JP2001076675A - Lamp sealing body made of functionally gradient material, its manufacture and lamp - Google Patents

Lamp sealing body made of functionally gradient material, its manufacture and lamp

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JP2001076675A
JP2001076675A JP25034299A JP25034299A JP2001076675A JP 2001076675 A JP2001076675 A JP 2001076675A JP 25034299 A JP25034299 A JP 25034299A JP 25034299 A JP25034299 A JP 25034299A JP 2001076675 A JP2001076675 A JP 2001076675A
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JP
Japan
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conductive inorganic
powder
inorganic substance
lamp
inorganic material
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JP25034299A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Sugaya
勝美 菅谷
Akishi Miyanaga
晶司 宮永
Mitsuru Ikeuchi
満 池内
Koji Tagawa
幸治 田川
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a region of high electric conductivity in spite of low conductive inorganic material component concentration by allowing the average cross sectional area of conductive inorganic material granular bodies on an arbitrary cross section in the region having the conductive inorganic material component concentration of a range to satisfy the prescribed conditions. SOLUTION: An average cross-sectional area S of conductive inorganic material granular bodies on an arbitrary cross section in the region having a conductive inorganic material component concentration of 15-30 vol.% satisfies the equation 1, where S is the average cross sectional area (μm2) of the conductive inorganic material granular bodies, and C is the conductive inorganic component concentration (vol.%). The average cross sectional area (μm2) is the total cross- sectional area (μm2) divided by the number of granular bodies, and the total cross sectional area is obtained by microscope photographing. The conductive inorganic material component is molybdenum, the insulating inorganic material component is silica, and the insulating inorganic material powder having the average grain size twice the average grain size of the conductive inorganic powder or above is preferably used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水銀ランプ、キセ
ノンランプ、メタルハライドランプおよびハロゲンラン
プなどの気密封止構造を形成するための傾斜機能材料製
ランプ用封止体およびその製造方法並びにランプに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functionally graded material sealing body for forming a hermetically sealed structure such as a mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, and a halogen lamp, a method of manufacturing the same, and a lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】傾斜機能材料は、例えば金属よりなる導
電性無機物質成分と金属酸化物よりなる絶縁性無機物質
成分との混合焼結体により構成され、特定の一方向に向
かうに従って導電性無機物質成分濃度が段階的または連
続的に変化することにより、導電性無機物質成分濃度が
高い導電性部分と、導電性無機物質成分濃度が零または
当該濃度が低い絶縁性部分とが、異なる個所に位置され
た一体の固体材料であり、例えばランプのバルブにおけ
る気密封止構造の構成において、電流供給路を形成する
封止体として好適に用いられる。
2. Description of the Related Art A functionally graded material is composed of, for example, a mixed sintered body of a conductive inorganic material component composed of a metal and an insulating inorganic material component composed of a metal oxide. When the substance component concentration changes stepwise or continuously, the conductive part having a high conductive inorganic substance component concentration and the insulating part having a conductive inorganic substance component concentration of zero or the low concentration are located at different places. It is a solid material that is positioned and is suitably used as a sealing body that forms a current supply path in a hermetic sealing structure of a lamp bulb, for example.

【0003】従来、このような傾斜機能材料を製造する
方法としては、乾式法が有利に利用されている。この乾
式法においては、例えばモリブデンよりなる導電性無機
物質粉末と、例えばシリカよりなる絶縁性無機物質粉末
とを異なる割合で混合することにより、導電性無機物質
粉末の含有割合が異なる複数の混合粉末を調製してお
き、通常、成型用の金型内に、先ず導電性無機物質粉末
を含有しない絶縁性無機物質粉末のみを重力を利用して
充填して絶縁性無機物質粉末層を形成し、その上に、導
電性無機物質粉末の含有割合が最も低い混合粉末から順
に層状に充填して、加圧して混合う粉末層の複数を形成
して粉末積層体を形成する。そして、このようにして得
られる粉末積層体を加熱して一体の焼結体とすることに
より、絶縁性無機物質層上に、各々においては均一な導
電性無機物質成分濃度を有する混合物層の複数が、下か
ら上に向かうに従って導電性無機物質成分濃度が順次に
段階的に高くなるよう積層された傾斜機能材料が製造さ
れる。
Conventionally, as a method for producing such a functionally gradient material, a dry method has been advantageously used. In this dry method, for example, by mixing a conductive inorganic material powder made of, for example, molybdenum and an insulating inorganic material powder made of, for example, silica at different ratios, a plurality of mixed powders having different conductive inorganic material powder content ratios Is prepared, usually, in a mold for molding, first, only the insulating inorganic material powder containing no conductive inorganic material powder is filled using gravity to form an insulating inorganic material powder layer, On top of this, the mixed powder having the lowest content ratio of the conductive inorganic material powder is filled in layers in order, and a plurality of powder layers to be mixed are formed under pressure to form a powder laminate. Then, by heating the powder laminate thus obtained to form an integral sintered body, a plurality of mixture layers each having a uniform concentration of the conductive inorganic substance component are formed on the insulating inorganic substance layer. However, a functionally graded material laminated such that the concentration of the conductive inorganic substance component is gradually increased from bottom to top is manufactured.

【0004】この傾斜機能材料の混合物層の各々におい
ては、絶縁性無機物質成分または導電性無機物質成分の
何れかの成分が偏在した状態とならないよう、絶縁性無
機物質粉末および導電性無機物質粉末として、通常、そ
れらの平均粒子径が同程度のものが用いられている。
In each of the mixture layers of the functionally graded material, the insulating inorganic material powder and the conductive inorganic material powder are so arranged that either the insulating inorganic material component or the conductive inorganic material component is not unevenly distributed. Usually, those having the same average particle diameter are used.

【0005】而して、このような傾斜機能材料を実際に
傾斜機能材料製ランプ用封止体として用いる場合には、
当該傾斜機能材料にリード棒を電気的に接続された状態
で連結することが必要であり、これを達成するために、
粉末積層体を仮焼結して得られる仮焼結体に、その端面
から積層方向に伸びるリード棒挿入用孔を形成してこれ
にリード棒を挿入し、この状態で仮焼結体を加熱して焼
結処理することにより、当該リード棒を傾斜機能材料に
一体に固着させて傾斜機能材料製ランプ用封止体を製造
する方法が利用されている。
[0005] When such a functionally graded material is actually used as a sealing body for a lamp made of a functionally graded material,
It is necessary to connect the lead bar to the functionally graded material in an electrically connected state, and to achieve this,
In the temporary sintered body obtained by temporarily sintering the powder laminated body, a lead rod insertion hole extending from the end face in the laminating direction is formed, the lead rod is inserted therein, and the temporary sintered body is heated in this state Then, the lead rod is integrally fixed to the functionally graded material by sintering, and a method of manufacturing a lamp seal made of a functionally graded material is used.

【0006】然るに、傾斜機能材料において導電性が得
られる領域は、一般に、導電性無機物質濃度が20体積
%以上の領域であり、実際上の傾斜機能材料製ランプ用
封止体においては、リード棒を十分な導電性が確保され
た状態で連結するために、絶縁性無機物質層側から挿入
されるリード棒の先端は導電性無機物質成分濃度が20
体積%以上である混合物層にまで達している必要があ
る。しかしながら、このような構成では、リード棒の必
要挿入長さが大きくなり、傾斜機能材料として、積層方
向に大きいものが必要となる、という問題がある。
However, the region where conductivity is obtained in the functionally gradient material is generally a region where the concentration of the conductive inorganic substance is 20% by volume or more. In order to connect the rods while ensuring sufficient conductivity, the tip of the lead rod inserted from the insulating inorganic material layer side has a conductive inorganic material component concentration of 20%.
It is necessary to reach a mixture layer which is at least volume%. However, in such a configuration, there is a problem that the required insertion length of the lead bar becomes large, and a material having a large gradient in the stacking direction is required as the functionally gradient material.

【0007】また、ランプからの発光量を多くする目的
で大電流を流すためには、リード棒と傾斜機能材料との
間の電気的抵抗が小さいことが必要であり、この条件を
傾斜機能材料の積層方向の長さを大きくせずに満足させ
るためには、例えばリード棒が傾斜機能材料と固着され
る領域の導電性無機物質濃度を高くすればよいが、この
場合には、傾斜機能材料における導電性無機物質成分の
総含有量が大きくなるために不経済であり、そのうえ導
電性無機物質成分濃度の変化割合を大きくすることが必
要となる結果、傾斜機能材料は十分に良好な特性を有す
るものとならない、という問題がある。
In order to allow a large current to flow in order to increase the amount of light emitted from the lamp, it is necessary that the electrical resistance between the lead rod and the functionally graded material be small. In order to satisfy the above without increasing the length in the stacking direction, for example, the concentration of the conductive inorganic substance in the region where the lead rod is fixed to the functionally gradient material may be increased. It is uneconomical because the total content of the conductive inorganic material component in the above becomes uneconomic, and furthermore, it is necessary to increase the rate of change of the conductive inorganic material component concentration. As a result, the functionally graded material has sufficiently good characteristics. There is a problem that it does not have.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
導電性無機物質成分濃度が低いにもかかわらず電気伝導
性の高い領域を有する傾斜機能材料製ランプ用封止体を
提供することにある。本発明の他の目的は、導電性無機
物質成分濃度が低いにもかかわらず、電気伝導性の高い
領域を有する傾斜機能材料製ランプ用封止体を製造する
方法を提供することにある。また、本発明の更に他の目
的は、リード棒と傾斜機能材料よりなる封止部材とを電
気的に十分に接続することができ、しかも良好な特性を
有する封止体によって気密封止構造が構成され、高い性
能と信頼性とを有するランプを提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to provide:
An object of the present invention is to provide a functionally graded material sealed body for a lamp having a region having a high electric conductivity despite a low concentration of a conductive inorganic substance component. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sealed body for a lamp made of a functionally graded material, which has a region with high electrical conductivity despite a low concentration of a conductive inorganic substance component. Still another object of the present invention is to provide a hermetically sealed structure by a sealing body which can electrically connect the lead bar and the sealing member made of a functionally graded material sufficiently and has good characteristics. It is an object of the present invention to provide a lamp that is configured and has high performance and reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の傾斜機能材料製
ランプ用封止体は、傾斜機能材料よりなる封止部材と、
この封止部材に固着されたリード棒とよりなり、前記封
止部材は、絶縁性無機物質層と、各々導電性無機物質成
分と絶縁性無機物質成分との混合物からなる複数の混合
物層とが積層されてなり、混合物層の各々は、前記絶縁
性無機物質層に隣接するものから順に導電性無機物質成
分濃度が段階的または連続的に増大する積層体よりなる
傾斜機能材料により構成され、前記傾斜機能材料は、導
電性無機物質成分濃度が15体積%以上で30体積%以
下である領域の任意の断面における導電性無機物質粒様
体の平均断面積Sが下記の式1の条件を満たすものであ
ることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a seal for a lamp made of a functionally graded material, comprising: a sealing member made of a functionally graded material;
The sealing member includes a lead rod fixed to the sealing member, and the sealing member includes an insulating inorganic material layer and a plurality of mixture layers each including a mixture of a conductive inorganic material component and an insulating inorganic material component. Laminated, each of the mixture layers is made of a functionally graded material consisting of a laminate in which the concentration of the conductive inorganic substance component increases stepwise or continuously in order from the one adjacent to the insulating inorganic substance layer, The functionally graded material has an average cross-sectional area S of the conductive inorganic substance granules in an arbitrary cross section in a region where the conductive inorganic substance component concentration is 15% by volume or more and 30% by volume or less satisfies the condition of the following formula 1. It is characterized by being.

