陶瓷金卤灯

陶瓷金卤灯杨正名、张玉生、何文馨、高光义广东雪莱特光电科技股份有限公司中国照明学会新能源照明专业委员会•陶瓷金卤灯是一种新光源，在中国照明行业之外人们知之不多，但在欧美已极为普遍。•陶瓷金卤灯性能优异，全部性能均居其他各种光源之首。•高光效110—130lm/W，达到或超过高压钠灯。•高显色：通常Ra85-95，与白炽灯相近，特别高效灯种约80。•有很高的红色比,透雨雾能力强。•长寿命：12000小时，与高压钠灯相当。•宽广色温：2800K—6000K或更高。•参数稳定，无钠泄漏问题。光效(lm/W)显色指数(Ra)寿命(hr)参数漂移色温(K)白炽灯10-20100500小2800荧光灯50-9040-856000-8000中2700高压钠灯80-120308000-12000小3000石英金卤灯60-9060-906000-8000大4000-6000陶瓷金卤灯80-13080-958000-12000小2700几种主要光源的参数对照注：LED未列入上表，虽然这是一种很好的显示光源，但用于功能照明尚有差距。用途•商业照明：高光效、高显色。用于商店、酒楼、宾馆、候机楼……•工业照明：高光效、高显色、长寿命，用于厂房照明。•办公照明：高光效、高显色，用于办公室、会议室、试验室•道路照明：透雾力强、高光效、长寿命、高显色、视野清晰，用于道路、港口、隧道照明。150W代替250W高压钠灯；250W代替400W高压钠灯。•家用照明：高光效、高显色、无紫外、小功率、超小型化、单端自镇流。几种典型陶瓷灯结构暗视觉明视觉雪莱特陶瓷金卤灯的典型光谱•连续光谱强，主要能量集中在430-700nm范围•光效高、显色性好•是替代白炽灯的最好光源•暗视觉、明视觉流明效率均高•是当前最好的道路照明光源，高压钠灯的劲敌•高压钠灯暗视觉时流明效率很低•明视觉亦不如陶瓷灯流明效率高暗视觉明视觉•LED明暗视见函数均较HPS好，但暗视见函数不如CMH•光效太低、高色温60lm/W;低色温40lm/W•光谱中缺少蓝紫、绿、红暗视觉明视觉国内开始研发陶瓷金卤灯•常州凯凯：在2006年6月宣布研发成功•广东雪莱特：在2007年10月份开始销售25W、39W、70W三款陶瓷灯•南京经纬：在2008年三季度39W灯研发成功•常州普罗斯：在2009年3月份上市•浙江新光阳：在2009年一季度上市•宁波亚贸、上海亚明、浙江惠光等公司在研发中……目前常见的几种电孤管壳结构•多级式：依靠收缩率不同，烧结时外套件收缩较大，因而相互箍紧，实现密封。该封接部位可能含有气泡、气线而慢性放气或漏气，结缝部位易于炸裂。各种泡壳结构陶瓷金卤灯的电极及密封陶瓷金卤灯电孤管壳运转在苛刻条件下•运转时泡壳温度1500K•工作气压30大气压•3000K高温酸性气流冲刷•强烈电子，离子轰击•常期的高温，强酸气流的冲刷和频繁而剧烈的温度急变使得陶瓷管壳极易损坏•柱形结构易导致下端腐蚀•一体球形结构中气流均称，抗腐蚀性强，无放气、漏气问题报废的某公司陶瓷壳内壁•已呈现较严重的腐蚀现象发展陶瓷金卤灯的关键是合格陶瓷泡壳的供应沈阳玻璃研究院、常州凯凯、沈阳光大、上海亚明、潮州三环、浙江天一、南京经纬、上海羊泰均在生产或研发陶瓷电弧管壳，此外还有不下5～6家都在进行多晶氧化陶瓷泡壳的研发。对陶瓷泡壳材料的基本参数要求子晶粒径(um)密度(g/cm3)热导率(1200℃)(cal/cm.s.