CN1222005C - 无电极照明系统的网屏的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无电极照明系统网屏的制作方法，能够阻截微波并使灯泡中生成的光线通过，该方法包括网屏制成步骤，用于制成具有网状结构的网屏；第一电镀过程，用于在网屏表面上电镀第一金属物质；真空热处理步骤，用于在温度被提升到某一预定程度的条件下真空热处理网屏；第二电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第二金属物质；以及光催化涂敷步骤，用于在网屏表面上涂敷光催化物质，此方法可以提高网屏镀敷特征、加强保持强度、延长网屏寿命和改善光学特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用微波的无电极照明系统，并具体地涉及无电极照明系统的网屏(mesh screen)的制作方法，能够阻截微波并使灯泡中生成的光线通过。
背景技术
无电极照明系统是一种装置，用于通过使微波作用于一无电极灯具而发射可见光线或紫外光线，并因此比通常使用的白炽灯和荧光灯具有较长的寿命，并具有较高的照明效果。
图1是一纵向剖面视图，表明根据现有技术的一种普通的无电极照明系统。
传统的无电极照明系统包括一磁控管1，用于生成微波；一波导管3，用于导引从磁控管1生成的微波；一灯泡5，用于随着所封围的材料被经由波导管3透射的微波能量予以等离子聚合化而生成光线；以及一网屏20，盖在波导管3和灯泡5的前侧上，用于阻截微波泄漏并使发自灯泡5的光线通过。
此无电极照明系统另外包括一高压发生器7，用于把日用AC电力转变为高压；一冷却器9，用于冷却磁控管1、高压发生器7等；一反射器11，用于强烈反射由灯泡5生成的光线；以及一灯泡马达13和灯泡轴15，用于通过转动灯泡5来冷却在射出光线中生成的热量。
在此无电极照明系统中，当起动信号输入到高压发生器7时，高压发生器7把来自外界的日用AC电力转变为高压并把高压输进磁控管1。
磁控管1由于供自高压发生器7的高压而生成具有高频振荡的微波，而如上述那样生成的微波经由波导管3射入网屏20，然后，充满在灯泡5之中的材料放电以生成具有非常独特的放电光谱的光线。
在灯泡5中生成的光线在反射器11上予以反射，而光线由一反射镜12和反射器11予以反射而向前照射。
图2是一透视图，表明用在上述无电极照明系统之中的一个网屏，而图3是一细部视图，表明图2之中的“A”部分。
参照图1，形成为金属网的网屏20装配在波导管3的出口部分3a处，阻截经由波导管3透射的微波以致微波能量在灯泡5中被转变为光线，并同时阻截微波逸漏到外界以致灯泡5中生成的光线透到外界。
参照图2和图3，这种网屏包括一圆筒形部分21，其上除了在一敞开部分20a处的一部分之外通过蚀刻加工制成许多孔眼20b，以及一覆盖部分25，其制成一上凸形状，其上通过蚀刻加工制成许多孔眼20b以连接于圆筒部分21的前段。
在此，圆筒形部分21包括一网眼段22，用于阻截微波并使光线通过，以及一非网眼段23，其未经蚀刻加工以固定于波导管3的出口部分。
这种网屏20必须精确制作、使发自灯泡5的光线顺利透过并具有热阻以致它能够抵抗自灯泡5生成的热量，由于它阻截了微波的泄漏而形成一共振区。
在此，根据现有技术的这种网屏20的制作方法将参照图4予以说明。
基底金属是通过把由不锈钢或磷青铜制成的具有某一预定厚度的一种金属薄膜切割成正方形或圆形而制成的。
具有网状结构的许多孔眼是通过利用诸如FeCl2等溶液进行蚀刻以便在基底金属上形成一网状结构而制成的。
在此，希望的是，通过在金属薄膜上蚀刻而形成的许多孔眼形成为以下尺寸，即能够阻截微波逸漏到外界而具有最大的开孔度，以致发自图1中灯泡5的光线尽可能多地发射到外界。
在基底金属上制成网状结构之后，通过把金属焊接成图2中那样的一个圆筒部分而制成圆筒部分21，而后通过借助于诸如焊接等方法进行组装而制成具有敞开一面的网屏20。
然后，表面的电阻随着网屏20表面的光反射率变大而被降低而网屏通过电镀成三道工序的构件而予以完成；进行Ni电镀处理以便在网屏20上电镀Ni以提高热阻、Ag电镀处理以便电镀Ag和Rh电镀处理以便电镀Rh。
不过，由根据现有技术的网屏制作方法所制作的网屏，如果网屏由于自灯泡5生成的热量而暴露于超过1000℃的高温，由于多种有机物质或酸根在网屏板件20被电镀时留了下来，会因各种残余物在高温下气化而使镀层变形。
另外，当网屏20在高温下受到热应力作用时，会出现各镀层之间的分离。
