JP2003059448A - Tungsten electrode material - Google Patents
Tungsten electrode materialInfo
- Publication number
- JP2003059448A JP2003059448A JP2001245061A JP2001245061A JP2003059448A JP 2003059448 A JP2003059448 A JP 2003059448A JP 2001245061 A JP2001245061 A JP 2001245061A JP 2001245061 A JP2001245061 A JP 2001245061A JP 2003059448 A JP2003059448 A JP 2003059448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- tungsten
- discharge
- cathode
- electrode material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として放電灯装
置等の放電陽極および陰極への適用が有効なタングステ
ン電極材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tungsten electrode material which is effectively applied to a discharge anode and a cathode of a discharge lamp device or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、放電灯装置等の電極材として
は、粉末冶金法によって製造されるタングステンが用い
られている。このタングステンは陽極および陰極に特色
的に要求される高い耐熱性と耐放電特性とを有すること
により、現在に至るまでこれに代わる電極材は発見され
ていない。近年では放電灯装置の大型化,高出力化に伴
って電極材にも更なる耐放電特性の向上や長寿命化が求
められている。ところで、金属タングステンにより電極
を製造する場合、一般に鉱石又はその中間生成物を用い
て精練,還元を行って粉末タングステンを製造し、これ
を粉末冶金法によって焼き固めたものに対し、塑性加
工,切削加工等を行って電極としての成型を行った後、
内部の残留ガス成分を除去するために真空中で熱処理を
行っている。このようにして作製されたタングステン電
極は、通常電線の剥き出し部に半田接続された状態で放
電管内部に組み込まれて放電灯装置等として使用され
る。2. Description of the Related Art Generally, tungsten manufactured by powder metallurgy is used as an electrode material for discharge lamp devices and the like. Since tungsten has the high heat resistance and discharge resistance characteristically required for the anode and cathode, no electrode material has been found to replace it until now. In recent years, with the increase in size and output of discharge lamp devices, there has been a demand for further improvement in discharge resistance and longer life of electrode materials. By the way, in the case of manufacturing an electrode with metallic tungsten, in general, ore or an intermediate product thereof is used for refining and reduction to manufacture powdered tungsten, which is then hardened by a powder metallurgy method. After processing etc. and forming as an electrode,
Heat treatment is performed in a vacuum to remove the residual gas components inside. The tungsten electrode thus manufactured is usually used as a discharge lamp device or the like by being incorporated into the discharge tube in a state of being solder-connected to the exposed portion of the electric wire.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一般に、放電灯装置等
の電極材としては、粉末冶金法によって製造されるタン
グステンが用いられている。このタングステンは陽極お
よび陰極に特色的に要求される高い耐熱性と耐放電特性
とを有することにより、現在に至るまでこれに代わる電
極材は発見されていない。近年では放電灯装置の大型
化,高出力化に伴って電極材にも更なる耐放電特性の向
上や長寿命化が求められている。ところで、金属タング
ステンにより電極を製造する場合、一般に鉱石又はその
中間生成物を用いて精練,還元を行って粉末タングステ
ンを製造し、これを粉末冶金法によって焼き固めたもの
に対し、塑性加工,切削加工等を行って電極としての成
型を行った後、内部の残留ガス成分を除去するために真
空中で熱処理を行っている。このようにして作製された
タングステン電極は、通常電線の剥き出し部に半田接続
された状態で放電管内部に組み込まれて放電灯装置等と
して使用される。Generally, tungsten manufactured by powder metallurgy is used as an electrode material for discharge lamp devices and the like. Since tungsten has the high heat resistance and discharge resistance characteristically required for the anode and cathode, no electrode material has been found to replace it until now. In recent years, with the increase in size and output of discharge lamp devices, there has been a demand for further improvement in discharge resistance and longer life of electrode materials. By the way, in the case of manufacturing an electrode with metallic tungsten, in general, ore or an intermediate product thereof is used for refining and reduction to manufacture powdered tungsten, which is then hardened by a powder metallurgy method. After processing and the like to form an electrode, heat treatment is performed in a vacuum to remove the residual gas component inside. The tungsten electrode thus manufactured is usually used as a discharge lamp device or the like by being incorporated into the discharge tube in a state of being solder-connected to the exposed portion of the electric wire.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、原料を
