Способ изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки (варианты) - RU2240629C2
Код документа: RU2240629C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к безэлектродной осветительной установке, использующей микроволну, и, в частности, касается способа для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки, способного перехватывать микроволну и пропускать генерируемый в лампе свет.
Уровень техники
Безэлектродная осветительная установка, представляет собой устройство, эмитирующее видимые лучи или ультрафиолетовые лучи путем подачи в безэлектродную лампу микроволны, и потому имеет более длительный срок службы и более высокую светоотдачу, чем обычно используемая лампа накаливания или флуоресцентная лампа.
На фиг.1 показано продольное сечение обычной безэлектродной осветительной установки согласно известному уровню техники.
Известная безэлектродная осветительная установка включает магнетрон 1 для генерации микроволны, волновод 3 для направления микроволны, генерируемой магнетроном 1, лампу 5 для генерации света, когда заключенное в ней вещество полимеризуется в плазме под воздействием энергии микроволны, передаваемой через волновод 3, и сетчатый экран 20, закрывающий спереди волновод 3 и лампу 5, для предотвращения утечки микроволны и пропускания света, излучаемого лампой 5.
Безэлектродная осветительная установка дополнительно включает высоковольтный генератор 7 для преобразования энергии переменного тока коммунальной сети в высокое напряжение, устройство 9 охлаждения для охлаждения магнетрона 1, высоковольтного генератора 7 и т.п.; рефлектор 11 для эффективного отражения света, генерируемого лампой 5; а также мотор лампы 13 и ось лампы 15 для отвода тепла, генерируемого при разряде света, путем вращения лампы 5.
В безэлектродной осветительной установке при подаче сигнала возбуждения на вход высоковольтного генератора 7 этот генератор преобразует энергию переменного тока коммунальной сети в высокое напряжение и подает это высокое напряжение в магнетрон 1.
Магнетрон 1 генерирует микроволну, имеющую сверхвысокую частоту, под воздействием высокого напряжения, подаваемого от высоковольтного генератора 7, причем эта микроволна излучается через волновод 3 на сетчатый экран 20, а вещество, заполняющее лампу 5, подвергается воздействию разряда, генерируя свет, имеющий весьма специфический спектр разряда.
Свет, генерируемый в лампе 5, отражается от рефлектора 11 и излучается в прямом направлении, отражаясь зеркалом 12 и рефлектором 9.
На фиг.2 представлено изображение в перспективе сетчатого экрана, который используется в вышеописанной безэлектродной осветительной установке, а на фиг.3 детально показана часть А, изображенная на фиг.2.
Обратимся к фиг.1, где сетчатый экран 20, выполненный из металлической сетки, смонтирован на выпускной части 3а волновода 3, перехватывает микроволну, передаваемую через волновод 3, так что энергия микроволны преобразуется в лампе 5 в свет, и в то же время предотвращает утечку микроволны наружу, так что свет, генерируемый в лампе 5, проникает наружу.
Обратимся к фиг.2 и 3, где сетчатый экран содержит цилиндрическую часть 21, на которой посредством процесса травления выполнено множество отверстий 20b за исключением участка у открытой части 20а, и крышку 25 выпуклой формы, где с помощью процесса травления сформировано множество отверстий 20b, причем крышка 25 соединяется с участком цилиндрической части 21.
Здесь цилиндрическая часть 21 включает сетчатую часть 22 для перехвата микроволны и пропускания света и несетчатую часть 23, которая не подвергается травлению и предназначена для фиксации на выпускной части волновода 3.
Указанный сетчатый экран 20 должен быть изготовлен с высокой точностью, хорошо пропускать свет, излучаемый из лампы 5, и быть термоустойчивым, так чтобы он мог выдержать поток тепла, генерируемого из лампы 5, поскольку он предотвращает утечку микроволны, образуя резонансную область.
Далее со ссылками на фиг.4 описывается способ изготовления указанного сетчатого экрана 20 согласно известному уровню техники.
Металлическая основа выполняется путем нарезки тонкой металлической пленки заранее установленной толщины, сделанной из нержавеющей стали или фосфористой бронзы и имеющей квадратную или круглую форму.
Отверстия, имеющие сетчатую структуру, выполняются путем травления растворами, к примеру FeCl2 и т.п., для образования на металлической основе сетчатой структуры.
Здесь желательно, чтобы отверстия, сформированные в результате травления тонкой металлической пленки, имели размер, позволяющий предотвратить утечку микроволны наружу и иметь максимальную степень открытия, так чтобы наружу излучалось по возможности максимальное количество света, эмитируемого из лампы 5 на фиг.1.
Когда сетчатую структуру формируют на металлической основе, цилиндрическую часть 21 изготовляют посредством сварки металла, получая цилиндрическую форму, показанную на фиг.2, а затем посредством монтажа формируют сетчатый экран 20 с открытой стороной, используя, к примеру, сваривание и т.п.
Затем уменьшают электрическое сопротивление поверхности ввиду того, что отражательная способность поверхности сетчатого экрана 20 становится выше, и изготовление сетчатого экрана завершается процессом металлизации, выполняемым в три ступени, а именно: процесс металлизации Ni для нанесения Ni на сетчатый экран 20 для повышения термостойкости, процесс металлизации Аg для нанесения Аg и процесс металлизации Rh для нанесения Rh.
Однако поскольку при металлизации поверхности сетчатого экрана 20 остаются различные органические материалы или кислотные радикалы, сетчатый экран, изготовленный способом для изготовления сетчатого экрана согласно известному уровню техники, вызывает деформацию металлизированных слоев ввиду того, что остаточные примеси испаряются при высокой температуре, если сетчатый экран подвергается воздействию высокой температуры (свыше 1000°С) из-за тепла, создаваемого в лампе 5.
Также, когда сетчатый экран 20 подвергается температурному напряжению при высокой температуре, между металлизированными слоями появляются зазоры.
Таким образом, в случае изготовления сетчатого экрана известным способом возникает деформация или отделение металлизированного слоя и ускоряется обесцвечивание или окислительная коррозия, когда сетчатый экран 20 контактирует с окружающим воздухом в системе воздушного охлаждения, что уменьшает надежность сетчатого экрана 20 и сокращает срок его службы.
Сущность изобретения
Таким образом, задачей, лежащей в основе настоящего изобретения, является создание способа для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки, способного повысить надежность сетчатого экрана и удлинить срок его службы путем выполнения процесса вакуумной термообработки в процессе металлизации сетчатого экрана для улучшения характеристики теплостойкости и характеристики химической стойкости.
Другой задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание способа для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки, позволяющего улучшить оптические свойства путем обеспечения функции самоосветления в результате металлизации сетчатого экрана с последующим нанесением фотокаталитического материала.
Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с назначением настоящего изобретения, воплощенного и подробно описанного здесь, предлагается способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки, включающий: этап формирования сетчатого экрана для формирования сетчатого экрана, имеющего сетчатую структуру; первый этап металлизации для нанесения первого металлического материала на поверхность сетчатого экрана; этап вакуумной термообработки для вакуумной термообработки сетчатого экрана в условиях, когда температура повышена до заранее установленного уровня; второй этап металлизации для нанесения второго металлического материала на поверхность сетчатого экрана; и этап нанесения фотокатализатора для нанесения фотокаталитического материала на поверхность сетчатого экрана.
Первым металлическим материалом является Ni, а вторым металлическим материалом является Аg.
Степень вакуума на этапе вакуумной термообработки составляет 10-7 Торр, а термообработка выполняется с повышением температуры нагрева до 700°С.
А именно этап вакуумной термообработки включает: процесс повышения температуры для повышения температуры сетчатого экрана от комнатной температуры до 650°С; процесс фиксации для вакуумной термообработки сетчатого экрана при 650°С в течение заранее установленного времени; процесс принудительного охлаждения для принудительного охлаждения сетчатого экрана и процесс естественного охлаждения для естественного охлаждения сетчатого экрана до комнатной температуры.
Фотокаталитическим материалом является окисленный материал, содержащий ТiO2.
Способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки также включает первый этап металлизации для нанесения первого металлического материала на поверхность сетчатого экрана; этап вакуумной термообработки для вакуумной термообработки сетчатого экрана в условиях, когда температура повышена до 700°С и второй этап металлизации для нанесения второго металлического вещества на поверхность сетчатого экрана.
Способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки включает также этап формирования сетчатого экрана для формирования сетчатого экрана с сетчатой структурой, этап металлизации для нанесения металлического материала на поверхность металлизированного сетчатого экрана и этап нанесения фотокатализатора для нанесения фотокаталитического материала на поверхность сетчатого экрана.
Вышеуказанные и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания настоящего изобретения, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые приведены здесь для обеспечения лучшего понимания изобретения и являются составной частью данного описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием предназначены для раскрытия принципов изобретения. На чертежах:
фиг.1 - продольное сечение обычной безэлектродной осветительной установки согласно известному уровню техники;
фиг.2 - изображение в перспективе сетчатого экрана по фиг.1;
фиг.3 - детальное изображение части "А" по фиг.2;
фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки согласно известному уровню техники;
фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая способ вакуумной термообработки в способе для изготовления сетчатого экрана согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая способ для изготовления сетчатого экрана согласно другому варианту настоящего изобретения.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
За подробностями обратимся теперь к предпочтительным вариантам настоящего изобретения, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах.
Здесь варианты настоящего изобретения описываются со ссылками на следующие сопроводительные чертежи.
На фиг.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки согласно варианту настоящего изобретения, а на фиг.6 показана блок-схема, иллюстрирующая способ вакуумной термообработки в способе для изготовления сетчатого экрана согласно варианту настоящего изобретения.
Как показано на фиг.5, способ для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки согласно настоящему изобретению включает: этап S1 формирования металлической основы для формирования металлических основ путем нарезания тонкой металлической пленки заранее установленной толщины заготовки квадратной и круглой формы; этап S2 формирования сетки для формирования отверстий, имеющих сетчатую структуру, путем травления - для формирования сетчатой структуры в металлической основе; этап S3 формирования сетчатого экрана для формирования сетчатого экрана с открытым концом путем монтажа крышки 25 в цилиндрической части 21 после изготовления цилиндрической части 21, когда сформирована сеточная структура; первый этап металлизации S4 для нанесения Ni на поверхность сетчатого экрана; этап S5 вакуумной термообработки для вакуумной термообработки сетчатого экрана при высокой температуре до 700°С; второй этап металлизации S6 для нанесения Аg на поверхность сетчатого экрана и этап S7 нанесения фотокатализатора для нанесения фотокаталитического материала на сетчатый экран.
Далее описываются процессы для каждого этапа.
Сначала на этапе S1 формирования металлической основы берется материал в виде тонкой металлической пленки, содержащей нержавеющую сталь или фосфористую бронзу, и эта металлическая основа для формирования сетчатого экрана обрабатывается путем нарезания на квадраты для формирования цилиндрической части 21 и на круги для формирования крышки 25.
Затем на этапе S2 формирования сетки формируется сетчатая структура с множеством отверстий в металлической основе, изготовленной на этапе S1 формирования металлической основы, и формируется сетчатая структура путем травления металлических основ соединением FeCl2. В это время равномерно с определенным интервалом без закупорки формируются отверстия, образующие сетчатую структуру части.
На этапе S3 формирования сетчатого экрана квадратная тонкая пленка, на которой на этапе S2 была сформирована сетчатая структура, приобретает цилиндрическую форму посредством сварки. После изготовления цилиндрической части 21 к открытой поверхности цилиндрической части 21 приваривается круглая крышка 25, на которой сформирована сетчатая структура. Таким образом, формируется сетчатый экран, открытый сбоку.
Затем на первом этапе нанесения покрытия S4 на поверхность сетчатого экрана, изготовленного на вышеупомянутом этапе S3, напыляется металлический материал Ni для повышения адгезионной способности и коррозионной стойкости покрытия.
Затем на этапе S5 вакуумной термообработки, поскольку на металлизированном слое, нанесенном на поверхность сетчатого экрана на вышеупомянутом этапе S4, могут существовать примеси и растворенный газ, путем термообработки сетчатого экрана при высокой температуре примерно от 600°С до 700°С в вакуумной печи, где отсутствует воздействие газа, удаляются остаточные включения, такие как примеси, растворенный газ и т.п., что увеличивает силу сцепления между поверхностью сетчатого экрана и металлизированного никелем слоя и подавляет такие реакции, как окисление или обезуглероживание.
Как показано на фиг.6, этап вакуумной термообработки включает: процесс S51 повышения температуры для подачи сетчатого экрана в металлизированную вакуумную печь и повышения температуры сетчатого экрана от комнатной температуры до 700°С в течение примерно одного часа; поддержание степени вакуума 10-7 Торр; процесс S52 фиксации для вакуумной термообработки сетчатого экрана от 600°С до 700°С в течение периода времени примерно от тридцати минут до одного часа; процесс S53 принудительного охлаждения для принудительного охлаждения сетчатого экрана в течение примерно одного часа и процесс S54 естественного охлаждения для естественного охлаждения сетчатого экрана до комнатной температуры в течение примерно двух часов.
Посредством вакуумной термообработки получается сетчатый экран, металлизированный N1, в результате диффузии атомов через границу раздела между металлизированным N1 слоем и сетчатым экраном, выполненным из нержавеющей стали, увеличивается сила сцепления между металлизированным слоем и сетчатым экраном, и металлизированный Ni слой стабилизируется путем выжигания созданных в процессе травления и металлизации различных органических веществ, имеющих радикал высших кислот и давление пара. Также, когда слой упрочняется путем вакуумной термообработки, минимизируется тепловая деформация сетчатого экрана, так что форма сетчатой структуры поддерживается в точном соответствии с начальными заданными размерами.
К тому же Ni, являющийся ферромагнетиком, теряет магнетизм при температуре выше 360°С, и поскольку его нагревают до температуры, превышающей 400°С, магнетизм металлизированного Ni слоя устраняется.
Затем на втором этапе металлизации S6 на поверхность слоя никеля на сетчатом экране, подвергшемся вакуумной термообработке на вышеупомянутом этапе S5, наносится Аg для повышения полупрозрачности и электрической проводимости поверхности.
В то же время, для металлизации вместо Аg может быть использована Pt или металл из Pt группы.
Затем на этапе нанесения фотокатализатора добавляется фотокаталитическая функция путем нанесения на поверхность сетчатого экрана, покрытого Аg на вышеописанном этапе S6, оксидированного вещества, содержащего TiO2.
Здесь фотокатализатор активизируется при попадании на него света. А именно, когда на фотокатализатор излучается свет, катализатор воспринимает световую энергию, в нем возникает движение электронов, и движущиеся электроны вызывают химические реакции, такие как сильное окисление, восстановление и т.п. В это же время сильное химическое воздействие движущихся электронов вызывает окисление загрязнений на сетчатом экране, обеспечивая безвредность материала.
В вышеуказанном случае фотокаталитический материал, включающий окисленный материал, содержащий TiO2 создает фотокаталитический эффект в диапазоне длин волн 380 нм или ниже в оптическом спектре излучения лампы.
С другой стороны, фотокатализатор из TiO2 является полупроводником n-типа, и при облучении ультрафиолетовыми лучами (400 нм или меньше) создаются гидроксильная группа (*ОН) и O, имеющие сильную окислительную способность, что обусловлено формированием электронов и дырок. Окислительная способность обеспечивает разложение органических материалов на СO2 и воду, удаляя таким образом загрязнения и предохраняя от разложения, и стерилизует и дезодорирует воду и воздух.
Таким образом, при излучении света, генерируемого в лампе безэлектродной осветительной установки, на сетчатый экран, покрытый фотокаталитическим материалом, возникает фотокаталитический эффект, инициируемый фотокаталитическим материалом, в результате чего удаляются различные вредные газы или загрязнения, поступающие извне на сетчатый экран.
Далее на основе вышеуказанного способа изготовления описывается функционирование сетчатого экрана.
