- 熒光燈壽命問題
- 熒光燈延長壽命對策
- 現代陶瓷燈電極制造技術
- 陶瓷燈電極的應用
自1879年愛迪生發明世界第一個電燈炮以來，已經過了一個多世紀。相對于燭光來講，電燈的確是一重大進步，但它本身至今卻沒有多少改進。其原理幾乎仍同蠟燭一樣，通過加熱而發光，使能量的90%都消耗在加熱上，且壽命一般也只有1000小時左右。
熒光燈又稱熱陰極低氣壓水銀熒光燈（以下簡稱熒光燈），是人們普遍使用的一種電光源。它通過激發管壁上的熒光粉發光，雖然在能耗和壽命上比燈炮有較大改進。但其燈絲脆弱易斷，啟輝器接點易打火老化。近年來發展起來的電子鎮流器雖然可以實現冷啟動，但也很容易擊傷燈絲上的活性物質而使燈管兩端很快發黑而失效。
近期，一項專利新技術成功地研究解決了上述問題，在技術上取得了突破性進展：即玻管使用稀土凈化玻璃玻管，陰極使用永久性的現代陶瓷電極，熒光粉使用“稀土三基色+ETC”熒光粉。此舉使其能耗降低90%，壽命延長了十幾倍，且能發出約8%的健康射線。使用時光線明亮、柔和且能殺死（包括SARS）病毒、凈化環境，確保人體健康。
問題
熒光燈的壽命與其它電光源一樣有兩種定義：
一是光通量下降到初始光通量的某一百分數的時間，稱為有效壽命；
二是燈管無法工作的時間，稱為全壽命。熒光燈的全壽命主要決定于陰極壽命。至今，熒光燈所使用的陰極仍存在著比較嚴重的問題：
1.熒光燈的陰極與其它加熱電極一樣，活性物質的發射密度和工作溫度有很大關系。在溫度升高時，發射電流按指數規律上升，但是隨著溫度的升高，電極活性物質的蒸發加快；
2.熒光燈陰極的大小是根據其工作時的額定電流設計的。電流超過額定值，電極工作溫度升高，電極活性物質蒸發加快，熒光燈壽命縮短。電流每增加1%,壽命將縮短1.7%。電流過小，陰極位降增高，電極活性物質濺射嚴重，熒光燈的壽命也要縮短。
3.如果啟動過早，陰極冷啟動所引起的濺射會縮短其壽命；如果啟動過遲也不利，因為陰極的預熱電流往往是正常工作電流的1.5倍，過長時間的預熱使電極發射物質蒸發過多。在熒光燈全壽命的過程中，對其啟動電流的要求是不同的。任何一種鎮流器都不可能做到在熒光燈全壽命的過程中，其電流洽好適合熒光燈適時啟動電流的要求。
4.氧化物電極的發射機理，是盈余鋇原子使得氧化物形成半導體并降低了逸出功。自由鋇原子是通過氧化物涂層上的氣孔擴射的。因此，涂層中的孔隙率和氧化物涂層的顆粒度及形狀有關，并和氧化物的儲量形成了不可克服的矛盾。
5.熒光燈的啟動電壓不僅與燈內氣體壓強有關，而且與燈的極距有關，燈的啟動電壓是壓強與極距乘積的函數。熒光燈內的氣體一般都是用惰性氣體，因為它不與電極和燈殼起化學反應。另外，惰性氣體不會吸收電子而形成負離子。熒光燈中的氣體一般用氬氣，因為在惰性氣體中，氬氣的成本最低。
同時氬原子的亞穩態電位比汞的電離電位高的最少，它和汞配合是最理想的“潘寧”氣體。幾種常用氣體的數據見附表，利用氬做成的熒光燈啟動電壓最低。因此，實際上熒光燈都是充氬氣或充氖氬混合氣。附表中電極濺射電位，是指當電極位降值大于表中所列數值后，該氣體對電極產生嚴重濺射時的電位。如充氬氣時，氧化物電極位降大于26伏后，則電極產生嚴重濺射，電極氧化物層受到破壞，管端發黑。當電極位降進一步提高，則濺射更嚴重。這樣惡性循環下去，最后使熒光燈提前壽終。
6.熒光燈在啟動的瞬間，電極溫度較低，熱至發射很小，陰極位降很大，約有150伏以上，此時的放電主要是在啟動氣體氖氬中進行。從附表中看出，這一數值遠遠超過了電極濺射電位（充氬時濺射電位為26伏）。熒光燈在啟動的過程中對電極氧化物層濺射嚴重，使鋇層損失很大，這是熒光燈減短壽命的主要因素。
對策
現代陶瓷電極最基礎時的設計理念，就是針對熒光燈存在的以上問題及矛盾產生的，并在不斷實踐中改進和完善了其設計理念。
“現代陶瓷”這是美國人的說法，我們中國人稱它為“特種陶瓷”。現代科學技術全球化，所以我也稱之謂現代陶瓷，因為很多特種陶瓷隨著時間的變遷已經普通化了，只有“現代”才具有新穎性。