高度に精製して純度99.99%以上の高純度タングス
テン粉を作り、これを用いた放電陽極および陰極用のタ
ングステン電極材において放射性元素を含まないタング
ステン電極材が得られる。又、本発明によれば、上記タ
ングステン電極材を真空中熱処理したタングステン陽極
および陰極が得られる。一般に、放電灯装置では陽極お
よび陰極に電圧を印加すると、陰極から陽極へ向けて放
電が起こり、この放電により放電管内に封入された内部
ガスが励起されて発光し、放電灯として機能する。この
とき、各電極間では陰極から放射された電子が高いエネ
ルギーを持ったまま陽極へ突入する。この状態の陽極お
よび陰極では、電子の持つ運動エネルギー及びジュール
熱により局部的に2000℃以上の高温となって加熱さ
れる。このような高温加熱条件下にある場合、陽極およ
び陰極は結晶粒の再配列挙動を起こすことが知られてい
る。このとき、一般的なタングステンの場合、粒界に不
純物成分であるAl,Ca,Cr,Cu,Fe,Mg,
Mn,Ni,Si,Sn,Na,K,Mo、U、Thな
どの各元素の集積現象が起き、粒界では各元素の集積現
象に起因する融点の低下と電子密度の上昇による高温化
とによって成分の蒸発拡散が顕著に生ずるようになるの
で、上記不純物は極力少なくする必要があるが、とりわ
け原子番号90以上のUやThなどの放射性元素の酸化
物は沸点が高いために粒界で上記不純物の蒸散を一時的
に阻害するが、他の不純物の蒸気圧が高くなると突沸的
にWが蒸散して短時間で黒化現象が起こったり、電極材
の強度の低下により電極寿命が短くなるので、原子番号
90以上のUやThなどのアクチノイド系放射性元素を
含有しない電極としなければならない。このようなタン
グステン電極材を放電陽極および陰極に用いて放電灯装
置を使用すると、不純物の各元素における集積現象が抑
制され、粒界では電子密度が上昇しなくなるため、陽極
および陰極の蒸発がもたらす黒化現象が顕著に抑制され
る。そのため、特に原子番号90以上のUやThなどの
アクチノイド系放射性元素を不純物として含まないよう
精製段階での調整を行うことによりさらに黒化現象を抑
制することができた。According to the present invention, a raw material is highly purified to produce high-purity tungsten powder having a purity of 99.99% or more, and a tungsten electrode material for a discharge anode and a cathode using the same is used. A tungsten electrode material containing no radioactive element can be obtained. Further, according to the present invention, a tungsten anode and a cathode obtained by heat-treating the above tungsten electrode material in vacuum can be obtained. Generally, in a discharge lamp device, when a voltage is applied to the anode and the cathode, a discharge is generated from the cathode to the anode, and this discharge excites the internal gas sealed in the discharge tube to emit light, which functions as a discharge lamp. At this time, between the electrodes, the electrons emitted from the cathode rush into the anode with high energy. The anode and cathode in this state are locally heated to a high temperature of 2000 ° C. or higher by the kinetic energy of electrons and Joule heat. Under such high temperature heating conditions, it is known that the anode and the cathode undergo the rearrangement behavior of crystal grains. At this time, in the case of general tungsten, Al, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, which are impurity components at grain boundaries,
An accumulation phenomenon of each element such as Mn, Ni, Si, Sn, Na, K, Mo, U and Th occurs, and at the grain boundary, the melting point is lowered and the electron density is increased due to the accumulation phenomenon of each element. The above-mentioned impurities must be reduced as much as possible because of the significant vaporization and diffusion of the components, but especially the oxides of radioactive elements such as U and Th with atomic number 90 or higher have a high boiling point, and therefore, at the grain boundaries. Temporarily hinders the evaporation of the above impurities, but when the vapor pressure of other impurities becomes high, W evaporates suddenly and a blackening phenomenon occurs in a short time, or the strength of the electrode material decreases and the electrode life is shortened. Therefore, it is necessary to use an electrode containing no actinide-based radioactive element such as U or Th having an atomic number of 90 or more. When a discharge lamp device is used by using such a tungsten electrode material as a discharge anode and a cathode, the accumulation phenomenon in each element of impurities is suppressed, and the electron density does not rise at the grain boundary, resulting in evaporation of the anode and cathode. The blackening phenomenon is significantly suppressed. Therefore, the blackening phenomenon could be further suppressed by adjusting the refining step so as not to include actinide-based radioactive elements such as U and Th having an atomic number of 90 or more as impurities.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明のタ
