JP4235799B2

JP4235799B2 - 放電ランプ用封入棒

Info

Publication number: JP4235799B2
Application number: JP2003018950A
Authority: JP
Inventors: 直義秋吉; 修二小林
Original assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Current assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004234891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像器やパソコン等の液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトとして使用される冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプにおける封入棒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンやワープロ等のＯＡ機器に用いられている液晶表示装置（ＬＣＤ）には、該ＬＣＤを照明するための冷陰極蛍光ランプを光源とするバックライトが組み込まれている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプ等の電極部分は、電極部と封入棒（封着線部）と外部リード線とで構成されている。上記封入棒として、従来採用されてきたのはコバールである。このコバール製封入棒が抵抗溶接等で電極に接続されている。
【０００４】
近年、液晶テレビにおける画面の大型化、薄型化、高輝度化及び省電力化の要求により、冷陰極傾向ランプよりも長く（長い場合には、１０００ｍｍ）、より細く（細い場合には、外径２ｍｍ）、より明るく、そしてより高効率であることが要求されるようになった。このため、封入用の棒も比抵抗が小さく、熱伝導度の高いものが要求されるようになっている。しかしながら、従来のコバールは、比抵抗が比較的高く、熱伝導度が比較的低いため、電圧損失及び発熱が大きいという問題点があった。
【０００５】
そこで、コバールと熱膨張係数が類似し、コバールに比べて比抵抗が小さく、熱伝導度の高いタングステンやモリブデンが使用されるようになった。コバールの熱膨張係数は５．３ｘ１０^-6／Ｋ、タングステンは４．５ｘ１０^-6／Ｋで、モリブデンは５．１ｘ１０^-6／Ｋである。
【０００６】
一方、比抵抗は、コバールが４．９ｘ１０^-5Ωｃｍであるのに対し、タングステンは５．４ｘ１０^-5Ωｃｍ、モリブデンは５．７ｘ１０^-5Ωｃｍである。そして、熱伝導度は、コバールの１７Ｗ／ｍＫに対し、タングステンは１６７Ｗ／ｍＫ、モリブデンは１５９Ｗ／ｍＫである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記タングステンやモリブデンは、融点が高いため、鋳造等の方法で成形することはできず、粉末を成形して燒結するいわゆる粉末冶金法で製造される。この燒結体は、転打加工及び線引き加工により棒状に成形して行くが、その加工中に長手方向のクラックや筋が生じやすい。この問題は、高硬度で脆いタングステンにおいてより発生しやすい。
【０００８】
封入棒にこの長手方向のクラックや筋が存在すると、ガラスで完全に封止されないため、これらの欠陥を通して放電ランプの管内（内部の圧力は例えば０．１気圧程度である）に大気が流入し、製品不良の一因となっていた。このクラック等の欠陥が大きければ冷陰極管の出荷時の検査で発見できるが、微細なクラックの場合は徐々に空気が侵入するので、ランプがバックライトに組み込まれ、さらに液晶表示装置に組み込まれた段階で不具合が現出するので、損害金額が莫大となる場合もあった。
【０００９】
このような問題点により、タングステンやモリブデン封入棒を用いた冷陰極蛍光ランプの信頼性が不足していた。また、タングステンやモリブデン製封入棒は、その製造過程におけるクラックの検査に多大のコストがかかることが、冷陰極蛍光ランプのコストアップの一因となっていた。さらに、タングステン製造工程における高燒結温度や、タングステン及びモリブデン製造における転打や線引き工程もコストアップの一因となっていた。
【００１０】
そこで本発明は、コバールと似た熱膨張係数を有し、しかもタングステンやモリブデンに近い比抵抗と熱伝導度を備えた封入棒であって、長手方向のクラック等の欠陥が存在しない封入棒を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる放電ランプ用封入棒は、ガラスバルブの端部に封入されて一方の端部が電極部に接続され他端部に外部リード線が接続される封入棒であって、タングステン及び／又はモリブデンの主成分とし、ニッケル、鉄、銅、コバルトからなる群のうちの１種又は２種以上を重量比で０．０１〜１０％含有することを特徴としている。
【００１２】
この放電ランプ用封入棒は、タングステン及び／又はモリブデンを主成分としながら、製造加工中における転打や線引き工程で導入されるクラック等を排除するもので、転打や線引き工程を経ずに製造することができるものである。
【００１３】
この種の封入棒では、封止を確実にするため、相対密度は９５％以上、好ましくは９８％以上が必要である。そのため、燒結タングステン合金又は燒結モリブデン合金の組成は、比較的低温で高密度の達成しやすい組成、すなわち主成分であるタングステン、モリブデン等と、ニッケル、鉄、銅及びコバルトのうちの１種又は２種以上からなる組成とした。なお、比較的低い燒結温度で高い燒結密度が得られるように、上記ニッケル、鉄、銅、コバルト等の含有量に対し、０．５〜１０ｗｔ％の燐を含有させておくのが好ましい。実験の結果では、例えばＷ−３Ｎｉ−２Ｃｕ合金で、ニッケル、銅の量に対する燐の量を２％とした時、燒結温度を１４００℃から１０００℃としても、燒結密度が９８％となった。なお、燐の量が上記範囲よりも少な過ぎると燒結性の改善効果は得られず、逆に多過ぎると比抵抗が大きくなり、熱伝導度も低下する傾向にあるので、上記範囲が適当である。
【００１４】