【0010】[0010]

【数2】式1 S≧−0.03C2 +2.19C−19.1 (Sは導電性無機物質粒様体の平均断面積〔単位:μm
2 〕、Cは導電性無機物質成分濃度〔単位:体積%〕で
ある。)
Formula 1 S ≧ -0.03C 2 + 2.19C-19.1 (S is the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material [unit: μm
2 ] and C is the concentration of the conductive inorganic substance component [unit: volume%]. )

【0011】また、導電性無機物質成分がモリブデンで
あり、絶縁性無機物質成分がシリカであることが好まし
い。
Preferably, the conductive inorganic substance component is molybdenum, and the insulating inorganic substance component is silica.

【0012】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体の
製造方法は、上記の傾斜機能材料製ランプ用封止体を製
造する方法であって、導電性無機物質粉末と絶縁性無機
物質粉末とを混合することによって調製された混合粉末
を用いて導電性無機物質粉末の含有割合が15体積%以
上で30体積%以下である混合粉末層を形成する工程に
おいて、絶縁性無機物質粉末として、その平均粒子径が
導電性無機物質粉末の平均粒子径の2倍以上のものを用
いることを特徴とする。
[0012] The method for producing a lamp seal made of a functionally graded material according to the present invention is a method for producing the above-mentioned seal for lamps made of a functionally graded material, comprising a conductive inorganic substance powder and an insulating inorganic substance powder. In the step of forming a mixed powder layer in which the content of the conductive inorganic material powder is 15 vol% or more and 30 vol% or less using the mixed powder prepared by mixing It is characterized in that the average particle diameter is at least twice the average particle diameter of the conductive inorganic substance powder.

【0013】本発明のランプは、上記の傾斜機能材料製
ランプ用封止体により、気密封止構造が形成されてなる
ことを特徴とする。
The lamp of the present invention is characterized in that a hermetic sealing structure is formed by the above-mentioned sealing body for a lamp made of a functionally graded material.

【0014】[0014]

【作用】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体によれ
ば、封止部材を構成する傾斜機能材料における導電性無
機物質成分濃度の低い特定の領域において、導電性無機
物質粒様体が絶縁性無機物質粒子の周辺部分に存在し、
隣接する導電性無機物質粒様体が実質的に導電性を有す
る状態に連続した組織状態が形成されることにより、当
該領域は、導電性無機物質成分濃度が低いにもかかわら
ず高い電気伝導性を有するものとなる。
According to the functionally graded lamp sealing body of the present invention, the conductive inorganic substance granular material is insulated in a specific region where the concentration of the conductive inorganic substance component in the functionally gradient material constituting the sealing member is low. Exists in the peripheral portion of the inorganic particles,
By forming a continuous tissue state in a state where the adjacent conductive inorganic substance granular bodies have substantially conductivity, the region has high electrical conductivity despite the low conductive inorganic substance component concentration. Will have.

【0015】また、特定の領域は、導電性無機物質成分
濃度が低いにもかかわらず高い電気伝導性を有するた
め、傾斜機能材料よりなる封止部材における導電性部分
の領域が実質的に大きくなり、その結果、連結されるリ
ード棒との間の電気的抵抗を小さくすることができるの
で、同一の条件において流れる電流値を大きくすること
ができる。
Further, since the specific region has high electric conductivity despite the low concentration of the conductive inorganic substance component, the region of the conductive portion in the sealing member made of the functionally graded material becomes substantially large. As a result, the electric resistance between the connected lead rods can be reduced, and the value of the current flowing under the same conditions can be increased.

【0016】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体の
製造方法によれば、特定の濃度状態の混合粉末層を形成
する工程において、絶縁性無機物質粉末と導電性無機物
質粉末との平均粒子径の比が特定の範囲にあるものを用
いることにより、得られる傾斜機能材料製ランプ用封止
体において導電性無機物質粒様体の実効的な断面積が大
きくなり、その結果、導電性無機物質成分濃度が低いに
もかかわらず電気伝導性の高い領域を有する傾斜機能材
料製ランプ用封止体を得ることができる。
According to the method of manufacturing a lamp seal made of a functionally graded material of the present invention, in the step of forming a mixed powder layer having a specific concentration, an average of an insulating inorganic material powder and a conductive inorganic material powder is used. By using one having a particle diameter ratio in a specific range, the effective cross-sectional area of the conductive inorganic substance particles in the obtained functionally graded lamp sealing body is increased, and as a result, the conductive inorganic substance It is possible to obtain a sealed body for a lamp made of a functionally graded material, which has a region with high electric conductivity despite the low concentration of the substance component.

【0017】本発明のランプによれば、リード棒と傾斜
機能材料よりなる封止部材とを電気的に十分に接続する
ことができ、良好な特性を有する上記の傾斜機能材料製
ランプ用封止体によって気密封止構造が構成され、高い
性能と信頼性とを得ることができる。
According to the lamp of the present invention, the lead rod and the sealing member made of the functionally graded material can be electrically connected sufficiently, and the above-mentioned sealing for the lamp made of the functionally graded material having good characteristics. A hermetic sealing structure is constituted by the body, and high performance and reliability can be obtained.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
ついて詳細に説明する。図1は、本発明の傾斜機能材料
製ランプ用封止体の構成の一例を示す説明用断面図であ
る。この傾斜機能材料製ランプ用封止体10は、傾斜機
能材料よりなる封止部材11を具えてなり、この封止部
材11は、一端(図で左端)に位置する、絶縁性無機物
質層の端面から導電性無機物質成分濃度が増加する方向
に伸びるよう形成された内部リード棒挿入用孔11A
と、他端(図で右端)に位置する、導電性無機物質成分
濃度が最も高い混合粉末層の端面から伸びる外部リード
棒挿入用孔11Bを有する。この内部リード棒挿入用孔
11Aおよび外部リード棒用孔11Bの形状は、その外
径が挿入される内部リード棒13あるいは外部リード棒
15の外径に適合する大きさとされる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of a lamp sealing body made of a functionally graded material of the present invention. This lamp sealing body 10 made of a functionally graded material includes a sealing member 11 made of a functionally graded material, and the sealing member 11 is formed of an insulating inorganic material layer located at one end (the left end in the figure). Internal lead rod insertion hole 11A formed to extend from the end face in the direction in which the concentration of the conductive inorganic substance component increases.
And an external lead rod insertion hole 11B located at the other end (right end in the figure) and extending from the end face of the mixed powder layer having the highest concentration of the conductive inorganic substance component. The shape of the internal lead rod insertion hole 11A and the external lead rod hole 11B is such that the outer diameter thereof is adapted to the external diameter of the internal lead rod 13 or the external lead rod 15 to be inserted.

【0019】封止部材11の内部リード棒挿入用孔11
A内には、先端部分に金属コイルが巻かれることにより
放電電極(図示せず)が形成された内部リード棒13の
基端部分が挿入されて固着されている。一方、外部リー
ド棒挿入用孔11B内には、外部リード棒15の一端側
部分が挿入されて固着されており、内部リード棒13、
封止部材11および外部リード棒15が一体に連結され
たものとされている。
The internal lead rod insertion hole 11 of the sealing member 11
In A, a base end portion of an internal lead rod 13 having a discharge electrode (not shown) formed by winding a metal coil around a front end portion is inserted and fixed. On the other hand, one end portion of the external lead rod 15 is inserted and fixed in the external lead rod insertion hole 11B.
The sealing member 11 and the external lead rod 15 are integrally connected.

【0020】内部リード棒13は、タングステン線より
なるものとされ、外部リード棒15は、タングステン線
またはモリブデン線などの金属線よりなるものとされ
る。そして、内部リード棒13および外部リード棒15
の外径は、各々ランプに必要な電流容量を考慮して定め
られる。
The inner lead rod 13 is made of a tungsten wire, and the outer lead rod 15 is made of a metal wire such as a tungsten wire or a molybdenum wire. Then, the inner lead rod 13 and the outer lead rod 15
Is determined in consideration of the current capacity required for each lamp.

【0021】封止部材11を構成する傾斜機能材料は、
絶縁性無機物質層と、この絶縁性無機物質層上に積層さ
れた、絶縁性無機物質成分と導電性無機物質成分との均
一な混合物からなる複数の混合物層とから構成され、特
定の一方向に向かうに従って導電性無機物質成分濃度が
段階的に増大する状態に積層されている。
The functionally gradient material constituting the sealing member 11 is as follows:
Insulating inorganic material layer, laminated on this insulating inorganic material layer, composed of a plurality of mixture layers consisting of a uniform mixture of insulating inorganic material component and conductive inorganic material component, a specific one direction , The conductive inorganic substance component concentration is gradually increased.

【0022】絶縁性無機物質成分として好適に用いられ
る材質の具体例としては、例えばシリカ、石英、アルミ
ナ、ジルコニア、マグネシア、炭化けい素、炭化チタ
ン、窒化けい素、酸窒化アルミニウムなどが挙げられ
る。また、導電性無機物質成分として好適に用いられる
材質の具体例としては、例えばモリブデン、ニッケル、
タングステン、タンタル、クロム、白金、亜鉛などが挙
げられる。ランプ封止体10によって気密封止構造が構
成されるランプのバルブがシリカガラスの場合において
は、導電性無機物質成分がモリブデンであり、かつ絶縁
性無機物質成分がシリカであることが好ましい。
Specific examples of materials suitably used as the insulating inorganic substance component include, for example, silica, quartz, alumina, zirconia, magnesia, silicon carbide, titanium carbide, silicon nitride, aluminum oxynitride and the like. Further, specific examples of the material suitably used as the conductive inorganic substance component include, for example, molybdenum, nickel,
Examples include tungsten, tantalum, chromium, platinum, and zinc. When the bulb of the lamp having the hermetic sealing structure formed by the lamp sealing body 10 is silica glass, it is preferable that the conductive inorganic substance component is molybdenum and the insulating inorganic substance component is silica.

【0023】そして、封止部材11は、当該傾斜機能材
料における導電性無機物質成分濃度が15体積%以上で
30体積%以下である領域(以下、「特定濃度領域」と
もいう。)における任意の断面において、導電性無機物
質粒様体の平均断面積Sが、導電性無機物質成分濃度C
に対して、下記の式1の条件を満たすものである。
The sealing member 11 has an arbitrary concentration in a region where the conductive inorganic substance component concentration in the functionally graded material is not less than 15% by volume and not more than 30% by volume (hereinafter also referred to as "specific concentration region"). In the cross section, the average cross-sectional area S of the conductive inorganic substance granular material is determined by the conductive inorganic substance component concentration C
Satisfies the condition of Equation 1 below.

【0024】[0024]

【数3】式1 S≧−0.03C2 +2.19C−19.1 (Sは導電性無機物質粒様体の平均断面積〔単位:μm
2 〕、Cは導電性無機物質成分濃度〔単位:体積%〕で
ある。)
Equation 1 S ≧ −0.03C 2 + 2.19C−19.1 (S is the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material [unit: μm
2 ] and C is the concentration of the conductive inorganic substance component [unit: volume%]. )

【0025】ここで、「導電性無機物質粒様体の平均断
面積」は、特定濃度領域における任意の断面を研磨して
得られる研磨面の一部を顕微鏡により撮影し、その画像
における導電性無機物質粒様体の数および当該導電性無
機物質粒様体の断面積の合計(以下、「合計断面積」と
もいう。)を求め、下記式2により算出される値であ
る。すなわち、「導電性無機物質粒様体の平均断面積」
は、実質的に特定濃度領域における導電性無機物質粒様
体の平均的な大きさを示すものである。
Here, the "average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate material" means that a part of a polished surface obtained by polishing an arbitrary cross section in a specific concentration region is photographed with a microscope, and the conductive inorganic material in the image is taken. The sum of the number of particles and the cross-sectional area of the conductive inorganic substance particles (hereinafter, also referred to as “total cross-sectional area”) is a value calculated by the following formula 2. In other words, "the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material"
Indicates an average size of the conductive inorganic substance granular material substantially in a specific concentration region.

【0026】[0026]

【数4】式2 平均断面積(μm2 )=合計断面積(μm2 )/粒様体
の数
## EQU4 ## Equation 2 average cross-sectional area (μm 2 ) = total cross-sectional area (μm 2 ) / number of granules

【0027】この特定濃度領域において、導電性無機物
質成分は、複数の粒子が密集したような形状を有する導
電性無機物質粒様体として存在しており、しかも隣接す
る導電性無機物質粒様体が実質的に導電性を有する状態
に連続した組織状態となっており、従って、その平均断
面積Sが大きいことは、電気的抵抗が小さくて導電性が
大きいことを意味する。
In this specific concentration region, the conductive inorganic material component exists as a conductive inorganic material particle having a shape in which a plurality of particles are densely packed, and the adjacent conductive inorganic material particles are substantially separated. Therefore, a large average cross-sectional area S means that the electrical resistance is small and the conductivity is large.

【0028】以上の構成の傾斜機能材料製ランプ用封止
体10は、次のような方法によって製造することができ
る。例えば、ピン状の孔形成用成型部材が底部材に垂立
して設けられた円筒状の成型用金型内に絶縁性無機物質
粉末を充填し、絶縁性無機物質粉末層を形成し、その上
に導電性無機物質粉末と絶縁性無機物質粉末とが、異な
る割合で、しかも絶縁性無機物質粉末および導電性無機
物質粉末の粉末粒子の形状が崩されることがないように
緩やかな条件で混合された、導電性無機物質粉末の含有
割合が異なる複数の混合粉末を、導電性無機物質粉末の
含有割合が最も低い混合粉末から順に金型内に層状に充
填し、粉末積層体を形成する。その後、ピン状の孔形成
用成型部材を有する加圧用部材により加圧され、これに
より、加圧成型体である積層成型体が形成される。そし
て、積層成型体に対して、水素雰囲気中において例えば
1000〜1200℃を最高加熱温度として加熱するこ
とにより、孔形成用成型部材が除去されて形成されたリ
ード棒挿入用孔11Aおよび外部リード棒挿入用孔11
Bを有する仮焼結体が得られる。このリード棒挿入用孔
11Aおよび外部リード棒挿入用孔11Bは、例えば円
柱状の仮焼結体に孔形成加工を施すことによって形成す
ることも可能である。
The lamp sealing body 10 made of a functionally graded material having the above structure can be manufactured by the following method. For example, a pin-shaped hole forming molding member is filled with an insulating inorganic material powder in a cylindrical molding die provided vertically on a bottom member, and an insulating inorganic material powder layer is formed. The conductive inorganic material powder and the insulating inorganic material powder are mixed in different ratios under gentle conditions so that the shapes of the powder particles of the insulating inorganic material powder and the conductive inorganic material powder are not broken. A plurality of mixed powders having different contents of the conductive inorganic material powder are filled in a mold in layers in order from the mixed powder having the lowest content of the conductive inorganic material powder to form a powder laminate. Thereafter, pressure is applied by a pressing member having a pin-shaped hole forming member, whereby a laminated molded body that is a pressed molded body is formed. Then, by heating the laminated molded body in a hydrogen atmosphere at a maximum heating temperature of, for example, 1000 to 1200 ° C., a lead rod insertion hole 11A formed by removing the hole forming member and an external lead rod are formed. Insertion hole 11
A temporary sintered body having B is obtained. The lead rod insertion hole 11A and the external lead rod insertion hole 11B can be formed, for example, by subjecting a columnar temporary sintered body to a hole forming process.

【0029】この仮焼結体のリード棒挿入用孔11A内
に、先端部分に放電電極が形成される内部リード棒13
の基端部分が挿入されると共に、外部リード棒挿入用孔
11B内に外部リード棒15の一端部分が挿入され、こ
の状態で、真空中において例えば1500〜2000℃
を最高温度として焼結処理することにより、仮焼結体が
最終的に焼結体よりなる傾斜機能材料とされると同時
に、当該傾斜機能材料よりなる封止部材11に、内部リ
ード棒13および外部リード棒15がいわゆる焼き締め
によって一体的に固着されて結合されてなる、傾斜機能
材料製ランプ用封止体10が製造される。
In the lead rod insertion hole 11A of the pre-sintered body, an internal lead rod 13 having a discharge electrode formed at the tip is formed.
At the same time, one end of the external lead rod 15 is inserted into the external lead rod insertion hole 11B.
At the maximum temperature, the pre-sintered body is finally made into a functionally graded material made of a sintered body, and at the same time, the internal lead rod 13 and The lamp sealing body 10 made of a functionally graded material, in which the external lead bar 15 is integrally fixed and connected by so-called baking, is manufactured.

【0030】導電性無機物質粉末の含有割合が15体積
%以上で30体積%以下となる混合粉末層のすべてある
いは少なくとも1つを形成する工程においては、例え
ば、絶縁性無機物質粉末として、その平均粒子径が導電
性無機物質粉末の平均粒子径の2倍以上のものを用いて
混合粉末が調製され、この混合粉末を用いることによ
り、得られる傾斜機能材料製ランプ用封止体10の封止
部材11において、上記式1の条件を満たすことができ
る。これは、導電性無機物質粒様体の平均断面積の大き
さが、傾斜機能材料を製造するために用いられる導電性
無機物質粉末の平均粒子径などの影響を受けるからであ
る。
In the step of forming all or at least one of the mixed powder layers in which the content ratio of the conductive inorganic substance powder is not less than 15% by volume and not more than 30% by volume, for example, the insulating inorganic substance powder may be used as an average. A mixed powder is prepared using a conductive inorganic substance powder having a particle diameter that is at least twice the average particle diameter of the conductive inorganic material powder, and by using this mixed powder, sealing of the obtained functionally graded lamp sealing body 10 for sealing is performed. In the member 11, the condition of the above equation 1 can be satisfied. This is because the size of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material is affected by the average particle diameter of the conductive inorganic substance powder used for producing the functionally gradient material.

【0031】以上のような構成の傾斜機能材料製ランプ
用封止体10によれば、後述する実験例から明らかなよ
うに、封止部材11を構成する傾斜機能材料における特
定濃度領域において、導電性無機物質成分濃度が低いに
もかかわらず高い電気伝導性を得ることができる。すな
わち、特定濃度領域において、同一の導電性無機物質成
分濃度で一層高い導電性が得られ、例えば導電性無機物
質成分濃度が20体積%未満の領域であっても、実質的
な導電性を有するものとなり、導電性無機物質成分濃度
が20体積%以上で30体積%以下の領域は、より大き
な電気伝導性を有するものとなる。
According to the functionally graded lamp sealing body 10 having the above-described structure, as will be apparent from an experimental example described later, the conductive material is formed in a specific concentration region of the functionally graded material constituting the sealing member 11. High electrical conductivity can be obtained despite the low inorganic inorganic component concentration. That is, in the specific concentration region, higher conductivity is obtained at the same concentration of the conductive inorganic substance component. For example, even in a region where the concentration of the conductive inorganic substance component is less than 20% by volume, substantial conductivity is obtained. The region where the concentration of the conductive inorganic substance component is not less than 20% by volume and not more than 30% by volume has higher electric conductivity.

