JPH07237983A - 透光性セラミックス - Google Patents
透光性セラミックスInfo
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- JPH07237983A JPH07237983A JP6052599A JP5259994A JPH07237983A JP H07237983 A JPH07237983 A JP H07237983A JP 6052599 A JP6052599 A JP 6052599A JP 5259994 A JP5259994 A JP 5259994A JP H07237983 A JPH07237983 A JP H07237983A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性に優れた透光性セラミックスを提供す
る。 【構成】 発光管２はＡl2Ｏ3からなる透光性母材１１
とこの透光性母材１１の内側面に一体的に形成される耐
食膜１２から構成され、母材１１と耐食膜１２の境界部
はそれぞれの組成割合が連続的に変化する傾斜層１３と
なっている。そして、前記耐食膜１２としてはギブス
（Gibbs）の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対
値が母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エ
ネルギーよりも大きな酸化物をその材料として用いる。
る。 【構成】 発光管２はＡl2Ｏ3からなる透光性母材１１
とこの透光性母材１１の内側面に一体的に形成される耐
食膜１２から構成され、母材１１と耐食膜１２の境界部
はそれぞれの組成割合が連続的に変化する傾斜層１３と
なっている。そして、前記耐食膜１２としてはギブス
（Gibbs）の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対
値が母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エ
ネルギーよりも大きな酸化物をその材料として用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタルハライドランプ、
ナトリウムランプ、水銀ランプ等の高輝度放電灯の発光
管等として用いる透光性セラミックスに関する。
ナトリウムランプ、水銀ランプ等の高輝度放電灯の発光
管等として用いる透光性セラミックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】水銀の励起発光を利用した水銀ランプ、
水銀熱陰極アーク放電による熱で金属ハロゲン化物を蒸
発させて金属とハロゲンに解離せしめ、金属特有の色を
呈する発光を行なわせるようにしたメタルハライドラン
プ等の高輝度放電灯の発光管として、特開昭５９−１８
４４５０号公報、特開平２−１３２７５０号公報等にも
開示されるように、従来から多結晶アルミナ等の透光性
セラミックスが用いられている。
水銀熱陰極アーク放電による熱で金属ハロゲン化物を蒸
発させて金属とハロゲンに解離せしめ、金属特有の色を
呈する発光を行なわせるようにしたメタルハライドラン
プ等の高輝度放電灯の発光管として、特開昭５９−１８
４４５０号公報、特開平２−１３２７５０号公報等にも
開示されるように、従来から多結晶アルミナ等の透光性
セラミックスが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した発光管にあっ
ては、発光管内に封入したアマルガム中の成分（例えば
Ｓc等）と発光管を構成するＡl2Ｏ3やＳiＯ2等とが反応
し、発光管の劣化、封入したアマルガム中の成分が消失
し、所望の発光特性が得られない等の課題がある。
ては、発光管内に封入したアマルガム中の成分（例えば
Ｓc等）と発光管を構成するＡl2Ｏ3やＳiＯ2等とが反応
し、発光管の劣化、封入したアマルガム中の成分が消失
