固汞的特性与应用

1、固汞的特性及应用市柯维光电有限公司何志明市灵柯照明器材有限公司2008-5-5修改稿一、固汞的优缺点二、固汞的分类三、固汞的特性四、如何选择固汞五、直管型荧光灯用固汞六、紧凑型荧光灯裸灯用固汞七、螺旋管裸灯用固汞八、带罩紧凑型荧光灯用固汞九、铟（In ）网十、结束语一、固汞的优缺点各国都在寻求降低能耗、减少有害物质排放的办法，紧凑型荧光灯作为成熟的高效光源， 将迎来空前发展，随着减少有害物质排放标准严格实施，荧光灯降低汞污染的形势将更加紧 迫。液汞由于表面力难于微量准确称量，微量液汞粒难于注入灯，液汞耗散在生产场地难以清 理干净，不利环保；液汞在高于 60C温度下，汞蒸汽压大于 3.0Pa，光

2、输出明显降低。固汞 能准确控制灯的注汞量，容易注入灯，能有效降低生产场地的汞污染，降低灯寿命期结束后 对环境造成的污染；部分固汞能使高管壁负载的紧凑型荧光灯获得高光效。固汞取代液汞是 目前较理想的选择，也是发展的方向，国外制灯企业正加快固汞取代液汞的步伐。固汞也有一些缺点：成本高，光输出爬升慢等。二、固汞的分类我国古代将“合金”称为“齐”，汞与其它金属组成的合金叫汞齐。汞齐种类很多，也有 多种制造方法。灯用汞齐有：Zn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg 等，也包括Zn、Ni、Hg圆柱体 汞齐。固态汞指汞大部分以微细汞粒形式吸附在载体中的含汞固体混合物。如：Fe、Cu等金属与汞组成

3、的圆柱体固态汞，该固态汞中也含极少部分汞齐，这种固态汞汞蒸汽压温度特性几 乎与液汞完全一样。我们将汞齐和固态汞统称为固汞，固汞常温下呈固体态。1、 固汞按制造方法、颗粒形状分：熔融滴制法，颗粒为球体，产品有Zn-Hg、Sn-Hg Zn-Sn-Hg、Bi-Sn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg、In-Pb-Hg 等球丸；压制法，颗粒常为圆柱体，产品有Zn、Ni、Hg圆柱体汞齐，Fe、Cu Hg圆柱体固态汞。2、固汞按控制汞蒸汽特性可分为两大类：一类是非控制汞蒸汽压型，包括固态汞和部分汞齐。这类固汞特点： 汞蒸汽压随固汞温度变化的规律与液汞接近，温度低，汞蒸汽压低，温度高，汞蒸汽压高

4、， 参照汞蒸汽压温度特性曲线图1。 光输出从90雅V 100%动对应的连续的工作温度区域一一下称T90约18C,光输出从95%到100%动对应的连续的工作温度区域一一下称T95约13C，缺乏一个使光输出稳定的较宽的工作温度区域。 低温或常温下饱和汞蒸汽压略小于液汞。这类固汞一般均不需要辅助In网帮助启动，用于代替液汞。另一类为控制汞蒸汽压型，如：Bi-Pb-Sn-Hg、Bi-In-Hg、In-Pb-Hg等，这类固汞适用于T5、T4,能在较宽的温度区域将汞蒸汽压控制在PT4 （T4管所需的最佳放电汞蒸汽压 Po）附近，固汞工作于较高的温度下仍可使灯获得高光效。控制汞蒸汽压型固汞随各金属元素组份

5、不同，其工作温度区域 T90>A T95不同。 T90一般大于35E，A T95大于25C。控制汞 蒸汽压型固汞一般均需要辅助In网帮助启动。常用非控制汞蒸汽压型固汞及控制汞蒸汽压型固汞如下：Zn. Ni. Hg圆柱体固汞Zn-HgZn-Sn-HgSn-HgBi-Sn-Hg周态汞 Fe. Cu, Hg圆柱体I剤汞厂非控制亲蒸汽斥型周耒v （代替液汞型）低温汞齐j固汞<、.Bi-Zn-Hg挫制汞蒸汽汗型周汞r中温汞齐Bi-Pb-Sn Hg高温汞齐j Bi-In llg1 In Pb-Hg3、固汞按熔融温度高低分为：高熔融温度固汞（一般指熔融温度高于180C）,低熔融温度固汞（一般指熔

