JP3034703B2 - 放電灯用電極の製造方法 - Google Patents
放電灯用電極の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エミッター物質として
希土類金属酸化物を使用した放電灯用電極の製造方法に
関する。
希土類金属酸化物を使用した放電灯用電極の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より放電灯の陰極には、酸化トリウ
ム（ ThO2 ）を添加したタングステン金属、いわゆるト
リエイテッドタングステン電極が主として使用され、一
部ではエミッター物質を多孔質タングステンに含浸させ
た、いわゆる含浸電極や、放電加工用電極としては酸化
トリウムに変えて希土類金属酸化物を添加した希土類電
極が使用されている。
ム（ ThO2 ）を添加したタングステン金属、いわゆるト
リエイテッドタングステン電極が主として使用され、一
部ではエミッター物質を多孔質タングステンに含浸させ
た、いわゆる含浸電極や、放電加工用電極としては酸化
トリウムに変えて希土類金属酸化物を添加した希土類電
極が使用されている。
【０００３】このトリエイテッドタングステン電極は、
５μｍ以下に粉砕されたタングステン金属粉末と酸化ト
リウムの粉末を機械的に混合し、プレス成形して焼結後
にスエージ加工を経て製造される。他方、含浸電極はタ
ングステン粉末をプレス成形して焼結することにより多
孔質の基体金属を作り、この基体金属の先端にバリウム
・カルシウム・アルミネートのような酸化物エミッター
をその融点以上に加熱して含浸させるようにしている。
また希土類電極はエミッター物質として希土類金属酸化
物を用いた以外は、トリエイテッドタングステン電極と
ほぼ同様の方法で製造されている。
５μｍ以下に粉砕されたタングステン金属粉末と酸化ト
リウムの粉末を機械的に混合し、プレス成形して焼結後
にスエージ加工を経て製造される。他方、含浸電極はタ
ングステン粉末をプレス成形して焼結することにより多
孔質の基体金属を作り、この基体金属の先端にバリウム
・カルシウム・アルミネートのような酸化物エミッター
をその融点以上に加熱して含浸させるようにしている。
また希土類電極はエミッター物質として希土類金属酸化
物を用いた以外は、トリエイテッドタングステン電極と
ほぼ同様の方法で製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】放電灯用の電極として
は、前記したようにトリエイテッドタングステン電極が
良く用いられ、性能的にも高い評価を得ている。しかし
ながら、トリウムは放射性元素であり、その使用量が少
ないとはいうものの、最近ではますます規制が厳しくな
りつつあり、今後は安定した供給が危ぶまれている。ま
た含浸電極は、動作温度が低く、アーク輝点のゆらぎが
少ないという利点を有するが、どうしても基体金属であ
るタングステン金属が多孔質であるために、点灯中のタ
ングステン金属の蒸発が多く、発光管の管壁を早期に黒
化させるという問題を有する。そして希土類電極は、電
極先端部分のタングステンが早期に再結晶化して結晶粒
が巨大化するので、エミッターの粒界拡散が阻害されて
アークの不安定や不点灯を起こすという問題を有する。
は、前記したようにトリエイテッドタングステン電極が
良く用いられ、性能的にも高い評価を得ている。しかし
ながら、トリウムは放射性元素であり、その使用量が少
ないとはいうものの、最近ではますます規制が厳しくな
りつつあり、今後は安定した供給が危ぶまれている。ま
た含浸電極は、動作温度が低く、アーク輝点のゆらぎが
少ないという利点を有するが、どうしても基体金属であ
るタングステン金属が多孔質であるために、点灯中のタ
ングステン金属の蒸発が多く、発光管の管壁を早期に黒
化させるという問題を有する。そして希土類電極は、電
極先端部分のタングステンが早期に再結晶化して結晶粒
が巨大化するので、エミッターの粒界拡散が阻害されて
アークの不安定や不点灯を起こすという問題を有する。
【０００５】本発明は以上のような課題を解決するため
に成されたものであり、その目的とするところは、希土
類電極でエミッターの供給がスムーズにいき、長時間に
渡ってアーク不安定や不点灯を起こすことのない放電灯
用電極の製造方法を提供することにある。
に成されたものであり、その目的とするところは、希土
類電極でエミッターの供給がスムーズにいき、長時間に
渡ってアーク不安定や不点灯を起こすことのない放電灯
用電極の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の放電灯用電極の
製造方法は、タングステン化合物と希土類金属酸化物を
溶解液に溶解させる工程と、この溶解液を乾燥させて微
細な混合粉体とする工程と、この混合粉体中のタングス
テンを還元する工程とを含むことを特徴とする。そして
タングステン化合物としては、パラタングステン酸アン
モニウムであることが好ましい。また希土類金属酸化物
としては、酸化ランタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオ
ジウムより選ばれたものを使用するのが好ましい。
製造方法は、タングステン化合物と希土類金属酸化物を
溶解液に溶解させる工程と、この溶解液を乾燥させて微
細な混合粉体とする工程と、この混合粉体中のタングス
テンを還元する工程とを含むことを特徴とする。そして
タングステン化合物としては、パラタングステン酸アン
モニウムであることが好ましい。また希土類金属酸化物
としては、酸化ランタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオ
ジウムより選ばれたものを使用するのが好ましい。
【０００７】
【作用】タングステン化合物と希土類金属酸化物を溶液
に溶かし、この溶解液を乾燥させて微細な混合粉体とす
るので、希土類金属酸化物の粒も小さくかつ局在するこ
ともないので、緻密な分散を達成することができる。従
って、超高温の使用条件下でタングステンが再結晶して
も、エミッター物質である希土類金属酸化物の電極表面
への拡散がスムーズとなる。
に溶かし、この溶解液を乾燥させて微細な混合粉体とす
るので、希土類金属酸化物の粒も小さくかつ局在するこ
ともないので、緻密な分散を達成することができる。従
って、超高温の使用条件下でタングステンが再結晶して
も、エミッター物質である希土類金属酸化物の電極表面
への拡散がスムーズとなる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例を具体的に説明する。
この実施例の製造方法で用いた放電灯用電極の材料は、
タングステン材料としてはパラタングステン酸アンモニ
ウム、希土類金属酸化物としては３μｍ以下に粉砕した
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ3 ）、溶解液としては酢酸
の希釈溶液を用いた。
この実施例の製造方法で用いた放電灯用電極の材料は、
タングステン材料としてはパラタングステン酸アンモニ
ウム、希土類金属酸化物としては３μｍ以下に粉砕した
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ3 ）、溶解液としては酢酸
の希釈溶液を用いた。
【０００９】これらの材料を用いて、本発明の放電灯用
電極の製造方法によれば、例えば次のような工程で製造
される。 〔工程１〕パラタングステン酸アンモニウムを９０℃以
上の水溶液に溶かし、タングステン濃度が０．１ mol／
l の溶液Ａを作製する。 〔工程２〕１５０mlの水溶液に対して９９．９％酢酸溶
液を１ml混合した溶解液を作製し、この溶解液に酸化ガ
ドリニウムを溶かして、ガドリニウム濃度が１．０ mol
／l の溶液Ｂを作製する。 〔工程３〕酸化ガドリニウムがタングステンに対して２
wt％になるように、工程１と工程２で作製された溶液Ａ
と溶液Ｂを所定量混合し、混合溶液Ｃを作製する。 〔工程４〕この混合溶液Ｃを噴霧法により、タングステ
ンと希土類の酸化物よりなる超微細な混合粉体を得る。
この噴霧法に用いる装置としては薬品や食品の微粉末製
造に用いられているアトマイザーやスプレードライヤー
等を使用することができる。 〔工程５〕このアトマイザー等により得られた混合粉体
を１０００℃の水素還元炉に通して、タングステン酸化
物を還元し、金属タングステンと酸化ガドリニウムより
なる混合粉体とする。 〔工程６〕その後、この混合粉体をプレス成形し、２１
００℃で焼結して放電灯用電極に加工する。この工程５
は従来より知られている方法を用いることができる。
電極の製造方法によれば、例えば次のような工程で製造
される。 〔工程１〕パラタングステン酸アンモニウムを９０℃以
上の水溶液に溶かし、タングステン濃度が０．１ mol／
l の溶液Ａを作製する。 〔工程２〕１５０mlの水溶液に対して９９．９％酢酸溶
液を１ml混合した溶解液を作製し、この溶解液に酸化ガ
ドリニウムを溶かして、ガドリニウム濃度が１．０ mol
／l の溶液Ｂを作製する。 〔工程３〕酸化ガドリニウムがタングステンに対して２
wt％になるように、工程１と工程２で作製された溶液Ａ
と溶液Ｂを所定量混合し、混合溶液Ｃを作製する。 〔工程４〕この混合溶液Ｃを噴霧法により、タングステ
ンと希土類の酸化物よりなる超微細な混合粉体を得る。
この噴霧法に用いる装置としては薬品や食品の微粉末製
造に用いられているアトマイザーやスプレードライヤー
