JP4159048B2 - Assembly, luminous container, assembly for high pressure discharge lamp, and high pressure discharge lamp - Google Patents

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

本発明は、接合体、発光容器および高圧放電灯用組み立て体に係るものである。   The present invention relates to a joined body, a light emitting container, and an assembly for a high pressure discharge lamp.

自動車用ヘッドライトとして、石英製の放電管を使用した高圧放電灯が、その明るさや発光効率の高さのために、広く使用されてきている。このような石英管を用いた放電灯は、放電管が透明であるため、放電管内の発光ガスによる発光部をそのまま放電灯の点光源として扱うことができる。   High pressure discharge lamps using quartz discharge tubes have been widely used as automotive headlights due to their brightness and high luminous efficiency. In such a discharge lamp using a quartz tube, since the discharge tube is transparent, the light emitting part by the luminescent gas in the discharge tube can be directly used as a point light source of the discharge lamp.

本出願人は、特許文献1において、半透明の透光性アルミナからなる放電管の両端の開口にモリブデン製のパイプを挿入し、パイプと放電管とを接合することを開示した。
特開2001−76677号公報
The present applicant has disclosed in Patent Document 1 that a molybdenum pipe is inserted into openings at both ends of a discharge tube made of translucent translucent alumina, and the pipe and the discharge tube are joined.
JP 2001-76677 A

特許文献1の放電灯は、例えば自動車ヘッドランプ用の疑似点光源として利用されるものである。しかし、自動車ヘッドランプやプロジェクター用ランプの分野では、透明な放電管を使用した放電灯の需要もある。
特許文献2には、サファイア製発光管と多結晶アルミナ質のエンドキャップとをモノリシックシールする方法が開示されている。
また、特許文献3には、放電装置用のセラミック発光管を密封シールするためのDy−Al−SiO系組成物が開示されている。
また、特許文献4には、Dy−Al系の共晶セメントを使用して、高温蒸気を密封シールする方法が開示されている。
特表2001−519969号公報 特開昭56−44025号公報 米国特許第3,588,573号公報
The discharge lamp of Patent Document 1 is used as a pseudo point light source for automobile headlamps, for example. However, in the field of automobile headlamps and projector lamps, there is also a demand for discharge lamps using transparent discharge tubes.
Patent Document 2 discloses a method of monolithically sealing a sapphire arc tube and a polycrystalline alumina end cap.
Further, Patent Document 3, Dy 2 O 3 -Al 2 O 3 -SiO 2 based composition for sealing seals the ceramic arc tube for a discharge device is disclosed.
Patent Document 4 discloses a method of hermetically sealing high temperature steam using a Dy 2 O 3 —Al 2 O 3 -based eutectic cement.
JP-T-2001-519969 JP 56-44025 A U.S. Pat. No. 3,588,573

特許文献2記載の方法では、サファイア製発光管と多結晶アルミナ質のエンドキャップとを固相反応によって接合している。しかし、本発明者がこの接合体を検討したところ、以下の問題点があることが分かった。即ち、本方法では、サファイアと多結晶アルミナとの接触面において多結晶アルミナが粒成長しやすい。この多結晶アルミナが、完全な単結晶(サファイア)になるまで成長することなく、その前に粒成長が停止すると、粗大なアルミナ粒子が接合界面に沿って残留する。この結果、接合界面における機械的強度が低下する。このため、本来ならば耐え得る領域での熱応力によって接合界面が破壊されてしまう。そして、サファイアとの接触界面の近辺においては、多結晶アルミナの粒成長制御は、焼成条件等に対して非常に感受性が高く、制御困難であった。   In the method described in Patent Document 2, a sapphire arc tube and a polycrystalline alumina end cap are joined by a solid-phase reaction. However, when this inventor examined this conjugate | zygote, it turned out that there exist the following problems. That is, in this method, polycrystalline alumina tends to grow on the contact surface between sapphire and polycrystalline alumina. If this polycrystalline alumina does not grow until it becomes a complete single crystal (sapphire) and grain growth stops before that, coarse alumina particles remain along the bonding interface. As a result, the mechanical strength at the bonding interface is lowered. For this reason, the bonding interface is destroyed by the thermal stress in the region that can be endured. In the vicinity of the contact interface with sapphire, the grain growth control of polycrystalline alumina is very sensitive to firing conditions and is difficult to control.

本発明者は、特許文献5において、サファイア製発光管と多結晶アルミナ質のエンドキャップとを固相反応によって接合する際の粒成長と強度低下を、例えば1730℃以下の低温で接合用ガラスの熱処理によって防止することを開示した。しかし、この接合方法では、接合温度が比較的低い。高圧放電灯内部の腐食性物質が接合部分に接触することを考慮すると、接合部分の耐蝕信頼性を一層高めるためには、接合温度をより高くすることが望ましく、かつこの場合にも接合部分におけるクラックを抑制できるようにする必要がある。
特願平2003−150512号
In the patent document 5, the present inventor described the grain growth and strength reduction when joining a sapphire arc tube and a polycrystalline alumina endcap by solid-phase reaction, for example, at a low temperature of 1730 ° C. or less. Disclosed by heat treatment. However, in this joining method, the joining temperature is relatively low. Considering that corrosive substances inside the high-pressure discharge lamp come into contact with the joint, it is desirable to increase the joint temperature in order to further improve the corrosion resistance of the joint, and in this case as well, It is necessary to be able to suppress cracks.
Japanese Patent Application No. 2003-150512

本発明の課題は、少なくとも接合面がサファイアからなる第一の部材と、少なくとも接合面がサファイアまたは多結晶アルミナからなる第二の部材との接合体において、接合強度を高くし、接合界面におけるクラックを防止できるようにすることである。   An object of the present invention is to increase the bonding strength in a joined body of at least a first member having a joining surface made of sapphire and at least a second member having a joining surface made of sapphire or polycrystalline alumina, and to crack at the joining interface. It is to be able to prevent.

本発明は、少なくとも接合面がサファイアからなる第一の部材、少なくとも接合面がサファイアまたは多結晶アルミナからなる第二の部材、および第一の部材と第二の部材とを接合する接合材を備えている接合体であって、接合材が、ジスプロシウムとアルミニウムとジスプロシウム以外の第二の希土類元素とを含む酸化物からなり、酸化物における第二の希土類元素の比率が酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下であり、酸化物におけるアルミニウムの比率がアルミナに換算して75mol%以上、85mol%以下であり、前記酸化物におけるジスプロシウムの比率が酸化ジスプロシウムに換算して10mol%以上、18mol%以下であることを特徴とする。
The present invention includes a first member having at least a joining surface made of sapphire, a second member having at least a joining surface made of sapphire or polycrystalline alumina, and a joining material for joining the first member and the second member. The bonding material is made of an oxide containing dysprosium, aluminum, and a second rare earth element other than dysprosium, and the ratio of the second rare earth element in the oxide is 2 mol in terms of oxide. % or more and less 10 mol%, 75 mol% or more ratio of aluminum in oxide in terms of alumina state, and are less 85 mol%, the proportion of dysprosium in the oxide is 10 mol% or more in terms of dysprosium oxide, It is characterized by being 18 mol% or less .

また、本発明は、前記接合体を備えており、第一の部材が、端部に開口が設けられている放電管であり、第二の部材が、放電管の端部に固定されている封止部材であることを特徴とする、発光容器に係るものである。また、本発明は、前記発光容器、放電管の内部空間に設けられている電極、および封止部材内に設けられている導電体を備えていることを特徴とする、放電灯用組み立て体に係るものである。
更に、本発明は、前記発光容器、放電管の内部空間に設けられている電極、封止部材内に設けられている導電体、および発光容器内に充填されている発光物質を備えていることを特徴とする、高圧放電灯に係るものである。
Moreover, this invention is equipped with the said conjugate | zygote, the 1st member is a discharge tube with which the opening was provided in the edge part, and the 2nd member is being fixed to the edge part of a discharge tube. The light-emitting container is a sealing member. The present invention also provides an assembly for a discharge lamp, comprising: the luminous vessel, an electrode provided in an internal space of a discharge tube, and a conductor provided in a sealing member. It is concerned.
Furthermore, the present invention includes the light emitting container, an electrode provided in the inner space of the discharge tube, a conductor provided in the sealing member, and a light emitting substance filled in the light emitting container. The present invention relates to a high-pressure discharge lamp.

例えば高圧放電灯のセラミック放電管と、セラミックス製のエンドキャップとをガラス接合材によって接合する際には、接合材が、放電管内部の腐食性の発光ガスによって腐食を受け易いために、接合材による接合温度が高い方が良い。しかし、接合材を用いた場合には、高温での接合後に、放電管の材質の熱膨張係数とエンドキャップの熱膨張係数との差による応力が、接合部分のクラックおよび強度低下に大きく寄与しているものと考えられている。   For example, when joining a ceramic discharge tube of a high pressure discharge lamp and a ceramic end cap with a glass joining material, the joining material is easily corroded by the corrosive luminescent gas inside the discharge tube. Higher bonding temperature is better. However, when a bonding material is used, after bonding at a high temperature, the stress due to the difference between the thermal expansion coefficient of the discharge tube material and the thermal expansion coefficient of the end cap greatly contributes to cracking and strength reduction of the bonded portion. It is thought that

本発明で用いる接合材は、例えば1750℃以上、典型的には1780℃以上の温度で溶解する。そして、こうした比較的高温領域で接合を行うのにもかかわらず、サファイア界面における粒成長に起因するクラックおよび接合強度低下を防止できることを見いだし、本発明に到達した。   The bonding material used in the present invention melts at a temperature of, for example, 1750 ° C. or higher, typically 1780 ° C. or higher. And although joining in such a comparatively high temperature area | region, it discovered that the crack resulting from the grain growth in a sapphire interface and a joint strength fall could be prevented, and reached this invention.

本発明においては、前記接合材が、ジスプロシウムとアルミニウムとジスプロシウム以外の第二の希土類元素とを含む酸化物からなり、酸化物における第二の希土類元素の比率が酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下である。
ここで、第二の希土類酸化物は、サマリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウムからなる群より選ばれた一種の元素の酸化物、あるいは二種以上の元素の酸化物である。第二の希土類元素は、好ましくは、Sc、Y、La、Gd、HoまたはTmであり、特に好ましくはScである。
In the present invention, the bonding material is made of an oxide containing dysprosium, aluminum, and a second rare earth element other than dysprosium, and the ratio of the second rare earth element in the oxide is 2 mol% or more in terms of oxide. 10 mol% or less.
Here, the second rare earth oxide is a kind selected from the group consisting of samarium, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, europium, gadolinium, terbium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium. Or an oxide of two or more elements. The second rare earth element is preferably Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Ho 2 O 3 or Tm 2 O 3 , particularly preferably Sc 2 O 3 . is there.

第二の希土類元素の比率は、接合材全体を100mol%としたとき、酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下である。これが2mol%未満であると、接合材内部の引張応力に起因するクラックが発生しやすくなる。また、これが10mol%を超えると、やはり接合材内部の引張応力に起因するクラックが発生しやすくなる。   The ratio of the second rare earth element is 2 mol% or more and 10 mol% or less in terms of oxide when the entire bonding material is 100 mol%. If this is less than 2 mol%, cracks due to tensile stress inside the bonding material are likely to occur. Moreover, when this exceeds 10 mol%, the crack resulting from the tensile stress inside a joining material will also be easy to generate | occur | produce.

好適な実施形態においては、接合材が、以下の原料組成を有する混合物である。
酸化ジスプロシウム:10mol%以上、18mol%以下
(特に好ましくは12mol%以上、あるいは、15mol%以下)
アルミナ:75mol%以上、85mol%以下
(特に好ましくは78mol%以上、82mol%以下)
第二の希土類元素の酸化物: 2mol%以上、10mol%以下
In a preferred embodiment, the bonding material is a mixture having the following raw material composition.
Dysprosium oxide: 10 mol% or more and 18 mol% or less (particularly preferably 12 mol% or more or 15 mol% or less)
Alumina: 75 mol% or more and 85 mol% or less (particularly preferably 78 mol% or more and 82 mol% or less)
Second rare earth oxide: 2 mol% or more and 10 mol% or less

本発明の接合材は、珪素の含有量は酸化物換算で1mol%以下であることが好ましく、珪素を実質的に含有しないことが最も好ましい。接合材における珪素の含有量が増えると、接合時のガラス溶解温度が低下する傾向にあるからである。   In the bonding material of the present invention, the silicon content is preferably 1 mol% or less in terms of oxide, and most preferably contains substantially no silicon. This is because as the silicon content in the bonding material increases, the glass melting temperature during bonding tends to decrease.

接合時の熱処理温度は、1750℃以上が好ましく、1770℃以上が更に好ましい。また、温度が高すぎると、接合されるべき部材の劣化や接合材のクラックが生じやすいので、熱処理温度は1850℃以下が好ましく、1800℃以下が更に好ましい。   The heat treatment temperature during bonding is preferably 1750 ° C. or higher, and more preferably 1770 ° C. or higher. If the temperature is too high, the members to be joined and cracks in the joining material are likely to occur. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 1850 ° C. or less, more preferably 1800 ° C. or less.

図1は、本発明の一実施形態に係る高圧放電灯1、発光容器20Aを模式的に示す縦断面図である。発光管2は、一対の開口部2a、2bと、一対の開口部2a、2bによって挟まれた発光部2fとを備えている。各開口部2a、2bの内側開口2cには、接合材5A、5Bを介して、円筒状の封止部材4A、4Bが接合されている。発光管2の内部空間3にはイオン化発光物質、始動ガスが封入されている。メタルハライド高圧放電灯の場合には、放電管の内部空間に、アルゴン・キセノン等の不活性ガスとメタルハライドとを封入し、更に必要に応じて水銀もしくは金属亜鉛を封入する。2dは発光管2の端面である。25はシール材である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a high-pressure discharge lamp 1 and a luminous container 20A according to an embodiment of the present invention. The arc tube 2 includes a pair of openings 2a and 2b and a light emitting section 2f sandwiched between the pair of openings 2a and 2b. Cylindrical sealing members 4A and 4B are joined to the inner openings 2c of the openings 2a and 2b via joining materials 5A and 5B. An ionized luminescent substance and a starting gas are sealed in the inner space 3 of the arc tube 2. In the case of a metal halide high pressure discharge lamp, an inert gas such as argon or xenon and a metal halide are sealed in the internal space of the discharge tube, and mercury or metal zinc is sealed as necessary. Reference numeral 2 d denotes an end face of the arc tube 2. Reference numeral 25 denotes a sealing material.

電極部材6は、支持部6bと、支持部6bの先端に設けられたコイル状の電極6aとを備えている。なお、本例では電極部材6の先端にコイル6aを設けたが、コイル6aは必ずしも必要ない。   The electrode member 6 includes a support portion 6b and a coiled electrode 6a provided at the tip of the support portion 6b. In addition, although the coil 6a was provided in the front-end | tip of the electrode member 6 in this example, the coil 6a is not necessarily required.

本例においては、第一の部材である放電管2と第二の部材である封止部材4A、4Bとの間に接合材5A、5B用の原料を介在させ、この原料を熱処理することによって、第一の部材と第二の部材とを接合している。接合材は、ジスプロシウムとアルミニウムとジスプロシウム以外の第二の希土類元素とを含む酸化物からなり、酸化物における第二の希土類元素の比率が酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下である。また、放電管2を構成するサファイアのc軸(矢印C)と、放電管2の管軸Lとのなす角が10°以下である。   In this example, a raw material for the bonding materials 5A and 5B is interposed between the discharge tube 2 as the first member and the sealing members 4A and 4B as the second member, and this raw material is heat-treated. The first member and the second member are joined. The bonding material is made of an oxide containing dysprosium, aluminum, and a second rare earth element other than dysprosium, and the ratio of the second rare earth element in the oxide is 2 mol% or more and 10 mol% or less in terms of oxide. . Further, the angle formed by the c-axis (arrow C) of sapphire constituting the discharge tube 2 and the tube axis L of the discharge tube 2 is 10 ° or less.

放電管や封止部材の形態も特に限定はされず、例えば、図2、図3に示すような形態を有していてよい。図2の放電灯11および発光容器20Bにおいては、放電管2Aと端部封止部材14とが接合されている。本例の端部封止部材14は、平板状部14a、平板状部14aのエッジから突出する円環形状のフランジ部14b、および平板状部14aの中心から突出する電極保持部14eを備えている。電極保持部14eの内側の貫通孔14aには電極部材16が挿入されており、その先端に電極16aが設けられている。   The form of the discharge tube and the sealing member is not particularly limited, and for example, it may have a form as shown in FIGS. In the discharge lamp 11 and the luminous vessel 20B of FIG. 2, the discharge tube 2A and the end sealing member 14 are joined. The end sealing member 14 of this example includes a flat plate portion 14a, an annular flange portion 14b protruding from the edge of the flat plate portion 14a, and an electrode holding portion 14e protruding from the center of the flat plate portion 14a. Yes. An electrode member 16 is inserted into a through hole 14a inside the electrode holding portion 14e, and an electrode 16a is provided at the tip thereof.

封止部材14の平板状部14aの接合面14cが、放電管2Aの端面2dに対して、接合材15によって接合されている。また、封止部材14のフランジ部14bが、放電管2Aの端部外側面2eに対して、接合材15によって接合されている。   The joining surface 14c of the flat plate-like portion 14a of the sealing member 14 is joined to the end surface 2d of the discharge tube 2A by the joining material 15. Further, the flange portion 14b of the sealing member 14 is bonded to the end outer surface 2e of the discharge tube 2A by the bonding material 15.

図3の放電灯21および発光容器20Cにおいては、放電管2Aと端部封止部材24とが接合されている。本例の端部封止部材24の平板状部24aには、円環形状の溝24bが形成されており、反対側には電極保持部24cが突出している。電極保持部24cの内側の貫通孔24fには電極部材16が挿入されており、その先端に電極16aが設けられている。   In the discharge lamp 21 and the luminous container 20C of FIG. 3, the discharge tube 2A and the end sealing member 24 are joined. An annular groove 24b is formed in the flat plate portion 24a of the end sealing member 24 of this example, and an electrode holding portion 24c protrudes on the opposite side. The electrode member 16 is inserted into the through hole 24f inside the electrode holding portion 24c, and the electrode 16a is provided at the tip thereof.

溝24b内に、放電管2Aの端部2aが挿入されている。封止部材24の溝24bの内壁面に対して、放電管2Aの端面2d、内側面2cおよび外側面2eが、接合材15Aによって接合されている。   The end 2a of the discharge tube 2A is inserted into the groove 24b. The end surface 2d, the inner side surface 2c, and the outer side surface 2e of the discharge tube 2A are bonded to the inner wall surface of the groove 24b of the sealing member 24 by the bonding material 15A.

図2、図3の例においては、第一の部材である放電管2Aと第二の部材である封止部材14、24との間に接合材15、15A用の原料を介在させ、この原料を熱処理することによって第一の部材と第二の部材とを接合している。接合材15、15Aが、ジスプロシウムとアルミニウムとジスプロシウム以外の第二の希土類元素とを含む酸化物からなり、この酸化物における前記第二の希土類元素の比率が酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下である。また、放電管2Aを構成するサファイアのc軸(矢印C)と、放電管2Aの管軸Lとのなす角が10°以下である。   In the example of FIGS. 2 and 3, the raw material for the bonding material 15, 15 </ b> A is interposed between the discharge tube 2 </ b> A as the first member and the sealing members 14, 24 as the second member. The first member and the second member are joined by heat-treating. The bonding materials 15 and 15A are made of an oxide containing dysprosium, aluminum, and a second rare earth element other than dysprosium, and the ratio of the second rare earth element in the oxide is 2 mol% or more in terms of oxide, It is 10 mol% or less. The angle formed by the c-axis (arrow C) of sapphire constituting the discharge tube 2A and the tube axis L of the discharge tube 2A is 10 ° or less.

サファイアからなる放電管のc軸を、放電管の管軸(中心軸)とほぼ同じ方向に整列させることによって、放電管と、放電管端部に固定される第二の部材との界面付近において、サファイアのクラック発生率を著しく低減できる。この観点からは、放電管を構成するサファイアのc軸と、放電管の管軸とのなす角を5°以下とすることが更に好ましい。   By aligning the c-axis of the discharge tube made of sapphire in substantially the same direction as the tube axis (center axis) of the discharge tube, in the vicinity of the interface between the discharge tube and the second member fixed to the end of the discharge tube The sapphire cracking rate can be significantly reduced. From this viewpoint, it is more preferable that the angle formed by the c-axis of sapphire constituting the discharge tube and the tube axis of the discharge tube be 5 ° or less.

いずれの例においても、発光管の内部空間3にはイオン化発光物質、始動ガスが封入されている。メタルハライド高圧放電灯の場合には、放電管の内部空間に、アルゴン・キセノン等の不活性ガスとメタルハライドとを封入し、更に必要に応じて水銀もしくは金属亜鉛を封入する。   In any example, an ionized luminescent substance and a starting gas are sealed in the inner space 3 of the arc tube. In the case of a metal halide high pressure discharge lamp, an inert gas such as argon or xenon and a metal halide are sealed in the internal space of the discharge tube, and mercury or metal zinc is sealed as necessary.

放電用電極の材質は限定されないが、タングステン、モリブデン、ニオブ、レニウムおよびタンタルからなる群より選ばれた純金属が好ましく、あるいはタングステン、モリブデン、ニオブ、レニウムおよびタンタルからなる群より選ばれた二種以上の金属の合金が好ましい。また、これらの純金属または合金とセラミックスとの複合材料が好ましい。   The material of the discharge electrode is not limited, but a pure metal selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, niobium, rhenium and tantalum is preferable, or two types selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, niobium, rhenium and tantalum Alloys of the above metals are preferred. A composite material of these pure metals or alloys and ceramics is preferable.

本発明の高圧放電灯は、自動車用ヘッドランプ、OHP(オーバーヘッドプロジェクター)、液晶プロジェクターなどの各種の照明装置に適用可能である。   The high-pressure discharge lamp of the present invention can be applied to various lighting devices such as an automotive headlamp, an overhead projector (OHP), and a liquid crystal projector.

また、本発明の接合体は、高圧放電灯以外には、真空等の開閉器など、すべての900℃以上の高温下において気密性を要する導電部ないし端子を有する構造体の一部として幅広く応用できる。また、腐食性ガス、特にハロゲン系の腐食性ガスに対して曝露されるような用途に好適に使用できる。   In addition to the high-pressure discharge lamp, the joined body of the present invention can be widely applied as a part of a structure having a conductive portion or a terminal that requires airtightness at high temperatures of 900 ° C. or higher, such as a switch such as a vacuum. it can. Moreover, it can be used suitably for the use exposed to corrosive gas, especially halogen type corrosive gas.

(実験A)
図1に示すような高圧放電灯用組み立て体および発光容器を製造した。ただし、放電管2および封止部材4A、4Bをサファイアによって形成した。電極部材6はモリブデン製とした。
(Experiment A)
An assembly for a high-pressure discharge lamp and a luminous container as shown in FIG. 1 were produced. However, the discharge tube 2 and the sealing members 4A and 4B were formed of sapphire. The electrode member 6 was made of molybdenum.

酸化ジスプロシウム、アルミナおよび酸化スカンジウムの各粉末の混合物を秤量した。その比率は表1に示す(mol%単位)。
各混合物を成形し、リング状の成形体を得、大気中700℃で脱脂した。得られたリング状の成形体を、図1の接合材5A、5Bの位置にセットし、乾燥した非酸化雰囲気で熱処理で処理し、次いで降温した。熱処理温度は1780℃である。
A mixture of each powder of dysprosium oxide, alumina, and scandium oxide was weighed. The ratio is shown in Table 1 (mol% unit).
Each mixture was molded to obtain a ring-shaped molded body, which was degreased at 700 ° C. in the atmosphere. The obtained ring-shaped molded body was set at the position of the bonding materials 5A and 5B in FIG. 1, treated by heat treatment in a dry non-oxidizing atmosphere, and then cooled. The heat treatment temperature is 1780 ° C.

得られた各例の発光容器について、それぞれ、切断時クラック発生の有無を検査した。具体的には、図1の管軸Lに平行な平面で接合部をスライスし、この切断面において、円弧状に伸びるクラックの有無を観察した。各例について20個の試料を作製し、クラックが観察された試料の個数の全個数に対する百分率比を表1に示す。接合部の接合材中に一定水準以上の引張応力が径方向に向かって発生しているときに、切断時クラックが生ずる。   Each of the obtained light emitting containers was examined for the presence or absence of cracks during cutting. Specifically, the joint was sliced on a plane parallel to the tube axis L in FIG. 1, and the presence or absence of cracks extending in an arc shape was observed on this cut surface. Twenty samples were prepared for each example, and the percentage ratio of the number of samples in which cracks were observed to the total number is shown in Table 1. A crack at the time of cutting occurs when a tensile stress of a certain level or more is generated in the bonding material of the bonding portion in the radial direction.

Figure 0004159048
Figure 0004159048

表1の結果から分かるように、酸化スカンジウムの比率が2〜10mol%では、接合時熱処理温度が1780℃と高温であるのにもかかわらず、切断時クラックが発生しない。   As can be seen from the results in Table 1, when the ratio of scandium oxide is 2 to 10 mol%, no cracking occurs at the time of cutting despite the high heat treatment temperature at 1780 ° C. during bonding.

以上述べたように、本発明によれば、少なくとも接合面がサファイアからなる第一の部材と、少なくとも接合面がサファイアまたは多結晶アルミナからなる第二の部材との接合体において、接合部分におけるクラックが防止された接合体を提供できる。   As described above, according to the present invention, in the joined body of the first member having at least the joining surface made of sapphire and the second member having at least the joining surface made of sapphire or polycrystalline alumina, the crack in the joining portion is formed. It is possible to provide a joined body in which the above is prevented.

本発明の一実施形態に係る高圧放電灯用組み立て体1および発光容器20Aを模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the assembly 1 for high pressure discharge lamps and luminous container 20A which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る高圧放電灯用組み立て体11および発光容器20Bを模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the assembly 11 for high pressure discharge lamps and luminous container 20B which concern on other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態に係る高圧放電灯用組み立て体21および発光容器20Cを模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the assembly 21 for high pressure discharge lamps and 20 C of light emission containers which concern on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、11、21 高圧放電灯 2、2A 放電管 2a、2b 放電管の端部 2c 端部内壁面 2d 端面 2f 発光部 4A、4B、14、24 封止部材 5A、5B、15A、15B 接合材 6、16 電極装置 C サファイアのc軸 L 管軸   1, 11, 21 High pressure discharge lamp 2, 2A Discharge tube 2a, 2b Discharge tube end 2c End inner wall surface 2d End surface 2f Light emitting portion 4A, 4B, 14, 24 Sealing member 5A, 5B, 15A, 15B Bonding material 6 , 16 Electrode device C C axis of sapphire L Tube axis

Claims (6)

少なくとも接合面がサファイアからなる第一の部材、少なくとも接合面がサファイアまたは多結晶アルミナからなる第二の部材、および前記第一の部材と前記第二の部材とを接合する接合材を備えている接合体であって、
前記接合材が、ジスプロシウムとアルミニウムとジスプロシウム以外の第二の希土類元素とを含む酸化物からなり、前記酸化物における前記第二の希土類元素の比率が酸化物に換算して2mol%以上、10mol%以下であり、前記酸化物におけるアルミニウムの比率がアルミナに換算して75mol%以上、85mol%以下であり、前記酸化物におけるジスプロシウムの比率が酸化ジスプロシウムに換算して10mol%以上、18mol%以下であることを特徴とする、接合体。
A first member having at least a joining surface made of sapphire, a second member having at least a joining surface made of sapphire or polycrystalline alumina, and a joining material for joining the first member and the second member. A joined body,
The bonding material is made of an oxide containing dysprosium, aluminum, and a second rare earth element other than dysprosium, and the ratio of the second rare earth element in the oxide is 2 mol% or more and 10 mol% in terms of oxide. or less, wherein the ratio of aluminum in the oxide is 75 mol% or more in terms of alumina state, and are less 85 mol%, the proportion of dysprosium in the oxide converted to 10 mol% or more of dysprosium oxide, below 18 mol% A joined body characterized by being.
前記第二の希土類元素がスカンジウムであることを特徴とする、請求項1記載の接合体。   The joined body according to claim 1, wherein the second rare earth element is scandium. 請求項1または2記載の接合体を備えており、前記第一の部材が、端部に開口が設けられている放電管であり、前記第二の部材が、前記放電管の端部に固定されている封止部材であることを特徴とする、発光容器。 The joined body according to claim 1 or 2 , wherein the first member is a discharge tube having an opening at an end, and the second member is fixed to an end of the discharge tube. A light emitting container, which is a sealed member. 前記放電管を構成するサファイアのc軸と、前記放電管の管軸とがなす角が10°以下であることを特徴とする、請求項記載の発光容器。 The light emitting container according to claim 3 , wherein an angle formed by a c-axis of sapphire constituting the discharge tube and a tube axis of the discharge tube is 10 ° or less. 請求項または記載の発光容器、前記放電管の内部空間に設けられている電極、および前記封止部材内に設けられている導電体を備えていることを特徴とする、高圧放電灯用組み立て体。 Characterized in that it comprises a claim 3 or 4 light emitting vessel, wherein the electrode is provided in the inner space of the discharge tube, and the conductor provided in the sealing member, a high pressure discharge lamp Assembly body. 請求項または記載の発光容器、前記放電管の内部空間に設けられている電極、前記封止部材内に設けられている導電体、および前記発光容器内に充填されている発光物質を備えていることを特徴とする、高圧放電灯。
Luminous container of claim 3 or 4, further comprising the electrodes provided in the inner space of the discharge tube, conductor provided in the sealing member, and a light-emitting substance that is filled into the light emitting vessel A high-pressure discharge lamp characterized by
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