さらに、タングステン・モリブデン燒結合金の場合は、上記モリブデンと同様に、ニッケル、鉄、銅、コバルト及び燐のうちの１種又は２種以上からなる。なお、モリブデンはタングステンに比べて比較的低温で燒結できるため、場合によっては純モリブデンでも採用可能である。モリブデンの酸化物はガラスに溶け込むので、モリブデンを含む材料はガラスに対する封止性も良好である。
【００１５】
これらタングステン合金、モリブデン合金、タングステン・モリブデン合金の選択は、放電ランプに使用するガラスの熱膨張係数に応じて行えばよい。上記ニッケル、鉄、銅、コバルト、燐等の含有量は、総量で０．０１〜１０ｗｔ％とするのが好ましい。なお、この封入棒には電極又はリード線が溶接されるので、この溶接がうまく行われるように、その端部に凸部又は凹部を形成しておくのが好ましい。溶接端部に凸部を形成しておけば、断面積が小さいので溶接が容易であり、バリも生じにくい。また、溶接端部に凹部を形成しておけば、リード線であるジメット線のバリが横に広がることを防止することができ、ガラス巻きが容易になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された本発明の実施形態例に基づいて、具体的に説明する。図１は冷陰極蛍光ランプの一部断面図である。この蛍光ランプ１は、例えば外径が約２．６ｍｍ、内径が１．６ｍｍ、長さが約４００ｍｍの直管形である。管形のガラスバルブ２の両端に封入部７が設けられ、この封入部に、先端にカップ状電極３の接合された封入棒４が、熱膨張係数が５〜５．５ｘ１０^-6／Ｋのほう珪酸ガラスやアルミノシリケートガラスからなるガラス５で封止されている。
【００１７】
封入棒４は、燒結タングステン合金、燒結モリブデン合金（場合によっては燒結モリブデンの使用も可能である）又は燒結タングステン・モリブデン合金からなるもので、以下の説明では、主としてタングステン合金を例にとって説明するが、モリブデン合金等の場合もほぼ同様である。
【００１８】
この封入棒４の寸法は、例えば外径が約０．８ｍｍで、長さは約２．４ｍｍである。電極３は、外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍのカップ形で、長さは約３ｍｍであり、封入棒４に抵抗溶接されている。外部リード線６は、ジメット線であり、封入棒４に抵抗溶接されている。
【００１９】
この封入棒４は、例えば以下のようにして製造される。まず、タングステン粉末、ニッケル粉末及び銅粉末をＶブレンダー中で混合し、その後乾燥する。この混合粉に有機バインダーを加えて混練し、射出成形用のフィードストックを得る。このフィードストックを射出成形機中に投入し、所定の金型中に射出成形する。得られた成形体を水素雰囲気中で７００℃まで徐昇温することにより脱脂及び予備燒結する。その後水素雰囲気中で１４００℃で燒結することにより、相対密度９８％程度の燒結タングステン合金からなる封入棒を得ることができる。
【００２０】
【実施例１】
平均粒度１．８ミクロンのタングステン粉末、１．８ｗｔ％の平均粒度５ミクロンのカルボニルニッケル粉末及び１．２ｗｔ％の平均粒度１３ミクロンの電解銅粉末をＶブレンダー中で混合した。混合粉末に射出成形用の有機バインダーであるエチレンビニルアセテート・ブチルメタアクリレート・ポリスチレンの共重合体、パラフィンワックス、フタル酸ブチル、ステアリン酸を加えて混練し、金属粉末射出成形用のフィードストックとした。これを射出成形機に投入し、１５０〜１６０℃に加熱後、所定の金型中に射出成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．０４ｍｍ、長さ３．１２ｍｍであった。
【００２１】
得られた成形体を水素雰囲気中１４００℃で１時間燒結し、直径０，８ｍｍ、長さ２．４ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８．５％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００２２】
得られた燒結タングステン合金の熱膨張係数は、４．８ｘ１０^-6／Ｋとコバールと従来製法のタングステンの中間値であり、ガラス封止状支障はなかった。また比抵抗は９ｘ１０^-5／Ωｃｍで、熱伝導度は１１０Ｗ／ｍＫであり、コバールに比べるとはるかに優れていた。
【００２３】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ４ｍｍのカップ状のニッケル電極、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。従来製法のタングステンを使用した場合の抵抗溶接の不良率は０．７％であったが、本合金を使用した場合、０．２％に低下した。本燒結タングステン合金の金属組織は、タングステン相及びタングステンに比べ低融点のニッケル−銅−タングステンからなるマトリックスから構成されているため、抵抗溶接性が純タングステンのそれと比べて優れている。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２ｍｍ程度であった。
【００２４】
【実施例２】
平均粒度１．８ミクロンのタングステン粉末、３ｗｔ％の平均粒度５ミクロンのカルボニルニッケル粉末、２ｗｔ％の平均粒度１３ミクロンの電解銅粉末及び０．１ｗｔ％の赤燐粉末をアトライター中でエチルアルコールと共に混合した。混合時にプレス成形用の有機バインダーであるＰＶＰ及びステアリン酸を合計１．５ｗｔ％添加した。混合後スラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し造粒粉を得た。造粒粉を所定のプレス金型中でプレス成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．２ｍｍ、長さ３ｍｍであった。
【００２５】
得られた成形体を水素雰囲気中で６００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１０００℃で１時間燒結し、直径１ｍｍ、長さ２．５ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００２６】