【0032】従って、絶縁性無機物質層から挿入された
内部リード棒13の基端部分は、導電性無機物質成分濃
度が15体積%以上である混合物層にまで達していれば
実用上、十分な導電性を確保することができる。すなわ
ち、内部リード棒13の基端部分が、例えば導電性無機
物質成分濃度が15体積%以上である混合物層にまで達
している構成により、傾斜機能材料よりなる封止部材1
1と内部リード棒13との間の電気的抵抗を小さいもの
とすることができる。
Therefore, if the base end portion of the internal lead rod 13 inserted from the insulating inorganic material layer reaches a mixture layer having a conductive inorganic material component concentration of 15% by volume or more, it is practically sufficient. Conductivity can be ensured. That is, the sealing member 1 made of the functionally gradient material has a configuration in which the base end portion of the internal lead rod 13 reaches, for example, a mixture layer having a conductive inorganic substance component concentration of 15% by volume or more.
The electrical resistance between the lead wire 1 and the inner lead rod 13 can be reduced.

【0033】また、特定濃度領域において高い電気伝導
性を有するため、傾斜機能材料よりなる封止部材11に
おける導電性部分の領域が大きくなり、その結果、例え
ば導電性無機物質成分濃度が15体積%の混合物層にお
ける抵抗率を、従来のものに比して例えば10%以上も
小さくすることができる。従って、この傾斜機能材料製
ランプ用封止体10を用いたランプでは、同一の条件に
おいて流れる電流値を大きくすることが可能となり、発
光量を大きくすることができる。
Further, since it has high electric conductivity in the specific concentration region, the region of the conductive portion in the sealing member 11 made of the functionally graded material becomes large, and as a result, for example, the conductive inorganic substance component concentration becomes 15% by volume. Can be reduced, for example, by 10% or more as compared with the conventional one. Therefore, in the lamp using the functionally graded lamp sealing body 10, the value of the current flowing under the same conditions can be increased, and the amount of light emission can be increased.

【0034】特定濃度領域に係る式2において、導電性
無機物質粒様体の平均断面積が過小な場合には、当該領
域において実質的な導電性が得られず、従って、上記の
ような作用効果を得ることができない。
In the equation (2) relating to the specific concentration region, when the average sectional area of the conductive inorganic substance granular material is too small, substantial conductivity cannot be obtained in the region, and therefore, the above-described operation and effect are obtained. Can not get.

【0035】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体1
0の製造方法によれば、導電性無機物質粉末の含有割合
が15体積%以上で30体積%以下である混合粉末層を
形成する工程において、絶縁性無機物質粉末として、そ
の平均粒子径が、当該層を構成する導電性無機物質粉末
の平均粒子径の2倍以上のものを用いることにより、得
られる傾斜機能材料製ランプ用封止体10において、特
定濃度領域における上記の式1の条件を満たし、従っ
て、導電性無機物質成分濃度が低いにもかかわらず電気
伝導性の高い領域を有するものを確実に製造することが
できる。
The sealing body 1 for a lamp made of a functionally gradient material according to the present invention.
According to the production method No. 0, in the step of forming a mixed powder layer in which the content ratio of the conductive inorganic substance powder is 15% by volume or more and 30% by volume or less, the average particle diameter of the insulating inorganic substance powder is By using a conductive inorganic substance powder constituting the layer having an average particle diameter of twice or more, the condition of the above-described formula 1 in a specific concentration region is satisfied in the obtained functionally graded material sealing body for lamp 10. Accordingly, it is possible to reliably manufacture a product having a region with high electrical conductivity despite the low concentration of the conductive inorganic substance component.

【0036】また、従来は、内部リード棒13の基端部
分が導電性無機物質成分濃度が20体積%以上である混
合物層にまで達するまで挿入することが必要であったも
のを、導電性無機物質成分濃度が15体積%である混合
物層にまで挿入することにより同等の電気的な接続状態
を実現することができる。従って、封止部材11はその
全長が小さいものでよく、また孔加工や成形などによる
歪みを抑制することがきる。
Further, conventionally, it was necessary to insert until the base end portion of the internal lead rod 13 reached a mixture layer having a conductive inorganic substance component concentration of 20% by volume or more. An equivalent electrical connection state can be realized by inserting the mixture into the mixture layer having a substance component concentration of 15% by volume. Therefore, the entire length of the sealing member 11 may be small, and distortion due to hole processing or molding can be suppressed.

【0037】絶縁性無機物質粉末の平均粒子径が過小で
ある場合には、得られる傾斜機能材料製ランプ用封止体
10の封止部材11の特定濃度領域において特定の大き
さを有する導電性無機物質粒様体が必ずしも形成され
ず、従って、上記のような作用効果を確実に得ることが
できない。
When the average particle size of the insulating inorganic material powder is too small, the conductive material having a specific size in a specific concentration region of the sealing member 11 of the obtained sealing member 10 for a ramp made of a functionally graded material is obtained. Inorganic substance granules are not necessarily formed, and therefore, the above-described effects cannot be reliably obtained.

【0038】図2は、本発明による傾斜機能材料製ラン
プ用封止体を用いた放電ランプの構成の一例を示す概略
図である。この放電ランプにおいて、20はシリカガラ
スよりなるバルブ、11は既述の傾斜機能材料製ランプ
用封止体、22は放電電極、23は内部リード棒、24
は外部リード棒である。この傾斜機能材料製ランプ用封
止体10は、その一端側部分がバルブ20の封止管部2
1内に挿入され、溶着されて気密封止構造が形成されて
いる。この構造においては、外部リード棒24から、傾
斜機能材料製ランプ用封止体10を構成する封止部材1
1を介して、内部リード棒23および放電電極22に到
る電気導入用経路が形成されている。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a configuration of a discharge lamp using the lamp sealing material made of a functionally gradient material according to the present invention. In this discharge lamp, 20 is a bulb made of silica glass, 11 is a lamp seal made of the above-described functionally graded material, 22 is a discharge electrode, 23 is an internal lead rod, 24
Is an external lead rod. The sealing member 10 for a ramp made of a functionally graded material has one end side portion of the sealing tube 2 of the bulb 20.
1 and welded to form a hermetic sealing structure. In this structure, the sealing member 1 constituting the sealing body 10 for a ramp made of a functionally graded material is formed from the external lead rod 24.
1, a path for introducing electricity to the internal lead bar 23 and the discharge electrode 22 is formed.

【0039】このような構成によれば、内部リード棒2
3と傾斜機能材料よりなる封止部材11とを電気的に十
分に接続することができ、良好な特性を有する上記の傾
斜機能材料製ランプ用封止体10によって気密封止構造
が構成され、高い性能と信頼性とを得ることができる。
According to such a configuration, the inner lead rod 2
3 and the sealing member 11 made of the functionally graded material can be electrically connected sufficiently, and the hermetic sealing material made of the functionally graded lamp having good characteristics has a hermetic sealing structure. High performance and reliability can be obtained.

【0040】図3は、本発明の傾斜機能材料製ランプ用
封止体の構成の他の例を示す説明用断面図である。この
傾斜機能材料製ランプ用封止体10は、傾斜機能材料よ
りなる封止部材11に、内部リード棒13および外部リ
ード棒15が一体に連結されている代わりに、当該封止
部材11の長さ方向に伸びるリード棒19が貫通した状
態で一体に連結されている点以外は図1の傾斜機能材料
製ランプ用封止体10と同様の構成を有する。このよう
な、封止部材11においてその長さ方向にリード棒19
が貫通した構造においては、電気導電性の高い領域をよ
り導電性無機物質成分濃度の低い領域まで広げること
で、傾斜機能材料よりなる封止部材11における導電性
部分の領域が実質的に大きくなり、従って、リード棒1
9と傾斜機能材料よりなる封止部材11との間の電気的
抵抗を十分に小さいものとすることができる。
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing another example of the structure of the lamp seal made of a functionally gradient material of the present invention. This lamp sealing body 10 made of a functionally graded material is different from the sealing member 11 made of a functionally graded material in that the internal lead rod 13 and the external lead rod 15 are integrally connected to each other. It has the same structure as the functionally graded material sealing body 10 of FIG. 1 except that the lead rod 19 extending in the vertical direction is integrally connected in a penetrating state. In such a sealing member 11, the lead rod 19 extends in the length direction.
In the structure penetrating through, the area of the electrically conductive portion in the sealing member 11 made of the functionally graded material is substantially enlarged by expanding the high electric conductivity area to the area having a lower concentration of the conductive inorganic substance component. And thus the lead rod 1
The electrical resistance between the sealing member 9 and the sealing member 11 made of the functionally graded material can be made sufficiently small.

【0041】以上、本発明の実施の形態について具体的
に説明したが、本発明は上記の例に限定されるものでは
なく、種々の変更を加えることが可能である。例えば、
封止部材11を構成する傾斜機能材料は、導電性無機物
質成分濃度が連続的に変化するものであってもよい。ま
た、本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体は、放電ラ
ンプに限られず、白熱ランプにおける封止構造の形成に
適用することも可能である。この場合には、フィラメン
トコイルをその先端に有するリード棒が、傾斜機能材料
製ランプ用封止体に一体に連結されている。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above examples, and various changes can be made. For example,
The functionally gradient material constituting the sealing member 11 may be one in which the concentration of the conductive inorganic substance component changes continuously. Further, the sealed body for a lamp made of a functionally graded material of the present invention is not limited to a discharge lamp, and can be applied to the formation of a sealed structure in an incandescent lamp. In this case, a lead rod having a filament coil at the tip thereof is integrally connected to a lamp seal made of a functionally graded material.

