Главным фактором, определяющим экологическую опасность разрядных ламп, является наличие в них ртути в жидкой фазе. Работы по решению данной проблемы ведутся достаточно давно. В настоящее время можно выделить следующие направления повышения экологичности разрядных ламп:
1. Создание ЛЛ на безртутной основе. В рамках проработки данного направления делались попытки создания ЛЛ с использованием разряда в инертных газах (Ar, Ne, Xe), в молекулярных газах (аммиак, пары воды и перекиси водорода) и в парах кадмия (Cd). Однако, удовлетворительных результатов, соответствующих требованиям серийного и массового производства, они пока не дали.
2. Создание ЛЛ с уменьшенным количеством ртути. В ходе работ по данному направлению было установлено, что уменьшить количество жидкой ртути, вводимой в ЛЛ, можно с переходом на малые диаметры и малые габариты ЛЛ (до 3 мг), а также в безэлектродных ЛЛ (до 1 мг). Для ЛЛ с диаметром 38, 32, 26 мм количество ртути должно быть не менее 1 мг на 1000 ч работы лампы (15 ÷ 20 мг).
3. Создание ЛЛ с дозированием ртути в связанном состоянии.
4. Создание разрядных ламп с защитными покрытиями. Исследования показали, что наиболее перспективно использование защитных фторопластовых полимерных покрытий на малогабаритных КЛЛ, которые интенсивно приходят на смену ламп накаливания (особенно в быту), и безэлектродных ЛЛ, в которые можно дозировать достаточно малое количество ртути.
5. Создание серных безэлектродных ламп. Работы по ЛЛ низкого давления пока не проводились.
Достаточно подробно данные направления повышения экологичности разрядных ИС рассматривались нами на светотехнических конференциях.
Остановимся более подробно на возможности дозирования в ЛЛ ртути в связанном состоянии как наиболее перспективном в настоящее время. В связанном состоянии ртуть может вводиться в лампы:
• в виде порошка меркурида титана на подложке, который в откачанной;
• лампе выделяет пары ртути при нагреве подложки до 800-9000°С;
• в виде твердых амальгам.
Анализ показывает, что наиболее перспективным оказывается применение амальгамного метода. Замечательной особенностью амальгамных ЛЛ (АЛЛ) является то, что амальгама во время работы лампы выделяет оптимальное количество ртути (0,076 мг в ЛЛ мощностью 40 Вт), а в выключенном состоянии практически полностью поглощает ее из объема лампы. Утилизация АЛЛ также представляется более надежной ввиду того, что ртуть не «разбросана» в лампе, а находится в амальгаме. Кроме всего прочего, амальгамный метод введения ртути в ЛЛ оказывается практически незаменимым в случае ламп, работающих в условиях повышенных термических или электрических нагрузок (например, в закрытых светильниках). В данном случае использование вместо чистой ртути высокотемпературных амальгам (на основе Cd и In) позволяет обеспечить оптимальное давление паров ртути в лампе (РHg = 0,8 ÷ 1,0 Па) и, следовательно, максимальный световой поток (при использовании ртути в свободном состоянии он снижается на 20-30%). При работе ЛЛ в открытых светильниках используют низкотемпературные амальгамы (на основе свинца (Pb), олова (Sn) и висмута (Bi)). Лампы с такими амальгамами имеют одинаковые с ртутными ЛЛ зависимостями светового потока от температуры окружающей среды.