得られた燒結タングステン合金の熱膨張係数は、５．５ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のタングステンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は１．５ｘ１０^-5／Ωｃｍで、熱伝導度は７５Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００２７】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ４ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。従来製法のタングステンを使用した場合の抵抗溶接の不良率は０．７％であったが、本合金を使用した場合、０．１５％に低下した。本燒結タングステン合金の金属組織は、タングステン相とニッケル−銅−燐−タングステンからなるマトリックスから構成されているため、抵抗溶接性が純タングステンのそれと比べて優れている。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してほう珪酸ガラス５で溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．２ｍｍ程度であった。
【００２８】
【参考例１】
平均粒度１．２ミクロンのモリブデン粉末にプレス成形用の有機バインダーであるＰＶＰ及びステアリン酸を合計１．５ｗｔ％をエチルアルコールとともに添加した。添加後、スラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し造粒粉を得た。造粒粉を所定のプレス金型中でプレス成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．２ｍｍ、長さ３ｍｍであった。
【００２９】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１９００℃で１時間燒結し、直径１ｍｍ、長さ２．５ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９６％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００３０】
得られた燒結モリブデンの熱膨張係数は、５．８ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のモリブデンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は、６ｘ１０^-5／Ωｃｍで、熱伝導度は、１４０Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００３１】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してアルミノほう珪酸ガラス５で溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．２ｍｍ程度であった。
【００３２】
【実施例３】
平均粒度２．２ミクロンのタングステン粉末、５ｗｔ％の平均粒度６ミクロンのカルボニルニッケル粉末、２ｗｔ％の平均粒度９ミクロンのカルボニル鉄粉末、及び１ｗｔ％の平均粒度１．６ミクロンのコバルト粉末をアトライター中で混合した。混合粉末に射出成形用の有機バインダーであるエチレンビニルアセテート・ブチルメタアクリレート・ポリスチレンの共重合体、パラフィンワックス、フタル酸ブチル、ステアリン酸を加えて混練し、金属粉末射出成形用のフィードストックとした。これを射出成形機に投入し、１５０〜１６０℃に加熱後、所定の金型中に射出成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．０４ｍｍ、長さ３．７７ｍｍであった。
【００３３】
得られた成形体を水素雰囲気中で７００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１４００℃で１時間燒結し、直径０．８ｍｍ、長さ２．９ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８．５％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００３４】
得られた燒結タングステン合金の熱膨張係数は、５．７ｘ１０^-6／Ｋとコバールのそれと類似しており、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は１．５ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度は、６５Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００３５】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。従来製法のタングステンを使用した場合の抵抗溶接の不良率は０．７％であったが、本合金を使用した場合、０．２％に低下した。本燒結タングステン合金の金属組織は、タングステン相とニッケル−鉄−コバルト−タングステンからなるマトリックスから構成されているため、抵抗溶接性が純タングステンのそれと比べて優れている。さらに、従来法と異なり、燒結体をそのまま使用するため、図３に示すように、断面積を減少させて抵抗溶接性を向上させるための凸部４ａ（又は凹部）を端面に形成することが容易である。また、図４に示すように、封入棒４の端部に凹部４ｂ（凹部の周縁部の肉厚は例えば０．１〜０．２ｍｍで、凹部の深さは０．１〜０．５ｍｍ程度である）を形成しておけば、ジメット線６のバリの横方向への広がりを防止でき、ガラス巻きが容易になるという利点がある。燒結体である封入棒４には、その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２ｍｍ程度であった。
【００３６】
【実施例４】
平均粒度２．２ミクロンのモリブデン粉末、４ｗｔ％のカルボニルニッケル粉末及び２ｗｔ％の銅粉末をＶブレンダー中で混合した。この混合粉末に押し出し成形用の有機バインダーであるメチルセルロース及び流動パラフィンを加え、水とともにニーダー中で混練した。混練体をプランジャータイプの押し出し成形機中に入れ、直径１．２ｍｍに押し出し成形した。成形体は、ダイス出口で所定の長さに切断した。得られた成形体の寸法は、直径１．２ｍｍ、長さ３．７ｍｍであった。
【００３７】
得られた成形体を大気中３０℃で８時間乾燥させ、その後水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１４００℃で１時間燒結し、直径０．９ｍｍ、長さ２．８ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００３８】
得られた燒結モリブデン合金の熱膨張係数は、６．１ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のモリブデンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は７ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度は９５Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００３９】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してアルミノほう珪酸ガラス５で溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．２ｍｍ程度であった。
【００４０】
【実施例５】
平均粒度２．２ミクロンのモリブデン粉末に０．２ｗｔ％のニッケル相当の硝酸ニッケルをアルコールに溶解して添加し、混合後アルコール分を乾燥させた。乾燥後、水素雰囲気中６５０℃で硝酸根を還元除去した。この粉末にプレス成形用の有機バインダーであるＰＶＡ及びステアリン酸を合計１．５ｗｔ％をエチルアルコールとともに添加した。添加後スラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、造粒粉を得た。この造粒粉を所定のプレス金型中でプレス成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．２ｍｍ、長さ３．３６ｍｍであった。
【００４１】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１７００℃で１時間燒結し、直径１ｍｍ、長さ２．８ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００４２】
得られた燒結モリブデン合金の熱膨張係数は、５．９ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のモリブデンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は７ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度は１２０Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００４３】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ４．５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してアルミノほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．２ｍｍ程度であった。
【００４４】
【実施例６】
平均粒度１．５ミクロンのタングステン粉末に０．０２ｗｔ％のニッケル相当の硝酸ニッケルをアルコールに溶解して添加し、混合後アルコール分を乾燥させた。乾燥後、水素雰囲気中６５０℃で硝酸根を還元除去した。この粉末にプレス成形用の有機バインダーであるＰＶＡ及びステアリン酸を合計１．５ｗｔ％をエチルアルコールとともに添加した。添加後スラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、造粒粉を得た。この造粒粉を所定のプレス金型中でプレス成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．０ｍｍ、長さ３．３７ｍｍであった。
【００４５】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１８００℃で１時間燒結し、直径０．８ｍｍ、長さ２．７ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９８．５％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００４６】
得られた燒結体の熱膨張係数は、４．７ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のタングステンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は、５．８ｘ１０^-6／Ωｃｍ、熱伝導度は、１３０Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００４７】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ４．５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してアルミノほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．０ｍｍ程度であった。
【００４８】
【実施例７】
平均粒度２．２ミクロンのタングステン粉末、５ｗｔ％の平均粒度６ミクロンのカルボニルニッケル粉末、３ｗｔ％の平均粒度９ミクロンのカルボニル鉄粉末をアトライター中で混合した。混合粉末に射出成形用の有機バインダーであるエチレンビニルアセテート・ブチルメタアクリレート・ポリスチレンの共重合体、パラフィンワックス、フタル酸ブチル、ステアリン酸を加えて混練し、金属粉末射出成形用のフィードストックとした。これを射出成形機に投入し、１５０〜１６０℃に加熱後、所定の金型中に射出成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．０４ｍｍ、長さ３．７７ｍｍであった。