因此，在网屏是按照传统制作方法制作出来的情况下，会出现镀层的变形和分离，而当网屏20在空气冷却装置接触外部空气时就会加速退色或氧化腐蚀，从而降低网屏20的安全性并缩短寿命。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种无电极照明系统网屏的制作方法，能够通过在网屏电镀过程中进行真空热处理过程以改进热阻特性和化学阻抗特性来提高网屏的安全性和延长网屏寿命。
本发明的另一目的是提供一种无电极系统网屏的制作方法，能够通过借助于电镀网屏而后涂敷光催化物质来赋予一种自净化功能而提高光学特性。
为了获得这些和其他一些优点并按照本发明的用途，如所实施和在此略述的那样，提供一种无电极照明系统网屏的制作方法，其包括网屏制成步骤，用于制成具有网状结构的网屏；第一电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第一金属物质；真空热处理步骤，用于在温度被提升到一预定程度的条件下真空热处理网屏；第二电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第二金属物质；以及光催化涂敷步骤，用于在网屏表面上涂敷光催化物质。
第一金属物质是Ni，而第二金属物质是Ag。
在真空热处理步骤中的真空度是1.3332×10-5Pa(10-7E 乇)，而热处理是在提升温度高达700℃的情况下进行的。
亦即，真空热处理步骤包括温度提升过程，用于把网屏的温度从室温提升到650℃；维持过程，用于在650℃下真空热处理网屏某一预定时间；强制冷却过程，用于强制冷却网屏；以及自然冷却过程，用于自然冷却网屏到室温。
光催化物质是一种包含TiO2的氧化物质。
另外，无电极照明系统网屏的制作方法包括网屏制成步骤，用于制成具有网状结构的网屏；第一电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第一金属物质；真空热处理步骤，用于在温度被提升到高达700℃的条件下真空热处理网屏；以及第二电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第二金属物质。
另外，无电极照明系统网屏的制作方法包括网屏制成步骤，用于制成具有网状结构的网屏；电镀步骤，用于在被电镀的网屏表面上电镀金属物质；以及光催化涂敷步骤，用于在网屏表面上涂敷光催化物质。
本发明的前述和其他各种特点、方案和优点，从结合所附各图作出的以下详细说明之中，会更加明显可见。
附图说明
所附各图，包括在内以提供对本发明的进一步了解并被纳入和构成本说明书的一部分，图示本发明的各项实施例和连同文字叙述一起用以解释本发明的各项原理。
各图中：
图1是一纵向剖面视图，表明根据现有技术的普通无电极照明系统；
图2是一透视图，表明图1中的网屏；
图3是一细部图，表明图2中的部分“A”；
图4是一流程图，表明根据现有技术的无电极照明系统网屏的制作方法；
图5是一流程图，表明根据本发明实施例的无电极照明系统网屏的制作方法；
图6是一流程图，表明根据本发明实施例的网屏制作方法中的真空热处理方法；
图7是一流程图，表明根据本发明另一实施例的网屏制作方法。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的各项优先实施例，其各范例图示在各附图之中。
此后，本发明的各项实施例将参照各附图说明如下：
图5是一流程图，表明根据本发明实施例的无电极照明系统网屏的制作方法，而图6是一流程图，表明根据本发明一项实施例的网屏制作方法中的真空热处理方法。
根据本发明的无电极照明系统的网屏制作方法，如图5之中所示，包括基底金属制成步骤S1，用于将预定厚度的金属薄膜分别切割成为正方形和圆形而制成基底金属；网眼制成步骤S2，用于通过蚀刻基底金属成网状结构而在基底金属中形成具有网状结构的孔眼；网屏制成步骤S3，通过在制成网状结构时制作圆筒部分21之后把覆盖部分25组装在此圆筒部分21之上而制成带有畅开端部的网屏；第一电镀步骤S4，用于在网屏表面上电镀Ni；真空热处理步骤S5，用于在高达700℃的温度下真空热处理网屏；第二电镀步骤S6，用于在网屏表面上电镀Ag；以及光催化涂敷步骤S7，用于在网屏表面上涂敷光催化物质。
每一步骤的过程说明如下。
首先，在基底金属制成步骤S1中，金属薄膜材料由不锈钢族或磷青铜构成，并处理用于形成网屏的基底金属，其被切割成正方形用于制成圆筒部分21，并切割成圆形用于制成覆盖部分25。
然后，网眼制成步骤S2是这样一个步骤，即用于在基底金属制成步骤S1中制作的基底金属上形成具有许多孔眼的网状结构，且网状结构通过以FeCl2蚀刻各基底金属而制成。此时，形成网状结构的各孔眼以一定间隔均匀地制成而不带堵塞部分。
在网屏制成步骤S3中，在步骤S2之中其上形成网状结构的正方形薄膜被焊成一圆筒形状。在制成圆筒部分21之后，其上形成网状结构圆形覆盖部分25焊接组装在圆筒部分21的畅开端面上。因此，制成了一个只是一面畅开的网屏。
然后，在第一电镀步骤S4中，金属物质Ni被电镀在上一步骤S3中制作的网屏表面上以提高电镀附着性和腐蚀抗力。
然后，在真空热处理步骤S5中，由于杂质和溶解气体可能存在于在上一步骤S4中电镀在网屏表面上的镀层之中，所以各种诸如杂质、溶解气体等的残余可以通过在一没有任何气体反应的真空炉中以大约400℃至700℃的高温来热处理网屏而予以清除，从而增大网屏表面与镀Ni层之间的结合力，并抑制诸如氧化或脱碳化反应。
如图6之中所示，真空热处理步骤S5包括温度提升过程S51，用于把网屏放入电镀真空炉中，并从室温到700℃提高网屏的温度一小时，保持真空度为1.3332×10-5Pa(10-7E 乇)；维持过程S52，用于从600℃至700℃真空热处理网屏大约一小时；强制冷过程S53，用于强制地冷却网屏大约一小时；以及自然冷却过程S54，用于自然地冷却网屏到室温大约两小时。
在此，在维持过程S52中，通过在真空炉中热处理网屏30分钟至一小时而除去杂质，保持600℃至700℃的温度范围。
通过真空热处理由Ni电镀的网屏，随着穿过从Ni镀层到不锈钢制网屏的界面发生原子弥散，镀层与网屏之间的结合力增大了，Ni镀层由于烧掉在蚀刻和镀敷过程中生成的具有高酸根和蒸汽压力的多种有机物质而得以稳定。另外，随着镀层由于真空热处理而得到加强，网屏的变形达到最小，以致网状结构的形状像最初规定尺寸一样精确地保持下来。
另外，作为一种铁磁体的Ni会在高于360℃的温度下失去磁性并因此，由于其加热到高于400℃的温度，Ni镀层的磁性被消除了。
然后，在第二电镀步骤S6中，Ag被镀在上一步骤S5中经过真空热处理的网屏上的Ni镀层表面上以增大光线的透过性和表面的导电性。
此时，金属，或是Pt或是Pt族，可以代替Ag而用于电镀。
然后，在光催化涂敷步骤S7中，通过在上一步骤S6中涂以Ag的网屏表面上涂敷包含TiO2的氧化物质而添加了光催化功能。
在此，当催化剂面对光线时光催化剂被激活。亦即，当光线辐照于光催化剂时，催化剂接收能量，电子在催化剂中活动，而活动的电子会导致诸如强烈的氧化、去氧化等各种化学反应。此时，活动电子的强烈化学反应可氧化网屏周围的污染物成为无害的物质。
上面，由包含TiO2的氧化物质所构成的光催化物质由来自灯泡光谱之中380nm或较低波长范围而产生光催化现象。
另一方面，TiO2光催化剂是一种n型半导体并在照射紫外线(400nm或较低)时由于形成电子和空穴而生成具有强大氧化能力的氢氧根(*OH)和O2 -。氧化能力能把有机物质溶入CO2和水，从而在水和空气中去除污染物、防腐、灭菌和除臭。
因此，当无电极照明系统灯泡中发出的光线照射在由光催化剂物质涂敷的网屏上时，出现光催化物质受激活的光催化现象，从而澄清来自外界围绕网屏飘动的多种有害气体或污染物。
根据本发明的网屏可以通过在真空热处理过程中去除在蚀刻过程和镀镍过程中生成的酸根、有机物质和杂质而实现化学稳定，并因此在高温条件下使用照明系统时网屏不容易变形或烧掉。
另外，在真空热处理过程中，由于只是镀Ni层的界面弥散于网屏，所以可以获得作为网屏主要材料的不锈钢与Ni镀层的接合力和高温稳定性。
另外，网屏通过真空热处理予以增强，在高温条件下变形被减至最小，以及因此用于阻隔微波的初始功能可以保持很长的时间。
另一方面，本发明的网屏增大了灯泡中生成的光线的透过性并提高了导电性，由于网屏在表面镀以Ni而后镀以Ag；而且在网屏中生成的热量可以传送到外界，从而防止了局部过热现象。
同样，由于在网屏上制有光催化涂层，根据本发明的网屏在使用照明系统时可以自行控制网屏周围的多种有害气体和污染物，并提高通过网屏的光学特性。
图7是一流程图，表明根据本发明另一实施例的网屏的制作方法。
根据本发明的另一实施例的网屏的制作方法包含基底金属制成步骤S1′，用于通过将预定厚度的金属薄膜分别切割成正方形和圆形而制成基底金属；网片制成步骤S2′，用于通过蚀刻而在基底金属上形成网状结构而制成具有网状结构的许多孔眼；网屏制成步骤S3′，通过在制成网状结构时制作一圆筒部分21之后把一覆盖部分25组装在此圆筒部分21之上而制成一带有一敞开端部的网屏；第一电镀步骤S4′，用于在网屏表面上电镀Ni；真空热处理步骤S5′，用于在高达700℃的温度下真空热处理网屏；第二电镀步骤S6，用于在网屏表面上电镀Ag；以及光催化涂敷步骤S7′，用于在网屏上涂敷Rh。
在此，当Rh被涂敷在网屏的涂Ag表面上时，Ag涂敷层的稳定性得以加强。