し、所望の発光特性が得られない等の課題がある。
【０００４】これらの問題については、例えば、照明学
会誌第７４巻第９号（平成２年）に報告されているよう
に、次のような反応が起こり発光物質（ＳcＩ3）が消失
してしまう。 ３ＭgＡl2Ｏ4（スピネル）＋２ＳcＩ3→２ＡlＳcＯ3＋
２Ａl2Ｏ3＋３ＭgＩ2 Ａl2Ｏ3＋ＳcＩ3→ＡlＳcＯ3＋ＡlＩ3 ＭgＯは、従来から粒成長抑制剤として一般によく知ら
れているが、Ｍg化合物は、上記のように容易にメタル
ハライドと反応してしまう。更に、Proc Symp High Tem
p Lamp Chem 2.,pl(1988)には、発光管や封止剤に含ま
れるＳiＯ2と以下のように反応し、やはり発光物質が消
失してしまう。 ＳiＯ2（固体）＋４ＳcＩ3（ガス）→ＳcＯ3（固体）＋
ＳcＩ4 また発光管に限らず、ギブスの標準生成エネルギーが小
さな材料からなる透光性セラミックスは酸やアルカリに
接触することで腐食しやすい。
会誌第７４巻第９号（平成２年）に報告されているよう
に、次のような反応が起こり発光物質（ＳcＩ3）が消失
してしまう。 ３ＭgＡl2Ｏ4（スピネル）＋２ＳcＩ3→２ＡlＳcＯ3＋
２Ａl2Ｏ3＋３ＭgＩ2 Ａl2Ｏ3＋ＳcＩ3→ＡlＳcＯ3＋ＡlＩ3 ＭgＯは、従来から粒成長抑制剤として一般によく知ら
れているが、Ｍg化合物は、上記のように容易にメタル
ハライドと反応してしまう。更に、Proc Symp High Tem
p Lamp Chem 2.,pl(1988)には、発光管や封止剤に含ま
れるＳiＯ2と以下のように反応し、やはり発光物質が消
失してしまう。 ＳiＯ2（固体）＋４ＳcＩ3（ガス）→ＳcＯ3（固体）＋
ＳcＩ4 また発光管に限らず、ギブスの標準生成エネルギーが小
さな材料からなる透光性セラミックスは酸やアルカリに
接触することで腐食しやすい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る透光性セラミックスは、母材の一面にギブス
の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が母材を
構成するセラミックスのギブスの標準生成エネルギーよ
りも大きな酸化物からなる耐食膜を形成したことを第１
の特徴とする。
発明に係る透光性セラミックスは、母材の一面にギブス
の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が母材を
構成するセラミックスのギブスの標準生成エネルギーよ
りも大きな酸化物からなる耐食膜を形成したことを第１
の特徴とする。
【０００６】また、母材と耐食膜とを組成割合が連続的
に変化する傾斜層を介して結合せしめたことを第２の特
徴とする。
に変化する傾斜層を介して結合せしめたことを第２の特
徴とする。
【０００７】また、耐食膜を、ギブス（Gibbs）の標準
生成エネルギー（ΔＧｆ°）が負でしかもその絶対値が
母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネル
ギーよりも大きな酸化物と、前記母材を構成する物質と
の混合層にて構成したことを第３の特徴とする。
生成エネルギー（ΔＧｆ°）が負でしかもその絶対値が
母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネル
ギーよりも大きな酸化物と、前記母材を構成する物質と
の混合層にて構成したことを第３の特徴とする。
【０００８】また、前記透光性セラミックスを高輝度放
電灯の発光管として用い、しかも耐食膜を発光管内に封
入されるアマルガムを構成する主元素の酸化物にて構成
したことを第４の特徴とする。
電灯の発光管として用い、しかも耐食膜を発光管内に封
入されるアマルガムを構成する主元素の酸化物にて構成
したことを第４の特徴とする。
【０００９】また、耐食膜を発光管に封入されるアマル
ガムと発光管構成物質との反応物としたことを第５の特
徴とする。
ガムと発光管構成物質との反応物としたことを第５の特
徴とする。
【００１０】更に、母材をＡl2Ｏ3とした場合には耐食
膜を構成する酸化物を、Ｃe2Ｏ3、Ｄy2Ｏ3、Ｅu2Ｏ3、
Ｇd2Ｏ3、Ｈo2Ｏ3、Ｌa2Ｏ3、Ｌu2Ｏ3、Ｎd2Ｏ3、Ｐr2
Ｏ3、Ｓc2Ｏ3、Ｓm2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｙb2Ｏ3、Ｔb2Ｏ3、
Ｔa2Ｏ3のうちのいずれかとしたことを第６の特徴とす
る。
膜を構成する酸化物を、Ｃe2Ｏ3、Ｄy2Ｏ3、Ｅu2Ｏ3、
Ｇd2Ｏ3、Ｈo2Ｏ3、Ｌa2Ｏ3、Ｌu2Ｏ3、Ｎd2Ｏ3、Ｐr2
Ｏ3、Ｓc2Ｏ3、Ｓm2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｙb2Ｏ3、Ｔb2Ｏ3、
Ｔa2Ｏ3のうちのいずれかとしたことを第６の特徴とす
る。
【００１１】
【作用】Ａl2Ｏ3等の透光性母材にて所定形状の中間品
を作製し、この中間品の表面に、Ｓc2Ｏ3等のスラリー
を接触せしめて膜を形成し、この後焼成することでハイ
ブリッド化する。ハイブリット化することで、化学平衡
の観点（ギブスの標準生成エネルギー）および化学反応
速度の観点（反応式で、右への反応を抑えること）の両
面から耐食性を向上させる。
を作製し、この中間品の表面に、Ｓc2Ｏ3等のスラリー
を接触せしめて膜を形成し、この後焼成することでハイ
ブリッド化する。ハイブリット化することで、化学平衡
の観点（ギブスの標準生成エネルギー）および化学反応
速度の観点（反応式で、右への反応を抑えること）の両
面から耐食性を向上させる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る透光性セラミッ
クスを発光管として適用した高輝度放電灯の断面図、図
２は透光性セラミックスの拡大断面図であり、高輝度放
電灯は減圧するか窒素等を封入した外管１内に発光管２
を設け、この発光管２内にキャップ３を介して内部電極
４を臨ませ、またキャップ３から露出する外部電極５は
リード線６を介して口金７に接続している。そして、内
部電極４間に高電圧を印加することでアーク放電を発生
させ、このアーク放電による熱で発光管２内に封入した
金属ハロゲン化物が蒸発して金属とハロゲンに解離し、
金属特有の色を呈する発光が生じる。
説明する。ここで、図１は本発明に係る透光性セラミッ
クスを発光管として適用した高輝度放電灯の断面図、図
２は透光性セラミックスの拡大断面図であり、高輝度放
電灯は減圧するか窒素等を封入した外管１内に発光管２
を設け、この発光管２内にキャップ３を介して内部電極
４を臨ませ、またキャップ３から露出する外部電極５は
リード線６を介して口金７に接続している。そして、内
部電極４間に高電圧を印加することでアーク放電を発生
させ、このアーク放電による熱で発光管２内に封入した
金属ハロゲン化物が蒸発して金属とハロゲンに解離し、
金属特有の色を呈する発光が生じる。
【００１３】前記発光管２は図２に示すように、Ａl2Ｏ
3からなる透光性母材１１とこの透光性母材１１の内側
面に一体的に形成される厚みが１００μｍ以下の耐食膜
１２から構成され、母材１１と耐食膜１２の境界部はそ
れぞれの組成割合が連続的に変化する傾斜層１３となっ
ている。この耐食膜１２は混合層として形成してもよ
い。
3からなる透光性母材１１とこの透光性母材１１の内側
面に一体的に形成される厚みが１００μｍ以下の耐食膜
１２から構成され、母材１１と耐食膜１２の境界部はそ
れぞれの組成割合が連続的に変化する傾斜層１３となっ
ている。この耐食膜１２は混合層として形成してもよ
い。
【００１４】また、前記耐食膜１２としてはギブス（Gi
bbs）の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が
母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネル
ギーよりも大きな酸化物をその材料として用いる。
bbs）の標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が
母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネル
ギーよりも大きな酸化物をその材料として用いる。
【００１５】具体的には、母材１１をＡl2Ｏ3とする場
合には耐食膜を構成する酸化物を、Ｃe2Ｏ3、Ｄy2Ｏ3、
Ｅu2Ｏ3、Ｇd2Ｏ3、Ｈo2Ｏ3、Ｌa2Ｏ3、Ｌu2Ｏ3、Ｎd2
Ｏ3、Ｐr2Ｏ3、Ｓc2Ｏ3、Ｓm2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｙb2Ｏ3、
Ｔb2Ｏ3、Ｔa2Ｏ3のうちのいずれかとする。
合には耐食膜を構成する酸化物を、Ｃe2Ｏ3、Ｄy2Ｏ3、
Ｅu2Ｏ3、Ｇd2Ｏ3、Ｈo2Ｏ3、Ｌa2Ｏ3、Ｌu2Ｏ3、Ｎd2
Ｏ3、Ｐr2Ｏ3、Ｓc2Ｏ3、Ｓm2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｙb2Ｏ3、
Ｔb2Ｏ3、Ｔa2Ｏ3のうちのいずれかとする。
【００１６】尚、透光性セラミックスを発光管として適
用する場合には、耐食膜を構成する酸化物として、発光
管内に封入されるアマルガムを構成する主元素の酸化物
を用いるようにしてもよい。更に、耐食膜１２を構成す
る物質として、発光管構成物質とアマルガムの反応物を
用いてもよい。また、前記キャップ３については、キャ
ップ自体を前記耐食膜１２を構成する物質にて構成する
か、キャップ３表面に前記耐食膜１２を構成する物質か
らなる耐食膜を形成する。これにより、発光物質と接触
し得る発光管内面すべての耐食性が向上し、長期的なラ
ンプ特性の維持が可能となる。なお、キャップの場合、
耐食膜は透光性を要求されないので、１００μｍ以上に
してもよい。
用する場合には、耐食膜を構成する酸化物として、発光
管内に封入されるアマルガムを構成する主元素の酸化物
を用いるようにしてもよい。更に、耐食膜１２を構成す
る物質として、発光管構成物質とアマルガムの反応物を
用いてもよい。また、前記キャップ３については、キャ
ップ自体を前記耐食膜１２を構成する物質にて構成する
か、キャップ３表面に前記耐食膜１２を構成する物質か
らなる耐食膜を形成する。これにより、発光物質と接触
し得る発光管内面すべての耐食性が向上し、長期的なラ
ンプ特性の維持が可能となる。なお、キャップの場合、
耐食膜は透光性を要求されないので、１００μｍ以上に
してもよい。
【００１７】次に、本発明に係る透光性セラミックスの
製造工程を図３（Ａ）に基づいて説明する。先ず、母材
の原料となるとしてＡl2Ｏ3原料等の透光性セラミック
ス粉末原料１００部に対し、純水を２０〜１００部、バ
インダ及び解膠剤を０．２〜１部加えてボールミル中で
１０時間以上混合分散してスラリーを得る。尚、射出成
形用を行う場合には純水を加えない。
製造工程を図３（Ａ）に基づいて説明する。先ず、母材
の原料となるとしてＡl2Ｏ3原料等の透光性セラミック
ス粉末原料１００部に対し、純水を２０〜１００部、バ
インダ及び解膠剤を０．２〜１部加えてボールミル中で
１０時間以上混合分散してスラリーを得る。尚、射出成
形用を行う場合には純水を加えない。
【００１８】ここで、Ａl2Ｏ3原料としては、ＡＡＣＨ
（アンモニウム・アルミニウム・カーボネイト・ハイド
ロオキサイド）を母塩とする４Ｎ（４ナイン）以上の純
度で、０．０５〜１．０μｍの粒径分布の原料を用い
る。さらに、粒成長を抑制するため、例えばＬa2Ｏ3等
の希土類酸化物もしくはＭgＯ等を添加してもよい。ま
た、バインダーとしてはメチルセルロース、ポリビニル
アルコール、アクリルエマルジョン、糖アルコール等が
挙げられ、解膠剤としてはポリカルボン酸やポリアクリ
ル酸のアンモニウム塩等が挙げられる。
（アンモニウム・アルミニウム・カーボネイト・ハイド
ロオキサイド）を母塩とする４Ｎ（４ナイン）以上の純
度で、０．０５〜１．０μｍの粒径分布の原料を用い
る。さらに、粒成長を抑制するため、例えばＬa2Ｏ3等
の希土類酸化物もしくはＭgＯ等を添加してもよい。ま
た、バインダーとしてはメチルセルロース、ポリビニル
アルコール、アクリルエマルジョン、糖アルコール等が
挙げられ、解膠剤としてはポリカルボン酸やポリアクリ
ル酸のアンモニウム塩等が挙げられる。
【００１９】上記のようにして調製したスラリーを必要
に応じて消泡剤を加え真空下で脱泡した後、石膏型、多
孔質樹脂型或いは多孔質セラミック型等を用いて鋳込み
成形を行い、発光管形状をした未焼成のセラミック成形
体を得る。尚、鋳込み成形の代りに押出し成形と乾燥、
或いは射出成形と脱脂を行うようにしてもよい。
に応じて消泡剤を加え真空下で脱泡した後、石膏型、多
孔質樹脂型或いは多孔質セラミック型等を用いて鋳込み
成形を行い、発光管形状をした未焼成のセラミック成形
体を得る。尚、鋳込み成形の代りに押出し成形と乾燥、
或いは射出成形と脱脂を行うようにしてもよい。
【００２０】一方、上記とは別に耐食膜の原料となるセ
ラミックス粉末原料、例えば、Ｓc2Ｏ3等に純水もしく
は、メタノール、エタノール、アセトン等の有機溶媒を
添加し、１〜５０wt%となるようにし、またバインダー
及び解膠剤をセラミックス粉末原料に対し、０．２〜１
wt%加え、これを混合分散してスラリーを調製してお
く。
ラミックス粉末原料、例えば、Ｓc2Ｏ3等に純水もしく
は、メタノール、エタノール、アセトン等の有機溶媒を
添加し、１〜５０wt%となるようにし、またバインダー
及び解膠剤をセラミックス粉末原料に対し、０．２〜１
wt%加え、これを混合分散してスラリーを調製してお
く。
【００２１】次に、母材用のスラリーから得られた未焼
成の成形体に対し、耐食膜用のスラリーをスリップキャ
ストにより成形体の内面にコートすることにより、ハイ
ブリッド化する。
成の成形体に対し、耐食膜用のスラリーをスリップキャ
ストにより成形体の内面にコートすることにより、ハイ
ブリッド化する。
【００２２】具体的には、図４に示すようにシリンダ２
０とピストン２１との空間に耐食膜用のスラリー２２を
入れ、また該空間と成形体２３はチューブ２４及びコネ
クター２５を介して接続し、ピストン２１を押し込むこ
とで、耐食膜用のスラリー２２を成形体２３内に充填
し、所定時間経過後、ピストン２１を引くことで、成形
体２３内のスラリー２２を排除する。これによって、成
形体２３内面にスラリー２２の膜が形成される。この際
シリンダ２０及びピストン２１の代りに、送液ポンプ等
を用いてもよい。また、石膏型等から成形体２３を離型
させた後、チューブ２４を介して直接接続し、スラリー
２２を成形体２３内に充填することも可能である。
０とピストン２１との空間に耐食膜用のスラリー２２を
入れ、また該空間と成形体２３はチューブ２４及びコネ
クター２５を介して接続し、ピストン２１を押し込むこ
とで、耐食膜用のスラリー２２を成形体２３内に充填
し、所定時間経過後、ピストン２１を引くことで、成形
体２３内のスラリー２２を排除する。これによって、成
形体２３内面にスラリー２２の膜が形成される。この際
シリンダ２０及びピストン２１の代りに、送液ポンプ等
を用いてもよい。また、石膏型等から成形体２３を離型
させた後、チューブ２４を介して直接接続し、スラリー
２２を成形体２３内に充填することも可能である。
【００２３】図２は耐食膜の粉末原料として例えばＳc2
Ｏ3を用いた場合の形成される膜厚と粉体濃度、スラリ
ーの保持時間の関係を示したもので、所望の膜厚は粉体
濃度及びスラリーの保持時間によって決定される。母材
を完全に被覆する場合には、膜厚を２μｍ以上とし、剥
離を極力生じさせないためには１００μｍ以下とするこ
とが好ましい。この際、膜厚が２μｍ以下では母材を完
全に被覆することが困難であり、また１００μｍ以上で
は剥離が生じ易くなる。このため、形成する膜厚として
は２〜１００μｍが好ましい。
Ｏ3を用いた場合の形成される膜厚と粉体濃度、スラリ
ーの保持時間の関係を示したもので、所望の膜厚は粉体
濃度及びスラリーの保持時間によって決定される。母材
を完全に被覆する場合には、膜厚を２μｍ以上とし、剥
離を極力生じさせないためには１００μｍ以下とするこ
とが好ましい。この際、膜厚が２μｍ以下では母材を完
全に被覆することが困難であり、また１００μｍ以上で
は剥離が生じ易くなる。このため、形成する膜厚として
は２〜１００μｍが好ましい。
【００２４】更に、耐食膜の剥離強度及び母材の透光性
を維持するため、組成の異なる複数種のスラリーを用意
し、これを成形体の内面に導入することで耐食膜を構成
する主成分酸化物の分布が連続的に変化する傾斜層を形
成させることも可能である。具体的には、例えばＳc2Ｏ
3等の耐食膜構成酸化物と母材を構成するＡl2Ｏ3等を所
定の割合で混合し、前記方法と同様にＳc2Ｏ3等のスラ
リーを複数種作製する。例えば、Ｓc2Ｏ3濃度５〜１０
０wt%の範囲で数種類作製する。これを前記耐食膜の作
製法にしたがってＳc2Ｏ3濃度の低いスラリーから順次
母材の内面に導入し、最後にＳc2Ｏ3１００wt%のスラリ
ーとする。これにより、図４に示すようにＳc2Ｏ3の分
布が０からＳc2Ｏ3のみの層に傾斜させることができ
る。
を維持するため、組成の異なる複数種のスラリーを用意
し、これを成形体の内面に導入することで耐食膜を構成
する主成分酸化物の分布が連続的に変化する傾斜層を形
成させることも可能である。具体的には、例えばＳc2Ｏ
3等の耐食膜構成酸化物と母材を構成するＡl2Ｏ3等を所
定の割合で混合し、前記方法と同様にＳc2Ｏ3等のスラ
リーを複数種作製する。例えば、Ｓc2Ｏ3濃度５〜１０
０wt%の範囲で数種類作製する。これを前記耐食膜の作
製法にしたがってＳc2Ｏ3濃度の低いスラリーから順次
母材の内面に導入し、最後にＳc2Ｏ3１００wt%のスラリ
ーとする。これにより、図４に示すようにＳc2Ｏ3の分
布が０からＳc2Ｏ3のみの層に傾斜させることができ
る。
【００２５】図３（Ｂ）は透光性セラミックスの製造工
程の別実施例を示すものであり、この実施例にあって
は、鋳込み成形の後に乾燥させ、仮焼した後にハイブリ
ッド化するようにしている。仮焼の条件としては例えば
１０３０℃で１時間とする。
程の別実施例を示すものであり、この実施例にあって
は、鋳込み成形の後に乾燥させ、仮焼した後にハイブリ
ッド化するようにしている。仮焼の条件としては例えば
１０３０℃で１時間とする。
【００２６】この後、内面にスラリー２２の膜が形成さ
れた成形体２３を一次焼成した後、熱間静水圧プレス処
理（ＨＩＰ処理）して図２に示したような発光管２を得
る。一次焼結の条件としては、真空、空気、Ｎ2、Ａr、
Ｈ2または水蒸気雰囲気中で、１３５０〜１８００℃、
０．５時間以上とし、９８％以上の嵩密度を有するよう
にする。また、ＨＩＰ処理の条件としては、処理温度１
３００〜１８００℃の温度範囲でＡr、Ｎ2、Ｈ2、Ｏ2の
一種以上のガスにより、５００〜１５００ａｔｍの加圧
範囲で０．５ｈ以上保持する。これにより、気泡を全く
含まず、図７に示す如く、直線透過率の低下が殆んどな
いＳc2Ｏ3等の耐食膜を有する透光性セラミックスが形
成される。
れた成形体２３を一次焼成した後、熱間静水圧プレス処
理（ＨＩＰ処理）して図２に示したような発光管２を得
る。一次焼結の条件としては、真空、空気、Ｎ2、Ａr、
Ｈ2または水蒸気雰囲気中で、１３５０〜１８００℃、
０．５時間以上とし、９８％以上の嵩密度を有するよう
にする。また、ＨＩＰ処理の条件としては、処理温度１
３００〜１８００℃の温度範囲でＡr、Ｎ2、Ｈ2、Ｏ2の
一種以上のガスにより、５００〜１５００ａｔｍの加圧
範囲で０．５ｈ以上保持する。これにより、気泡を全く
含まず、図７に示す如く、直線透過率の低下が殆んどな
いＳc2Ｏ3等の耐食膜を有する透光性セラミックスが形
成される。
【００２７】図８は本発明に係る透光性セラミックス製
品の表層部の粒子構造を示す顕微鏡写真であり、同図
（ａ）は断面を示し、同図（ｂ）はＡl元素の分布を示
し、同図（ｃ）はＳc元素の分布を示す。尚、図８
（ａ）、（ｂ）については断面と元素の分布を示す線と
を合成し示している。これらの図から明らかなように、
コーティングしたＳc2Ｏ3が発光管母材の主成分である
Ａl2Ｏ3と傾斜層を介して、発光管表面に形成されてい
る。これにより、発光管に対しての密着性に優れ、耐剥
離性の高いコーティング膜とすることができる。
品の表層部の粒子構造を示す顕微鏡写真であり、同図
（ａ）は断面を示し、同図（ｂ）はＡl元素の分布を示
し、同図（ｃ）はＳc元素の分布を示す。尚、図８
（ａ）、（ｂ）については断面と元素の分布を示す線と
を合成し示している。これらの図から明らかなように、
コーティングしたＳc2Ｏ3が発光管母材の主成分である
Ａl2Ｏ3と傾斜層を介して、発光管表面に形成されてい
る。これにより、発光管に対しての密着性に優れ、耐剥
離性の高いコーティング膜とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、Ａ
l2Ｏ3等の透光性母材の耐食性が要求される表面に、ギ
ブスの標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が母
材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネルギ
ーよりも大きな酸化物からなる耐食膜を形成したので、
当該透光性セラミックスで例えば高輝度放電灯の発光管
を作製すれば、発光管内に封入した金属蒸気等の経時的
な減少を防止することができ、さらに、発光管の劣化が
生じないため透光性が維持され、長寿命化を図ることが
できる。特に、母材と耐食膜との間を傾斜層にて組成を
連続的につなげるようにすることで、剥離等のない製品
が得られる。
l2Ｏ3等の透光性母材の耐食性が要求される表面に、ギ
ブスの標準生成エネルギーが負でしかもその絶対値が母
材を構成するセラミックスのギブスの標準生成エネルギ
ーよりも大きな酸化物からなる耐食膜を形成したので、
当該透光性セラミックスで例えば高輝度放電灯の発光管
を作製すれば、発光管内に封入した金属蒸気等の経時的
な減少を防止することができ、さらに、発光管の劣化が
生じないため透光性が維持され、長寿命化を図ることが
できる。特に、母材と耐食膜との間を傾斜層にて組成を
連続的につなげるようにすることで、剥離等のない製品
が得られる。
【図１】本発明に係る透光性セラミックスを発光管とし
て適用した高輝度放電灯の断面図
て適用した高輝度放電灯の断面図
【図２】透光性セラミックスの拡大断面図
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に係る透光性セラミ
ックスの製造工程を示すブロック図
ックスの製造工程を示すブロック図
【図４】ハイブリッド化の工程を説明した斜視図
【図５】膜厚に対する粉体濃度とスラリー保持時間の関
係を表わすグラフ
係を表わすグラフ
【図６】多段階キャスティングによる傾斜層形成拡大断
面図
面図
【図７】ハイブリット化前後における直線透過率の変化
【図８】ハイブリット化セラミックス発光管の粒子構造
を示す電子顕微鏡写真
を示す電子顕微鏡写真
２…発光管、３…キャップ、１１…母材、１２…耐食
膜、２２…耐食膜用のスラリー、２３…成形体。
膜、２２…耐食膜用のスラリー、２３…成形体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 61/88 Ｃ
Claims (6)
- 【請求項１】 透光性の母材の一面にギブス（Gibbs）
の標準生成エネルギー（ΔＧｆ°）が負でしかもその絶
対値が母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成
エネルギーよりも大きな酸化物からなる耐食膜が形成さ
れていることを特徴とする透光性セラミックス。 - 【請求項２】 請求項１に記載の透光性セラミックスに
おいて、前記母材と耐食膜とは組成割合が連続的に変化
する傾斜層を介して結合していることを特徴とする透光
性セラミックス。 - 【請求項３】 透光性の母材の一面にギブス（Gibbs）
の標準生成エネルギー（ΔＧｆ°）が負でしかもその絶
対値が母材を構成するセラミックスのギブスの標準生成
エネルギーよりも大きな酸化物と、前記母材を構成する
物質との混合層からなる耐食膜が形成されていることを
特徴とする透光性セラミックス。 - 【請求項４】 請求項１または請求項３に記載の透光性
セラミックスにおいて、前記透光性セラミックスは高輝
度放電灯の発光管であり、母材の内側面に耐食膜が形成
され、この耐食膜は発光管内に封入されるアマルガムを
構成する主元素の酸化物からなることを特徴とする透光
性セラミックス。 - 【請求項５】 請求項４に記載の透光性セラミックスに
おいて、前記発光管はキャップにて閉塞され、このキャ
ップ自体を前記耐食膜を構成する物質にて構成するか、
キャップ表面に前記耐食膜を構成する物質からなる耐食
膜を形成したことを特徴とする透光性セラミックス。 - 【請求項６】 前記耐食膜を構成する酸化物は、ギブス
（Gibbs）の標準生成エネルギー（ΔＧｆ°）が負でし
かもその絶対値が１５８１．９KJ/mol以上であり、Ｃe2
Ｏ3、Ｄy2Ｏ3、Ｅu2Ｏ3、Ｇd2Ｏ3、Ｈo2Ｏ3、Ｌa2Ｏ3、
Ｌu2Ｏ3、Ｎd2Ｏ3、Ｐr2Ｏ3、Ｓc2Ｏ3、Ｓm2Ｏ3、Ｙ2Ｏ
3、Ｙb2Ｏ3、Ｔb2Ｏ3、Ｔa2Ｏ3のうちの一種もしくは複
数種としたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の透
光性セラミックス。
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|---|---|---|---|
| JP05259994A JP3407284B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 透光性セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05259994A Expired - Fee Related JP3407284B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 透光性セラミックス |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926106A1 (en) * | 1997-12-16 | 1999-06-30 | Konoshima Chemical Co., Ltd. | A corrosion resistant ceramic and a production method thereof |
| JP2006327927A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-12-07 | Toto Ltd | アルミナ多孔体 |
| WO2012111354A1 (ja) * | 2011-02-14 | 2012-08-23 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 透光性多結晶材料とその製造方法 |
| CN109354497A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Ho掺杂的透明氧化钪陶瓷及其制备方法 |
-
1994
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| CN109354497A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Ho掺杂的透明氧化钪陶瓷及其制备方法 |
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