JP3985498B2

JP3985498B2 - Inclined functional body for tube and tube

Info

Publication number: JP3985498B2
Application number: JP2001335109A
Authority: JP
Inventors: 幸三上村; 敏彦石神; 寿男蛭田; 暢宏田村; 卓也本間; 幾恵苅部
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003142032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管球に使用する傾斜機能材料および管球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高圧放電ランプやハロゲンランプの封止部の構造としては、封着用の金属箔を用いた箔シール方式のものが知られている。而して、最近においては、電極部材を具えた傾斜機能材料よりなる閉塞体を用い、この閉塞体にバルブの封止用管部を封着させることにより封止部を形成する手段が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−８６７９４号公報には、管球の閉塞体として傾斜機能材料をモリブデンとシリカの組み合わせを用いたものの場合、シリカ粉末とモリブデン粉末とを、モリブデン粉末の含有割合が異なるようそれぞれ混合し、モリブデン粉末の含有割合が異なる複数の混合粉末を調製する。この混合粉末を用い、円柱状の成形空間を有する金型の底部材の上面上に、モリブデン濃度の最も低い混合粉末を層状に充填して１層を形成し、ついで２番目に低いモリブデン濃度の混合粉末を層状に充填して２層目を形成し、そのように順にモリブデン濃度を変えた混合粉末を層状に必要な層数充填し、その後に加圧体で加圧して成形することにより、複数の成形層が一体に積層された積層体を形成した後、電極を挿入して本焼結を行なう傾斜機能体を用いた管球用電気導入体（従来例１）が記載されている。
【０００４】
また、特開２０００−５８００１号公報には、傾斜機能体の形状が概略円柱状であって発光空間側はテーパ状になっており、この傾斜機能体は例えば、モリブデンとシリカの混合比率が順次または段階的に異なりる傾斜機能体を有している。この傾斜機能体がシリカ成分が１００％である一端部の層が側管である石英ガラスの放電容器と接合している高圧水銀ランプ（従来例2）が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１の傾斜機能体であると、それぞれの混合比を持った粉末を層にして加圧して焼結する際に、特にＳｉＯ₂が１００％である層とその隣の層との間に加熱焼成の際、その部分にクラックが生じることがあり、傾斜機能体の製造が困難であった。
【０００６】
また、従来例２のように、シリカが１００％の部分を用いて傾斜機能体と放電容器を封着させるようにした場合、傾斜機能体のシリカ１００％である部分とシリカと導電材料の混合物である部分との間でクラックが発生してしまった。これは、傾斜機能体のＳｉＯ₂ １００％と導電性物質の混同している部分の間の密着性が弱いため、点灯時や放電容器との封着時の用に高温下にさらされる場合には、この部分での応力が生じるためと考えられる。このとき、傾斜機能体のシリカ１００％である部分と同じくシリカ１００％である放電容器がほぼ同じ熱膨張係数を有したもの同士で封着されているため放電容器と封着されている隣接される傾斜機能体の面ではさらに大きな応力が生じ、濡れ性および密着性の弱い部分でクラックが発生するためと考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は傾斜機能体のクラックの発生を抑制し、またこの傾斜機能体を管球の封止材料として使用しても管球破損などを抑制することのできる傾斜機能材料およびそれを用いた管球を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の管球用傾斜機能体は、ＳｉＯ₂と導電性物質の混合物であって、断面における混合物に対するＳｉＯ _２の容積比を軸方向の一端側から他端側に向かって増加させるように成形し、他端側での前記断面の混合物に対するＳｉＯ_２の容積比が９９．５〜９７．５％であり、他端側部分でＳｉＯ_２を主体とする放電容器と溶着し封止されることを特徴とする。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り、用語の定義および技術的な意味は次による。
【００１０】
管球とは、従来放電容器の封止を箔で行っていたような、水銀ランプ、メタルハライドランプ、セラミックメタルハライドランプのような高圧放電ランプ、ハロゲンランプを許容する。高圧放電ランプの電極は、対向する位置に少なくとも一対配設してなる。また、ハロゲンランプのような管球の場合、電極とはフィラメントおよびフィラメントを支持するアンカ部材を示すことも許容する。
【００１１】
傾斜機能体を構成する導電物質とは、耐熱性、耐薬品性の金属または金属酸化物が好ましく、また、電極材料と近似した熱膨張係数を有して接続されることが好ましく、タングステン、モリブデンを用いることが好ましい。
【００１２】
傾斜機能体は、スリップキャスト法、フロックキャスト法等によって形成することができる。スリップキャスト法は、ＳｉＯ₂と導電性物質の紛体を溶媒に混合させたスラリーを吸水性の有る石膏などからなる鋳型に注入し、沈殿傾斜させて乾燥し成形した後に焼成して傾斜機能体を得る方法である。傾斜機能体の端部が、ＳｉＯ₂が１００％となる場合には、この傾斜機能体の端部を、ＳｉＯ₂の容積比が９７．５〜９９．５％の面が現れるまで切削研磨することによって本発明の傾斜機能体を得ることもできる。
【００１３】
またフロックキャスト法は、ＳｉＯ₂と導電性物質を凝固剤を含んだスラリーに混合させＳｉＯ₂と導電性物質の分布を連続的に変化させるよう調整した湯浴中にて凝集、個化させ成形した後に乾燥加熱して傾斜機能体を得る方法である。
【００１４】
そのほかＳｉＯ₂と導電性物質を混合させて焼結し表面を研磨した構成体を順次混合比が異なるように積み重ねて焼結させて各構成体を接合させる方法などがあげられる。
【００１５】
スリップキャスト法、フロックキャスト法によって得られる傾斜機能体は、ＳｉＯ₂と導電性物質の混合比が連続的に傾斜されるため、結合力が増加して傾斜機能体の強度が増加する利点がある。
【００１６】
このように得られた傾斜機能体において、放電容器と放電容器と溶着封止される部分のＳｉＯ₂の混合比が９９．５％を超える場合には、この部分と混合比の違う部分との間でクラックが生じやすくなっている。これは、放電容器と溶着している部分がランプの点灯中の熱により放電容器と共に膨張しようとするため、混合比の違う部分との密着性が異なるため応力が生じてクラックを発生させているものと考えられる。
【００１７】
また、この構成体のＳｉＯ₂の混合比が９７．５％未満であると放電容器とこの部分の傾斜機能体の熱膨張係数が適合できずに、ランプ点灯中の熱によって放電容器にクラックが生じるまたは、放電容器と傾斜機能体との間でリークが生じる等の不具合が生じてしまう。なお、積層焼結によって傾斜機能体を得る場合、この放電容器と溶着される層が複数の層と溶着されることも許容する。
【００１８】
また、傾斜機能体と電極が接合される層は導電性領域にある。この層の導電性物質の混合比が１０％以下であると電極に供給される電力によって、この構成体と電極端部間が発熱し導電性が失われるなどの虞があるため一定の導電率を維持するため、電極が接合させる部分の導電物質の混合比は１０％以上である事が好ましい。傾斜機能体と電極の接合は、構成体に電極を機械的に打ち込んで支持するまた、電極の端部と傾斜機能体を導電性物質を溶融させて接合させるなどの方法を用いることができる。
【００１９】
請求項１の発明によれば、傾斜機能体の製造時においても、傾斜機能体の強度を保ちクラックの発生を抑制することのできる管球用傾斜機能体を提供することができる。
【００２０】
請求項２の発明の管球は、ＳｉＯ_２を主成分とする放電容器と；ＳｉＯ₂と導電性物質の混合物であって、断面における混合物に対するＳｉＯ _２の容積比を軸方向の一端側から他端側に向かって増加させるように成形し、当該ＳｉＯ_２の容積比が９９．５〜９７．５％である他端側部分で放電容器と溶着し封止される傾斜機能体と；一端が傾斜機能体の他端側から突出し、他端が傾斜機能体の導電性領域層に固着される電極と；を具備したことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、構成体のクラックを生じることのない傾斜機能体を用いた管球を提供することができ、管球の信頼性も向上することができる。
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１を参照して説明する。図１は、傾斜機能体の実施形態である。
【００２２】
傾斜機能体１は、ＳｉＯ₂とＭｏの混合比の異なる層ｎ１〜ｎｎを軸方向に積層して構成される。本実施形態では１０層を積層させた。この傾斜機能体１は、次のようにして製造される。
【００２３】
まず、ＳｉＯ ₂の粒径０．０１〜１０μｍの粉末を９８．５％、Ｍｏの粒径０．０１〜１０μｍの粉末を１．５％を略均一となるように混合する。この混合体を内径が３０ｍｍの筒状の型に高さが５ｍｍとなるように流し込む。次にＳｉＯ₂とＭｏの混合比が９８：２の混合体を高さが１．５ｍｍとなるように流し込む。各層のＳｉＯ₂とＭｏの混合比と各構成体の高さは表１の通り。
【００２４】
【表１】

【００２５】
このように混合比の異なる混合体が積層された型の開口側に圧力を加えた状態で１７００℃で２０分間加熱して焼結させる。こうして、外径３０ｍｍ、高さはおよそ２０ｍｍの混合体が形成される。その後、型から取り出した混合体を３ｍｍの径で切り出して、表面を研磨して傾斜機能体１を取り出している。
【００２６】
この傾斜機能体１の円中の中心部に直径０．５ｍｍの穴をｎ８の層まであけ、その穴に電極２を挿入し端部は構成体に打ち込んでいる。
【００２７】
次に、本発明の実施形態２であるメタルハライドランプを図２を参照して説明する。図２は、傾斜機能体を用いたメタルハライドランプＬの実施形態である。メタルハライドランプＬの放電容器３は石英硝子からなり、放電空間を形成する回転楕円径状の放電部３１の両端に傾斜機能体１が封止される封止部３２，３３が一体に形成される。放電部３１の中央部部分には、放電空間部３１を傾斜機能体１で封止後に放電空間内部を排気し所定の封入物を封入するチップ部３４が形成されている。
【００２８】
放電容器３と傾斜機能体１は傾斜機能体１の第１の層ｎ１の部分で封止される。まず、電極２を取りつけてある傾斜機能体１を放電容器の封止部３２、３３内部に挿入する。その後、傾斜機能体１の第１の層ｎ１の部分に対向する封止部の部分を、酸素―水素バーナーもしくはアルゴンプラズマバーナーで封止部分の石英硝子を溶融させ傾斜機能体と密着接合させ、放電空間内の気密を保つように構成される。
【００２９】
その後放電空間内にアルゴンガス、水銀、Ｓｃ−Ｎａの沃化物を排気チップ部から封入し排気管を封じた。
【００３０】
電極への電力供給は、本実施例の場合傾斜機能体１の端部に金属バンドを巻回して金属バンドから電力を電極間に供給する。本実施例のランプ電力は１００Ｗ、ランプ電圧は８３Ｖであった。また、放電容器の内径は約６ｍｍ、電極間距離は約１．４ｍｍである。
【００３１】
ここで、上記比較例１を用いたメタルハライドランプ、下記の比較例および実施形態のメタルハライドランプＬを用いての点滅試験を行った。各比較例とも放電容器の大きさ、ランプの入力電力などは、実施例２と同等となるようにしている。
＜比較例１＞実施形態の傾斜機能体と同じく混合体を順次積層させて成形焼結させているが、第１の層のＳｉＯ₂の混合料を１００％としてＭｏを含まない構成体としている。放電容器の封止部分はこのＳｉＯ₂が１００％である構成体部分で封止させている。
＜比較例２＞従来のようにＭｏ箔を用いて封止を行った。
【００３２】
これらのランプを２．７５ｈ点灯、０．２５ｈ消灯をくりかえして点滅試験を行った。点滅回数が１５００回となった時点での各ランプを観察した結果は下記の通りであった。
＜実施形態＞クラックの発生、封止部の変色とも観察されなかった。
＜比較例１＞傾斜機能体の第１の構成体であるＳｉＯ₂の構成体にクラックが発生し、数本のランプは構成体が脱落していた。これは、第１の構成体であるＳｉＯ₂が１００％の構成体と第２の構成体のＳｉＯ₂ ９８．５％−Ｍｏ１．５％の層の熱膨張の違いによるものと考えられる。
＜比較例３＞Ｍｏ箔の変色が見られ一部腐食していた。これはメタルハライドランプに封入されているハロゲン化金属が侵食したものと考えられる。
【００３３】
以上のことから、実施例２のランプは、クラックの発生も抑えることができ、封止も耐薬品性の良いランプを提供することができるものである。
【００３４】
次に、傾斜機能体１のスリップキャスト法を採用した製造方法について説明する。２％ｗｔのアクリル酸水溶液にＳｉＯ₂（平均粒径０．５μｍ）：Ｍｏ（平均粒径３μｍ）の混合比が１：１となるスラリー剤を作り、２０時間分散させたものを、石膏を用いた鋳型に注入し沈殿させた。１５分間沈殿させ、アクリル酸水溶液を石膏型に吸収させたのち乾燥させて１７５０℃で１０分間か熱焼成を行う。このように得られた傾斜機能体の端部のＳｉＯ₂の混合比は、９８．５％であった。
【００３５】
また、傾斜機能体１のフロックキャスト法を採用した製造方法について説明する。凝固剤が含有されている溶液にＳｉＯ₂（平均粒径０．５μｍ）：Ｍｏ（平均粒径３μｍ）の重量比が１：１（容積比は５６：４４）となるスラリー剤を作り、２０時間分散させたものを、直径７ｍｍのアルミの円柱の鋳型に注入し湯浴させ凝集個化させた。その上面に、ＳｉＯ₂：Ｍｏの容積比が９８．５：１．５となるように混合させたスラリー剤を注入し凝集個化を行った後鋳型に振動を与えるなどして、境界面を混合させたのちに再び加熱湯浴させ凝集個化させた。これを１００℃の雰囲気可にて１２時間乾燥させたものを１７５０℃にて１０分間加熱を行った。
【００３６】
上記のようなスリップキャスト法およびフロックキャスト法によって得られた傾斜機能体であっても、実施例１のように、クラックを生じることのない傾斜機能体を得ることができた。
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、クラックを生じることのない傾斜機能体を用いた管球を提供することができるものである。
【００３７】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、管球の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の傾斜機能体の正面断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態のメタルハライドランプの正面図。
【符号の説明】
１…傾斜機能体
ｎ１〜ｎ５…構成体
２…電極
３…放電容器
４…金属バンド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a functionally gradient material used for a tube and the tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a structure of a sealing portion of a high-pressure discharge lamp or a halogen lamp, a foil sealing type using a sealing metal foil is known. Thus, recently, a means for forming a sealing portion by using a closed body made of a functionally graded material including an electrode member and sealing the valve sealing tube portion to the closed body has been proposed. ing.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-86794, when a functionally gradient material using a combination of molybdenum and silica is used as an obturator for a tube, the silica powder and the molybdenum powder are different so that the content ratio of the molybdenum powder is different. A plurality of mixed powders having different molybdenum powder content ratios are prepared by mixing. Using this mixed powder, on the upper surface of the bottom member of the mold having a cylindrical molding space, the mixed powder having the lowest molybdenum concentration is layered to form one layer, and then the second lowest molybdenum concentration is formed. Filling the mixed powder in layers to form the second layer, filling the required number of layers of the mixed powder in which the molybdenum concentration is changed in that order, and then pressurizing with a pressure body to form, There is described a tube electrical introduction body (conventional example 1) using a functionally graded body in which an electrode is inserted and main sintering is performed after forming a laminated body in which a plurality of molded layers are integrally laminated.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-58001 discloses that the functionally graded body has a substantially cylindrical shape and the light emitting space side is tapered, and the functionally graded body has, for example, a mixing ratio of molybdenum and silica sequentially. Or it has the functional gradient body which changes in steps. A high-pressure mercury lamp (conventional example 2) is described in which this functionally graded body is joined to a quartz glass discharge vessel whose one end layer having a silica component of 100% is a side tube.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the functionally graded body of Conventional Example 1, when the powders having the respective mixing ratios are pressed into layers and sintered, the layer having 100% SiO ₂ and the adjacent layer are particularly formed. In the middle of heating and firing, cracks may occur in the portion, making it difficult to produce a functionally gradient body.
[0006]
Further, as in Conventional Example 2, when the functionally graded body and the discharge vessel are sealed using a portion where the silica is 100% , the mixture of the functionally functional body that is 100% silica and the silica and the conductive material. Cracks have occurred between these parts. This is because the adhesion between the SiO ₂ 100% of the functionally graded body and the portion where the conductive material is confused is weak, so that it is exposed to high temperatures for lighting and sealing with the discharge vessel. Is considered to be due to the occurrence of stress in this part. At this time, the discharge vessel made of 100% silica and the portion made of 100% silica of the functionally graded body are sealed with those having substantially the same thermal expansion coefficient, so that the discharge vessel is sealed and adjacent. This is presumably because a larger stress is generated on the surface of the functionally gradient body, and cracks are generated in a portion having poor wettability and adhesion.