現代陶瓷在電光源學的心臟——熱電子發射體電極找到了它的應用，確是一件值得慶幸的事。這類以高熔點，低蒸氣壓金屬氧化物經陶瓷化制成的熱電子發射體電極，具有前所未有的優勢。二次大戰中期，人類發明了鎢釷電極的真空管，后來，由于采用間熱式方式耗功太大被半導體晶體管所替代。
時代進入二十一世紀后，隨著科技的進步，特別是隨著現代陶瓷技術的發展，如果我們還是沿用前人所走的老路，那就是對不起我們中華民族的祖先。現代陶瓷燈電極，采用高熔點、低蒸氣壓金屬氧化物制成。它可以廣泛地用在低氣壓冷、熱陰極熒光燈及其它氣體放電燈中。選用這種材料是因為其性能在高溫、高壓下的惰性氣體中特別適合。尤其是熔點高且蒸氣壓低的堿土和稀土元素，具有極佳的熱電子性能，作為熒光燈中的熱電子發射體是完全可以勝任的。
制造
現代陶瓷燈電極制成圓片、圓筒、蝶形等形狀及這些形狀的綜合。作為直熱式的電極是利用粉末冶金技術和特種制瓷技術，以細分散的亞態金屬（具有金屬態又具有氧化態的金屬，稱之為亞態金屬）微粒與其氧化物分散均勻，并經過稱重、干混、熱壓成型，在特定條件下于1480℃煅燒且引出電極。這種陶瓷在制造中混入的雜質已不能用化學分析法測定出來，不過光譜分析可以測出其雜質的痕量。
常溫時，我們所制造的現代陶瓷燈電極是一種絕緣體，而它本質上卻是一種半導體。根據半導體的能帶理論，在空的能帶中并無有用電子，而在高溫時，這空的能帶變成激活了的電子導帶。當轟擊電子的功能超過作為靶子的氧化物生成熱時，就會發生分解。現代陶瓷數碼健康燈已使用可變頻率的脈動電流，當顧客使用我們的產品時，給他們的感覺是一天比一天亮。這里，電解與化學還原無疑地促使施主原子出現，故，那些與之相反方向的電子對亞態金屬離子轟擊的機理做出了有用的貢獻。
應用
現代陶瓷燈電極的應用，對于附帶鎢絲電極的電極結構，可以大大降低電極的熱點溫度，并使其壽命延長。因為當燈管作為陽極的正半周期時電子向陽極運動，首先被現代陶瓷電極所接收，其電子并不流經鎢絲電極而直至導絲。這樣做的好處：
①電極在正半周期時現代陶瓷電極截獲不少電子，使鎢絲電極避免了電子轟擊，因而降低了電極熱點的溫度。
②現代陶瓷電極截獲的電子，不流經鎢絲電極而直至電源，使電極因減少了放電電流所產生的焦耳熱而使電極熱點溫度下降。
③由于現代陶瓷電極加強了正半周期收集電子的能力，因而使陽極位降值下降，正柱區輻射增加，電子波的輻射效率提高。
④現代陶瓷數碼健康燈特殊設計的電極是將鎢絲作為“觸發極”，熒光燈一旦啟動點燃，現代陶瓷電極兼有陰、陽和冷、熱極兩極的作用。并將其發射或接收的電子波集中成一條直線波，使電子發射的效率成倍地提高了。
現代陶瓷燈電極的應用，消除了由于燈電流在電極上轉化為熱能因而對電能的大量消耗，從而使熒光燈的能耗大幅度地降低。現代陶瓷燈電極對光、電的阻抗敏感可使熒光燈的鎮流器適應性大大提高。因而，可將其鎮流器集成化、數字化，使熒光燈的生產總成本降低且壽命與光效大幅度地提高。
現代陶瓷電極已滿意地用在低氣壓熱陰極熒光燈中了。它們表面光潔、尺寸準確與熱膨脹系數低等物理性質于燈的工作非常有利。這其中的互含量和制造工藝還可改進，以獲得最佳的條件來適應特定的設計。該電極裝置是很牢固的，因而適應于變化的情況。
與鎢絲電極或其它金屬電極相比，現代陶瓷電極具有抵抗毒化劑，從散射頻率中恢復，并保持沉積到最小限度等能力。因射頻輻射小，對環境保護很有利。且工作電壓、頻率、功率都可大幅度地改變，能給我們一個很長的服務周期。
人類在電光源技術方面走過了一段艱辛而漫長的路。在熒光燈生產技術發展的今天，使用現代陶瓷燈電極，CTC高透光率燈管玻璃，稀土三基色+ETC熒光粉及數碼鎮流器等高科技工藝技術。使我們制作的熒光燈，其照明光線幾乎與太陽光相同。這樣，就會使我們制造的現代陶瓷數碼健康燈，真正在激烈市場競爭中得到賣點。