ングステン電極材について、図面を参照して詳細に説明
する。最初に、本発明のタングステン電極材の概要を簡
単に説明する。このタングステン電極材は、原料を高度
に精製して高純度タングステン粉末(純度99.99%
以上)を作り、これを用いて、Wを99.99%以上含
有し、Al,Ca,Cr,Cu,Fe,Mg,Mn,N
i,Si,Sn,Na,K,Moなどの不純物を含有し
U、Thなど放射性元素を含まない放電陽極および陰極
用のものである。このタングステン電極材を真空中熱処
理して放電陽極および陰極を得れば、耐放電特性、安全
性の優れたタングステン陽極および陰極が得られる。こ
のようなタングステン陽極および陰極を製造する場合、
精製法により主成分組成のWに不純物として、Al,C
a,Cr,Cu,Fe,Mg,Mn,Ni,Si,S
n,Na,K,Mo等を含有するタングステン粉末を得
て、このタングステン粉末を周知の粉末冶金法と加工法
とによって陽極および陰極形状に成型した後、内部の残
留ガス成分を除去するために真空中で1600〜240
0[℃]の温度条件下で熱処理すれば良い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The tungsten electrode material of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the outline of the tungsten electrode material of the present invention will be briefly described. This tungsten electrode material is produced by highly refining the raw material to obtain high-purity tungsten powder (purity 99.99%).
The above) is prepared, and using this, Al, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, N is contained containing 99.99% or more of W.
It is for a discharge anode and a cathode containing impurities such as i, Si, Sn, Na, K and Mo and containing no radioactive element such as U and Th. By heat-treating this tungsten electrode material in vacuum to obtain a discharge anode and cathode, a tungsten anode and cathode having excellent discharge resistance characteristics and safety can be obtained. When manufacturing such a tungsten anode and cathode,
As a result of the refining method, the main component composition of W is Al, C
a, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Si, S
To obtain a tungsten powder containing n, Na, K, Mo, etc., and mold the tungsten powder into an anode and cathode shape by a well-known powder metallurgy method and a processing method, and then to remove residual gas components inside. 1600 to 240 in vacuum
The heat treatment may be performed under the temperature condition of 0 [° C.].
【0006】[0006]
【実施例】このようにして、本発明の一例としてU、T
hなどの原子番号90以上のアクチノイド系放射性元素
が含まれていないW純度99.99%以上のタングステ
ン陽極および陰極を得た。図1は、このタングステン陽
極および陰極を用いて作製した一実施例に係る放電灯装
置の基本構成を示した断面図である。この放電灯装置で
は、封入ガス4を充填した石英封入管(放電管)3内に
その一方側から電極サポート5を介してタングステン陽
極1が,その他方側から電極サポート5を介してタング
ステン陰極2がそれぞれ石英封入管3内壁と非接触に配
備されている。この放電灯装置を放電灯とし、その耐放
電特性を従来の一般タングステン電極材を放電陽極およ
び陰極に用いた放電灯装置(従来装置)のものと、U、
Thを含まない本発明のものと比較して時間経過(時間
/Hr)に対する黒化度の関係を表1に示す組成1〜組
成8の不純物組成を持つW電極材料について調べたとこ
ろ、図2に示されるような結果となった。この結果よ
り、U、Thなどの放射線元素を含まない本発明のタン
グステン電極材料は同量の不純物を含有するのものでも
特に長時間の使用においては含有する組成のものよりも
黒化が進行しにくいという結果を得た。また、W純度が
99.99%を越える高純度な組成の場合には放射線元
素の含有が黒化度に影響を及ぼし、W純度が高くなるほ
どその傾向は顕著になることが明らかとなった。逆に、
W純度が99.99%より低い組成に関しては放射線元
素の黒化度に及ぼす影響は認められなかった。EXAMPLE Thus, as an example of the present invention, U, T
A tungsten anode and a cathode having a W purity of 99.99% or more and containing no actinide-based radioactive element having an atomic number of 90 or more such as h were obtained. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic structure of a discharge lamp device according to an embodiment produced using the tungsten anode and the cathode. In this discharge lamp device, a quartz anode (discharge tube) 3 filled with an inlet gas 4 has a tungsten anode 1 from one side via an electrode support 5 and a tungsten cathode 2 from the other side via an electrode support 5. Are arranged in non-contact with the inner wall of the quartz enclosing tube 3. This discharge lamp device is used as a discharge lamp, and the discharge resistance characteristics thereof are those of a discharge lamp device (conventional device) in which a conventional general tungsten electrode material is used as a discharge anode and a cathode.