℃)热胀系数(％C-1)硬度屈折强度(Mpa)透光率(％)直线透光率(％)气孔率(％)10-303.997×10-28.10-69370＞9630＜0.1注：这种陶瓷的光直线透过率虽然不高，但总透过率高于石英和玻璃•目前所有国产泡壳均未能达到上述基本要求Al2Ｏ3成份的基本要求杂质SiＦeNaMgCaCu含量ppm≤15≤20≤15≤10≤10≤10单位：ppm•Al2Ｏ3纯度≥99.99%•杂质标准•国产粉呈絮状：配粉时不易分散•进口粉呈细粒状、易均匀、烧结时活性大•国产粉杂质较多国产陶瓷粉国外陶瓷粉国产Al2Ｏ3材料品质不佳当前国产泡壳无一家合格•炸裂•断裂•漏气陶瓷管壳导热系数高，外壁降温造成内壁相应降温影响工作参数，所以必须有外罩壳裸电弧管工作时强烈的上升汽流使电弧管强烈冷却点灯状态冷端温度(℃)电弧管压降(V)灯功率(W)光通量(lm)光效(lm/w)色温(Tc)显色指数(Ra)竖直79354.338273171.9499647.9水平83554.338280773.9483050.6设置有外罩壳，且抽成真空时电弧管温度上升150K以上点灯状态电弧管压降(V)灯功率(W)光通量（lm）光效(lm/W)色温Tc显色指数Ra竖直81.539.94117.94103.2311885.4水平86.639.84044.1101.9291785.7好的陶瓷金卤灯依赖于优良装备和精湛工艺公司A20W迷你型陶瓷灯•3只样品初始光效均＜80lm/w•300小时光衰均在17-20％以上•300小时测试时，全部启动困难（寿命终了）公司A大功率陶瓷金卤灯参数•250W灯光效不足80lm/w•400W灯灯压降81V，采用标准电感镇流器时实际输入功率为344W，光通量314431lm。公司B150W陶瓷金卤灯的测试结果（四只样品）光效低、光衰大：慢漏、放气、电弧管炸裂11800小时炸裂2初始97.7lm/W，5000小时光效66lm/W，炸裂3初始87.4lm/W，6000小时光效66.4lm/W，漏气4初始83.7lm/W，7000小时光效58lm/W光通量对比0.0500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.04500.05000.0010002000300040005000600070008000时间(h)光通量(lm)线A：公司A35W陶瓷金卤灯线C：公司C39W陶瓷金卤灯折成35W，7000小时光通量比A线高747lm，光效仍高约35%。CA3212lm2136lm商业照明雪莱特厂房照明（2007年11月安装）70W陶瓷灯代替原125W紧凑型荧光灯用灯70W×106盏灯厂房面积：60×60m2用灯70W×106盏灯厂房面积：60×60m2陶瓷金卤灯在道路照明方面开始崭露头角飞利浦南京环陵路照明工程（150W陶瓷灯代替250W高压钠灯）雪莱特150W陶瓷灯代替250W高压钠灯的道路照明改造（2008年6月）雪莱特道路照明样板测试结果•灯功率：150W（代替原250W高压钠灯）•杆高：7米•杆距：22米•路宽：7米位置（m）246810121416182022照度（lx）4431262220171819222334佛山质检中心测量:平均照度25lx，均匀度0.676完全符合道路照明标准要求，视觉清晰、色彩明锐雪莱特光伏照明案例1旧县双头太阳能道路照明路宽：18米杆高：8米灯功率：35W雪莱特光伏照明案例2•版面尺寸：20m×5m•地点：沪宁高速无锡出口光源:8×39W镇流器：南京聚诚道路照明专用陶瓷灯的几种结构abcda.普通型b.长寿命热启动型c,d.多功能型雪莱特家用小功率单端一体化荧光陶瓷金卤灯光谱分布00.20.40.60.81380430480530580630680730780波长(nm)相对光谱辐射通量有荧光涂层光效：85lm/W显色指数：90无紫外和短波紫外光辐射结论•陶瓷金卤灯是最新一代优质光源，每一项性能都达到当代光源的顶级水平，前途无量。•中国的陶瓷材料十分薄弱，有待改进。•对好的国产陶瓷材料翘首以待，相信会取得成功。•中国的陶瓷金卤灯将如其他常规光源一样覆盖全球。谢谢！