JP3459318B2 - 電球の電気導体 - Google Patents

電球の電気導体

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属/ガラスパッキン
を有する電球の電気導体としてモリブデン/酸化イット
リウムをベースとするエッチングされたテープ材から成
る導体に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス球を有する電球の電気導体又は電
流導線の材料及び形状は電球の製造、機能及び品質を本
質的に決定する。この場合の電球とは高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプ及び高圧キセノン放電ランプのよ
うな特にハロゲン白熱灯及び放電灯を含むものとする。
【0003】かなり前からこの技術分野は大いに注目さ
れてきている。気体封入又は気体無封入の電球に電流を
供給するための導体は一般にガラス又は石英ガラスに封
入又は圧入される。従ってモリブデンはその高い融点と
ガラスに比べて有利な熱膨張率のために電流供給用導体
材料として使用されてきている。
【0004】モリブデン導体に対する材料としての他の
要件には延性、良好な成形可能性、高い機械的耐性、耐
酸化性又は耐食性(特にハロゲン化物に対して)及び他
の導体部品との溶接可能性がある。
【0005】ドイツ連邦共和国特許第2947230号
明細書には、比較的機械的に堅固な電流導線を有する電
球を作ることを課題とし、それまで使われてきたモリブ
デン箔の代わりにモリブデンに酸化イットリウム粒子を
モリブデン重量の0.25〜1%分散させたものを使用
することが記載されている。しかしこの材料は現在の要
求に対して十分ではない耐食性、特に耐酸化性を示すも
のである。
【0006】ドイツ連邦共和国特許第3006846号
明細書には、モリブデン又はタングステン箔の形の電気
導体にタンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、ジルコ
ニウム、チタン、イットリウム、ランタン、スカンジウ
ム及びハフニウムから成るグループの第2の金属を被せ
ることが提案されている。このモリブデン又はタングス
テン導体の被着はこの特許によれば蒸着、陰極スパッタ
リング、電気分解及び他の方法で行われる。
【0007】しかしこの被覆は多大の労力及び経費を要
する方法であり、経済的に実施した場合一様な厚さの被
覆を保証するものではないので、全ての範囲に所望の腐
食保護が得られるものではない。更にこのように被覆さ
れた電気導体は十分な溶接可能性に欠けるものである。
このことは特に被覆材料としてクロムを使用する場合に
問題となる。この基本材料は場合によってはまず他の構
造部材と溶接され、次いで被覆又は被着されなければな
らない。
【0008】米国特許第5021711号明細書は同様
に真空電球内の導体として使用されるモリブデン箔の酸
化保護に関するものであり、モリブデン箔を表面的にク
ロム、アルミニウム又はこれらの金属の結合体のイオン
注入により改良することを提案している。この場合溶接
性が不十分であるという欠点が生じ、この方法はこの材
料に対して労力と経費を要するものになる。これは石英
ランプの大量生産の際の製造コストを著しく高めること
になる。
【0009】更に欧州特許第0309749号明細書は
電球のパッキン範囲で導体として使用されるモリブデン
の耐酸化性を高めることに関するものである。特に25
0℃〜600℃の高温での酸化雰囲気でのこの材料の寿
命の改善をモリブデン基本材料をケイ酸アルカリ金属で
被覆することにより達成するものである。
【0010】このようにして形成された導体の欠点は、
その製造コスト及び脆性又は部材の易破壊性が高いこと
である。溶接可能性が乏しいため、まず溶接し次いで被
覆するという同様に比較的経費を要する方法をとらなけ
ればならない。
【0011】欧州特許第0098858号明細書には、
耐酸化性を高めるとともに溶接可能性及び水素含有媒体
に対する耐性も高めるためにモリブデンから成る電流導
線の被覆にレニウム層を備えることが提案されている。
レニウムは比較的高価な物質である。被覆を形成するた
めのこの公知方法は従って経費を要し、この場合も主な
欠点はこのように処理される導体の経済性の欠如にあ
る。
【0012】オーストリア国特許第395493号明細
書から電球の電流導線としての導体にランタニドの1種
又は複数種の酸化物0.01〜5重量%、残りモリブデ
ンから成るモリブデン合金が知られている。この材料は
