金卤灯工作原理初步分解教学内容.ppt

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1、金卤灯工作原理初步分解电能自由电子动能受激发原子释放能量辐射（可见光）加速电场中的电子原子受激发与原子发生非弹性碰撞E=h气体放电产生光的过程工作状态的金卤灯管壁附近电弧中心温度较低，900～1100K在电弧扩散回来的金属与卤素复合，以金属卤化物形式存在于管壁金属卤化物为气态碘化物不会腐蚀石英玻璃，氯化物和氟化物则有一定的腐蚀性高温等离子体，5000K以上金属卤化物分解成单质形式：金属＋卤素。其中金属原子参与放电，然后扩散到管壁金属光谱辐射受重力场及外部电场的影响，电弧的形状也不一，容易出现分层现象导致色偏移/色差金卤灯填充物及其作用－汞汞－以单质或汞齐方式填

2、充作为缓冲气体：---减缓金属卤化物的分解和复合，提高发光效率改善灯的电特性：---提高灯内的气压，决定灯电压便于灯的启动：---冷态时气压低，与氩形成潘宁效应易于启动---与剩余卤素生成卤化汞，利于启动汞参与的辐射较少，其辐射强度只有金属的1/200。金卤灯填充物及其作用－碘碘－以化合物方式填充防止金属腐蚀石英管：在管壁附近与金属复合，并把金属带会电弧中心在冷端温度条件下提供比金属更高的蒸气压（>100Pa）有效的减弱灯管发黑过量碘会影响灯的启动碘与氢生成HI，强烈吸附电子影响灯启动或直接引起自熄氩气－高纯度（99.999%）组成氩汞潘宁效应，有利于灯启动减弱

3、灯管发黑金卤灯填充物及其作用－氩气与碘生成ScI3；在灯后期与剩余碘（钠损失）反应生成ScI3，有利于灯启动；充当吸气剂；与石英管反应；4Sc+3SiO2---2Sc2O3+3SiSc2O3+2SiO2---Sc2Si2O74ScI3+7SiO2---2Sc2Si2O7+3SiI4(热点有钪斑）迁移到电极上。金卤灯填充物及其作用－钪片石英管－1石英管做为放电管材料的优势：很宽的火焰加工温度；热导性差；较高的应力点；高透光性；可以应用于多种金属卤化物可以添加一些化合物形成防紫外石英管石英作为放电管的缺点：需要很高的加工温度（>1700C）；管壁厚度和管形状一致性难

4、保证；不能用于管壁温度高于1000C的情况下；钠容易损失；过高的透紫外性能。石英管－2石英脱羟：在SiO2晶格表面：物理吸附：>120C烘烤化学吸附：>900C烘烤在SiO2晶格内：真空>1000C烘烤4小时石英管－3石英作为金卤灯放电管的主要要求：OH－含量<1ppm；金属杂质含量低（Fe，Al，…）；管壁厚度偏差<10%石英粉产生机理：在加热高温区：SiO2(s)---SiO(g)+O(g)在较冷区域：SiO(g)+O(g)---SiO2影响：在石英管表面：轻微的会影响外观，严重则可能影响喷粉在电极表面：会降低电极熔点，在灯后期使电极性能恶化石英管－4HID

5、灯电极的要求电输入与放电等离子体间的界面发射与收集电子触发时间短不与填充物发生反应能长时间稳定的工作很低的溅射和蒸发率导热性能较好，可以导热至冷端（电极后端）电极－1钍钨电极芯棒---ThO21~2%,W98~99%电极圈（coil)---纯钨电极－2电极参数（影响灯性能）芯棒直径圈数Tip长度钍含量…电极处理：烧湿氢：除油污、炭等，约1050C，C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)化学清洗：除油、炭等，使用双氧水，氨水等烧干氢：除杂质、水气等，约1550C15min.电极－3钍在电极中的作用：降低电极逸出功：纯钨---4.5eV，钍钨---2.4eV

6、；降低电极温度，减少钨蒸发；缩短由辉光放电到弧光放电的时间；减少内胆启辉时的电极溅射；等离子体定义：高度电离的、电中性的、高导电性的气体，它富含正离子、负离子、中性原子和电子；电弧：高电流、高温度的等离子体钠损失外装架的金属支架在紫外照射下产出光电子，这些光电子在负半周时产生的电场的作用下迁移到石英管表面；在高温工作状态下，NaI在管壁表面会分解成Na+，在光电子与Na+形成的电场作用下，Na+很容易穿过SiO2晶格从而渗透到外管壁，并吸附光电子成为钠原子；钠原子在高温的作用下蒸发到外泡壳较冷处，呈现褐色。潘宁效应作用：有效降低击穿电压产生条件：1.两种特别的气

7、体混合，E1*>E2+2.特别的混合比例机理：由于与另一气体亚稳态原子的碰撞使得该气体原子电离的效率大大提高，从而有效降低了击穿电压E1*---主气体的亚稳态能级E2+---辅助气体的激发能级End此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