【0042】以下、本発明の作用効果を確認するために
行った実験について説明する。 〔実験例1〕下記のようにして実験用サンプルを作製し
た。 <サンプルA1の作製>絶縁性無機物質粉末としての平
均粒子径32.6μmのシリカ粉末と、導電性無機物質
粉末としての平均粒子径3μmのモリブデン粉末とを、
各粉末粒子の形状が崩れないように緩やかな条件で混合
し、モリブデン粉末の含有割合が10体積%である混合
粉末A1を調製した。この混合粉末A1を成型用金型内
に充填し、加圧して円柱状の積層成型体を形成し、これ
を水素雰囲気中において1200℃で加熱して仮焼結体
を得、その後、この仮焼結体を真空中において1720
℃で焼結処理し、モリブデン濃度が10体積%であり、
外径3.0mm、全長14mmの焼結体である、「サン
プルA1」を作製した。
Hereinafter, an experiment performed to confirm the operation and effect of the present invention will be described. Experimental Example 1 An experimental sample was prepared as follows. <Preparation of Sample A1> A silica powder having an average particle size of 32.6 μm as an insulating inorganic material powder and a molybdenum powder having an average particle size of 3 μm as a conductive inorganic material powder were
The powder particles were mixed under gentle conditions so as not to lose their shapes, to prepare a mixed powder A1 having a molybdenum powder content of 10% by volume. This mixed powder A1 was filled in a molding die, and pressurized to form a columnar laminated molded body, which was heated at 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere to obtain a temporarily sintered body. The sintered body is placed in a vacuum at 1720
Sintering at 10 ° C, molybdenum concentration is 10% by volume,
"Sample A1" which was a sintered body having an outer diameter of 3.0 mm and a total length of 14 mm was produced.

【0043】<サンプルA2の作製>また、シリカ粉末
として、平均粒子径が43.7μmのものを用いたこと
以外は上記の混合粉末A1と同様の方法によって混合粉
末A2を調製し、サンプルAと同様にして、この混合粉
末A2を成形用金型内に充填して、成形し、水素雰囲気
中で仮焼結した後、真空中で焼結処理することでサンプ
ルA2を作製した。
<Preparation of Sample A2> A mixed powder A2 was prepared in the same manner as the mixed powder A1 except that silica powder having an average particle diameter of 43.7 μm was used. Similarly, the mixed powder A2 was filled in a molding die, molded, temporarily sintered in a hydrogen atmosphere, and then sintered in a vacuum to produce a sample A2.

【0044】<サンプルB1〜B5の作製>モリブデン
粉末の含有割合が15体積%となるように、シリカ粉末
として、表1に示す平均粒子径が3.9〜43.7μm
のものを用いたこと以外は上記の混合粉末A1と同様の
方法によって混合粉末B1〜B5を調製し、サンプルA
1と同様にして、この混合粉末B1〜B5を成形用金型
内に充填して、成形し、水素雰囲気中で仮焼結した後、
真空中で焼結処理することでサンプルB1〜B5を作製
した。 <サンプルC1〜C5の作製>モリブデン粉末の含有割
合が20体積%となるように、シリカ粉末として、表1
に示す平均粒子径が3.9〜43.7μmのものを用い
たこと以外は上記の混合粉末A1と同様の方法によって
混合粉末C1〜C5を調製し、サンプルA1と同様にし
て、この混合粉末C1〜C5を成形用金型内に充填し
て、成形し、水素雰囲気中で仮焼結した後、真空中で焼
結処理することでサンプルC1〜C5を作製した。 <サンプルD1〜D6の作製>モリブデン粉末の含有割
合が30体積%となるように、シリカ粉末として、表1
に示す平均粒子径が0.3〜43.7μmのものを用い
たこと以外は上記の混合粉末A1と同様の方法によって
混合粉末D1〜D6を調製し、サンプルA1と同様にし
て、この混合粉末D1〜D6を成形用金型内に充填し
て、成形し、水素雰囲気中で仮焼結した後、真空中で焼
結処理することでサンプルD1〜D6を作製した。 <サンプルE1〜E6の作製>モリブデン粉末の含有割
合が40体積%となるように、シリカ粉末として、表1
に示す平均粒子径が0.3〜43.7μmのものを用い
たこと以外は上記の混合粉末A1と同様の方法によって
混合粉末E1〜E6を調製し、サンプルA1と同様にし
て、この混合粉末E1〜E6を成形用金型内に充填し
て、成形し、水素雰囲気中で仮焼結した後、真空中で焼
結処理することでサンプルE1〜E6を作製した。
<Preparation of Samples B1 to B5> As a silica powder, the average particle diameter shown in Table 1 is 3.9 to 43.7 μm so that the content ratio of the molybdenum powder is 15% by volume.
The mixed powders B1 to B5 were prepared in the same manner as the mixed powder A1 except that
In the same manner as in 1, the mixed powders B1 to B5 are filled in a molding die, molded, and temporarily sintered in a hydrogen atmosphere.
Samples B1 to B5 were produced by sintering in a vacuum. <Preparation of Samples C1 to C5> As a silica powder, the content ratio of molybdenum powder was 20% by volume as shown in Table 1.
The mixed powders C1 to C5 were prepared by the same method as that for the mixed powder A1 except that the powder having an average particle diameter of 3.9 to 43.7 μm was used. C1 to C5 were filled in a molding die, molded, temporarily sintered in a hydrogen atmosphere, and then sintered in a vacuum to produce samples C1 to C5. <Preparation of Samples D1 to D6> As a silica powder, the content of molybdenum powder was 30% by volume.
The mixed powders D1 to D6 were prepared by the same method as that for the mixed powder A1 except that the powder having an average particle diameter of 0.3 to 43.7 μm was used. D1 to D6 were filled in a molding die, molded, temporarily sintered in a hydrogen atmosphere, and then sintered in a vacuum to produce samples D1 to D6. <Preparation of Samples E1 to E6> The silica powder was prepared as shown in Table 1 so that the content ratio of the molybdenum powder was 40% by volume.
The mixed powders E1 to E6 were prepared in the same manner as in the above mixed powder A1, except that the powder having an average particle diameter of 0.3 to 43.7 μm was used. Samples E1 to E6 were prepared by filling E1 to E6 into a molding die, molding, temporarily sintering in a hydrogen atmosphere, and then performing sintering treatment in a vacuum.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】表1において、「粒径比」とは、導電性無
機物質粉末の平均粒子径に対する絶縁性無機物質粉末の
平均粒子径の大きさの比である。
In Table 1, the “particle size ratio” is the ratio of the average particle size of the insulating inorganic material powder to the average particle size of the conductive inorganic material powder.

【0047】以上のようにして得られた各々のサンプル
について、その任意の断面において4端子法によって1
Aの電流を流すことにより、抵抗率(Ω・cm)を測定
した。その結果を図4に示す。以上の実験の結果、導電
性無機物質成分濃度が15体積%以上で30体積%以下
である場合には、粒径比が2以上のサンプルでは、粒径
比がそれより小さいサンプルに比して、抵抗率が大幅に
小さくなることが理解される。特に、導電性無機物質成
分濃度が20体積%以下である場合には、粒径比の大き
さが抵抗率に与える影響が大きくなっており、粒径比が
大きくなることによって抵抗率が著しく小さくなってい
ることが理解される。
With respect to each sample obtained as described above, one sample was obtained at an arbitrary cross section by the four-terminal method.
By passing the current of A, the resistivity (Ω · cm) was measured. FIG. 4 shows the results. As a result of the above experiment, when the conductive inorganic substance component concentration is not less than 15% by volume and not more than 30% by volume, the sample having a particle size ratio of 2 or more is smaller than the sample having a smaller particle size ratio. It is understood that the resistivity is significantly reduced. In particular, when the concentration of the conductive inorganic substance component is 20% by volume or less, the effect of the particle size ratio on the resistivity is large, and the resistivity is significantly reduced by increasing the particle size ratio. It is understood that it is.

【0048】〔実験例2〕絶縁性無機物質粉末としての
シリカ粉末と、導電性無機物質粉末としてのモリブデン
粉末とを用いて、実験例1と同様の方法によって同一の
モリブデン濃度において粒径比が異なる複数の実験用サ
ンプル、あるいは同一の粒径比においてモリブデン濃度
が異なる複数の実験用サンプルを作製した。
[Experimental Example 2] Using silica powder as an insulating inorganic substance powder and molybdenum powder as a conductive inorganic substance powder, the particle size ratio was determined at the same molybdenum concentration by the same method as in Experimental Example 1. A plurality of different experimental samples or a plurality of experimental samples having the same particle size ratio and different molybdenum concentrations were prepared.