When the W electrode material having the impurity compositions of composition 1 to composition 8 shown in Table 1 was examined for the relationship of the degree of blackening with the passage of time (hour / Hr) as compared with that of the present invention containing no Th, FIG. The result is shown in. From these results, the tungsten electrode material of the present invention which does not contain radiation elements such as U and Th has a higher degree of blackening than that of the composition containing the same amount of impurities even if it contains the same amount of impurities. The result was difficult. Further, it has been clarified that in the case of a high-purity composition in which the W purity exceeds 99.99%, the content of the radiation element affects the blackening degree, and the higher the W purity is, the more remarkable the tendency becomes. vice versa,
With respect to the composition having a W purity lower than 99.99%, no effect on the blackening degree of the radiation element was observed.
【0007】[0007]
【表1】*印の組成は本発明の範囲外 [Table 1] Compositions marked with * are outside the scope of the present invention
【0008】図2からは、2500時間経過後の黒化度
に関し、W純度99.99%以上の組成の電極に対し放
射性元素を排除することにより黒化現象を起こし難く、
耐放電特性が向上していることが判る。従って、本実施
例の装置は大型化,高出力化された条件で使用しても電
極(装置)の長寿命化が計られる。From FIG. 2, regarding the blackening degree after 2500 hours, the blackening phenomenon is less likely to occur by excluding the radioactive element from the electrode having a composition of W purity of 99.99% or more.
It can be seen that the discharge resistance characteristics are improved. Therefore, even if the device of this embodiment is used under the condition that it is upsized and the output is increased, the life of the electrode (device) can be extended.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、純度
が99.99%以上のタングステン電極材料において
U、Thなどの放射性元素を含まない高純度タングステ
ン電極材を得てこれを放電陽極および陰極とすることに
より、放電灯装置の陽極および陰極の蒸発に起因する黒
化現象がもたらす電極(装置)の寿命低下を改善し、大
型化,高出力化された装置で使用しても長寿命化が可能
になる。又、本発明の高純度タングステン電極材を用い
た放電灯装置は、半導体製造時のフォトレジスト工程な
どの光源として用いられた場合、放射性元素が含まれて
いないので放射性元素が微量含まれている従来の電極の
ような放射線損傷による弊害が無い。As described above, according to the present invention, in a tungsten electrode material having a purity of 99.99% or more, a high-purity tungsten electrode material containing no radioactive elements such as U and Th is obtained and is used as a discharge anode. The use of a cathode and a cathode improves the lifespan of the electrode (device) caused by the blackening phenomenon caused by the evaporation of the anode and cathode of the discharge lamp device, and enables long life even when used in a device with large size and high output. The life can be extended. Further, the discharge lamp device using the high-purity tungsten electrode material of the present invention does not contain a radioactive element when used as a light source in a photoresist process or the like during semiconductor manufacturing, and thus contains a trace amount of a radioactive element. There is no harmful effect due to radiation damage as in conventional electrodes.
【図1】本発明のタングステン電極材による放電陽極を
用いて作製した実施例にかかる放電灯装置の基本構成を
示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a discharge lamp device according to an example produced using a discharge anode made of a tungsten electrode material of the present invention.