等を使用することができる。 〔工程５〕このアトマイザー等により得られた混合粉体
を１０００℃の水素還元炉に通して、タングステン酸化
物を還元し、金属タングステンと酸化ガドリニウムより
なる混合粉体とする。 〔工程６〕その後、この混合粉体をプレス成形し、２１
００℃で焼結して放電灯用電極に加工する。この工程５
は従来より知られている方法を用いることができる。
【００１０】前記した製造工程５で得られた混合粉体
は、平均粒度が細かく、且つ分散状態も優れたものであ
った。すなわち得られた酸化ガドリニウムの平均粒径は
１〜３μｍであり、金属タングステンのそれは０．５〜
１．０μｍであった。この平均粒径の値は、従来の一般
的な混合方法であったＭＢ法（メカニカルブレンディン
グ）の場合が３〜５μｍであったのに比べても、かなり
な超微細粉末であることが確認できた。尚、水素還元さ
れた混合粉体をＸ線回折で分析したところ、金属タング
ステンと酸化ガドリニウムの特定線のみが観察され、タ
ングステン酸化物は存在していないことが観察された。
は、平均粒度が細かく、且つ分散状態も優れたものであ
った。すなわち得られた酸化ガドリニウムの平均粒径は
１〜３μｍであり、金属タングステンのそれは０．５〜
１．０μｍであった。この平均粒径の値は、従来の一般
的な混合方法であったＭＢ法（メカニカルブレンディン
グ）の場合が３〜５μｍであったのに比べても、かなり
な超微細粉末であることが確認できた。尚、水素還元さ
れた混合粉体をＸ線回折で分析したところ、金属タング
ステンと酸化ガドリニウムの特定線のみが観察され、タ
ングステン酸化物は存在していないことが観察された。
【００１１】そして本発明で作製した電極材料は従来の
ＭＢ法に比べて焼結速度が速く、焼結され易いものであ
った。これは、本発明により作製された混合粉体がＭＢ
法の粉体より細かく、表面積が大きかった為と思われ
る。尚、焼結に関する一例を示せば、自動粉末成形機で
プレス成形された試料を高周波加熱炉で焼結した場合、
従来のＭＢ法の焼結時間が２時間であったのに対して、
本発明の場合は１時間であった。
ＭＢ法に比べて焼結速度が速く、焼結され易いものであ
った。これは、本発明により作製された混合粉体がＭＢ
法の粉体より細かく、表面積が大きかった為と思われ
る。尚、焼結に関する一例を示せば、自動粉末成形機で
プレス成形された試料を高周波加熱炉で焼結した場合、
従来のＭＢ法の焼結時間が２時間であったのに対して、
本発明の場合は１時間であった。
【００１２】次に、エミッタとして、酸化ランタン、酸
化ガドリニウム、酸化ネオジウムをそれぞれ２wt％含有
し、理論密度が９３％のタングステンロッドからなる電
極を本発明の方法で製作し、この電極を備えた１ｋｗの
ショートアーク型キセノン放電灯を実際に製作して、点
灯時のランプ電圧の変動を調査した。また、比較例とし
て、従来より使用されている酸化トリウムを２wt％含有
したものも同時に調査した。なお、ランプ電圧の変動
は、点灯初期のランプ電圧を基準とし、これに対する変
動で表示した。その結果を図１に示すが、これから分か
るように、本発明に係わる電極を使用したものは、点灯
後１０００時間においても電圧の変動は３％以内であ
り、従来の酸化トリウム含有の電極を使用したときと同
様の好結果が得られた。これは、エミッター物質である
酸化ランタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオジウムが微
細な粒子であるために、電極表面への拡散がスムーズに
行われ、電極先端にエミッターが順調に供給されている
ためと考えらる。
化ガドリニウム、酸化ネオジウムをそれぞれ２wt％含有
し、理論密度が９３％のタングステンロッドからなる電
極を本発明の方法で製作し、この電極を備えた１ｋｗの
ショートアーク型キセノン放電灯を実際に製作して、点
灯時のランプ電圧の変動を調査した。また、比較例とし
て、従来より使用されている酸化トリウムを２wt％含有
したものも同時に調査した。なお、ランプ電圧の変動
は、点灯初期のランプ電圧を基準とし、これに対する変
動で表示した。その結果を図１に示すが、これから分か
るように、本発明に係わる電極を使用したものは、点灯
後１０００時間においても電圧の変動は３％以内であ
り、従来の酸化トリウム含有の電極を使用したときと同
様の好結果が得られた。これは、エミッター物質である
酸化ランタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオジウムが微
細な粒子であるために、電極表面への拡散がスムーズに
行われ、電極先端にエミッターが順調に供給されている
ためと考えらる。
【００１３】尚、以上は希土類金属酸化物として酸化ラ
ンタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオジウムを使用した
例について説明したが、若干性能に差がでるものの、他
の希土類金属を用いても、本製造方法によればその性能
を十分に発揮させることができる。
ンタン、酸化ガドリニウム、酸化ネオジウムを使用した
例について説明したが、若干性能に差がでるものの、他
の希土類金属を用いても、本製造方法によればその性能
を十分に発揮させることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の放
電灯用電極の製造方法によれば、超微細な希土類金属酸
化物とタングステンとの混合物が得られ、しかもこの混
合物は分散状態が極めて均一なものであるので、電極先
端へのエミッター供給がスムーズな電極の製造が可能と
なり、長時間安定して使用できる放電灯用電極の製造方
法とすることができる。
電灯用電極の製造方法によれば、超微細な希土類金属酸
化物とタングステンとの混合物が得られ、しかもこの混
合物は分散状態が極めて均一なものであるので、電極先
端へのエミッター供給がスムーズな電極の製造が可能と
なり、長時間安定して使用できる放電灯用電極の製造方
法とすることができる。
【図１】電圧変動の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 9/04
Claims (3)
- 【請求項１】 タングステン化合物と希土類金属酸化物
を溶解液に溶解させる工程と、この溶解液を乾燥させて
微細な混合粉体とする工程と、この混合粉体中のタング
ステンを還元する工程とを含むことを特徴とする放電灯
用電極の製造方法。 - 【請求項２】 前記タングステン化合物が、パラタング
ステン酸アンモニウムであることを特徴とする請求項１
に記載の放電灯用電極の製造方法。 - 【請求項３】 前記希土類金属酸化物が、酸化ランタ
ン、酸化ガドリニウム、酸化ネオジウムより選ばれたも
のであることを特徴とする請求項１に記載の放電灯用電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227846A JP3034703B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 放電灯用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227846A JP3034703B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 放電灯用電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660806A JPH0660806A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3034703B2 true JP3034703B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=16867294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227846A Expired - Fee Related JP3034703B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 放電灯用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034703B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4815839B2 (ja) | 2005-03-31 | 2011-11-16 | ウシオ電機株式会社 | 高負荷高輝度放電ランプ |
| WO2011049049A1 (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | 日本タングステン株式会社 | タングステン陰極材料 |
| CN115533112B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-10-20 | 北京工业大学 | 一种复合稀土钨/钼酸盐共晶细化难熔金属的方法 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP4227846A patent/JP3034703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0660806A (ja) | 1994-03-04 |
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