背光、大型广告屏背光﹚使用陶瓷氧化铝支架,集中解决散热问题。(风冷)

  • (3)大功率LED照明,不能使用铝、铜等金属材料散热,原因为金属和晶体热膨胀系数不一样,差异性很大,使LED光效下降。大功率的LED照明从国际范围来分析,可采用高温烧结的高科技陶瓷氮化铝、铝基碳化硅材料来解决,但成本很高,如何大生产将低成本,是我们要做的重要工作。

  • (4)当然人们在寻找各种其它能解决LED散问题:改变PN结自身功耗温升,增加光量的密度,采用超薄、高导热、高绝绿透明陶瓷作基﹙底﹚等等。


六.LED小功率照明将成为未来发展方向

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  • 5.我们可以下这样的结论:

  • .LED灯和陶瓷金卤灯是21世纪最有前景的两类高效节能新光源,各有所长。

  • .LED灯重点在于:降低结温,提高单支功率,取代节能灯、荧光灯、白炽灯在各种有背光显示的示窗上发挥作用。

  • .陶瓷金卤灯使用重点,大中功率,展示照明的主体光源,大场合照明光源。取代高压钠灯、汞灯、石英金卤灯。


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • 照明耗电在每个国家的总发电量中占有不可忽视的比重。在我国这样的人口大国,照明耗电占全国总发电量的10%-12%。耗电达三峡水利发电工程全年总发电能力﹙840亿度﹚的两倍左右。在终端用电中仅次于电机居第二位。

  • 照明用电属于峰荷用电,我国照明电光源又是以传统低效白炽灯和光效低、材料消耗大、寿命短高压汞灯为主,高效照明器具:高压钠灯、金属卤化物灯灯应用的不多,普及率很低,主要用于大城市的路灯照明和部分商业照明。


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • 1993年我国的电光源产量为37亿只,2008年是42亿只。其中白炽灯占61%,白炽灯与荧光灯的比例8.9﹕1。而日本、法国等国家是1﹕2.5。随着经济的发展,人们对居住条件和生活环境的要求不断提高,对照明产品的要求也逐年增长。面对不断在增加的需要,如何引导消费者合理使用电能,节约照明用电,削减峰荷,减少火电厂的投入,加大环境保护措施已为当务之急。

  • 目前我国6MW及以上火电机组发电占用煤炭总产量的32%以上,火力发电已成为我国碳排量的最大的源头。火力发电每年对空气生产大量污染物:CO2、SO2、NOX等气体,以及大量的可吸入尖埃﹙见表﹚


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • 使用燃煤、油、天燃气火力发电1千瓦小时所生产的污染物


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • CO2在大气中不断累积,吸收地面释放的红外辐射,形成大气的温室效应,导致地球变暖,冰山融化,海平面上升,改变生态环境,影响人类的生存空间。

  • 大气中的SO2、NOX导致大气酸雨泛滥,地球表面材料加速腐蚀,破坏土壤和水的质量,影响植物、水生物的生长,进而影响人类的健康,产生各种呼吸道和其它怪异疾病。

  • 照明是节能减排的一个主要渠道。节约照明用电,即可减少燃烧所带来的温室气体排放,又保证经济可持续发展。

  • 照明节电投入少,见效快,是所有终端用电设备中节电率和发电污染物减排率最高,成本效益最好的一种节电技术措施。节约千瓦发电容量的投资只有新造电厂千瓦容量造价的10-15%,用电单位节电平均成本只相当于终端电价的1/3左右,节电投资回收期平均不到一年。


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • 鉴于陶瓷金卤灯、LED灯在节能减排方面的重要作用,欧洲专门设立了由欧洲会议的发展项目资助的“STARELIGHT”计划。该计划的主要目标就是要开发高强透明的氧化铝陶瓷金属卤素灯大量替代浪费能源的其它灯种。

  • 该计划在欧洲实施可以带来7×1012K..W.h的节电效益,相当于一个排放450万吨CO2的大型发电厂。许多科研机构,相关企业参加了此项目。

  • 陶瓷金卤灯、LED灯是新型、高效、节能、减排的绿色光源在我国有着巨大的市场:体育场馆、车站码头、道路交通、建筑工地、宾馆商场、工厂车间、庭园草坪、建筑物、汽车等潜力极大。


七.在我国发展陶瓷金卤灯、LED灯的意义及市场

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  • 世界各大著名光源公司:美国GE、德国OSRAN、荷兰Phillips美国VLE等不惜重金在开发陶瓷金卤灯、LED灯工艺技术,他们一致认为:

  • 陶瓷金卤灯LED灯是21世纪人类应用最广泛,最有前途的照明光源之一

  • 我国虽然从20世纪七十年代就在金卤灯方面进行发展,但基本是SiO2放电管,陶瓷放电管是空白。

  • 如何在我国实现生产金卤灯陶瓷放电管,已经是我国照明行业上重要课题。


八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管

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  • 陶瓷金卤灯放电管的制作技术是比较复杂的,国外几个大公司:美国GE、荷兰Philips、德国OSRAN、日本NGK等把陶瓷金卤灯放电管技术基本垄断。几种重要的生产技术都已经注册了技术专利。我国也有部分企业申请了几个专利,但多数无实用价值,有使用价值的也基本被国外专利所覆盖,极易否定。

  • 就我国目前的发展态势,和发达国家对我国的发展态度而言,我们要对各种知识产权严格对待,创出一条制造陶瓷全卤灯放电管的新方法,打破国外垄断。


八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管

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  • 我方在仔细研究了国内外各公司的技术专利后经反复研究实践成功开发出具有自己知识产权的陶瓷金卤灯放电管生产技术工艺:

  • .“油压法”生产陶瓷全卤灯放电管是国际上首创,具有中 国特色的生产技术;

  • “油压法”生产的一体化的陶瓷金卤灯放电管工艺先进、方法简单、尺寸精确、品质好、烧成后放电管的各种参数完全满足透明度的要求,适合大批生产的需要。

  • 放电管的形状是比较特殊的,中部为中空球体,两端为毛细管,壁厚在0.4-1.2mm之间,根据功率的不同而有所不同。

  • 这种形状使制作技术要有较好的工艺性。


八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管八.打破国外在陶瓷金卤灯垄断我方已用自己知识产权成功生产出一体化陶瓷金卤灯放电管

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  • “油压法”工艺主要是由五大部分组成:

  • 1.制粉

  • 使用纯度高于99.99%的氧化铝粉、平均粒径D50≤0.5um中添加0.005%-0.5%的氧化镁(MgO2)、0.5%的氧化钇(Y2O3)、0.5%的氧化镧(La2O3),精细混合、研磨后,得到参杂均匀的分体。

  • 2.粉坯料

  • 在粉体内添加有机粘结剂、分散剂,主要为:PEG、PE、SW、PW,总比例在18%-23%

  • 步骤:⑴ 均匀混合;⑵. 除泡;⑶. 熟化;⑷. 制粒

  • 3. 制坯管

  • 用特制挤出机,挤出毛坯管;

  • 4. 油压成型

  • 用特制油压机,在特制的模具中油压成图纸要求的形状;

  • 5. 预烧和烧结

  • 预烧(400℃-1200℃)脱净粘结剂,

  • 烧结在氢气炉中1830℃烧成透明陶瓷。

  • “油压成型法”是我方经过长时间试验得出的工艺技术。


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FCRI

  • 5个重要工艺步骤与其它成形方法有很大的差别且独到,

  • 表现在:

    (1)精细研磨使参杂均匀,确保抑制相经烧结后进入晶格;

    (2)坯料中,低温骨架与高温骨架粘结剂有机配合确保生坯软化后不变形,方便成形;

    (3)挤制坯体时,轴向应力均匀,变形一致,保证坯管中部凸起10倍于原坯管直径而不破裂:


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  • (4) 油压成型,力出均匀,与坯管有天然的受力面,在模具形状的控制下,内、外表面形成完好陶瓷放电管。 液压油的流量、压力、温度均可调整,成形初期:坯管在模具温度的作用下软化,加入与之相同温度的特制油使坯管中部膨胀,达到所需尺寸。

  • 在模具降温的同时,加大油压的压力,使放电管毛坯在油压的作用下,达到较好的密度。

  • 这里要说明的是:成型媒介也可以使用气体,但气体有可压缩性,成型时压力不均匀放电管坯的形状不够准确(有回弹现象),厚薄不均。没有油做媒介质量好。

  • (5) 脱蜡、排塑分开,确保毛坯管内的高、低温有机粘结剂全部排出,使之烧成后无气孔、透明。

  • (6) 我公司对此项技术已申请发明专利,为此后进行大生产铺平了道路。

  • 相信在国家的支持下,我们会尽早的拿出成批的合格的一体化陶瓷金灯放电管产品。


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谢谢!


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