【図2】図1に示す放電灯装置に関する体放電特性を従
来のアクチニウム系列元素を含有する電極材を放電陽極
に用いた放電灯装置のものと比較して、時間経過に対す
る黒化度の関係を示した図である。FIG. 2 is a graph showing body discharge characteristics of the discharge lamp device shown in FIG. 1 compared with those of a conventional discharge lamp device using an electrode material containing an actinium-based element as a discharge anode, and the relationship between the degree of blackening over time. It is the figure which showed.
1 タングステン陽極 2 タングステン合金陰極 3 石英封入管 4 封入ガス 5 電極サポート 1 Tungsten anode 2 Tungsten alloy cathode 3 Quartz enclosure tube 4 Filled gas 5 electrode support
Claims (2)
極材料において、その不純物中に原子番号90以上のア
クチノイド系列元素を含有しないことを特徴とするタン
グステン電極材料。1. A tungsten electrode material having a purity of 99.99% or more, which does not contain an actinide series element having an atomic number of 90 or more in its impurities.
中熱処理したタングステン陽極および陰極。2. A tungsten anode and a cathode obtained by heat-treating the tungsten electrode material according to claim 1 in a vacuum.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001245061A JP2003059448A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Tungsten electrode material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001245061A JP2003059448A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Tungsten electrode material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003059448A true JP2003059448A (en) | 2003-02-28 |
Family
ID=19074890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001245061A Withdrawn JP2003059448A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Tungsten electrode material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003059448A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005285676A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nippon Tungsten Co Ltd | Electrode for discharge lamp |
CN103658655A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-26 | 株洲硬质合金集团有限公司 | Method for producing xenon lamp tungsten anode |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001245061A patent/JP2003059448A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005285676A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nippon Tungsten Co Ltd | Electrode for discharge lamp |
CN103658655A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-26 | 株洲硬质合金集团有限公司 | Method for producing xenon lamp tungsten anode |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3404640B2 (en) | Tungsten electrode material | |
EP2871666B1 (en) | Tungsten alloy part, and discharge lamp using the same | |
JP3665862B2 (en) | Tungsten anode for discharge lamp | |
EP3792369B1 (en) | Method for producing a tungsten alloy | |
JP2013133492A (en) | Tungsten alloy part and discharge lamp, transmitting tube and magnetron using the same | |
JP5881826B2 (en) | Tungsten alloy parts, and discharge lamps, transmitter tubes and magnetrons using the same | |
JP4011208B2 (en) | Tungsten material used for discharge lamp electrodes, discharge lamp electrodes, and discharge lamps using the same | |
JP2008539332A (en) | Discharge lamp having an electrode manufactured from a tungsten alloy containing less than 3% by weight of rhenium | |
KR100490579B1 (en) | Short Arc Mercury Lamp | |
JP2003059448A (en) | Tungsten electrode material | |
JP4054198B2 (en) | Short arc type discharge lamp electrode and short arc type discharge lamp | |
JP3764315B2 (en) | Tungsten material and manufacturing method thereof | |
JPH09231939A (en) | High melting point metal electrode, its manufacture, and electrode for discharge lamp using it | |
JP3267212B2 (en) | Electrode for high pressure discharge lamp and method of manufacturing the same | |
CN1873899A (en) | Ultra-high pressure mercury lamp | |
TWI575558B (en) | Discharge lamp cathode and its manufacturing method, discharge lamp | |
US1663561A (en) | Electron-discharge device | |
DE69911538T2 (en) | LOW PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP | |
JP2665928B2 (en) | Tantalum powder and method for producing the same | |
US1731244A (en) | Electron-emitting material and method of making the same | |
JP2002110089A (en) | Electrode, discharge lamp using it and optical device | |
JP3949528B2 (en) | Plate-like heating element and manufacturing method thereof | |
JP4455446B2 (en) | Tungsten electrode material for discharge lamp and discharge lamp using the same | |
JP4167199B2 (en) | Tungsten electrode | |
JP2003160380A (en) | HEAT GENERATOR HAVING MAIN INGREDIENT OF MoSi2 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |