荧光灯光衰机理分析与高光通量维持率对策研究 [论文] - 资料频道

荧光灯光衰机理分析与高光通量维持率对策研究[6]

2009-11-26　　来源：　　作者：韩俭荣　　有20244人阅读

荧光灯光衰现象其产生的技术机理较为复杂，涉及到气体放电与光致发光两个基本的物理过程，深奥繁繁。限于篇幅，本文仅从指导实际生产与应用的角度，浅入浅出地对荧光灯光衰现象，产生的技术机理和提高光通量维持率的对策，进行概括性阐释。仅供业界参考。

坏。
（7）、在两种破坏因素的共同作用下，荧光粉晶体表面晶格上的原子，获得能量从晶格上逃逸出来。从晶格上逃逸出来的原子，在扩散能的作用下做扩散运动。致使晶格和原子的排列，从原来的有序变成无序。经过积累会在荧光粉晶体表面，产生一个晶格和原子的无序排列层。
（8）、晶格和原子的无序排列层，一方面吸收253.7nm紫外激发光能量后，并不是产生辐射跃迁，发出可见光。而是将吸收的 253.7nm紫外激发光能量，通过晶格振动转化为热能。另一方面直接吸收可见光。两个方面的因素共同作用，致使可见光能量输出降低，产生光衰。
（9）、在启辉点燃过程中，晶格和原子的无序排列层，还会加大对金属汞（Hg）和其氧化物的吸附，与无序层中的金属原子生成汞齐。吸收的 253.7nm紫外激发光能量和可见光能量，致使可见光能量输出降低，产生光衰。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有人将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）
2、185nm紫外辐射导致荧光粉粉体产生劣化的机理分析
（1）、在启辉点燃过程中，节能荧光灯管中有253.7nm紫外辐射、185nm紫外辐射和部分可见光辐射。185nm紫外辐射总能量占得比例不是最大的，但是185nm紫外辐射的单个紫外光子的能量却是最大的。
（2）、在启辉点燃过程中，节能荧光灯管中185nm紫外辐射是量子化的。但是，对节能荧光灯管管壁上荧光粉涂层的作用是连续不断的过程。
（3）、在启辉点燃过程中，节能荧光灯管中的185nm紫外辐射，在高能量的驱使下，其每一个紫外光子的冲力是非常大的，并且连续不断的猛烈地轰击着荧光粉涂层。
（4）、与离子轰击荧光粉涂层一样，185nm紫外光子对荧光粉涂层的轰击，从作用瞬间来看表现为紫外光子的瞬间冲力。从作用过程来看，作用于荧光粉涂层上的本质因素亦应该是能量，即：紫外辐射能。
（5）、185nm紫外辐射不仅仅作用于荧光粉涂层的表面，还有很大一部分能够渗透到荧光粉晶体的深处，并且会有部分穿透荧光粉晶体。
（6）、在185nm紫外辐射的作用下，一是荧光粉晶体的内能必然会有较大程度地改变，致使荧光粉晶体中激活剂产生不同程度地电子电离，产生晶体价态变化。二是：必然会使荧光粉晶体表面晶格上原子的化学键遭到破坏。三是在荧光粉晶体中发生紫外光化学反应。
（7）、在三种因素的共同作用下，在荧光粉晶体表层形成色心和猝灭中心。一方面吸收253.7nm紫外激发光能量后，并不产生辐射跃迁，发出可见光。而是将吸收到的 253.7nm紫外激发光能量，通过晶格振动转化为热能。另一方面直接吸收可见光。两个方面的因素共同作用，致使可见光能量输出降低，产生光衰。
（8）、在启辉点燃过程中，荧光粉晶体表层的色心和猝灭中心，还会加大对金属汞（Hg）和其氧化物的吸附，与荧光粉晶体表层的金属原子生成汞齐。吸收的 253.7nm紫外激发光能量和可见光能量，致使可见光能量输出降低，产生光衰。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有人将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）
（9）、在启辉点燃过程中，185nm紫外辐射强度，与节能荧光灯管的管径和启辉点燃温度有关。节能荧光灯管启辉点燃温度越高，185nm紫外辐射强度越高。节能荧光灯管的管径越细，185nm紫外辐射强度越高。有实验估算：节能荧光灯管的管径，由38mm减小到10mm左右时，185nm紫外辐射强度，会提高20倍左右。