【００４９】
得られた成形体を水素雰囲気中で７００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１４００℃で１時間燒結し、直径０．８ｍｍ、長さ２．９ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９９％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００５０】
得られた燒結タングステン合金の熱膨張係数は、５．６ｘ１０^-6／Ｋとコバールのそれと類似しており、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は１．４ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度は６８Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００５１】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。従来製法のタングステンを使用した場合の抵抗溶接の不良率は０．７％であったが、本合金を使用した場合、０．２％に低下した。本燒結タングステン合金の金属組織は、タングステン相とニッケル−鉄−タングステンからなるマトリックスから構成されているため、抵抗溶接性が純タングステンのそれと比べて優れている。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２ｍｍ程度であった。
【００５２】
【実施例８】
平均粒度１．５ミクロンのタングステン粉末に０．３ｗｔ％のニッケル相当の硝酸ニッケルをアルコールに溶解して添加し、混合後アルコール分を乾燥させた。乾燥後、水素雰囲気中６５０℃で硝酸根を還元除去した。この粉末にプレス成形用の有機バインダーであるＰＶＡ及びステアリン酸を合計１．５ｗｔ％をエチルアルコールとともに添加した。添加後スラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、造粒粉を得た。この造粒粉を所定のプレス金型中でプレス成形した。得られた成形体の寸法は、直径１．０ｍｍ、長さ３．３７ｍｍであった。
【００５３】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂及び予備燒結した。その後水素雰囲気中１５００℃で１時間燒結し、直径０．８ｍｍ、長さ２．７ｍｍの燒結体を得た。得られた燒結体の相対密度は９９．５％であった。コーナー部を丸めるため、及び成形時のバリや燒結時の付着物を除くため、燒結体をバレル処理する場合もある。
【００５４】
得られた燒結体の熱膨張係数は４．７ｘ１０^-6／Ｋと従来製法のタングステンのそれとほぼ同一であり、ガラス封止上支障はなかった。また比抵抗は５．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、熱伝導度は９５Ｗ／ｍＫであり、コバールの比抵抗４．９ｘ１０^-5／Ωｃｍ、及び熱伝導度１７Ｗ／ｍＫに比べるとはるかに優れていた。
【００５５】
得られた封入棒４の両端に、外径１．６ｍｍ、内径１．４ｍｍで長さ４．５ｍｍのカップ状のニッケル電極３、及び外部リード線であるジメット線６を抵抗溶接した。その後、封着部に無酸化雰囲気中でヒータにより加熱してアルミノほう珪酸ガラスで溶着した。ガラス巻き部の長さは２ｍｍで、外径は２．０ｍｍ程度であった。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる燒結タングステン合金、燒結モリブデン合金及び燒結タングステン・モリブデン合金は、コバールや従来製法のタングステン、モリブデン等とほぼ同程度の熱膨張係数を有するので、ガラス封止性に問題はない。
【００５７】
また、転打及び線引き工程を経ず、燒結上りの状態であることにより、これらの工程で導入される長手方向のクラックや筋が発生しない。このため、クラックチェックのための探傷検査や目視検査のコストが不要であり、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
さらに、従来のタングステン棒、モリブデン棒の製法に比べて燒結温度が低いので、炉の構造が比較的簡単ですむのみならず、炉の耐久性が向上するので、燒結設備を安価に構成することができる。しかも転打工程や線引き工程が不要であるから、製造コストも低減することができる。また、タングステン及び／又はモリブデンにニッケル、鉄、コバルト、銅のうちの１種又は２種以上を添加した合金は、純タングステン、純モリブデンに比べて低融点の相を含むので、抵抗溶接性に優れるという利点もあるものとなった。
【００５９】
なお、封入棒の端部に凸部を形成しておくと、抵抗溶接時に確実な溶融が保証され、抵抗溶接の信頼性が向上する。また、封入棒の端部に凹部を形成しておくと、溶接によって生じるバリの横方向への広がりを防止でき、ガラス巻きが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電ランプの一部断面図である。
【図２】封入棒の１例を表す外観図である。
【図３】上記と異なる実施形態を表す外観図である。
【図４】さらに異なる実施形態を表す一部断面図である。
【符号の説明】
１放電ランプ
２ガラスバルブ
３電極
４封入棒
４ａ凸部
４ｂ凹部
５ガラス
６外部リード線

Claims

ガラスバルブの端部に封入されて一方の端部が電極部に接続され他端部に外部リード線が接続される封入棒であって、タングステン及び／又はモリブデンを主成分とし、ニッケル、鉄、銅、コバルトからなる群のうちの１種又は２種以上を重量比で０．０１〜１０％含有することを特徴とする放電ランプ用封入棒。
端部に（ｉ）溶接時に溶融する凸部又は（ｉｉ）凹部が形成されている請求項１に記載の放電ランプ用封入棒。
ニッケルを重量比で０．０１〜７％含有する請求項１又は２に記載の放電ランプ用封入棒。
ニッケル、鉄、銅、コバルトからなる群のうちの１種又は２種以上の含有量に対し、重量比で０．５〜１０％の燐を含有する請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ用封入棒。