异军突起的陶瓷金属卤化物灯探密

肖九梅

(湖北武汉市江城化工材料公司,武汉 430055)

异军突起的陶瓷金属卤化物灯探密

肖九梅

(湖北武汉市江城化工材料公司,武汉 430055)

摘要:金属卤化物灯(金卤灯)是一种比较先进光源，寿命长，光效高、显色性好。和LVD无极灯性能相似，只是发光源理不同。陶瓷金卤灯其高超性能如高光效、高显色和长寿命已为人们所认同，因此受到照明业界的重视。针对节能减排是陶瓷金卤灯的最大优势和亮点，分析了陶瓷金卤灯中金属卤化物的循环原理，论述了陶瓷金卤灯是一种高技术产品，阐述了光效、显色性和寿命使陶瓷金卤灯成为节能主力，指出了高显色性使陶瓷金卤灯成为道路照明的最佳光源。

关键词:陶瓷金属;卤化物灯;高技术产品;最佳光源

时下，世界各国对能源的需求呈快速增长趋势，相应地，节能需求也已经迫在眉睫。照明作为能轻易实现节能20%以上的行业受到社会关注。金属卤化物灯(金卤灯)是一种比较先进光源，寿命长，光效高、显色性好。和LVD无极灯性能相似，只是发光源理不同。陶瓷金卤灯受到照明业界的十分重视并非偶然，经过十余年的实践考验，其高超性能如高光效、高显色和长寿命已为人们所认同。光源的未来开发方向是光效、显色性和寿命，这也成为了衡量灯性能的三要素。近年来，陶瓷金卤灯的应用正在各个领域开拓和普及，相应的各种与专用功能相适应的灯型结构正在不断开发，无论生产或是应用近期内在我国必有大的突破。

1节能减排将是陶瓷金卤灯的最大优势和亮点

众所周知，照明用电量在终端用电中仅次于电机，居第2位。目前全球气候变暖给人类生存带来极大威胁，引起了国际社会的高度重视，尤其是哥本哈根会议之后“清洁能源”、“节能减排”已经成为国际经济的主旋律和发展总趋势。高污染高耗能的照明光源将逐步淘汰，更高效更节能的陶瓷金卤灯产品的研发成功符合可持续发展的趋势。

陶瓷金卤灯电弧管可承受更高的温度，可见光的辐射效率更高;陶瓷金卤灯的光效是白炽灯的8～10倍，是卤钨灯的5～6倍，是紧凑型荧光灯的1.5～2倍;陶瓷金卤灯无论是光效、光通维持率、显色指数，还是光色稳定性和寿命，均达到了现有光源的最佳水平;陶瓷金卤灯是实现节能减排的主力军，其发展对缓和我国能源紧张状态、减轻污染十分重要。

有资料表明，欧洲若采用透明陶瓷取代石英玻璃制作金属卤化物灯，一年可节约7.0×109kW.h照明用电，相当于一个规模较大的发电站的发电量。目前美国GE公司、荷兰pHilips公司、日本NGK公司和德国的Osram公司已有透明陶瓷金属卤化物灯投放市场。中国照明耗电大体占全国总发电量的10%～14%，耗电达三峡水利发电工程全年发电能力的2倍左右。金属卤化物灯过去用石英玻璃作灯管，工作温度只有800℃，因而光效只有60～70lm/W。近年来欧洲、日本采用透明陶瓷作灯管，工作温度可提高到1200～1300℃，光效可达90～95lm/W以上。由于陶瓷金属卤素灯不仅光效高，寿命长，而且显色性好，接近日光，所以既可用于室外大面积照明，也可用于要求显色性好的室内大面积照明，应用范围十分宽广。

我国照明用电近8000亿度/年以上，其中道路照明占30%，约2400亿度。若道路照明全部采用陶瓷金卤灯，按平均节能30%计算，可节电720亿度，折合少消耗316．8亿吨标准煤，同时减少排放二氧化碳126万吨和二氧化硫5．76万吨。因此，在我国推广使用陶瓷金卤灯是对节能减排的重大贡献。中国对能源的需求呈快速增长趋势，相应地，节能需求也已经迫在眉睫。照明作为能轻易实现节能20%以上的行业受到社会关注。

高压汞灯的光效和显色性最差,美国和欧盟将在2013开始淘汰该种类型的灯。英国政府从2003年开始就鼓励在道路照明中使用白光光源；韩国首尔从2010年开始实施对道路照明的改造，将高压钠灯全部换成金卤灯(特别是陶瓷金卤灯)。2010年在北京举行的“淘汰低效照明产品国际研讨会”上，欧盟代表宣布欧盟国家和英国将从2012年开始在城市道路照明中逐步淘汰高压钠灯，首选替代光源即为陶瓷金卤灯。光源本身可平均节电40%以上。

在高强度气体放电灯中，对比高压汞灯的光效低、显色性差、色表差；高压钠灯的光效高、显色性差、色表差，金属卤化物灯因兼有高光效和高显色性的特点，为高强度气体放电灯中光电性能最好的光源。陶瓷金卤灯是第三代高强度气体照明光源(HID)，是一种集石英金卤灯的良好光色性能和高压钠灯优秀的发光效率于一身的光源，是新型高效节能照明光源之一。一体化陶瓷金卤灯的系统光效将超过85lm/W，节能灯不超过60lm/W、T5日光灯管不超过72 lm/W。 陶瓷金卤灯的优势是灯具配套比较灵活、可以手动调光，也可以电脑控制调光。陶瓷金卤灯由透明氧化铝陶瓷管、发光物质、汞、Ar-Kr85和电极、焊料等构成。透明氧化铝陶瓷管是陶瓷金卤灯的关键部件。陶瓷金卤灯光效高、亮度高、显色指数高、寿命长，综合指数十分优越，是商业、体育场馆、道路等大空间照明的优选光源。据业内人士预测，未来节能灯、LED灯和陶瓷金卤灯将三分照明市场，不久将是这三种灯的市场爆发期。

陶瓷金卤灯的开发和应用在我国起步较晚，一则是由于这是一种高技术被垄断的产品、产量不多、售价奇贵，人们常常不敢问津。由于这种灯生产技术要求很高、装备复杂昂贵、投资巨大也使很多投资者望而却步，这些因素延缓了陶瓷金卤灯在我国的发展。

近年来，陶瓷金卤灯在欧美已逐步普及，我国的应用也开始扩大，很多照明界的科技人员和企业家已把注意力集中到这一产品上。然而由于这确实是一种技术难度很大的产品，与我国当前的技术与装备水平有较大差距，对原辅材料和工艺的了解不多，一些开拓者也常常只是套用高压钠灯装备、材料和技术来制造陶瓷金卤灯，因而其产品的性能参数和寿命很难达到应有水平。事实上不只我国企业，甚至某些最著名的大型跨国公司的产品也仍存在不少问题、甚至严重质量问题，由此可以说明其质量与技术确实不易掌控。据了解，发改委把绿色照明定为重点节能项目,同时我国绿色照明工程实施中,目前仅推广节能灯(LED替代)及高压钠气灯(陶瓷金卤灯替代)、《中国中长期节能规划纲要》中把陶瓷金卤灯列为新技术推广中的首选光源，这一系列政策的实施表明陶瓷金卤灯(CMH)成为实现节能减排的主力军。

2陶瓷金卤灯中金属卤化物的循环原理

电光源技术领域,具体为一种陶瓷金属卤化物灯的电弧管结构,其放电腔由直管型多晶氧化铝陶瓷管和两端的陶瓷塞整体烧结而成。陶瓷塞伸入放电腔的顶端内侧部份呈锥状或圆锥状,可起到提高光效和显色指数的作用;陶瓷塞的后端部分通过圆锥过渡筒连接有一个中间有小孔的细管,伸入细管中的一对电极通过玻璃焊料的方式实现和陶瓷腔体的气密封接。放电腔内填充有启动气体、汞和根据不同光谱要求的若干种金属卤化物。金属卤化物灯，其光电性能明显优于石英金属卤化物灯，特别适用于中大功率陶瓷金属卤化物灯的生产。

金属卤化物灯内充有少量金属卤化物和气体,从触发到正常发光需一分多钟,大致分为三阶段：触发阶段，金属卤化物灯内无灯丝,只有两个电极,直接加上工作电压不能点燃,必须先加高压使灯内气体电离.高压由专用触发器产生；着火阶段，灯泡触发后,电极的放电电压进一步加热电极,形成辉光放电,并为弧光放电创造条件；正常发光阶段，在辉光放电的作用下,电极温度越来越高,发射的电子数量越来越多,迅速过渡到弧光放电.随着温度进一步升高,灯的发光越来越强直到正常,全部过程需一分多钟,如果启动电流大,电源启动性能好,此过程可短些。 卤化物一般可以分为离子型卤化物和分子型(共价键)卤化物(其中有些过渡情况。)卤化物的结构一般有如下特点：碱金属元素(锂除外)，碱土金属元素(铍除外)，大多数镧系元素和某些低氧化态的 d组区元素，和锕系元素的卤化物可以认为是离子型为主的化合物。原子的电荷数与半径比(电荷/半径)较大的金属卤化物大多是共价化合物。所有金属都可以形成卤化物，如果一种金属有可变的氧化态，低氧化态卤化物常是离子型的卤化物，高氧化态的卤化物往往是分子型卤化物，UF4是离子型固体，UF6是分子型气体；几乎所有金属的氟化物都是离子型化合物。卤离子的大小和变形性在决定卤化物的性质方面亦起重要作用(AlF3是离子型，AlCl3在液态和固态时以双聚分子Al2Cl6结构存在，AlBr3,AlI3在固态时以双聚分子Al2Br6,Al2I6存在。这是因为从 F-到I-离子半径增大，变形性增大，铝与卤素之间的化学键由离子键变成了共价键。金属卤化物的蒸气压一般比金属自身的蒸气压高很多。几乎所有的金属卤化物，在1000K时的蒸气压都大于100Pa。除金属的氟化物以外，其他金属卤化物都不和石英玻璃发生明显的化学作用。

金属卤化物灯主要依靠金属卤化物作为发光材料,金属卤化物以固体形态存在灯内.因此,灯内必须充有少量的引燃气体氢或氙,以便点燃灯泡.灯点燃后,首先工作在低气压弧光放电状态,此时灯两极电压很低,约18～20V,光输出也很少,这时主要产生热能,使整个灯体加热,引入灯中的金属卤化物随温度升高不断蒸发,成为金属卤化物蒸气,在热对流的作用下,不断向电弧中心流动,一部分金属卤化物被电弧5500～6000K高温分解,成为金属原子和卤素原子,在电场的作用下,金属原子被激发发光;另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解,在高温和电场双重作用下,直接激发形成分子发光。在金属卤化物灯中，由于管壁和电弧中心温度相差很大，金属卤化物会产生分解和再复合的循环过程。该循环的具体过程是：在管壁的工作温度下，金属卤化物大量蒸发，因浓度梯度而向电弧中心扩散；在电弧中心的高温区域(约 4000～6000K)，金属卤化物分子分解为金属原子和卤素原子，金属原子参与放电，并产生辐射；由于电弧中心金属原子和卤素原子的浓度较高，因此它们又向着管壁扩散，在接近管壁的低温区域又重新复合成金属卤化物分子。就这样，靠着这种循环，不断向电弧提供足够浓度的金属原子，同时又避免了金属在管壁上的沉积。

金卤灯的主要发光物质是充入的金属卤化物，这些金属卤化物蒸汽在高温电弧区分解形成足够密度的金属原子，这些金属原子在电弧中被电子激发后产生辐射——发光。填入灯中的金属卤化物的种类，比例和填入量由所要求的光谱、色温、显色指数和电弧管尺寸(功率)等参数确定。大部分金属卤化物灯内都充汞。但是，汞在这种灯中所起的作用与高压汞灯中不同。在高压汞灯中，汞是发光物质；但是在金属卤化物灯中，汞的辐射所占的比例却很小。汞蒸气压比金属卤化物高很多，而它的辐射反而，这是因为通常所用的金属的激发电位较低，一般为4V左右，而汞的平均激发电位为 7.8V，因而受激发的金属原子反而比受激的汞原子多，所以金属光谱的强度远超过汞光谱。通常，灯中金属卤化物的蒸气压较低，因而电弧中心的金属原子和卤素原子向管壁扩散并复合的过程太快。金属卤化物在分解时要吸收能量，在复合是又要放出能量，所以分散和复合的过程太快，就使电弧中能量的损失增大，灯的光效降低。为解决以上问题可在灯内充入其他气体建立高气压放电。充入的其他气体起了阻碍金属蒸气和卤素气体扩散的作用，故称为缓冲气体。汞的热导率很小是目前常用的缓冲气体。氙气的热导率也较低,也可作为缓冲气体。在某种情况下还可采用其他惰性气体。实践证明,用汞作为缓冲气体,比用氙气时光效高。在高压汞灯中灯的电场强度和管压都由汞蒸气压决定。在金属卤化物灯中由于金属卤化物的蒸气压很低，如果没有汞电子的迁移率就很大，因而电场强度和管压很低。要做大功率灯，灯的电流就必须很大。加入汞以后灯内的气压大为升高，电场强度和管压也就相应升高。加入汞有利于灯的启动，将充氙和充汞的情况相比，虽然两者的工作气压相近，但在冷态时的气压相差很大。由于在室温时汞的气压很低，因此启动要比充氙时容易很多。另外，在金属卤化物灯中，汞还能和卤素原子生产卤化汞，减少卤素原子对启动造成的不利影响。所以,一般情况下都采用汞作为缓冲气体。

3陶瓷金卤灯是一种高技术产品

20世纪60年代中期GE首先研发出半透明陶瓷管，并成功用于高压钠灯生产，当时虽然金卤灯的研发尚未完成，但已有人试图将这种半透明陶瓷用之于早期的金卤灯研发。80年代初期，金卤灯已经成熟，很多研究者也已发现石英金卤灯电弧管壳的诸多缺点并试图以半透明陶瓷管代替，从而改进金卤灯性能，因此加紧了陶瓷金卤灯的研发。90年代中期，陶瓷金卤灯虽已面世，但很多关键技术尚未很好解决，性能和寿命亦远不如今天的产品，但那时人们已经注意到一些急待解决的内在关键问题，如陶瓷原料的纯度组分、调配、炼制、成形和烧制工艺。灯管的结构形状以及非常重要的电极的结构问题等均需有革命性改革。此后在所有这些重要方面的研究力度继续加大，专题文献和专利快速增加，新结构新工艺大量涌现，灯的结构形式基本定型，灯的性能和寿命又得到很大提高，使用开始迅速普及。

金卤灯的内管泡壳、电极及发光物(药丸)的品质直接影响灯的寿命期性能和参数。陶瓷的整个烧制过程是十分重要的，这决定了陶瓷的结晶形态、晶粒大小以及其中的微气泡含量。众所周知，多晶氧化铝陶瓷中的微气孔将引起光的散射和损失，并影响光的透过率特别是直线透过率。烧制不良的产品中会出现大量微气泡，微气孔较多时直观的陶瓷透明度将明显下降，当然这时光的总透过率也将相应降低。陶瓷金卤灯是一种高技术产品，灯用材料、制灯装备、制灯工艺、电弧管结构设计、操作技能等所有环节对做好陶瓷金卤灯无一不具有十分重要的意义，任一环节稍有疏漏均将功败垂成。陶瓷金卤灯以其优异性能和高技术含量而为人重视，其高昂的价格更使得人们认为此种光源只适用于高级商业照明，如豪华酒店、宾馆、高档服装专卖店、珠宝首饰店、高级会议厅等。但是随着人们对事物认识的展宽和加深，很多观点在迅速变化，陶瓷金卤灯的应用领域也在不断拓展。

陶瓷金卤灯是当前各类光源中功能最为完善，性能最为优越的灯种，发光电弧管在设计和成型上满足良好的热量传递，使灯工作时管壁温度均匀，从而灯的颜色具有好的一致性；光效高达110lm/W以上。即使小功率灯亦可达85lm/W以上；其显色性通常不低于85，并且很容易达到95以上；良好的发光物与相应的高纯石英管相配合，减少弧管变暗。寿命高达15000h以上，即使常规产品也不难达12000h；灯功率范围则多在20W～400W之间。一体化泡壳设计使灯燃烧无冷角，无钠渗透，发光物在工作过程稳定，降低损失，提高了光通维持；良好启动性能特别是小功率金卤灯(70W以下)的启动性能非常关键。最新的内管充特殊气体Kr85技术使灯的寿命期启动性能得以大大改善。