Сетчатый экран согласно настоящему изобретению может обеспечить химическую стойкость путем удаления кислотных радикалов, органических материалов и примесей, возникающих в процессе травления и в процессе нанесения никеля при вакуумной термообработке, и поэтому при работе осветительной установки в условиях высокой температуры уменьшается вероятность деформации сетчатого экрана либо его выгорания.
Также в процессе вакуумной термообработки, поскольку диффузия происходит только на границе между металлизированным Ni слоем и сетчатым экраном, может быть обеспечена сильная связь металлизированного слоя на нержавеющей стали и Ni, которые являются основными материалами сетчатого экрана, и высокая термостойкость.
Также вакуумная термообработка упрочняет сетчатый экран, в условиях высокой температуры минимизируется деформация, и в течение долгого времени может поддерживаться начальная способность перехватывания микроволн.
С другой стороны, сетчатый экран по настоящему изобретению увеличивает полупрозрачность для света, генерируемого в лампе, и увеличивает проводимость, поскольку поверхность сетчатого экрана покрыта Ni, а затем Аg, а тепло, создаваемое в сетчатом экране, может быть отведено наружу, чтобы предотвратить тем самым частичный перегрев.
Кроме того, сетчатый экран согласно настоящему изобретению может автоматически регулировать содержание различных вредных газов и загрязнений в окрестности сетчатого экрана и улучшать оптические свойства сетчатого экрана при использовании осветительной установки, поскольку на сетчатом экране сформировано фотокаталитическое покрытие.
На фиг.7 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ для изготовления сетчатого экрана согласно другому варианту настоящего изобретения.
Способ для изготовления сетчатого экрана согласно другому варианту настоящего изобретения включает: этап S1' формирования металлической основы для формирования металлических основ путем нарезания тонкой металлической пленки заранее установленной толщины на заготовки квадратной и круглой формы; этап S2’ формирования сетки для формирования отверстий, образующих сетчатую структуру, путем травления для формирования сетчатой структуры в металлической основе; этап S3' формирования сетчатого экрана для формирования сетчатого экрана с открытым концом путем монтажа крышки 25 в цилиндрической части 21 после изготовления цилиндрической части 21, когда сформирована сеточная структура; первый этап металлизации S4' для нанесения Ni на поверхность сетчатого экрана; этап S5' вакуумной термообработки для вакуумной термообработки сетчатого экрана при высокой температуре до 700°С; второй этап металлизации S6' для нанесения Аg на поверхность сетчатого экрана и этап S7' нанесения фотокатализатора для нанесения Rh на сетчатый экран.
Здесь при нанесении Rh на поверхность сетчатого экрана, покрытого Аg, повышается устойчивость покрытого Аg слоя.
С другой стороны, этап нанесения фотокатализатора для нанесения фотокаталитического материала на поверхность сетчатого экрана может быть выполнен, как было описано в предыдущем варианте, после нанесения Rh на поверхность сетчатого экрана.
При использовании способа для изготовления сетчатого экрана безэлектродной осветительной установки согласно настоящему изобретению могут быть улучшены характеристики покрытия сетчатого экрана и надежность эксплуатации. Также в результате функции осветления настоящее изобретение может увеличить срок службы сетчатого экрана и улучшить оптические свойства.
Так как настоящее изобретение может быть воплощено в нескольких видах, не выходящих за рамки его существа или существенных характеристик, следует иметь в виду, что вышеописанные варианты не ограничиваются любой из конкретных деталей, описанных выше, если не определено иное; а изобретение скорее следует трактовать широко в рамках существа и объема, определенных в прилагаемой формуле изобретения; таким образом, здесь предполагается, что все изменения и модификации, не выходящие за рамки границ и ограничений пунктов формулы либо эквивалентов таких границ и ограничений, охватываются прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение надежности, увеличение срока службы сетчатого экрана и улучшение оптических свойств. Способ изготовления сетчатого экрана, включающий этап формирования сетчатого экрана, первый этап металлизации поверхности сетчатого экрана, этап вакуумной термообработки, второй этап металлизации поверхности сетчатого экрана и этап нанесения фотокатализатора на поверхность сетчатого экрана. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
