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2002年第43卷第2期 光电技术 ELECTRO-OPTICSTECHNOLOGY Vo]．43No．2．2002 荧光灯低汞化技术 摘要 从环境保护的观点出发。应不断开发低汞化的荧光灯。至 1999年，每支荧光灯内的充汞置 已削 减到 lOmg,低汞化的充汞量 目标为6mg以下。低汞化荧光灯的开发有三个关键技术：①消耗水银的测定 技术⑦抑制水银消耗置技术③水银封入灯 内的技术。汞的测定技术采用 电泳法和真空排气法：对水银置消 耗的抑制。不同的荧光灯采用不同的技术，对于低汞化荧光灯的充汞采用玻璃包容器法。 1 前言 随着人们环境保护意识的逐年增强 ， 荧光灯中含有少量的汞会引起环境污染。 一 世界上在开展各种各样 的活动，以引起 、号。 对减少荧光灯中的水银量的重视和研究。 捌 图 1是 日本松下公司荧光灯充入汞量逐 6m口以F 年减少示意图。1980年约为30rag，以 蔓 后每年削减1Ing，并向着减少为6mg的 墨’ 0 75 80 85 go 95 96 97 98 gg 00 01 目标而努力。不断开发低汞化荧光灯的 年 度 新技术。本文对开发减少灯中汞量 的主 图1 充入灯 内平均汞量逐年减少 要技术加以说明。 2 荧光灯的构造和点灯的机理 低汞化荧光灯于 1983年 由美国GE公司的 Inman公司开发。与白炽灯不同，需要配有 必要的点灯装置。在高效率且经济性 良好的条件下可得到各种光色，现在已成为主要的光 源。 普通荧光灯是热阴极的低压汞蒸气放 电灯，其典型结构如图2 (a)所示，在玻管内面 涂有保护膜和荧光粉层，玻管采用钠钙玻璃，保护膜采用氧化铝微粒 (50--10Ohm)，在灯 管内部主要充有氩气和水银，在灯燃点时部分水银变成水银蒸气。 ④ 出 ⑦玻璃∞曩1日 图2 荧光灯的典型结构 (a)和汞消费的要因素 (b)荧光粉保护膜玻璃 在荧光灯两端加上电压时放 电开始，电子与水银碰撞使水银激励，放射出254nm的紫 外光，紫外光激励灯内壁的荧光粉层放射出可见光。 荧光粉又可分为发射出全部可见光的普通荧光粉和具有红、绿、蓝三种波长峰值的荧光 第 2期 荧光灯低汞化技术 19 粉混和体的三基色荧光粉。在后文将论述不同荧光灯水银的消耗要因的差异。 3 低汞化的研究 水银是荧光灯点灯中必不可缺少的物质，但水银会引起环境污染，必须尽量控制减少水 银的使用量。 荧光灯燃点中水银气化呈蒸气状态，40W 直管形荧光灯仅有0．06mg的水银气化，但是 随着灯的长期间燃点，水银与灯内其它物质起反应使水银形成不能气化的水银化合物。图2 (b)表示水银消耗的主要原因：①电极材料引起的，从电极中飞散的蒸散物与水银反应 ；② 玻璃引起的，从玻璃中扩散出的钠与水银起反应 ；③荧光粉引起的，荧光粉表面存在的氧气 与水银起反应。 考虑到上述水银的消耗，在制灯时必须封入过量的水银，水银的封入量必须能满足灯的 额定寿命 中所消耗的必需水银量。只有抑制灯的水银消耗，才能削减水银的灯 内充入量。而 水银封入灯内的量参差不齐，因考虑到这点在设定灯 内充汞量时必须考虑充入量的误 差。 水银封入量 ：消耗的水银量 +封入的误差量…………………………………………… (1) 也就是说荧光灯低汞化的主要因素为以下三个 ：(1)测定消耗的水银量技术；(2)抑制 灯的水银消耗量 ；(3)向灯 内正确输入水银的技术。 4 测定消费水银量技术 为了把握荧光灯至额定寿命时消耗