另一方面，在网屏表面上涂敷Rh之后，可以如上面实施例之中所述，包含一个光催化涂敷步骤，用于在网屏表面上涂敷光催化物质。
采用根据本发明的无电极照明系统网屏的制作方法，网屏的电镀特性可以得到改善，且保持强度可以得到加强。另外，通过赋予净化功能，本发明可以延长网屏的寿命并提高光学特性。
由于本发明可以以多种形式予以实施而不脱离其精神或主要特征，还应当理解，上述各项实施例不受以上说明任何细节的限制，除非另作规定，而都应当被认为广泛处于确定所附权利要求书所限定的精神和范畴之内，并因此，所有属于各项权利要求的界限或者这种界限的等价物之内的变更和修改，因此期望由所附各项权利要求予以包容。
Claims (16)
1.一种无电极照明系统网屏的制作方法，包括：
网屏制成步骤，用于制成具有网状结构的网屏；
第一电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第一金属物质；
真空热处理步骤，用于在温度被提升到一预定程度的条件下真空热处理网屏；
第二电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第二金属物质；
光催化涂敷步骤，用于在网屏表面上涂敷光催化物质。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，网屏制成步骤通过蚀刻处理制成具有网状结构的网屏。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，第一金属物质是Ni。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，第二金属物质是Ag。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，真空热处理步骤中的真空度是1.3332×10-5Pa。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，热处理是在提升加热温度到700℃时进行的。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，真空热处理步骤是在从600℃到700℃的范围内从事30分钟至1小时。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，真空热处理步骤包括：
温度提升过程，用于把网屏的温度从室温提升到650℃；
维持过程，用于在650℃下真空热处理网屏某一预定时间；
强制冷却过程，用于强制冷却网屏；以及
自然冷却过程，用于自然冷却网屏至室温。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，温度提升过程、维持过程和强制冷却过程分别地进行一小时，而自然冷却过程进行两小时。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，光催化物质是一种包含TiO2的氧化物质。
11.一种无电极照明系统网屏的制作方法，包括：
形成具有网状结构的网屏的网屏制成步骤；
第一电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第一金属物质；
真空热处理步骤，用于在温度被提升到700℃的条件下真空热处理网屏；以及
第二电镀步骤，用于在网屏表面上电镀第二金属物质。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，第一金属物质是Ni，而第二金属物质是Ag。
13.按照权利要求11所述的方法，还包括第三电镀步骤，用于在第二电镀步骤之后电镀网屏表面上的第三金属物质。
14.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，第三金属物质是Rh。
15.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，真空热处理步骤包括：
温度提升过程，用于把网屏的温度从室温提升到650℃；
维持过程，用于在650℃下真空热处理网屏某一预定时间；
强制冷却过程，用于强制冷却网屏；以及
自然冷却过程，用于自然冷却网屏至室温。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，温度提升过程、维持过程和强制冷却过程分别地进行一小时，而自然冷却过程进行两小时。
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