3、导致荧光粉粉体产生劣化的主导因素的分析
在启辉点燃过程中，稀土三基色荧光粉涂层中的红、绿、蓝单色粉，粉体劣化的程度并不是完全一样的，导致每一单色粉产生劣化的主导因素也是不同的。
理论分析和实验都表明：在低气压汞放电光致发光的荧光灯中，对于氧化钇铕红粉来讲，离子轰击，即：轰击能的破坏作用占主导地位，185nm紫外辐射，即：紫外辐射能的破坏作用占非主导地位。对于铝酸（CAT）系列的绿粉来讲，离子轰击，即：轰击能的破坏作用是主要因素，185nm紫外辐射，即：紫外辐射能的破坏作用相对小的多。对于铝酸（BAM）系列的蓝粉来讲，离子轰击，即：轰击能的破坏作用和185nm紫外辐射，即：紫外辐射能的破坏作用，两者都是很大的。
四、荧光灯管玻璃产生光衰的机理分析
荧光灯管玻璃产生光衰的机理相对比较简单。主要表现在两个方面：
一是灯管玻璃中的碱金属钠（Na）离子，在启辉点燃过程中，从玻璃管中游离出来与金属汞（Hg）离子生成钠汞齐，沉积于玻璃管内表面或荧光粉表面上，使管壁黑化影响光通量输出而产生光衰。
二是在启辉点燃过程中，金属汞（Hg）离子在鞘层电场的加速下，以强大的冲力进入到玻璃内部。与碱金属钠（Na）离子生成钠汞齐，使玻璃管黑化并吸收可见光，影响可见光通量输出而产生光衰。
灯管玻璃组分不同，碱金属钠（Na）离子的析出量不同。从玻璃中析出的碱金属钠（Na）离子的迁移运动，与荧光粉涂层中的黏结剂的理化特性有关。进入到玻璃内部的金属汞（Hg）离子，其量和深度与节能荧光灯管内微观领域的理化特性有关，特别是微观领域的电特性有关。
五、电子镇流器（驱动功率源）输出特性导致光衰的机理分析
在启辉点燃过程中，节能荧光灯管内部是局部平衡等离子体态。其微观领域中每一形态的微观运动，都产生每一对应的微观现象。诸多微观现象，共同作用决定整体系统的宏观现象。
节能荧光灯管的外加电场，作用于每一形态的微观领域，影响着微观领域中每一形态的微观运动状态，进而控制整体系统的宏观现象及物理状态和特性。
因此，控制外加电场特性，就可以控制节能荧光灯管整体系统的宏观现象及物理状态和特性。
电子镇流器是外加电场的驱动功率源，其输出特性直接影响着节能荧光灯管的光电特性和寿命。下面概要分析电子镇流器（驱动功率源）输出特性导致光衰的技术机理。
（一）、在启辉点燃过程中，节能荧光灯管的特性表现为负阻抗特性。对应于驱动功率源，表现出鲜明的频率特性。即：对应于驱动功率源的不同驱动频率，节能荧光灯管两端的电压波形和电流波形，一一对应为不同的波形。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有人将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）
（二）、作用于节能荧光灯管两端的电压波形和电流波形不同，节能荧光灯管的光电特性，就会表现出不同的光效、光衰、频闪特性，并且有很大的差异。实践证明：在电压波形和电流波形，严重偏离正弦波形时，会通过其它的作用机理产生光衰。
（三）、在启辉点燃过程中，导入节能荧光灯管阴极的电流一分为二，即：灯丝电流和灯管电流。在灯丝电流和灯管电流分配一定时，灯管电流就正比于阴极电流。
灯管电流应该有一个合理的最佳值，假如灯管电流不合理，特别是灯管电流过大。节能荧光灯管内的电流密度就会超过合理值，微观领域内弹性碰撞的几率提高，致使点燃过程中节能荧光灯管的点燃温会高出合理范围。
在交变电场和高温的共同作用下，就会发生阴极粒子溅射、荧光粉粉体劣化、离子轰击等等多种作用机理，导致节能荧光灯管产生光衰。为便于描述，暂称为：点燃温度光衰。
（四）、在启辉点燃过程中，导入节能荧光灯管阴极的电流一分为二，即：灯丝电流

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