[0007]
Therefore, the present invention suppresses the occurrence of cracks in the functionally gradient body, and uses the functionally graded material that can suppress damage to the tube and the like even when the functionally gradient body is used as a sealing material for the tube. The purpose is to provide a tube.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The functional gradient body for a tube of the invention of claim 1 is a mixture of SiO ₂ and a conductive substance , and increases the volume ratio of SiO _{2 to} the mixture in the cross section from one end side in the axial direction toward the other end side . The volume ratio of SiO _{2 to} the mixture of the cross section at the other end side is 99.5 to 97.5%, and the other end side portion is welded and sealed with a discharge vessel mainly composed of SiO _2. It is characterized by being.
[0009]
In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
[0010]
As the tube, a high-pressure discharge lamp or halogen lamp such as a mercury lamp, a metal halide lamp, or a ceramic metal halide lamp, which has been conventionally sealed with a foil, is allowed. At least a pair of electrodes of the high-pressure discharge lamp are arranged at opposing positions. Further, in the case of a tube such as a halogen lamp, the electrode is allowed to indicate a filament and an anchor member that supports the filament.
[0011]
A conductive material that make up the functional gradient material is heat resistant, it is preferred chemical resistance of the metal or metal oxide, also is preferably connected with a thermal expansion coefficient approximate to the electrode material, tungsten, It is preferable to use molybdenum.
[0012]
The functional gradient body can be formed by a slip casting method, a frock casting method, or the like. In the slip casting method, a slurry in which a powder of SiO ₂ and a conductive material is mixed with a solvent is poured into a mold made of gypsum having water absorption, and the resulting gradient functional body is baked after being formed by precipitating, drying and molding. How to get. When the end portion of the functional gradient body has 100% SiO ₂ , the end portion of the functional gradient body is cut and polished until a surface having a volume ratio of 97.5 to 99.5% of SiO ₂ appears. Thus, the functionally gradient body of the present invention can also be obtained.
[0013]
The floccast method is a method in which SiO ₂ and a conductive substance are mixed in a slurry containing a coagulant and agglomerated and individualized in a hot water bath adjusted to continuously change the distribution of SiO ₂ and the conductive substance. And then drying and heating to obtain a functionally gradient body.
[0014]
In addition, there is a method in which constituents obtained by mixing SiO ₂ and a conductive substance and sintering and polishing the surface are sequentially stacked and sintered so as to have different mixing ratios, and the constituents are joined.
[0015]
Slip casting, functionally graded material obtained by the flock casts method, since the mixing ratio of SiO ₂ and the conductive material is continuously inclined, the advantage of the strength of the functionally gradient binding force is increased to increase is there.
[0016]
In the functional gradient body thus obtained, when the SiO ₂ mixing ratio of the discharge vessel and the discharge vessel and the portion to be welded and sealed exceeds 99.5%, this portion is different from the portion having a different mixing ratio. Cracks are easily generated between them. This is because the part welded to the discharge vessel tends to expand together with the discharge vessel due to the heat during lamp operation, so that the adhesiveness with the part with a different mixing ratio is different, causing stress and generating cracks. It is considered a thing.
[0017]
In addition, if the SiO ₂ mixing ratio of this component is less than 97.5%, the thermal expansion coefficient of the discharge vessel and this functionally graded portion cannot be matched, and cracks are generated in the discharge vessel due to heat during lamp operation. Or a malfunction such as leakage between the discharge vessel and the functionally gradient body occurs. In addition, when obtaining a functional gradient body by lamination | stacking sintering, it is also accept | permitted that the layer welded with this discharge vessel is welded with several layers.
[0018]
The layer where the functionally gradient body and the electrode are joined is in the conductive region. If the mixing ratio of the conductive material in this layer is 10% or less, there is a possibility that the power supplied to the electrode generates heat between the structure and the end of the electrode and the conductivity is lost. In order to maintain the above, it is preferable that the mixing ratio of the conductive material at the portion where the electrode is joined is 10% or more. For the joining of the functionally gradient body and the electrode, a method of mechanically driving and supporting the electrode in the structural body, or joining the end portion of the electrode and the functionally graded body by melting a conductive substance, or the like can be used.