確かに他の公知の導電材料に比べて傑出した溶接可能性
と高温安定性を示すが、使用上特有の他の材料特性に関
してはそれぞれ既に知られているモリブデン合金よりも
劣るものである。材料特性全般としては石英ガラス封入
物用のテープ又は箔として使用するのではなく、硬質ガ
ラス封入物用の線状電流導体として使用することが好ま
しい。
【0013】材料の選択の他に電球のガラス内の導体と
して封入する際その加工法も極めて重要である。例えば
欧州特許出願公開第0311308号明細書から、パッ
キン範囲内で金属及びガラスを水素/窒素ガス混合物の
存在下に特別な方法で溶融させあう特殊な方法が公知で
ある。しかしこの方法にしても他の方法にしても相応す
る材料を導体として使用する際の周知の問題を決して満
足の行くように解決するものではない。
【0014】また欧州特許第027580号明細書で
は、電球内の電流供給線を主としてモリブデン、0.0
1〜2重量%の酸化イットリウム、0.01〜0.8重
量%のホウ化モリブデンから成る合金から形成すること
が推奨されている。カリウム−シリコンをドープされた
モリブデン合金に対する改良物としてのこの合金はしか
し純粋なモリブデン酸化イットリウム合金に比べて、特
にその耐酸化性に関して何等の改善性を示すものではな
い。この材料の重大な欠点は、封入又は圧入領域部分で
ガラス内の電球の口金に封入中の材料の再結晶過程での
材料強度の変化によりしばしば亀裂を生じることであ
る。
【0015】日本国特許出願公告昭60−58296号
公報には、測温用保護管に使用される10〜70重量%
の酸化イットリウム及び/又は酸化セリウム、残りモリ
ブデンから成る熱に安定な材料が記載されている。しか
し電球内の電流導線としてのこの材料の適性については
この公報には何等言及されていない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
技術における欠点を有さず、特にモリブデン酸化イット
リウムをベースとする既に公知の材料よりも高い耐食性
と耐酸化性を有する導体材料をガラス球を有する真空電
球の電気導体として提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、金属/ガラスパッキンを有する電球の電気導体とし
てモリブデン酸化イットリウムをベースとするエッチン
グされたテープ材から成る導体において、テープ材がM
oY23の他に0.03〜1.0重量%の酸化セリウム
を含んでおり、酸化セリウムの酸化イットリウムに対す
重量比が0.1〜1であることにより解決される。
【0018】本発明による電球は、種々のハロゲン白熱
ランプ並びに例えば高圧水銀ランプ、高圧キセノンラン
プ及びメタルハライドランプのような放電灯を包含する
ものである。テープ材は電球内で多岐にわたる寸法で、
但し特に薄い楕円形のエッチング箔として使用される。
本発明による導体は電球の製造に今日一般的である方
法、特に金属/ガラス封入又は圧入法を引続き使用する
ことに何等制約されることなく使用できるものである。
即ち特に本発明による導体をその端部で他の電流供給部
材と溶接し、溶接結合部も含めて石英ガラス内に封入又
は圧入することができる。
【0019】本発明による導体が酸化イットリウムだけ
を分散質としてドープされているモリブデン材料に比べ
て全体としてかなりの酸化物濃度においても耐食性及び
特に耐酸化性を飛躍的に高めることは予想外のことであ
った。このことは例えばこの種の導体で作られた電球の
長期貯蔵性及び同時に点灯寿命を明らかに延ばすもので
ある。
【0020】本発明による導体の他の品質特性はこれま
で知られている最良の導電材料に比べて劣るものではな
い。即ち −エッチングされた導電性テープの好適な表面構造のた
め圧入又は封入時における箔の剥がれが少なく、 −材料の安定な微粒子性のため導体封入中の再結晶後も
箔の亀裂が少なく、 −1300℃以下の比較的低い再結晶温度のため導体材
料とガラスとの間の応力形成が少なくなり、石英ガラス
中の口金の亀裂を回避できるという特性を有する。
【0021】本発明による導体の製造には粉末冶金法で
今日行われている方法が使用されるが、それについては
例えばオーストリア国特許第386612号明細書を参
照されたい。
【0022】更にモリブデンテープ材又はモリブデン箔
に今日一般的である腐食剤及びエッチング方法が使用さ
れる。特に導電テープの側方縁部分を薄くするための広
く普及している方法が使用される。
【0023】
【実施例】本発明による導体及びその製造方法の有利な
実施例を以下に記載する。
【0024】例1 本発明によるテープ材の製造のため、酸化セリウムを酸
化イットリウムに対して0.25の重量比で含むイット
リウム−セリウム酸化混合物0.55重量%の極めて微
細に分散された混合物(酸化物粒径<0.1μm)を有
するモリブデン粉末を液体ドーピングにより製造し、ダ
イプレスで圧縮し、引続き1850℃で5時間焼結す
る。こうして製造された圧延鋼板を熱間又は冷間圧延に
より厚さ0.045mmのテープに加工し、その後切断
し、電解腐食工程により溶融テープとして典型的な楕円
形にし、H2雰囲気下に800℃で燬焼する。
【0025】例2 本発明による酸化セリウムを酸化イットリウムに対して
0.43の重量比で含むセリウム−イットリウム混合酸
化物0.55重量%を有するモリブデンからなるテープ
材を例1の製造条件に基づき製造する。
【0026】比較テスト 比較のため本発明の例1及び例2により製造されたテー
プ材と従来技術による酸化イットリウム0.55重量%
を含むモリブデンから成るテープ材に以下の項目のテス
トを実施した。 a) 350℃/115時間での酸化テスト b) 50℃/H2 O蒸気/168時間での酸化テスト c) (100個の電球で)圧入試験:石英ガラスにお
ける箔剥がれ、箔亀裂及び口金亀裂についてのテスト d) 口金内の熱停滞による過大応力テスト その結果を表1に対比してまとめた。
【0027】
【表1】 テープ材 a) b) c) d) 酸化率 酸化率 相対温度負荷能力 (μg/cm2 h)(μg/cm2 h) ─────────────────────────────────── 従来技術のY2 3 を0.55重量% 120 160 + 1.0 含むモリブデン ─────────────────────────────────── 本発明の例1による 混合酸化物を0.55 80 130 + 1.2 重量%含むモリブデン ─────────────────────────────────── 本発明の例2による 混合酸化物を0.55 85 115 + 1.2 重量%含むモリブデン ───────────────────────────────────
【0028】表1から本発明によるテープ材料が従来技
術によるテープ材料に比較して明らかに特性が改善され
ていることが認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−174611(JP,A) 特開 昭55−74034(JP,A) 特開 昭63−161138(JP,A) 特開 昭63−216943(JP,A) 特公 昭60−58296(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 5/46 H01K 1/40 H01J 61/36 H01B 1/00 H01B 5/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属/ガラスパッキンを有する電球の電
    気導体としてモリブデン酸化イットリウムをベースとす
    るエッチングされたテープ材から成る導体において、テ
    ープ材がMoY23の他に0.03〜1.0重量%の酸
    化セリウムを含んでおり、化セリウムの酸化イットリ
    ウムに対する重量比が0.1〜1であることを特徴とす
    る電球の電気導体。
  2. 【請求項2】 酸化セリウムの酸化イットリウムに対す
    重量比が0.1〜0.4であることを特徴とする請求
    項1記載の導体。
  3. 【請求項3】 酸化セリウムを0.05〜0.15重量
    %含んでおり、酸化セリウムの酸化イットリウムに対す
    重量比が0.15〜0.20であることを特徴とする
    請求項1記載の導体。
  4. 【請求項4】 Y23を0.4〜0.5重量%及びCe
    2を0.08重量%含むモリブデンからなることを特
    徴とする請求項1記載の導体。
  5. 【請求項5】 40重量%以下の酸化セリウムが1種又
    は複数種の酸化物La23、Er23、SiO2、Hf
    2、ZrO2、TiO2、Al23と置換されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の導体。
JP18328895A 1994-07-05 1995-06-28 電球の電気導体 Expired - Lifetime JP3459318B2 (ja)

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