论文摘要
道路照明用电占全国照明用电的30%以上。随着我国城市化方针的实施,道路照明用电量还在大量增加。高压钠灯是世界上目前在道路照明中应用最广泛、光效最高的照明光源之一。在国家贯彻实施节能减排的方针下,“十一·五”期间要达到照明节电10%的目标。因此进一步提高现有高压钠灯的光效和寿命,无疑对社会的可持续发展有重大意义。而实现此目标,关键是研发性能更好的新型电极。现用的钨酸盐电极具有耐离子轰击性较差、电子发射材料储备量较少、发射材料的逸出功较大、电极热损耗大而且发射材料难以定量等缺陷,影响了高压钠灯的综合性能。因此,研制具有更低电极发热损耗功率和具有更稳定电子发射性能的新型电极,是高压钠灯的发展方向之一。本课题通过对稀土氧化物—钨热阴极和传统储备式钡钨电极进行研究,首次提出了一种全新结构和组成的储备式电极,其主要由以下两部分组成:圆柱型混合烧结体和位于烧结体中心轴位置的钨杆。其中圆柱型部件为多种组份的混合烧结体,其中包括作为基体的高纯度钨粉、作为主要发射材料的钨酸盐和按一定比例配比的La2O3—Y2O3—CeO2的混合三元稀土金属氧化物,钨杆为硬质纯钨制杆料,最后经过多次高温烧结完成加工。对不同配比和成型工艺的电极以及其成灯通过电子显微镜微观结构观察、能谱分析、寿命燃点、光电性能测试等进行了实验比较,结果表明在最佳配比和成型工艺下,可知新型储备式电极高压钠灯（250W）在2000h时光维持率为96.32%,高于90%的国家标准,在5000h时依然高达92.49%;新型储备式电极高压钠灯管压上升的速率为0.73伏/千小时,远小于高压钠灯国际水平的1.5伏/千小时的管压上升速率（国内高压钠灯管压上升率≥3伏/千小时）,因此可以预测采用新型储备式电极后高压钠灯的寿命与国际先进水平相比可将延长1倍以上:由于新型储备式电极具备良好的启动性能,可将电弧管内的氙气充气压力从4kPa提高到36kPa左右,从而其光效比国标值高出至少20%,具有明显的节能和节材的双重效果。