[0019]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a tubular gradient functional body that can maintain the strength of the gradient functional body and suppress the occurrence of cracks even during the production of the functional gradient body.
[0020]
Bulb of the invention of claim 2 includes a discharge vessel composed mainly of SiO _2; or a mixture of SiO ₂ and the conductive material, the other a volume ratio of SiO ₂ to the mixture in the cross section from one end side in the axial direction A functionally gradient body that is shaped to increase toward the end side, and is welded and sealed to the discharge vessel at the other end side portion where the volume ratio of SiO ₂ is 99.5 to 97.5%; An electrode that protrudes from the other end side of the functionally graded body and has the other end fixed to the conductive region layer of the functionally graded body.
[0021]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tube using the functional gradient body which does not produce the crack of a structure can be provided, and the reliability of a tube can also be improved.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an embodiment of a functionally graded body.
[0022]
The functional gradient body 1 is configured by laminating layers n1 to nn having different mixing ratios of SiO ₂ and Mo in the axial direction. In this embodiment, 10 layers are laminated. This functional gradient body 1 is manufactured as follows.
[0023]
First, powder 98.5% particle size 0.01 to 10 [mu] m Si O _2, mixed powder of particle size 0.01 to 10 [mu] m of Mo to be substantially uniform 1.5%. This mixture is poured into a cylindrical mold having an inner diameter of 30 mm so that the height is 5 mm. Next, a mixture having a mixing ratio of SiO ₂ and Mo of 98: 2 is poured so that the height becomes 1.5 mm. Table 1 shows the mixing ratio of SiO ₂ and Mo and the height of each component in each layer.
[0024]
[Table 1]

[0025]
Thus, sintering is performed by heating at 1700 ° C. for 20 minutes in a state where pressure is applied to the opening side of the mold in which the mixtures having different mixing ratios are laminated. Thus, a mixture having an outer diameter of 30 mm and a height of about 20 mm is formed. Thereafter, the mixture taken out from the mold is cut out with a diameter of 3 mm, the surface is polished, and the functionally gradient body 1 is taken out.
[0026]
A hole with a diameter of 0.5 mm is formed in the center of the functionally graded body 1 in the circle up to the layer n8, the electrode 2 is inserted into the hole, and the end is driven into the structure.
[0027]
Next, the metal halide lamp which is Embodiment 2 of this invention is demonstrated with reference to FIG. FIG. 2 is an embodiment of a metal halide lamp L using a functionally graded body. The discharge vessel 3 of the metal halide lamp L is made of quartz glass, and sealing portions 32 and 33 for sealing the inclined functional body 1 are integrally formed at both ends of a rotating ellipse-shaped discharge portion 31 forming a discharge space. . A chip portion 34 is formed in the central portion of the discharge portion 31 to seal the discharge space portion 31 with the functional gradient body 1 and then evacuate the discharge space to enclose a predetermined inclusion.
[0028]
The discharge vessel 3 and the functional gradient body 1 are sealed with the first layer n1 of the functional gradient body 1. First, the functional gradient body 1 to which the electrode 2 is attached is inserted into the sealing portions 32 and 33 of the discharge vessel. Thereafter, the portion of the sealing portion facing the portion of the first layer n1 of the functional gradient body 1 is fused and bonded to the functional gradient body by melting quartz glass of the sealing portion with an oxygen-hydrogen burner or an argon plasma burner, It is configured to keep airtightness in the discharge space.
[0029]
Thereafter, argon gas, mercury, and Sc—Na iodide were sealed in the discharge space from the exhaust tip portion, and the exhaust tube was sealed.
[0030]
In the case of the present embodiment, power is supplied to the electrodes by winding a metal band around the end portion of the functional gradient body 1 and supplying power between the electrodes from the metal band. In this example, the lamp power was 100 W and the lamp voltage was 83V. The inner diameter of the discharge vessel is about 6 mm, and the distance between the electrodes is about 1.4 mm.
[0031]
Here, a blinking test was performed using the metal halide lamp using the comparative example 1, the following comparative example, and the metal halide lamp L of the embodiment. In each comparative example, the size of the discharge vessel, the input power of the lamp, and the like are set to be the same as those in the second embodiment.
<Comparative Example 1> Similar to the functionally graded body of the embodiment, the mixture is sequentially laminated and molded and sintered. However, the first layer SiO ₂ mixture is 100% and does not contain Mo. . The sealing part of the discharge vessel is sealed with a constituent part whose SiO ₂ is 100%.
<Comparative Example 2> Sealing was performed using Mo foil as in the prior art.
[0032]
These lamps were repeatedly turned on for 2.75 hours and turned off for 0.25 hours to perform a blinking test. The results of observing each lamp when the number of flashes reached 1500 were as follows.
<Embodiment> Neither occurrence of cracks nor discoloration of the sealing portion was observed.
<Comparative example 1> A crack was generated in the structure of SiO ₂ which is the first structure of the functionally gradient body, and the structures of several lamps were dropped. This is considered to be due to the difference in thermal expansion between the 100% SiO ₂ structure as the first structure and the SiO ₂ 98.5% -Mo 1.5% layer as the second structure.
<Comparative example 3> Discoloration of Mo foil was seen and it was partially corroded. This is probably because the metal halide encapsulated in the metal halide lamp was eroded.
[0033]
From the above, the lamp of Example 2 can suppress the occurrence of cracks, and can provide a lamp with good chemical resistance and sealing.
[0034]
Next, the manufacturing method which employ | adopted the slip casting method of the functional gradient body 1 is demonstrated. In a 2% wt acrylic acid aqueous solution, a slurry having a mixing ratio of SiO ₂ (average particle size of 0.5 μm): Mo (average particle size of 3 μm) of 1: 1 was prepared and dispersed for 20 hours. It was poured into the mold used and precipitated. Precipitation is performed for 15 minutes, the acrylic acid aqueous solution is absorbed in a gypsum mold, dried, and then calcined at 1750 ° C. for 10 minutes. The mixing ratio of SiO ₂ at the end of the functionally graded body thus obtained was 98.5%.
[0035]
Moreover, the manufacturing method which employ | adopted the flock casting method of the functional gradient body 1 is demonstrated. A slurry containing a weight ratio of SiO ₂ (average particle size of 0.5 μm): Mo (average particle size of 3 μm) of 1: 1 (volume ratio of 56:44) is prepared in a solution containing a coagulant, and 20 The time-dispersed product was poured into an aluminum cylindrical mold having a diameter of 7 mm and was bathed in a hot water bath to flocculate and separate. A slurry agent mixed so that the volume ratio of SiO ₂ : Mo is 98.5: 1.5 is poured onto the upper surface, and after agglomeration and individualization, vibration is applied to the mold, etc. After mixing, the mixture was again heated in a hot water bath to aggregate. This was dried at 100 ° C. for 12 hours and heated at 1750 ° C. for 10 minutes.
[0036]
Even FGM body obtained by slip casting and floc casting method as described above, could be obtained as, without causing cracks functionally graded material of Example 1.
【The invention's effect】
According to invention of Claim 1, the tube using the functional gradient body which does not produce a crack can be provided.
[0037]
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the reliability of the tube is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a functionally graded body according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a metal halide lamp according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Functionally graded body n1-n5 ... Structure 2 ... Electrode 3 ... Discharge vessel 4 ... Metal band

Claims

A mixture of SiO ₂ and a conductive substance , wherein the volume ratio of SiO _{2 to} the mixture in the cross section is increased from one end side in the axial direction toward the other end side, and the mixture in the cross section at the other end side An inclined functional body for a tube characterized in that the volume ratio of SiO ₂ to 99.5 to 97.5% is welded and sealed with a discharge vessel mainly composed of SiO ₂ at the other end portion.

A discharge vessel mainly composed of SiO ₂ ;
A mixture of SiO ₂ and the conductive material, and forming a volume ratio of SiO ₂ to the mixture in the cross section from one end side in the axial direction so as to increase toward the other side, the volume ratio of the SiO ₂ is 99. A functionally gradient body that is welded and sealed to the discharge vessel at the other end portion of 5 to 97.5%;
An electrode having one end protruding from the other end side of the functional gradient body and the other end fixed to the conductive region layer of the functional gradient body;
A tube characterized by comprising: