JP4367954B2 - 電極材料 - Google Patents
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Description
本発明電極材料は、Ni合金からなるものとする。特に、添加元素としては、Ti,Hf,Zr,V,Fe,Nb,Mo,Mn,W,Sr,Ba,B,Th,Be,Si,Al,Y,Mg,In,希土類元素からなる基準グループから選ばれた少なくとも1種の元素が好ましい。添加元素は、上記基準グループから選択される1種の元素でもよいし、2種以上の複数の元素でもよい。添加元素の含有量は、0.001質量%以上5.0質量%以下が好ましい。複数種の添加元素を含有したNi合金とする場合、合計含有量が上記範囲を満たすように調整する。添加元素の含有量が0.001質量%未満では、添加元素の含有による高輝度化、長寿命化といった特性の改善効果が得られない。一方、この特性改善効果は、添加元素の含有量の増加に伴って向上する傾向にあるが、添加元素の含有量が5.0質量%で飽和すると考えられる。また、添加元素の含有量を5.0質量%超とすると、添加元素の増加によるコスト上昇を招く。更に、添加元素の増加は、電極材料を製造する際やこの電極材料から電極を製造する際の塑性加工性を低下させる。本発明電極材料は、後述するように溶解鋳造以降に圧延加工や伸線加工といった塑性加工を鋳造材に施して作製する。また、本発明電極材料を用いて電極を作製する場合、プレス加工や後述する鍛造加工といった塑性加工を電極材料に施して作製する。従って、電極材料を作製するための素材や電極材料の塑性加工性を低下させないようにするために添加元素の含有量の上限は、5.0質量%とする。
表1,2に示す成分組成(金属No.1〜36)のNi合金を用いて、冷陰極蛍光ランプ用電極を作製した。電極は、二種類の形状の異なる電極材料から作製した。具体的には、線状の電極材料と、板状の電極材料とを用意した。線状の電極材料には、鍛造加工を施すことでカップ状の電極を作製し、板状の電極材料には、プレス加工を施すことでカップ状の電極を作製した。
線状の電極材料は、以下のように作製した。通常の真空溶解炉を用いて表1,2に示す成分組成を有する金属の溶湯を作製し、溶湯温度を適宜調整して真空鋳造により、鋳塊を得た。得られた鋳塊を熱間圧延により線径5.5mmφまで加工し、圧延線材を得た。この圧延線材に冷間伸線及び熱処理を組み合わせて施し、得られた線材に最終熱処理(軟化処理)を施して、線径1.6mmφの軟材を得た。軟化処理は、温度を800℃、線速を10〜150℃/secの範囲で適宜選択し、窒素雰囲気又は水素雰囲気として行った(表3〜6に示す試料のうち、水素含有量が10ppm以下の試料が窒素雰囲気)。また、主成分としたNiは、市販の純Ni(99.0質量%以上Ni)を用い、精錬具合を変化することで、C及びSの合計含有量を変化させた(この点は、後述する板状の電極材料も同様である)。
板状の電極材料は、以下のように作製した。上記線状の電極材料と同様の手法で、表1,2に示す成分組成の金属の溶湯から鋳塊を作製した。得られた鋳塊に熱間圧延を施し、厚さ4.2mmの圧延板材を得た。この圧延板材に熱処理を施した後、表面を切削し、厚さ4.0mmの処理板材を得た。この処理板材に冷間圧延及び熱処理を繰り返し行い、得られた板材に最終熱処理(軟化処理)を施して、厚さ0.2mmの板状の軟材を得た。軟化処理は、温度を800℃、移動速度を10〜150℃/secの範囲で適宜選択し、窒素雰囲気又は水素雰囲気として行った。
103 電極 104 アウターリード線 105 インナーリード線
106 ビードガラス
Claims (14)
- Ti,Hf,Zr,V,Fe,Nb,Mo,Mn,W,Sr,Ba,B,Th,Mg,Inからなる第一グループから選ばれた少なくとも1種の元素を合計で0.001質量%以上2.0質量%以下含有し、
かつ、Be,Si,Al,Y,希土類元素(但し、Yを除く)からなる第二グループから選ばれた少なくとも1種の元素を合計で0.001質量%以上3.0質量%以下含有し、
残部がNi及び不純物からなり、
冷陰極蛍光ランプの電極に用いられることを特徴とする電極材料。 - 前記第一グループから選ばれた元素を合計で0.01質量%以上1.0質量%以下含有し、かつ前記第二グループから選ばれた元素を合計で0.01質量%以上2.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の電極材料。
- Yを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の電極材料。
- 仕事関数が4.7eV未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電極材料。
- エッチングレートが22nm/min未満であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電極材料。
但し、エッチングレートは、鏡面研磨した前記電極材料に真空装置内でアルゴンイオンを照射した後、前記電極材料の表面粗さを測定し、表面粗さ/照射時間とする。
前記イオンの照射は、前記電極材料に部分的にマスキングを行い、X線光電子分光分析装置(PHI製 Quantum−2000)を用い、加速電圧:4kV,イオン種:Ar + ,照射時間:120min,真空度:2×10 −8 〜4×10 −8 torr(2.7×10 −9 〜5.3×10 −9 kPa),アルゴン圧:約15mPa,入射角度:試料面に対して約45度として行う。
前記表面粗さは、触針式表面形状測定器(Vecco社製 Dektak−3030)を用い、触針:ダイヤモンド 半径=5μm,針圧:20mg,走査距離:2mm,走査速度:Mediumとし、前記電極材料において前記イオンの照射により表面に窪みができた箇所(マスキングされていない箇所)について窪みの平均深さを測定し、この平均深さとする。 - C及びSの含有量が合計で0.001質量%以上0.10質量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電極材料。
- 水素含有量が0.1ppm以上20ppm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電極材料。
- 前記電極材料を構成する金属の平均結晶粒径が70μm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電極材料。
- 前記電極材料は、板状材であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電極材料。
- 前記電極材料は、線状材であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電極材料。
- 請求項10に記載の線状材を切断し、所定長の短尺材を得る工程と、
前記短尺材に鍛造加工を施し、有底筒状に成形して電極を得る工程とを具えることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極の製造方法。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の電極材料により形成され、
冷陰極蛍光ランプに用いられることを特徴とする電極。 - 請求項12に記載の電極と、
前記電極の底面に接続されたインナーリード線、及びこのインナーリード線に接続されたアウターリード線と、
前記インナーリード線の外周に溶着されたビードガラスとを具えることを特徴とする電極部材。 - 内壁面に蛍光体層を有し、内部に希ガス及び水銀、又は希ガスが封入されるガラス管と、
前記ガラス管の端部に固定された請求項13に記載の電極部材とを具え、
前記ガラス管と前記電極部材のビードガラスとを溶着して、前記ガラス管を封止すると共に、前記電極をガラス管内の端部に固定していることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
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