【0049】以上のようにして得られた実験用サンプル
について、その各々におけるモリブデン粒様体の平均断
面積の値を測定した。すなわち、サンプルを任意の個所
で切断して断面を研磨し、その研磨面から無作為的に選
んだ3個所の縦180μm、横230μmの領域を50
0倍の倍率で顕微鏡により写真を撮影し、この写真から
得られる画像データに対して画像解析ソフトウエア「W
inROOF」(三谷商事社製)により画像処理を行
い、2値化してその視野内に存在するモリブデン粒様体
の数およびその合計面積を求め、既述の式2によりモリ
ブデン粒様体の平均断面積を算出した。結果を表2に示
す。ここで、図5は、ある実験用サンプルの断面を顕微
鏡により撮影した写真の一例である。また、作製した各
々のサンプルの任意の断面において4端子法によって1
Aの電流を流すことにより、抵抗率(Ω・cm)を測定
した。その結果を表2において、一般に平均粒子径が同
等であると考えられる範囲内で最大値の「粒径比1.
7」のサンプルを基準としたときの抵抗率の増減の割合
によって示す。この割合は、符号が負で絶対値が大きい
ものほど、抵抗率の低下幅が大きいことを示す。
With respect to the experimental samples obtained as described above, the value of the average sectional area of the molybdenum granules in each of the samples was measured. That is, the sample is cut at an arbitrary position and the cross section is polished, and three randomly selected 180 μm and 230 μm regions are selected from the polished surface.
A photograph is taken with a microscope at a magnification of 0 times, and image data obtained from this photograph is analyzed with image analysis software “W
InROOF "(manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.), image processing is performed, binarization is performed to determine the number of molybdenum granules present in the field of view and the total area thereof, and the average cross-section of the molybdenum granules is obtained by the above-described equation 2. The area was calculated. Table 2 shows the results. Here, FIG. 5 is an example of a photograph taken by a microscope of a cross section of a certain experimental sample. In addition, at an arbitrary cross section of each manufactured sample, 1
By passing the current of A, the resistivity (Ω · cm) was measured. The results are shown in Table 2. In Table 2, the maximum value of “particle size ratio 1.
7 "is indicated by the rate of increase or decrease in resistivity with reference to the sample. This ratio indicates that the smaller the sign and the greater the absolute value, the greater the decrease in resistivity.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】以上の実験の結果、導電性無機物質成分濃
度が例えば10体積%である場合には、基準となるサン
プルの抵抗率が極めて大きく、その測定が不可能であ
り、その結果、粒径比が10.9のサンプルにおける抵
抗率の増減の割合が算出できず、導電性無機物質粒様体
の平均断面積を大きくしたときにも、抵抗率を十分に小
さくすることができず、一方、導電性無機物質成分濃度
が例えば40体積%である場合には、導電性無機物質粒
様体の平均断面積が抵抗率に与える影響が小さいため、
導電性無機物質粒様体の平均断面積を大きくしたときに
も抵抗率が小さくなる作用効果が小さいことが理解でき
る。また、導電性無機物質成分濃度が同一であり、粒径
比が2未満の場合には、抵抗率が大きいものとなること
が理解できる。なお、導電性無機物質粉末の平均粒子径
に対する絶縁性無機物質粉末の平均粒子径の粒径比が1
5を超えるときには、上記のような抵抗率が小さくなる
効果を確実に得ることができない場合があり、これは、
絶縁性無機物質粒子に対して導電性無機物質粒子の径が
小さすぎるために、当該導電性無機物質粒子による連続
した組織状態の形成が不十分となることが理由の一つと
して考えられる。
As a result of the above experiment, when the concentration of the conductive inorganic substance component is, for example, 10% by volume, the resistivity of the reference sample is extremely large, and the measurement cannot be performed. The ratio of increase / decrease in the resistivity of the sample having the ratio of 10.9 cannot be calculated, and even when the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material is increased, the resistivity cannot be sufficiently reduced. When the concentration of the conductive inorganic substance component is, for example, 40% by volume, the influence of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate matter on the resistivity is small.
It can be understood that the effect of reducing the resistivity is small even when the average sectional area of the conductive inorganic substance particulate material is increased. In addition, it can be understood that when the conductive inorganic substance component concentration is the same and the particle size ratio is less than 2, the resistivity becomes large. In addition, the particle diameter ratio of the average particle diameter of the insulating inorganic substance powder to the average particle diameter of the conductive inorganic substance powder is 1
When the value exceeds 5, the effect of decreasing the resistivity as described above may not be reliably obtained.
One of the reasons is considered to be that the conductive inorganic material particles are too small in diameter relative to the insulating inorganic material particles, so that formation of a continuous tissue state by the conductive inorganic material particles is insufficient.

【0052】更に、モリブデン濃度が15体積%、20
体積%および30体積%の各々の場合について、測定し
た抵抗率と導電性無機物質粒様体の平均断面積との関係
を求めたところ、図6に示す曲線が得られ、この曲線の
各々を表す下記の累乗曲線式(1)〜(3)を求めた。
ここで、累乗曲線式(1)は、モリブデン濃度が15体
積%である場合の式であり、累乗曲線式(2)は、モリ
ブデン濃度が20体積%である場合の式であり、累乗曲
線式(3)は、モリブデン濃度が30体積%である場合
の式である。
Further, when the molybdenum concentration is 15% by volume,
When the relationship between the measured resistivity and the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material was determined for each of the cases of volume% and 30 volume%, the curves shown in FIG. 6 were obtained, and each of these curves is represented. The following power curve equations (1) to (3) were determined.
Here, the power curve equation (1) is an equation when the molybdenum concentration is 15% by volume, and the power curve equation (2) is an equation when the molybdenum concentration is 20% by volume. (3) is an equation when the molybdenum concentration is 30% by volume.

【0053】[0053]

【数5】累乗曲線式(1) y=2.9301x-3.46 (この累乗曲線式において、相関係数は0.90であ
り、yは抵抗率、xはモリブデン粒様体の平均断面積で
ある。)
## EQU5 ## Power curve equation (1) y = 2.9301x -3.46 (In this power curve equation, the correlation coefficient is 0.90, y is the resistivity, and x is the average cross-sectional area of the molybdenum granules. is there.)

【0054】[0054]

【数6】累乗曲線式(2) y=0.0114x-1.34 (この累乗曲線式において、相関係数は0.97であ
り、また、yは抵抗率、xは、モリブデン粒様体の平均
断面積である。)
## EQU6 ## Power curve equation (2) y = 0.114x -1.34 (In this power curve equation, the correlation coefficient is 0.97, y is resistivity, and x is the average of molybdenum granular bodies. Cross-sectional area.)

【0055】[0055]

【数7】累乗曲線式(3) y=0.0012x-0.87 (この累乗曲線式において、相関係数は0.91であ
り、また、yは抵抗率、xはモリブデン粒様体の平均断
面積である。)
## EQU7 ## Power curve equation (3) y = 0.012x -0.87 (In this power curve equation, the correlation coefficient is 0.91, y is the resistivity, and x is the average cross section of the molybdenum granular material. Area.)

【0056】そして、累乗曲線式(1)において、図6
中に×印で示した粒径比が1.7であるサンプルの抵抗
率を基準値として、この基準値に対して抵抗率が10%
小さくなるときの導電性無機物質粒様体の平均断面積の
値を求めたところ、7.0μm2 であった。上記と同様
にして、累乗曲線式(2)において、図6中に▽印で示
した基準値に対して抵抗率が10%小さくなるときの導
電性無機物質粒様体の平均断面積の値を求めたところ、
12.7μm2 であり、また、累乗曲線式(3)におい
て、図6中に●印で示した基準値に対して抵抗率が10
%小さくなるときの導電性無機物質粒様体の平均断面積
の値を求めたところ、19.5μm2 であった。以上の
ようにして得られた15体積%、20体積%および30
体積%における導電性無機物質粒様体の平均断面積の値
の各々をプロットしたところ、図7に示す曲線上に位置
しており、この曲線の式は、下記の式1により与えられ
るものである。
In the power curve equation (1), FIG.
The resistivity of the sample having a particle size ratio of 1.7 indicated by x in the figure is set as a reference value, and the resistivity is 10% with respect to this reference value.
When the value of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material when it became smaller was determined, it was 7.0 μm 2 . Similarly to the above, in the power curve equation (2), the value of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particles when the resistivity is reduced by 10% with respect to the reference value indicated by a mark in FIG. When asked,
12.7 μm 2 , and in the power curve equation (3), the resistivity was 10% with respect to the reference value indicated by a black circle in FIG.
%, The value of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granule was 19.5 μm 2 . 15% by volume, 20% by volume and 30% by volume obtained as described above.
Each of the values of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granule in volume% is plotted on the curve shown in FIG. 7, and the equation of this curve is given by the following equation 1. .

【0057】[0057]

【数8】式1 S≧−0.03C2 +2.19C−19.1 (Sは導電性無機物質粒様体の平均断面積〔単位:μm
2 〕、Cは導電性無機物質成分濃度〔単位:体積%〕で
ある。)
Equation 1 S ≧ −0.03C 2 + 2.19C−19.1 (S is the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granule [unit: μm
2 ] and C is the concentration of the conductive inorganic substance component [unit: volume%]. )

【0058】また、上記と同様にして、累乗曲線式
(1)〜(3)の各々において、図6中に示した粒径比
が1.7である各サンプルの抵抗率を基準値として、こ
の基準値に対して抵抗率が20%小さくなるときの導電
性無機物質粒様体の平均断面積の値を求めたところ、累
乗曲線式(1)においては7.5μm2 であり、累乗曲
線式(2)においては14.0μm2 であり、累乗曲線
式(3)においては22.5μm2 であった。このよう
にして得られた15体積%、20体積%および30体積
%における導電性無機物質粒様体の平均断面積の値の各
々をプロットしたところ、図7に示す曲線上に位置して
おり、この曲線の式は、下記の式3により与えられるも
のである。
Similarly, in each of the power curve equations (1) to (3), the resistivity of each sample having a particle size ratio of 1.7 shown in FIG. When the value of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granular material when the resistivity was reduced by 20% with respect to this reference value was determined, it was 7.5 μm 2 in the power curve equation (1), and the power curve equation in (2) a 14.0 2, in the power curve expression (3) it was 22.5 2. When the respective values of the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granules at 15% by volume, 20% by volume and 30% by volume obtained in this way are plotted, they are located on the curve shown in FIG. The equation of this curve is given by Equation 3 below.

【0059】[0059]

【数9】式3 S≧−0.031C2 +2.39C−21.7 (Sは導電性無機物質粒様体の平均断面積〔単位:μm
2 〕、Cは導電性無機物質成分濃度〔単位:体積%〕で
ある。)
Equation 3 S ≧ −0.031C 2 + 2.39C-21.7 (S is the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance granule [unit: μm
2 ] and C is the concentration of the conductive inorganic substance component [unit: volume%]. )

【0060】このことから、封止部材を構成する傾斜機
能材料が、特定濃度領域において式1の条件を満たして
いる範囲においては、導電性無機物質濃度が低いにもか
かわらず高い電気伝導性が得られることが理解される。
また、封止部材を構成する傾斜機能材料が、特定濃度領
域において式3の条件を満たしている範囲においては、
導電性無機物質濃度が低いにもかかわらず高い電気伝導
性が確実に得られる。
Therefore, in the range where the functionally gradient material constituting the sealing member satisfies the condition of the formula 1 in the specific concentration region, high electric conductivity is obtained despite the low concentration of the conductive inorganic substance. It is understood that it can be obtained.
Further, in a range where the functionally gradient material constituting the sealing member satisfies the condition of Expression 3 in the specific concentration region,
High electrical conductivity is reliably obtained despite the low concentration of the conductive inorganic substance.

【0061】[0061]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。 <実施例1>導電性無機物質成分としてのモリブデン濃
度が15体積%以上で30体積%以下であるすべての領
域を、シリカ粉末とモリブデン粉末との粒径比が10で
ある混合粉末を用いて作製した傾斜機能材料製ランプ用
封止体を得て、その傾斜機能材料製ランプ用封止体を用
いた放電ランプを下記のようにして作製した。孔形成用
成型部材が底部材に設けられた成型用金型内に純度9
9.99%、平均粒子径30μmのシリカ粉末を充填
し、シリカよりなる絶縁性無機物質粉末層を形成し、そ
の上に、純度99.99%、平均粒子径3μmのモリブ
デン粉末と、純度99.99%、平均粒子径30μmの
シリカ粉末とを緩やかに混合した、モリブデン粉末の含
有割合の異なる混合粉末を複数種類用意し、モリブデン
濃度の低い順に金型内に充填して全9層よりなる粉末積
層体を得、その後、孔形成用成型部材を有する加圧用部
材により加圧して積層成型体を得、これを水素雰囲気中
において約1200℃で加熱した、内部リード棒挿入用
孔および外部リード棒挿入用孔を有する仮焼結体を得
た。そして、内部リード棒挿入用孔に、その先端にタン
グステン線を巻き付けた放電電極を有する外径0.6m
m、長さ15mmのタングステン棒を挿入させ、また、
外部リード棒挿入用孔外径0.5mm、長さ8mmのタ
ングステン棒を挿入させた状態とし、真空中において約
1720℃の焼結処理を行い、外径3mm、全長14m
mの傾斜機能材料に内部リード棒および外部リード棒が
一体的に固定保持された傾斜機能材料製ランプ用封止体
を得た。この傾斜機能材料製ランプ用封止体において
は、内部リード棒の一端を導電性無機物質成分濃度が1
5体積%である混合物層まで挿入した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. <Example 1> In all regions where the molybdenum concentration as a conductive inorganic substance component is 15 vol% or more and 30 vol% or less, a mixed powder having a particle diameter ratio of silica powder and molybdenum powder of 10 was used. The produced sealing body for a lamp made of a functionally graded material was obtained, and a discharge lamp using the sealing body for a lamp made of a functionally graded material was produced as follows. The molding member for hole formation has a purity of 9 in a molding die provided on the bottom member.
9.99% silica powder having an average particle size of 30 μm was filled to form an insulating inorganic material powder layer made of silica, and on top of this, molybdenum powder having a purity of 99.99% and an average particle size of 3 μm, and a purity of 99% A plurality of mixed powders each having a different content ratio of molybdenum powder prepared by gently mixing a silica powder having an average particle diameter of 30 μm with 0.99% were prepared, and the mixture was filled in a mold in ascending order of molybdenum concentration to form a total of 9 layers. A powder laminate was obtained, and then pressed by a pressing member having a hole-forming member to obtain a laminate, which was heated at about 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere. A temporary sintered body having a rod insertion hole was obtained. Then, an outer diameter of 0.6 m having a discharge electrode with a tungsten wire wound around the tip of the inner lead rod insertion hole.
m, insert a tungsten rod with a length of 15 mm,
External lead rod insertion hole 0.5mm outside diameter, 8mm long tungsten rod inserted state, sintering process in vacuum at about 1720 ℃, outer diameter 3mm, total length 14m
Thus, a sealed body for a ramp made of a functionally graded material was obtained in which an internal lead rod and an external lead rod were integrally fixedly held to a functionally graded material of m. In this lamp seal made of a functionally graded material, one end of the internal lead rod is connected to a conductive inorganic substance component concentration of 1%.
Inserted up to 5% by volume of the mixture layer.

【0062】得られた傾斜機能材料製ランプ用封止体の
傾斜機能材料について、特定濃度領域における導電性無
機物質粒様体の平均断面積を算出したところ、式1の条
件を満たすものであり、抵抗率を測定したところ、3.
8×10-4Ω・cmであった。
When the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate material in the specific concentration region was calculated for the obtained functionally graded material of the sealed body for a functionally graded lamp, it satisfies the condition of Equation 1. When the resistivity was measured, 3.
It was 8 × 10 −4 Ω · cm.

【0063】また、以上の方法によって得られた傾斜機
能材料製ランプ用封止体を用い、図2の構成に従い、バ
ルブにおける発光空間の直径が11mm、管軸方向距離
が11mm、封止管部の内径が3.1mm、電極間距離
が1.5mmであり、発光物質として水銀40mg、バ
ッファガスとしてアルゴン300Torrが封入されて
なる、定格ランプ電力が100Wの水銀ランプを10体
製造した。
Further, the diameter of the light emitting space in the bulb was 11 mm, the distance in the tube axis direction was 11 mm, and the sealed tube portion was used in accordance with the structure of FIG. 10 mercury lamps having an inner diameter of 3.1 mm, a distance between electrodes of 1.5 mm, 40 mg of mercury as a luminescent substance, and 300 Torr of argon as a buffer gas, and having a rated lamp power of 100 W, were manufactured.

【0064】このように作製された水銀ランプを定格条
件で点灯したところ、全ての水銀ランプにおいて安定し
た点灯状態が得られた。
When the thus produced mercury lamp was turned on under the rated conditions, stable lighting states were obtained in all mercury lamps.

【0065】<比較例1>導電性無機物質成分としての
モリブデン濃度が15体積%以上で30体積%以下であ
るすべての領域を、シリカ粉末とモリブデン粉末との粒
径比が0.1である混合粉末を用いて作製した傾斜機能
材料製ランプ用封止体を得て、その傾斜機能材料製傾斜
機能材料製ランプ用封止体を用いた放電ランプを下記の
ようにして作製した。純度99.99%、平均粒子径5
μmのシリカ粉末を充填し、シリカよりなる絶縁性無機
物質粉末層を形成し、その上に、純度99.99%、平
均粒子径3μmのモリブデン粉末と、純度99.99
%、平均粒子径0.3μmのシリカ粉末とを混合した、
モリブデン粉末の含有割合の異なる混合粉末を複数種類
用意し、傾斜機能材料製ランプ用封止体において内部リ
ード棒の一端を導電性無機物質成分濃度が20体積%で
ある混合物層まで挿入したこと以外は実施例1と同様の
構成を有する水銀ランプを10本製造した。この水銀ラ
ンプに用いられている傾斜機能材料製ランプ用封止体の
傾斜機能材料について、特定濃度領域における導電性無
機物質粒様体の平均断面積を算出したところ、式1の条
件を満たすものではなく、抵抗率を測定したところ、
2.8×10-3Ω・cmであった。
Comparative Example 1 In all regions where the molybdenum concentration as a conductive inorganic substance component is 15 vol% or more and 30 vol% or less, the particle size ratio between silica powder and molybdenum powder is 0.1. A sealed body for a ramp made of a functionally graded material manufactured using the mixed powder was obtained, and a discharge lamp using the sealed body for a lamp of the functionally graded material made of the functionally graded material was manufactured as follows. Purity 99.99%, average particle size 5
An insulating inorganic material powder layer made of silica is formed by filling silica powder having a thickness of 9 μm, and molybdenum powder having a purity of 99.99% and an average particle diameter of 3 μm, and a purity of 99.99.
%, Mixed with silica powder having an average particle diameter of 0.3 μm,
Except that a plurality of types of mixed powders having different molybdenum powder content ratios were prepared, and one end of the inner lead rod was inserted into the mixture layer having a conductive inorganic substance component concentration of 20% by volume in the functionally graded lamp sealing body. Manufactured 10 mercury lamps having the same configuration as in Example 1. When the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate material in the specific concentration region was calculated for the functionally graded material of the sealing body for a functionally graded lamp used in this mercury lamp, a material that satisfies the condition of Equation 1 was not found. Without measuring the resistivity,
It was 2.8 × 10 −3 Ω · cm.

【0066】このように作製された水銀ランプを定格条
件で点灯したところ、全ての水銀ランプにおいて安定し
た点灯状態が得られず、その不良発生率は、90%であ
った。
When the thus produced mercury lamp was turned on under the rated conditions, a stable lighting state was not obtained in all the mercury lamps, and the defect occurrence rate was 90%.

【0067】<実施例2>内部リード棒および外部リー
ド棒でななく、その先端にタングステン線を巻き付けた
放電電極を有する外径0.6mm、長さ25mmのタン
グステン棒よりなるリード棒が傾斜機能材料に貫通した
状態で一体的に固定保持された傾斜機能材料製ランプ用
封止体を用いたこと以外は実施例1と同様の構成を有す
る水銀ランプを製造した。この水銀ランプに用いられて
いる傾斜機能材料製ランプ用封止体の傾斜機能材料につ
いて、特定濃度領域における導電性無機物質粒様体の平
均断面積を算出したところ、式1の条件を満たすもので
あり、抵抗率を測定したところ、3.8×10-4Ω・c
mであった。また、作製された水銀ランプを定格条件で
点灯したところ、全ての水銀ランプにおいて安定した点
灯状態が得られた。
<Example 2> A lead rod composed of a tungsten rod having an outer diameter of 0.6 mm and a length of 25 mm having a discharge electrode wound with a tungsten wire at its tip, instead of an inner lead rod and an outer lead rod, has a tilting function. A mercury lamp having the same configuration as that of Example 1 was manufactured except that a sealing body for a functionally gradient material, which was integrally fixed and held in a state penetrating the material, was used. The average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate material in the specific concentration region was calculated for the functionally graded material of the sealed body for a functionally graded lamp used in this mercury lamp. Yes, when the resistivity was measured, it was 3.8 × 10 −4 Ω · c
m. When the manufactured mercury lamps were turned on under the rated conditions, stable lighting states were obtained in all mercury lamps.