6、融温度低于180C）。常用高熔融温度固汞及低熔融温度固汞如下：C F化Oi. Hg圆柱体固痕 液相点330-CZn. Ni. Hg圆柱体固痕 液相点330°C厂烏熔融温度固汞 （可用于自动注 排机）；5H刖求几（50%）l Sn Hglji丸（I號）Sn-Hg球丸（20%）Bi -Zn-Hg 球丸液和点330 *0液和戊280 '0液和点215X液相点280 "C液f |j<130*CM+H/X<105*Cr Bi-SiHfe 球丸低熔融温度凶汞J Bi-?b-Sn-HgJ；K丸 （不宜用尸自功Bi-IrrHg球丸注东刚IT卜儿）L_ Tn Pb-Hg球

7、丸三、固汞的主要性能固汞的主要性能参数包括：1汞蒸汽压温度特性曲线：常用固汞汞蒸汽压温度特性曲线见下图 1：为Bi、In、Hg, CWOT主要成分为In、Pb Hg，后面的数字表示含汞比例。）2、汞的有效率。汞的有效率指特定的工作温度下，固汞能不断释放的汞量占固汞含汞量 的百分比。3、汞的蒸发速度。固汞因其结构不同，合金性能不同，汞的蒸发速度也不同。如Sn-Hg（含 Hg20%在约50C时，达到饱和汞蒸汽压 PT4的时间较长，不宜放入灯使用，如放入灯使用， 需要烤汞。Zn-Hg（含Hg 50%） Zn-Sn-Hg（含Hg 48%达到饱和汞蒸汽压 PT4的时间较短。同一 固汞在不同温度下，达到饱

8、和汞蒸汽压所需的时间也不同。4、固汞固、液相点温度及熔融温度。固相点温度表示在该温度及该温度以下固汞为固态， 液相点温度表示该温度及超过该温度固汞完全为液态，熔融温度指固汞熔融变形温度，熔融 温度低于液相点温度。5、固汞释汞后汞蒸汽压温度特性。随灯燃点时间延长，固汞中汞不断被消耗，含汞比例减 少，释放一部分汞后的固汞汞蒸汽压温度特性会发生变化，不同固汞变化情况不同。如：含 汞6%勺Bi-Pb-Sn-Hg与失去部分汞变成含汞 4%勺Bi-Pb-Sn-Hg，含汞50%勺Zn-Hg与失去部 分汞变成含汞30%勺Zn-Hg,释汞前后汞蒸汽压温度特性有差异。制灯企业在设计、选择、使 用固汞时均要考虑，使

9、用固汞的灯，其光衰由灯固有的光衰（只考虑使用液汞时，杂质气体、 荧光粉等与固汞无关的工艺因素决定）、汞原子的迁移过程、固汞特性变化引起的光衰综合决定。&固汞吸汞特性。不同固汞对灯汞原子的回吸量和回吸速度不同，同一固汞在不同温度下 回吸量和回吸速度也不同。固汞回吸灯的汞原子会导致再次燃点时灯光输出爬升慢。7、固汞溢汞、表面粘连特性。固汞受温度、振动、氧化或其它因素影响，汞会溢出固汞表面，导致颗粒粘连。部分固汞存在一定程度的溢汞，含汞量高的Zn-Sn-Hg溢汞严重，需要表面处理，添加其它金属可减少溢汞，但可能会降低固汞的汞有效率。8、其它需要综合考虑的特性。如合金中各金属的蒸汽压、成本、耐

10、轰击特性等。有的金属蒸汽压大，过高的温度长时间烤汞可能对灯参数有影响，如金属Zn。金属的蒸汽压：PZn>PBi> PIn > P Sn四、如何设计选择固汞？1、选择固汞前应明确： 最佳发光效率对应最佳汞蒸汽压 Pc。253.7nm辐射效率与汞蒸汽压有关，当汞蒸汽压小 于最佳汞蒸汽压Po,随汞蒸汽压升高，汞原子碰撞机会增多，253.7nm的辐射效率提高，当 汞蒸汽压高于最佳汞蒸汽压 Po,随汞蒸汽压升高，汞原子产生的 253.7nm辐射被相邻汞原子 吸收，即共振吸收，253.7nm辐射效率降低。 管径、管电流密度不同的灯，需要的最佳汞蒸汽压 Po值不同。不同规格的灯使用同一固

11、汞其光输出随汞蒸汽压变化的规律不同。 固汞和液汞的汞蒸汽压在低气压气体放电灯中均为饱和汞蒸汽压，不同固汞饱和汞蒸汽 压为为同一 Po值所对应的温度不同。 随固汞的放置位置、燃点方向不同，灯的汞原子分布存在梯度，汞原子会向更低汞蒸汽 压的冷端迁移。2、固汞使用原则：能用低温固汞的不用中温固汞，能用中温固汞的不用高温固汞。一方面是启动爬升性能： 低温固汞优于中温固汞，中温固汞优于高温固汞。另一方面是成本：低温固汞低于中温固汞， 中温固汞低于高温固汞。选择使用固汞的步骤：1、确定固汞的类型。 管径、电流密度决定最佳汞蒸汽压 Po。 固汞放置的位置、灯的结构决定了固汞的温度。 灯的离散性、燃点方式及相

12、应的参数要求，决定了固汞的工作温度区域。如要同时保证 灯头朝上与灯头朝下燃点的光通输出，应选择工作温度区域宽的固汞。 确定固汞的类型要同时分析清楚灯除固汞外的控制、影响汞蒸汽压的控制源，这种控制 作用给灯带来什么影响，避免多个控制源引起灯长时间不稳定。工作温度与对应固汞选择表工作温度对应固汞备注35-60 CZn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg、Sn-Hg> Bi-Sn-Hg、Zn-Ni-Hg、Fe-Cu-Hg。T8、T5 不宜用 Sn-Hg、 Bi-S n-Hg50-75 CBi-Pb-Sn-Hg (12%65-95 CBi-Pb-Sn-Hg (4.5 )由于熔融温度的原因建

13、议不 超过95 C使用65-100 CBi-Pb-Sn-Hg (3.5%)由于熔融温度的原因建议不 超过100C使用75-110 CBi-I n-Hg (5%由于熔融温度的原因建议不 超过110C使用100-135 CIn-Pb-Hg (4%135C以上In-Pb-Hg注：（）的百分数表示含汞百分比。2、确定固汞的大小和粒数。 根据排气管的大小，确定固汞的大小。 灯注汞量及每个固汞颗粒含汞量决定固汞的颗粒数。一般固汞不宜放入灯，避免划粉。如将固汞放入灯应使用小颗粒，避免小颗粒熔融变成大 颗粒，固汞放入灯还应考虑固汞的耐轰击特性。3、制定配套工艺。包括固汞注入方式及保证排气管留长长度。 固汞的型

14、号决定了其熔融温度。 熔融温度高的固汞可采用固汞上注入的全自动圆排气机， 熔融温度低的固汞不宜采用固汞上注入的全自动圆排气机，排气管朝上的全自动圆排气机由 于灯管离开烘箱后排气管温度仍然很高，固汞下落并存放于排气管中，熔融温度低的固汞会软化变形、熔融掉入灯。使用熔融温度低的固汞建议使用排气管朝下的圆排气机生产，固汞 采用机械或人工预注入方式。 固汞置于排气管中，固汞温度与排气管留长长度和固汞限位方式密切相关，制灯工艺应 满足排气管留长长度和放置方便的需要。从生产场地环境及固汞保护考虑，固汞自动注入装置应加冷却水套将温度控制在 25C以下, 并同时采用惰性气体密闭保护，可减少汞向生产场地扩散，避

15、免固汞由于高温、转动引起溢 汞粘连。4、根据排气管的留长长度决定整灯的结构。选择固汞一般可按上述顺序设计，但前后顺序又交互影响，要综合考虑，整体设计，在此 不一一列出。以下就最常用的几种灯及所用固汞作一介绍。五、直管型荧光灯用固汞目前国T8、T5直管型荧光灯固汞放置有两种方式，一种是置于灯，优点是生产方便，成 本低；缺点是灯在振动的储运过程中易划粉，选择这种工艺应考虑尽可能使用高含汞量、熔 融温度高的小颗粒球丸固汞，放多粒，涂层加固着剂。用熔融温度高的固汞是为了避免固汞 在全自动圆排机排气后粘连，小颗粒变成大颗粒。另一种方法是置于排气管中：1确定固汞的类型。首先应测试排气管的温度，方法是在灯头

16、中开小孔将点温探头固定在对应固汞位置的排气 管外壁，在燃点条件下测试排气管外壁温度，40-45 C可用Fe、Cu Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，Zn-Hg球丸，Zn-Sn-Hg球丸，45-55 C可用Bi-Zn-Hg球丸。T8、T5直管型荧光灯常温 25C下燃点，排气管的温度较低，应选择使用工作温度低、低温下汞有效率高的固汞代替液 汞。T8、T5直管型荧光灯不宜使用含汞量低的 Zn-Hg （如含汞20-30%）、Zn- Sn-Hg （如含汞20-35%），低含汞量的固汞工作温度略高，低温汞有效率低，不符合灯的需要。在试验条件下 我们测得：Zn-Hg（含Hg 50%）在 50C、90C汞有效率

17、约为90% Zn-Hg（含Hg 20%）汞有效率约 为55% Zn-Sn-Hg（含Hg 48%）汞有效率约为88%造成上述固汞汞有效率不能达到 100%!由 于一部分汞溶解在Zn中不能释放，一部分汞与 Sn结合成化合物，在测试温度下释放慢的缘 故。T8、T5直管型荧光灯用固汞的金属成分中应避免使用Cu, Sn含量尽量低。2、确定固汞的大小和粒数。T10、T8、T5直管型荧光灯排气管普遍较大，一般用一粒即可。 、采用夹扁排气管使固汞置于排气管的方法时，为保证排气抽气速率，夹扁不宜过深，同时又要阻止固汞掉入灯，应选择大颗粒固汞，可用Fe、Cuu Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，这种方法芯柱制造成本

18、低，固汞成本略高； 、采用大排气管置一短小排气管使固汞置于排气管的方法时，固汞颗粒可小些，可用Fe、Cu、Hg固汞，Zn、Ni、Hg固汞，也可用Zn-Hg球丸，Zn-Sn-Hg球丸，这种方法芯柱制造成本 高，固汞成本略低。3、制定配套制灯工艺。上述固汞熔融温度均较高，可采用固汞上注入的全自动圆排气机生产，排气管留长长度应 使固汞温度与固汞的工作温度相适应。4、根据排气管的留长长度决定整灯的结构。在粗管径直管型荧光灯中排气管温度较低，如缩短排气管的留长长度，仍不足以提高固汞 的温度，可考虑对灯头泥材料或灯头上稍作改进，进一步提高固汞的温度来提高光输出。考虑未来灯含汞量标准进一步降低的发展趋势，同

19、时考虑同一圆排气机在不同时间使用三 基色粉（固汞含汞量小于 5mg和卤粉（固汞含汞量小于 10mg生产更替方便，建议使用压 制生产的固汞。女口 Fe、Cu Hg圆柱体固汞，Zn、Ni、Hg圆柱体固汞。这种固汞可以做到含汞 量2.5mg、4.5mg、9.0mg的颗粒均为同一尺寸，使用时不会因为三基色粉和卤粉转换而需要 更换固汞装置。这种固汞通过添加 Fe、Cr、Ni等金属粉使固汞性能不改变而颗粒变大，熔融 法生产的球体固汞要保证固汞性能不改变而颗粒变大是难以实现的。Fe、Cu Hg固汞不易出现汞回吸，但表面易溢汞，引起颗粒含汞量不均匀，对运输储存 条件要求高。Zn、Ni、Hg固汞表面不易溢汞，颗

20、粒含汞量均匀，运输储存条件要求低，常温 汞回吸比Sn-Hg要少，综合性能较好。球体的Zn、Ni、Hg固汞使用更方便，是我们期盼的一 种较理想球丸。六、紧凑型荧光灯裸灯用固汞紧凑型荧光灯由于排气管径较小，一般使用球丸形固汞。1、确定固汞的类型。当固汞放于排气管中，固汞温度可能达到100C，使用中、高温固汞成本高，需要辅助 In网，生产工序复杂。是否一定要用中、高温固汞呢？ 在灯头朝上燃点时，固汞温度约100C，我们可以将三U管分为六支直管来分析，放固汞 的一支，固汞端为热端（约 100°C），另一弯管端为冷端（如 45°C），如使用低温固汞，热端 汞蒸汽压均远大于 Po,在这

21、支直管中汞蒸汽压呈梯度分布，发光效率略低，但另五支直管中 汞蒸汽压受冷端控制，发光效率高，灯总的发光效率接近液汞。这种情况下，尽管固汞温度达到100C，但只要控制好冷端温度，灯发光效率仍然很高，灯长时间燃点后，固汞中的汞主 要沉积在冷端，灯由微动态进入稳定态，完全可以用低温固汞。 在灯头朝下燃点时，固汞温度约 85C，无合适冷端，灯发光效率低，但可加长排气管的长度，降低固汞温度或另设置冷端，使固汞温度处于Po对应最佳工作温度，提高灯的发光效率。双U紧凑型荧光灯类似。裸露式双U三u、双n、三n、双un、三un紧凑型荧光灯从灯发光效率考虑，在灯头 朝上燃点时，Zn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Z

22、n-Hg、Sn-Hg、Bi-Sn-Hg均可置于排气管中使用，使用 成本低。不同固汞工作温度不同，低温汞饱和蒸汽压也不同。在试验条件下，我们通过对T4管的测试，测得几种代替液汞的固汞光输出随固汞温度变化 特性曲线如图2、图3。图2Lm01Q2030W5060TOt图3ICC%go%(注：CWIRB为 Bi-Sn-Hg ，CWLS Zn、Ni、Hg 圆柱体固汞，CWISB为 Sn-Hg, CWARB 为Bi-Zn-Hg，CWAIB为Zn-Sn-Hg后面的数字表示含汞比例。)低温汞饱和蒸汽压：10 C饱和汞蒸汽压：液汞> CWIS-20：CWARB-15>CWAIBZt8Hg (50%

23、>CWIRB-15>CWLS250饱和汞蒸汽压：液汞CWISB-2(CWAIB-4©WARB-1CWLS-20CWIRB-15> Zn-Hg (50%。启动性能除了考虑低温汞饱和蒸汽压，还要考虑汞回吸的影响，除Fe、Cu Hg固汞外，目前所有固汞产品均存在汞易回吸现象，不同固汞回吸速度、回吸量不同，由于常温真实状态 下测试时间长，目前测试数据不充分。理论上Sn-Hg Bi-Sn-Hg由于合金中Sn与Hg原子数之比较大，易形成化合物，汞较易回吸；另外Sn-Hg、Bi-Sn-Hg合金表面光亮致密，汞蒸发速度慢，灯如未经烤汞释汞，长期存放后，易引起灯的光输出爬升慢。Zn-

24、Hg、Bi-Zn-Hg也存在汞回吸现象，在43C以下，Zn与Hg也有化合物，Bi与Hg不会形成化合物，从形成化合物 的角度看，Bi-Hg、Bi-Zn-Hg （少量Zn），灯常温长期存放后，汞不易回吸灯，这一点还有待 更多的测试数据证明。Bi-Sn-Hg存在类似Sn-Hg长期存放后光输出爬升慢的问题，部分企业 使用Bi-In-Sn-Hg、Bi-Pb-Sn-Hg，不加In网尤其要注意灯长期存放后的爬升特性，因为In、Pb吸汞能力更强。综合考虑我们建议紧凑型荧光灯裸灯使用Zn-Hg、Zn-Sn-Hg （含Sn应低于15%、Bi-Zn-Hg。2、确定固汞的大小和粒数。排气管径大于1.8mm可选择一粒

25、Bi-Zn-Hg，排气管径大于 1.4mm可选择一粒 Zn-Hg或 Zn-Sn-Hg，排气管径小于1.2mm可选择两粒Zn-Hg或Zn-Sn-Hg。典型Zn-Hg、Zn-Sn-Hg由于 含汞比例高，颗粒小，典型 Bi-Zn-Hg由于含汞比例低，颗粒大。目前市场上这三种固汞的含 汞量分别为：Zn-Hg 含 Hg 50% Zn-Sn-Hg 含 Hg 40-50%、Bi-Zn-Hg 含 Hg 10-15%。3、制定配套制灯工艺。Zn-Hg、Zn-Sn-Hg、Bi-Zn-Hg固汞熔融温度均较高，可采用固汞上注入式全自动圆排气机。灯头朝下燃点时，排气管留长长度尽量长，使固汞温度与固汞的工作温度相适应；也

26、可另设 制一冷端。4、根据排气管的留长长度决定整灯的结构。在电子节能灯中，电子整流器线路板上应留孔并满足排气管留长长度的要求，保证固汞的 温度符合设计要求，固汞的温度不仅由灯的规格、排气管留长长度决定，也和电子整流器性 能及整灯的结构有关。七、螺旋管裸灯用固汞我们可将螺旋管拉直为单U管来分析，单U管又可分成两支直管来分析： 灯头朝上燃点时，放固汞的一支，固汞端为热端（约100°C），另一端为冷端（如50°C），如使用低温固汞，固汞端汞蒸汽压均远大于1.6Pa，在这支直管中汞蒸汽压呈梯度分布，但螺旋管不同于U型管，结构更紧凑，从热端至 60C端的发光段长较长，这一段发光效率很

27、低， 整支灯的发光效率也较低，只有最佳的 88%-95%具体每种灯规格不同，但普遍偏离最佳发光 效率，色温也略高于荧光粉固有的色温。 灯头朝下燃点时，固汞的温度约为 85C，无合适冷端，发光效率比灯头朝上燃点时更 低，整支灯的发光效率只有最佳的 83%-90%远离最佳发光效率。需要设置另一冷端或加长排 气管的长度，降低固汞温度，使固汞温度接近其最佳工作温度，提高灯的发光效率。如不能充分加长排气管的留长长度，要同时使灯头朝上（UP ,灯头朝下（DOWN）均获得高 光通输出，在灯管上设计另一冷端是一种考虑，但加工制造困难。另一方案是使用 Bi-Pb-Sn-Hg，并加辅助In网，但成本提高，光输出爬

28、升时间长。螺旋管裸灯建议保证UP DOW光通输出，使用Bi-Pb-Sn-Hg ;在放固汞的一端设计另 一冷端，两个冷端均应控制温度约 50 C。靠近固汞端的冷端在DOW时无法降低至50C，但应尽可能降低，另外加长排气管的留长 长度也可适量提高DOW时光输出。当使用Bi-Pb-Sn-Hg应采用排气管朝下的圆排气机生产，其它工艺设计配套参照紧凑型荧 光灯裸灯。八、带罩紧凑型荧光灯用固汞这类灯固汞工作温度较高，普遍在80-140 C,没有合适冷端，需要使用可控制汞蒸汽压型的中、高温固汞。现有中、高温固汞光输出随固汞温度变化特性如图4:图4ACTOE-12Tcc-Te-tt4SEi-Tn-HB(3 确

29、)CVCTE-412D130140(T t)CVORE-4. 5 ?E3”5 C眼E“5 /z现有的中温固汞泛指在60-100 C围可将汞蒸汽压控制在PT4的固汞，中温固汞目前只有Bi-Pb-Sn-Hg，随着各金属组分不同，工作温度区域不同，如含汞4.5%的Bi-Pb-Sn-Hg对T4管 A T90 为 60-100 C、 T95 为 65-95 C,含汞 3.5%的 Bi-Pb-Sn-Hg 对 T4 管 A T90 为 62-110 C、 T95为65-100 C。Bi-Pb-Sn-Hg具有较稳定控制汞蒸汽压的特性，对T4管具有发光效率高的、稳定的工作温度平台区域。国部分制灯企业使用Bi-I

30、n-Sn-Hg固汞，通过改变含In量来改变固汞的最佳工作温度，我们经过反复试验测试对比，Bi-In-Sn-Hg对T4管A T95小于20C， 稳定控制汞蒸汽压的特性不理想，无法获得Bi-Pb-Sn-Hg的特性，使用Bi-In-Sn-Hg，灯的离散性偏大。尽管Bi-Pb-Sn-Hg可以工作到110C，但由于Bi-Pb-Sn-Hg熔融温度一般低于100C， 所以Bi-Pb-Sn-Hg不宜超过100C使用，排气管特殊打弯处理除外。高温固汞通常是指工作温度为 80-140 C的Bi-In-Hg。典型含汞4.5%的Bi-In-Hg对T4管A T90为70-125 C,在该工作温度区域相对液汞具有较高的发

31、光效率。Bi-I n-Hg有两大缺点：1、在中间温度区域95-108 C,汞蒸汽压会下降，存在拐点（见图 1、图4）,部分灯由于离散性 的原因Bi-In-Hg处于该温度区域，在该温度区域过低的汞蒸汽压使253.7nm辐射效率降低，发光效率低，不同的金属组分，拐点位置不同。传统的 Bi-In-Hg对T4管具有较宽的A T-90 区域，但缺乏较宽的A T95区域，光输出随固汞温度变化波动大。2、传统的Bi-In-Hg还存在 另一个缺点，熔融温度低于110C，工作温度超过110C时易熔融流入灯，引起灯的不稳定， 各项光电参数急剧劣化。流入灯的合金冷却成固态，在后工序或运输中易划粉，造成荧光粉 层脱落

32、。我们认为传统的Bi-In-Hg难以适应现快速发展的紧凑型荧光灯的需要。 根据Bi-In-Hg 的工作原理，我们为此另设计了一种对T4管工作温度区域A T90为70-115 C，A T95为75-110 C的Bi-In-Hg，提高了拐点处的汞蒸汽压，提高了 Bi-In-Hg的液相点温度和熔融温度， 提高了 T4灯的一致性。针对Bi-In-Hg的问题，我们设计了另一系列的高温固汞，主要成份为In、Pb、Hg。这类固汞对T4管具有一个较宽的工作温度平台区域，A T95分别为100-135 C，110-155 C,也可 以进一步提高工作温度。固汞在工作温度区域能准确地控制汞蒸汽压在T4所需的Po附近

33、，从而使T4管获得最佳的发光效率，提高产品的稳定性、一致性。这种高温固汞液相点温度和 熔融温度较高，通过部分制灯企业使用，固汞温度在100-135 C围时，灯的平均光输出高于Bi-In-Hg，灯的一致性明显优于 Bi-In-Hg，也能满足美国能源之星关于环境温度升高后照度 标准要求。该固汞由于1、In 、Pb含量较高，低温汞蒸汽压远低于 Bi-In-Hg , 2、灯熄灭后In网吸汞不充分。再次燃点光输出爬升特性不如Bi-In-Hg，需要In网及其它工艺的配套改进。带罩紧凑型荧光灯建议尽可能将固汞温度降低：1、固汞温度100C以下，使用Bi-Pb-Sn-Hg ;2、固汞温度高于100C，低于11

34、0C用Bi-In-Hg ;3、固汞温度高于110C用In-Pb-Hg。使用中高温固汞注意事项：1、设计使用中、高温固汞时，固汞温度一定要与其工作温度区域吻合，并尽可能使固汞温 度处于其工作温度区域中部，避免处于区域边缘，提高产品的稳定性、一致性。2、中高温固汞熔融温度低，工作时固汞的温度不宜高出固汞熔融温度，避免固汞熔融掉入灯。对T3、T2灯暂无理想固汞，既要使固汞在其温度下获得最佳蒸汽压Po,又要使固汞温度不要远离固汞熔融温度。3、采用双玻梗或玻珠定位，固汞位置保证固汞温度符合设计要求，降低每支灯固汞温度的 离散性。4、排气管烧尖、烤汞时应避免固汞熔融流入灯或烧尖处，降低每支灯固汞温度的离散

35、性。其它工艺设计配套参照紧凑型荧光灯裸灯。T4管中：Bi-Pb-Sn-Hg光输出随固汞温度变化 特性如图5,典型Bi-In-Hg和我司设计的CWRTB、CWOTB-光输出随固汞温度变化特性如图 6。图5CttRTT-5 Brln-Hg (4.5%)CWTB-4Li ilOMt 回-60 K 7075 也 35 SO 951Q0 105 110 115 12C 125 130 135 140 145 15吐固汞在小功率带罩紧凑型荧光灯中设计、应用举例：A、CWORB-4.在T3-9W螺旋管带球泡灯中代替某 Bi-In-Hg固汞 类别燃点 时间(h)灯头 方向© (Lm)©平均

36、(Lm)功力率P(W)Lm/wRa色 温(K)色容差某Bi-I n-Hg5hUp4944649.154.2982.627674.15hDow n4348.849.3282.827604.3100hUp4884709.054.2282.527664.3100hDow n4518.950.6782.727564.0CWORB-4.515hUp5295248.760.8081.828155.95hDow n5189.455.1182.427844.5100hUp5065068.658.8481.328396.7100hDow n5069.354.4182.527774.4注：以上UP DOW的数据为

37、6支灯的平均值CWORB-4.代替 Bi-In-Hg 的优点：1、提高了 Up Down平均光通量、光效；2、Up Down的光通量均处于最大值附近，提高了 Up Down光通的一致性;3、CWORB-4.与 Bi-In-Hg相比，降低了固汞的成本。B、CWORB-3.在 T3-14W带螺旋管带球泡灯中代替某国产 Bi-In-Hg固汞 类另燃点 时间(h)灯头 方向© (Lm)©平均(Lm)P(W)Lm/wRa色温(K)色容 差Bi-I n-H5hUp78868914.454.7279.328505.85hDow n59015.644.2382.027042.3g100hU

38、p82777314.357.8378.928606.3100hDow n71815.546.3281.827052.9CWORB-35hUp80380914.655.0079.828325.05hDow n81516.050.9481.327331.5.5100hUp84285714.159.7979.528325.3100hDow n87216.054.5081.227292.1注：以上UP DOW的数据为6支灯的平均值CWORB-3.代替 Bi-In-Hg 的优点：1、提高了 Up Down的平均光通量、光效；2、Up Down的光通量均处于最大值附近，提高了 Up Down光通的一致性;3、CWORB-3.与 Bi-In-Hg相比，降低了固汞的成本。C、CWRTB-在 T3-14W带反光罩螺旋管中代替某国产 Bi-In-Hg (85C)固汞类别(Type)光通量© (Lm)功率P(W)光效n (Lm/w)显色指,(Ra)数色勺温(K)容差值(SDCIM)某 Bi-In-Hg71914.250.6881.427873.3CWRTBJ7421