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荧光粉与灯 上海 刘义成 摘要：荧光灯色度参数 — 发光色坐标(包含相关色温)、显色指数、光通、光效及光衰等，不仅与荧光粉性能相关，还与制灯工艺及灯的其它材料有关。本文探讨荧光粉与制灯工艺对灯质量的影响。 一 问题由来 同样红粉、绿粉，按72.2:27.8比例配制成的荧光粉，送多家制灯公司制成“毛管”。他们传送来的0小时及100小时测试数据汇总于表一，坐标图见图一。 表一 各制灯公司2700K灯的0与100小时测试数据 CCT x Y Ra η0 η100 衰% x100 y100 W 备注 粉体 2386 .5120 .4530 81.7 R:G = 72.2:27.8 D50=5.7 1 2699 .4644 .4183 81.7 66.1 63.8 3.5 .4652 .4191 14W 2 2772 .4588 .4181 81.1 70.5 70.2 0.4 .4591 .4178 11W 两U管 3 2638 .4686 .4178 82.4 72.8 69.6 4.4 .4702 .4186 18W 3n*12*95管 4 2667 .4644 .4134 82.4 71.3 68.8 2.2 .4657 .4129 17W 3n*12*95管 5 2772 .4566 .4130 81.0 65.9 65.6 0.8 少此数据 13W 两U管 6 2775 .4602 .4200 81.2 72.4 69.4 3.2 .4618 .4206 17W 3n*12*95管 7 2815 .4608 .4277 81.6 61.5 57.9 5.8 .4626 .4279 13W 单色粉自配 图一 表一各灯的色坐标图 可见，同样荧光粉在不同制灯公司所制成灯的数据有较大差异。光效差异可能是“光通标准灯”不一致的关系，但灯的发光色坐标、光衰、色坐标漂移方向的差异就不能说是荧光粉的原故。 图二 红绿蓝荧光粉、汞谱及灯圈的色坐标 图中R为红粉、G为绿粉、B1为单峰蓝粉、B2为双峰蓝粉、H为汞谱(采于无粉石英管灯)色坐标点，从右到左六个椭圆分别为2700K至6400K的灯圈。 说明：除非色坐标在黑体轨迹上，否则应该称相关色温(CCT)，因为通俗称“色温”，本文也入俗称之为“色温”。 二 汞光谱 节能灯所用荧光粉由红、绿、蓝粉按一定比例混合而成，制成灯后增加了汞的光谱。 汞可见光与荧光粉的光，透过灯管成为灯的发光光谱，参见图二、图三，可以说“灯的光谱是由汞与红、绿、蓝四基色组成”。 其中任何一种基色的色坐标、强度(或相对亮度)改变都会影响灯的光谱，从而影响色坐标、色温、显色指数等等。 粉的光谱由单色粉性能及混合比例决定，汞的可见光强度与制灯工艺相关。当荧光粉、灯管型确定后，可通过检查435nm汞线相对最高峰强度的比来考察制灯工艺的稳定性。例如图三的灯光谱中，扣除蓝粉谱线的435nm汞线的相对强度约49%。 影响435nm相对强度的制灯工艺有：冷端温度(温度低则低)，荧光粉涂层厚薄(厚则低)；排气程度(未排净则低)；充氩气量(多则低) ；加汞剂量(少则低) 等等。它对灯参数影响下文讨论。 汞谱有多根窄线光，短波长的主要是254、365(三邻近光统称)nm，可见光有405、436、546、578(两邻近光统称)nm。当汞气压增高，其光谱短波强度降低，长波强度增大。 节能灯所用的荧光粉主要由254nm激发，365nm对红粉几乎无效，对绿粉激发效率低，对蓝粉效率高。图四是按日本版“实用荧光灯”中插图 图三 粉与汞谱组合成灯的光谱 描出的红、绿、蓝粉激发光谱。为使三种粉均衡，汞气压不可高。 图四 灯用三基色红、绿、蓝粉激发光谱 据资料⑴称，汞气压在0.8Pa左右为好。汞气压过低，电能转换成汞辐射能效率低，光效低；过高，使得荧光粉有效激发源254nm降低，光效也降低。 灯的交流电源频率越高(电子镇流器)，汞谱线中254nm短波强度增大，长波强度降低，故而光效提高，显色指数也提高。 三 显色指数 较高色温灯显色指数容易偏低，以产量较多的6400K灯为例，有三方面因素影响这种色温灯的显色指数。 (一)可见汞线强度。 在一九九几年就发现，此类灯光谱中，汞谱强则显色指数低。 使用电子镇流器显色指数提高，就因为灯中可见汞谱强度降低。 举一例：6400K灯用荧光粉 x=.3259 y=.3455 CCT=5805 Ra=89.9 所用双峰蓝粉的y=.1346。添加汞谱线，组成灯光谱，x=.3102 y=.3340 CCT=6651 Ra=81.6， 离黑体轨迹距离 Re=.0070uv 。 以扣除蓝粉谱线的435nm汞线相对最高峰强度，作为汞谱强度的表征：1