由于此种灯目前只在欧美市场大面积推广，按用户需要色温多在4000K以下，通常不会超过5000K，如在亚洲得到普及，亚洲人种可能更喜爱较高色温，那时色温范围可能扩展为3000K～6000K。陶瓷金卤灯是在高压钠灯和石英金卤灯的基础上发展起来的，然而其用途已远超二者。其高显色性使之可以大量取代白炽灯和卤素灯，特别是小功率类型如20W,35W(39W),50W,70W等亦已广泛用于室内甚至家庭照明。而中功率灯种由于其高显色性、高光效和长寿命，虽成本较高但亦已较广泛用于室内外。陶瓷金卤灯的应用范围很广，如商店照明、展示照明、商业街道照明、广告牌照明等，由于其光通量大，具有卤钨灯和白炽灯优秀的光色性能，能够创造出最佳的照明效果，其卓越的显色性和光色的稳定性能够将被照物体的自然本色以最好的状态显示出来，所以陶瓷金卤灯尤其适合用在商场照明。金属卤化物灯作为拥有高光效、发出丰富谱线、长寿命等众多优点的光源，目前已广泛用于各室内外场所、工厂照明、商业照明、道路、光伏照明等，市场需求量不断增长。例如机场、车站、商场、旅店大堂、餐厅等，在欧洲处处可以看到陶瓷金卤灯的使用。目前陶瓷金卤灯的生产和使用主要集中在欧洲及北美洲，世界陶瓷金卤灯产量正以每年30%以上的速度增加，但仍有供不应求之势。

4光效、显色性和寿命使陶瓷金卤灯成为节能主力

陶瓷金卤灯是目前为止人造光源中性能最佳、节能效果、照明效果最好的光源品种,光通量是节能灯的7～8倍,是白炽灯的15倍,而节能灯的光通量是普通灯泡的7～8倍,显色指数高达90%以上,是在国际社会、国家产业导向倡导推广节能的高效节能的绿色照明光源新品种,在欧美及日本等先进的国家得到了迅速推广。陶瓷金卤灯能够做到10W,20W，是可以进入家庭照明的小功率光源，所以陶瓷金卤灯的应用和使用范围几乎涵盖各种照明领域。

目前，由于全球面临着能源危机问题，所以人们非常重视有效地利用能源，在照明行业也是一样，近年来所提出的绿色照明概念就是为了响应有效利用能源而提出的。所以，尽管卤钨灯和白炽灯具有优秀的显色性，但是其在燃点过程中热能散失严重、寿命较短，显然不是一种理想的绿色照明产品。而陶瓷金卤灯的高光效可以更有效地提高能源利用，降低业主使用成本，其光效比卤钨灯、白炽灯提高了四到九倍，而同时在光色性能上，又远远地好于石英金卤灯，是一种集优秀的光色性能和高发光效率于一身的新型光源。

陶瓷金卤灯是以固体金属卤化物的多晶氧化铝陶瓷制造的电弧管内，制作时陶瓷管充有一定量的氢气和一定量的氙气，这样才可以在外接相配置整流器，触发器的工作下金卤灯才可以燃亮。灯点燃后先是以低压工作产生弧光放电状态，此时灯两极电压很低，只输出可见光，随着电流的不断流动这时主要产生暖能，使整个灯体加热，引入电弧管中的金属卤化物随温度升高不断蒸发，成为金属卤化物蒸气，在热对流的作用下，反复的热冲击电弧管，一部分金属卤化物被电弧高温分解，成为金属原子和卤素原子，在电场的作用下，金属原子被激发发光；另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解，在高温和电场双重作用下，直接激发形成分子发光。最终电弧管内气压可达几十个大气压，电弧由低压弧光放电转为高压弧光放电，两端电压由18～20V上升并逐渐稳定到100V左右，从而进入正常发光状态。

陶瓷金卤灯具有3000K和4200K两种色温可供选择，光源显色性好显色性的好坏还和电弧管的管壁温度有关。一般来说，管壁温度越是高，其显色性也越好。陶瓷金卤灯的电弧管管壁温度可以达到1150度，而石英金卤灯的电弧管管壁温度只能达到800度左右，而管壁温度的高低同色温差成反比，所以其最终的色温差也要大于陶瓷金卤灯。所以陶瓷金卤灯的显色性要远远好于石英金卤灯。而同时，管壁温度还影响者光源的色温差。

一般而言，小功率石英金卤灯的寿命在6000～9000h，而陶瓷金卤灯由于具有上述优点，所以其寿命可以达到9000～15000h，比传统的石英金卤灯提高了30%～50%。寿命期间色温稳定性能好 (在+/-200K之间)，并且光源之间的色温一致性更好。陶瓷金卤灯从点燃起，直到寿命终结，其色温变化在200K之内，而一般石英金卤灯在寿命期间的色温变化要大于600K，所以陶瓷金卤灯解决了石英金卤灯的色差和色温的漂移问题。

常见光源的流明输出会随着时间而衰退，陶瓷金卤灯的流明输出在小功率的金卤灯中是最高的，在寿命初期的流明输出就比一般的石英金卤灯要高10%～20%，更重要的是它能一直维持这样水准的光源输出直到寿命结束。陶瓷金卤灯的流明维持率在80%以上，而石英金卤灯则是60%～65%，而且其光衰较快;陶瓷金卤灯能兼容现石英金卤灯的灯具和电器，易于推广和应用。而且由于其发光体更小，有利于灯具的设计，对灯光的控制就更方便。

陶瓷金卤灯是多晶氧化铝陶瓷制造电弧管管壳，这种陶瓷是一种半透明材料，其实他的透光率高达96%～98%，超过玻璃和石英，但由于直线透光率不超过30%，所以就成了半透明了。这种陶瓷材料能承受比石英高200℃以上的高温，制成电弧管后正常运转温度可以高达1200℃，加以其导热率较高，电弧管本身温度分布较为均匀，即使冷端也在900℃以上，因此充入其中的金属卤化物能充分蒸发，这是陶瓷金卤灯的光效和显色指数高而稳定的原因。陶瓷泡壳的热稳定性和化学稳定性很高，与充入电弧管的材料不发生化学反应，又不存在钠渗漏问题，因此灯性能稳定、光衰小、寿命长。目前市场上普遍使用的是用石英作为放电管材料的石英金卤灯，由于石英材料的结晶温度特性和高温化学的不稳定性，使石英金卤灯中的石英材料的工作温度限制了电弧管内的有效蒸汽压，光效和显色性也因此受限，进而产生了相对较差的流明维持率、寿命期间光色会改变等缺点。而利用半透明(透过率≥97%)陶瓷作为放电管材料的陶瓷金卤灯，不仅可克服石英金卤灯存在的不足，而且集高压钠灯和石英金卤灯的优点于一身：发光效率比石英金卤灯提高15%～20%，不考虑中间视觉关系，150W以下规格的光效高于同功率的高压钠灯；显色性比石英金卤灯提高8～10；光维持性更好，启动要求稳定，寿命更长；色差少，色温漂移小。由此可见，与石英金卤灯相比，陶瓷金卤灯的发光效率更高，显色性更好，寿命更长。长寿命意味着消耗更少的制作材料。材料的生产是要耗能的，材料的资源是有限的，因此，推广使用陶瓷金卤灯，对国家的节能减排和实现可持续发展政策具有重要意义。

5高显色性使陶瓷金卤灯成为道路照明的最佳光源

金属卤化物灯主要依靠金属卤化物作为发光材料，金属卤化物以固体形态存在灯内。因此，灯内必须充有少量的引燃气体氢或氙，以便点燃灯泡。灯点燃后，首先工作在低气压弧光放电状态,此时灯两极电压很低,约18～20V,光输出也很少,这时主要产生热能,使整个灯体加热，引入灯中的金属卤化物随温度升高不断蒸发，成为金属卤化物蒸气，在热对流的作用下,不断向电弧中心流动,一部分金属卤化物被电弧5500～6000K高温分解，成为金属原子和卤素原子，在电场的作用下，金属原子被激发发光；另一部分金属卤化物不被电弧高温所分解，在高温和电场双重作用下，直接激发形成分子发光。由于各种金属卤化物蒸发温度不同，因此，这些粒子陆续蒸发参与发光，所以有不同的原子光谱相继出现，随着温度的逐渐升高，电弧中金属原子密度逐渐增加，产生共振吸收，原子特征光谱逐渐减弱直至消失，并向长波段扩展，由于灯温进一步提高并建立热平衡，于是全部金属卤化物蒸发，分子光谱随之出现，光色及亮度也趋于稳定，灯内气压可达几十个大气压，灯内电弧由低压弧光放电转为高压弧光放电，灯两端电压由18～20V上升并逐渐稳定到100V左右，进入正常发光状态。

高显色性类(Ra≥80)。陶瓷金卤灯主要有830和942系列，显色指数分别≥80和90，用于如商场、专卖店、机场和现代化厂房等室内高显色照明场合。该陶瓷金卤灯由于其光效和显色指数都高于荧光灯系列光源(包括无极荧光灯)和高压钠灯，具有节能、提高产品质量和减少生产事故等效果。据了解，由于其良好的照明质量，最近10年来金卤灯中高显色性类的构成比从33%增加到了55%，而其中70%为陶瓷金卤灯，年增长率高于37%。

高光效类陶瓷金卤灯主要有728系列。该类灯主要用于城市道路照明等对显色性要求不那么高的场合，但利用中间视觉原理可比使用高压钠灯更节能。

中间视觉的研究是国际照明界的重大成果。国际照明委员会从1983年开始至今，成立了专门的技术研究委员会，研究结果表明不同环境亮度背景条件下，人眼对不同波长可见光的敏感度不同，因此，光源的发光效率计算中的辐射量和光度量之间的比例系数Km也不同，在道路照明的中间视觉条件下，高压钠灯的有效光效会大幅度下降，而金卤灯的有效光效由于含有较多的短波长光谱而增大1.7倍，即在道路照明中，高压钠灯的有效光效低于金卤灯。

根据资料显示，在夜间道路照明中，金卤灯的光通量利用率是高压钠灯的4～8倍。因此，道路照明的最佳光源应是金卤灯，该灯既可提高照明质量，又能实现节能。

自从陶瓷金属卤化物灯上市以来，其产品种类不断扩展，应用范围也不断延伸。由于其无与伦比的光源性能，人们希望能够将其应用领域继续拓展，所以陶瓷金卤灯正向中高功率和更小功率两个方向发展。中高功率的陶瓷金卤灯可以应用在工业照明和体育场馆照明等领域。而更小功率如10W,15W,20W的陶瓷金卤灯，则可以应用在汽车灯、家居照明中。目前，250W和400W的陶瓷金卤灯已经在国外市场出现，其性能和质量还在不断改善及提高中，该产品发展中最关键的技术是对于陶瓷管壳制造技术的开发。最早投入市场的小功率灯的管壳是采用挤压成型法制成尺寸精度高的陶瓷零件组合而成。现在飞利浦对陶瓷管的制造工艺进行进一步改进，以减少陶瓷管的零件数，让其管壳形状更符合放电电弧的形状，得到放电体内均匀的温度分布，进一步提高陶瓷金卤灯的性能。在陶瓷管成型技术不断完善和成熟的基础上，小功率、中功率到大功率的整个系列产品将会很快面世，使得相应的照明设计和应用范围愈趋广泛，真正地成为人类的智慧之光。

6结束语

金属卤化物灯是一种高技术含量高附加值的第三代节能光源，是现今性能比较优异、性价比较高的新型光源，其优异性能使之以比当前所有光源更佳的效果、取代该种光源而应用于几乎所有场合，并在节能减排和营造更宜人的光环境方面作出巨大贡献。近年来金属卤化物灯的的蓬勃发展代表了电光源新技术发展趋势,顺应了当今世界对节能电光源产品的要求。国内厂家凭借先进技术和不懈努力，研发出各种规格陶瓷金卤灯光源，产品稳定，赢得了照明市场。大力开发推广陶瓷金卤灯的生产和应用应成为当前努力的重点，有关政府部门及相关企业事业单位亦宜以此为重点组织有关力量进行配套推广，这样可以使得陶瓷金卤灯的生产迅速扩大、成本下降，从而更有利于推广普及，对我国的节能减排作出更大贡献。

The Meteoric Rise of Ceramic Metal Halide Lamp Explore the Secret

Xiao Jiumei

(Hubei wuhan jiang chemical materials company,Wuhan 430055)

Abstract:Metal halide lamp, metal halide lamp is a kind of more advanced light source, long life, high light efficiency, good color rendering. And LVD electrodeless lamp performance is similar, but different light source. Ceramic metal halide lamp its excellent performance such as high photosynthetic efficiency, high color rendering and long life has the identity for people, thus brought to the attention of the lighting industry. For energy conservation and emissions reduction is the biggest advantage of ceramic metal halide lamp and window, analyzes the circulation principle of the ceramic metal halide lamp, metal halide, discusses the ceramic metal halide lamp is a kind of high technology products, this paper expounds the luminous efficacy and color rendering and longevity makes ceramic metal halide lamp and energy saving, points out the high color rendering make ceramic metal halide lamp is the best source of road lighting.

Keywords:ceramic metal; halide lamp; high technology products; the best light

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.03.009