【0068】<比較例2>内部リード棒および外部リー
ド棒ではなく、その先端にタングステン線を巻き付けた
放電電極を有する外径0.6mm、長さ25mmのタン
グステン棒よりなるリード棒が傾斜機能材料に貫通した
状態で一体的に固定保持された傾斜機能材料製ランプ用
封止体を用いたこと以外は比較例1と同様の構成を有す
る水銀ランプを製造した。この水銀ランプに用いられて
いる傾斜機能材料製ランプ用封止体の傾斜機能材料につ
いて、特定濃度領域における導電性無機物質粒様体の平
均断面積を算出したところ、式1の条件を満たすもので
はなく、抵抗率を測定したところ、2.8×10-3Ω・
cmであった。また、作製された水銀ランプを定格条件
で点灯したところ、100時間後までに大半の水銀ラン
プにおいて安定した点灯状態が得られず、その不良発生
率は、50%であった。
<Comparative Example 2> A lead rod composed of a tungsten rod having an outer diameter of 0.6 mm and a length of 25 mm having a discharge electrode wound with a tungsten wire at its tip, instead of the inner lead rod and the outer lead rod, is a functionally graded material. A mercury lamp having the same configuration as that of Comparative Example 1 was manufactured except that a lamp seal made of a functionally graded material, which was integrally fixed and held in a state of penetrating the same, was used. When the average cross-sectional area of the conductive inorganic substance particulate material in the specific concentration region was calculated for the functionally graded material of the sealing body for a functionally graded lamp used in this mercury lamp, a material that satisfies the condition of Equation 1 was not found. And the resistivity was measured to be 2.8 × 10 −3 Ω ·
cm. In addition, when the manufactured mercury lamp was turned on under the rated conditions, a stable lighting state was not obtained in most of the mercury lamps after 100 hours, and the defect occurrence rate was 50%.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体
によれば、封止部材を構成する傾斜機能材料における導
電性無機物質成分濃度の低い特定の領域において、導電
性無機物質粒様体が絶縁性無機物質粒子の周辺部分に存
在し、隣接する導電性無機物質粒様体が実質的に導電性
を有する状態に連続した組織状態が形成されることによ
り、当該領域は、導電性無機物質成分濃度が低いにもか
かわらず高い電気伝導性を有するものとなる。また、特
定の領域は、導電性無機物質成分濃度が低いにもかかわ
らず高い電気伝導性を有するため、傾斜機能材料よりな
る封止部材における導電性部分の領域が実質的に大きく
なり、その結果、連結されるリード棒との間の電気的抵
抗を小さくすることができるので、同一の条件において
流れる電流値を大きくすることができる。
According to the sealed body for a ramp made of a functionally graded material of the present invention, the conductive inorganic material particulate material is provided in a specific region where the conductive inorganic material component concentration in the functionally graded material constituting the sealing member is low. Is present in the peripheral portion of the insulating inorganic material particles, and the adjacent conductive inorganic material granules form a continuous tissue state in a substantially conductive state. Although having a low component concentration, it has high electrical conductivity. In addition, since the specific region has high electric conductivity despite the low concentration of the conductive inorganic substance component, the region of the conductive portion in the sealing member made of the functionally graded material is substantially increased, and as a result, Since the electrical resistance between the lead rod and the connected lead rod can be reduced, the value of the current flowing under the same conditions can be increased.

【0070】本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体の
製造方法によれば、特定の濃度状態の混合粉末層を形成
する工程において、絶縁性無機物質粉末と導電性無機物
質粉末との平均粒子径の比が特定の範囲にあるものを用
いることにより、得られる傾斜機能材料製ランプ用封止
体において導電性無機物質粒様体の実効的な断面積が大
きくなり、その結果、導電性無機物質成分濃度が低いに
もかかわらず電気伝導性の高い領域を有する傾斜機能材
料製ランプ用封止体を得ることができる。
According to the method for manufacturing a sealed body for a lamp made of a functionally graded material of the present invention, in the step of forming the mixed powder layer having a specific concentration, the average of the insulating inorganic material powder and the conductive inorganic material powder is used. By using one having a particle diameter ratio in a specific range, the effective cross-sectional area of the conductive inorganic substance particles in the obtained functionally graded lamp sealing body is increased, and as a result, the conductive inorganic substance It is possible to obtain a sealed body for a lamp made of a functionally graded material, which has a region with high electric conductivity despite the low concentration of the substance component.

【0071】本発明のランプによれば、リード棒と傾斜
機能材料よりなる封止部材とを電気的に十分に接続する
ことができ、しかも良好な特性を有する上記の傾斜機能
材料製ランプ用封止体によって気密封止構造が構成さ
れ、高い性能と信頼性とを得ることができる。
According to the lamp of the present invention, the lead rod and the sealing member made of the functionally graded material can be electrically connected sufficiently, and the above-mentioned sealing for a lamp made of the functionally graded material having good characteristics. The hermetic sealing structure is formed by the stopper, and high performance and reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体の構
成の一例を示す説明用断面図である。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of a lamp sealing body made of a functionally graded material of the present invention.

【図2】 本発明の放電ランプの構成の一例を示す概略
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a discharge lamp of the present invention.

【図3】 本発明の傾斜機能材料製ランプ用封止体の構
成の他の例を示す説明用断面図である。
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing another example of the configuration of the lamp sealing body made of a functionally graded material of the present invention.

【図4】 種々の実験用サンプルにおけるモリブデン濃
度と抵抗率との関係を示すグラブである。
FIG. 4 is a grab showing the relationship between molybdenum concentration and resistivity in various experimental samples.

【図5】 実験用サンプルの1つにおけるあるの断面の
顕微鏡写真である。
FIG. 5 is a photomicrograph of a cross section of one of the experimental samples.

【図6】 モリブデン粒様体の平均断面積と抵抗率との
関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the average cross-sectional area and the resistivity of molybdenum granules.

【図7】 モリブデン濃度とモリブデン粒様体の平均断
面積との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between molybdenum concentration and average cross-sectional area of molybdenum granules.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 傾斜機能材料製ランプ用封止体 10A 絶縁性部分 10B 導電性部分 11 封止部材 11A リード棒挿入用孔 11B 外部リード棒挿入用孔 13 内部リード棒 15 外部リード棒 19 リード棒 20 バルブ 21 封止管部 22 放電電極 23 内部リード棒 24 外部リード棒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sealing material for functionally graded lamps 10A Insulating part 10B Conductive part 11 Sealing member 11A Lead rod insertion hole 11B External lead rod insertion hole 13 Internal lead rod 15 External lead rod 19 Lead rod 20 Valve 21 Sealing Stop tube part 22 Discharge electrode 23 Internal lead rod 24 External lead rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池内 満 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 田川 幸治 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 Fターム(参考) 5C043 AA07 CC01 CD01 DD11 EB18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuru Ikeuchi 1194, Sado Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo Ushio Electric Co., Ltd. (72) Koji Tagawa 1194 Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo F-term (reference) 5C043 AA07 CC01 CD01 DD11 EB18

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 傾斜機能材料よりなる封止部材と、この
封止部材に固着されたリード棒とよりなり、 前記封止部材は、絶縁性無機物質層と、各々導電性無機
物質成分と絶縁性無機物質成分との混合物からなる複数
の混合物層とが積層されてなり、混合物層の各々は、前
記絶縁性無機物質層に隣接するものから順に導電性無機
物質成分濃度が段階的または連続的に増大する積層体よ
りなる傾斜機能材料により構成され、前記傾斜機能材料
は、導電性無機物質成分濃度が15体積%以上で30体
積%以下である領域の任意の断面における導電性無機物
質粒様体の平均断面積Sが下記の式1の条件を満たすも
のであることを特徴とする傾斜機能材料製ランプ用封止
体。 【数1】式1 S≧−0.03C2 +2.19C−19.1 (Sは導電性無機物質粒様体の平均断面積〔単位:μm
2 〕、Cは導電性無機物質成分濃度〔単位:体積%〕で
ある。)
1. A sealing member made of a functionally gradient material, and a lead rod fixed to the sealing member, wherein the sealing member insulates an insulating inorganic material layer and a conductive inorganic material component, respectively. A plurality of mixture layers composed of a mixture with a conductive inorganic material component are laminated, and each of the mixture layers has a stepwise or continuous conductive inorganic material component concentration in order from the one adjacent to the insulating inorganic material layer. The functionally gradient material includes a conductive inorganic material particulate material at an arbitrary cross section in a region where the conductive inorganic material component concentration is 15% by volume or more and 30% by volume or less. Wherein the average cross-sectional area S satisfies the condition of the following formula 1. Formula 1 S ≧ −0.03C 2 + 2.19C−19.1 (S is the average sectional area of the conductive inorganic substance granular material [unit: μm
2 ] and C is the concentration of the conductive inorganic substance component [unit: volume%]. )
【請求項2】 導電性無機物質成分がモリブデンであ
り、絶縁性無機物質成分がシリカであることを特徴とす
る請求項1に記載の傾斜機能材料製ランプ用封止体。
2. The sealed body for a functionally gradient material lamp according to claim 1, wherein the conductive inorganic substance component is molybdenum, and the insulating inorganic substance component is silica.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の傾斜機能
材料製ランプ用封止体を製造する方法であって、導電性
無機物質粉末と絶縁性無機物質粉末とを混合することに
よって調製された混合粉末を用いて導電性無機物質粉末
の含有割合が15体積%以上で30体積%以下である混
合粉末層を形成する工程において、絶縁性無機物質粉末
として、その平均粒子径が導電性無機物質粉末の平均粒
子径の2倍以上のものを用いることを特徴とする傾斜機
能材料製ランプ用封止体の製造方法。
3. A method for producing a sealing material for a ramp made of a functionally graded material according to claim 1, wherein the method comprises mixing a conductive inorganic substance powder and an insulating inorganic substance powder. Forming a mixed powder layer in which the content ratio of the conductive inorganic material powder is not less than 15 vol% and not more than 30 vol% using the mixed powder thus obtained, as the insulating inorganic material powder, the average particle diameter of which is conductive. A method for producing a seal for lamps made of a functionally graded material, characterized in that an inorganic substance powder having an average particle diameter of twice or more is used.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の傾斜機
能材料製ランプ用封止体により、気密封止構造が形成さ
れてなることを特徴とするランプ。
4. A lamp having a hermetically sealed structure formed by the sealing body for a ramp made of a functionally graded material according to claim 1.
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