顯然,燈管用氪氬混合氣做填充氣體與用純氬相比,發生彈性碰撞時能量損失要小,這對提高光效是有利的。同時,由于氪的原子量大,能更好地保護陰極,所以充填氪氬混合氣時可根據混合比例適當降低充氣壓力。而充氣壓力的適當降低有利于進一步提高燈管的光通輸出。從測試情況看,采用氪氬混合氣取代純氬后,燈管的功率雖有下降但總光通量并未明顯降低,故燈管的光效得到了提高。
(4) 選擇適當的飽和汞蒸氣壓。在熒光燈中,由燈的冷端溫度所確定的燈內飽和汞蒸氣壓對燈的發光效率有至關重要的影響。飽和汞蒸氣壓過高或過低都可以導致25317nm 光子的減少。國內外有些同行擔心T5 燈管直徑小、管壁負荷大、燈管溫升過高,使汞蒸氣壓超過最佳值而導致發光效率下降,所以在控制飽和汞蒸氣壓方面采取了不少措施。如歐洲幾家公司將燈管一端芯柱的玻璃部分加長到25mm ,以降低燈管冷端溫度;有的廠家采用汞齊以降低管內的飽和蒸氣壓。這些措施的必要性值得商榷。對于T8 、T12 型熒光燈,冷端溫度40 ℃、對應環境溫度25 ℃左右時光效最高;而T5 熒光燈由于管徑減小,最佳汞原子濃度(飽和汞蒸氣壓) 上升,加長芯柱后最佳冷端溫度約45～50 ℃,對應環境溫度為35 ℃左右。顯然,從燈管設計角度考慮,在35 ℃環境試驗溫度條件下,燈管應處于最佳光效狀態。從實際應用的角度考慮,國內T5 燈管通常安裝于敞開型的支架燈具和半敞開的格柵式燈具中。以常用規格28W 燈管為例,在室內常溫25 ℃時,裝在燈具內的燈管冷端溫度一般不會超過45 ℃,所以似無必要刻意采取降低飽和汞蒸氣壓的措施。相反,飽和蒸氣壓過低,一旦環境溫度下降,燈的光效驟降,反而使燈具的光輸出嚴重不足。當然,對于管壁負荷更大的高亮度(HO) T5 燈管或是安裝在密閉燈具中的高光效(HE) T5 燈管,由于燈具散熱性差,燈管的使用溫度升高,采取以上措施則是必要的。因此若有條件,對于不同使用場合的燈管采取相應的工藝才能最大程度地獲得高的發光效率。
3、光通維持率及其控制
國標GBPT10682 —2002 中,2000h 光通維持率為88 %。影響光通維持率的主要因素有以下幾方面:
(1) 在光電場作用下,汞離子遷移到玻璃內表面,與電子復合形成汞原子,凝聚生長成金屬態汞的微粒,使玻璃黑化;
(2) 在高溫和185nm 紫外線作用下,玻璃中的鈉離子遷移到玻璃內表面,被電子還原成鈉原子,再與汞原子化合生成黑色鈉汞齊,使玻管發黑;
(3) 管內的碳、汞及汞的化合物吸附于熒光粉層表面,形成吸光薄膜;
(4) 在燈管不斷啟動和燃點過程中,陰極發射物質不斷濺射、蒸發而覆蓋到陰極附近的粉層上。伴隨以上因素引起的光衰退,管內的汞消耗也在增加。從我們收集的國內低檔T5 燈管來看,部分燈管燃點1000～2000h 就出現整支燈管表面嚴重黑化、甚至無汞現象。采用保護膜涂敷工藝對金屬態汞微粒在玻璃網絡中的生成和鈉汞齊的形成有很強的抑制作用。該工藝的基本方法,是在涂熒光粉層前先在玻管上涂一層保護膜層,然后再涂熒光粉。這層保護膜猶如一道屏障,隔斷了玻管表面的鈉原子與汞化合的途徑,也阻擋了汞原子滲入玻管表層內部。保護膜的材料種類較多, 常用的是進口γ—Al2O3 ,其特點是純度高、顆粒細、比表面積大、分散性好,配制工藝較簡單,涂層厚度易控制,是涂敷保護膜的首選材料。涂敷液可以用有機溶液或去離子水作載體。使用何種載體應視熒光粉漿的溶劑材料而定,采用醋酸丁酯涂粉時,保護膜涂敷液用去離子水效果較好。為了使涂層上下均勻,可加入少量粘結劑,水涂保護膜涂敷液中還可加入適量兩性電解表面活性劑和濕潤劑,以消除涂敷時產生的氣泡,確保涂層細密均不同載體的涂敷液涂膜后的定型處理也不盡相同。涂層的厚度由γ—Al2O3 的百分比濃度、涂敷液粘度、涂膜機內的熱風溫度、風量和電熱管輔助加溫溫度確定。采用有機溶劑時,風溫可低些,如使用去離子水時則要提高風溫和機內溫度。由于大功率T5燈管尺寸長,涂膜機采用輔助加熱時,電熱管應由前到后、從上到下呈階梯型排列,才能使玻管的膜層上下均勻、厚度差小。通過材料優選和工藝控制,實際生產中T5 燈管2000h 光通維持率可達到94 %以上,較涂膜前提高6 %左右,且整個壽命期內因燈管黑化無汞而失效的燈管幾乎消除,同時用汞量大幅度下降。以28W 燈管為例,注汞量由原來的12～15mg 下降到4～5mg ,不但降低了汞黑燈管產生的幾率,也減少了汞對環境的污染。
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