JPH09165641A - タングステン電極材 - Google Patents
タングステン電極材Info
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- JPH09165641A JPH09165641A JP32466495A JP32466495A JPH09165641A JP H09165641 A JPH09165641 A JP H09165641A JP 32466495 A JP32466495 A JP 32466495A JP 32466495 A JP32466495 A JP 32466495A JP H09165641 A JPH09165641 A JP H09165641A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 黒化現象を起こし難い耐放電特性の優れた放
電陽極への適用が有効なタングステン電極材を提供する
こと。 【解決手段】 Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とすると共に、副
成分組成における各元素の含有量の総和が主成分組成で
あるＷの含有量に対して０．００１％以下で精製した放
電陽極用の高純度タングステン電極材を真空中熱処理し
てタングステン陽極を得て、これを放電灯装置に使用し
て耐放電特性を調べたところ、従来の一般タングステン
電極材を放電陽極に用いた放電灯装置の場合と比べて黒
化現象を起こし難く、放電灯が大型化，高出力化された
ものであっても電極（装置）の寿命が大幅に改善される
ことが判った。
電陽極への適用が有効なタングステン電極材を提供する
こと。 【解決手段】 Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とすると共に、副
成分組成における各元素の含有量の総和が主成分組成で
あるＷの含有量に対して０．００１％以下で精製した放
電陽極用の高純度タングステン電極材を真空中熱処理し
てタングステン陽極を得て、これを放電灯装置に使用し
て耐放電特性を調べたところ、従来の一般タングステン
電極材を放電陽極に用いた放電灯装置の場合と比べて黒
化現象を起こし難く、放電灯が大型化，高出力化された
ものであっても電極（装置）の寿命が大幅に改善される
ことが判った。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として放電灯装
置等の放電陽極への適用が有効なタングステン電極材に
関する。
置等の放電陽極への適用が有効なタングステン電極材に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、放電灯装置等の電極材として
は、粉末冶金法によって製造されるタングステンが用い
られている。このタングステンは陽極に特色的に要求さ
れる高い耐熱性と耐放電特性とを有することにより、現
在に至るまでこれに代わる電極材は発見されていない。
近年では放電灯装置の大型化，高出力化に伴って電極材
にも更なる耐放電特性の向上や長寿命化が求められてい
る。
は、粉末冶金法によって製造されるタングステンが用い
られている。このタングステンは陽極に特色的に要求さ
れる高い耐熱性と耐放電特性とを有することにより、現
在に至るまでこれに代わる電極材は発見されていない。
近年では放電灯装置の大型化，高出力化に伴って電極材
にも更なる耐放電特性の向上や長寿命化が求められてい
る。
【０００３】ところで、金属タングステンにより電極を
製造する場合、一般に鉱石又はその中間生成物を用いて
精練，還元を行って粉末タングステンを製造し、これを
粉末冶金法によって焼き固めたものに対し、塑性加工，
切削加工等を行って電極としての成型を行った後、内部
の残留ガス成分を除去するために真空中で熱処理を行っ
ている。
製造する場合、一般に鉱石又はその中間生成物を用いて
精練，還元を行って粉末タングステンを製造し、これを
粉末冶金法によって焼き固めたものに対し、塑性加工，
切削加工等を行って電極としての成型を行った後、内部
の残留ガス成分を除去するために真空中で熱処理を行っ
ている。
【０００４】このようにして作製されたタングステン電
極は、通常電線の剥き出し部に半田接続された状態で放
電管内部に組み込まれて放電灯装置等として使用され
る。
極は、通常電線の剥き出し部に半田接続された状態で放
電管内部に組み込まれて放電灯装置等として使用され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した金属タングス
テン電極材を用いて製造された電極の場合、最近の大型
化，高出力化された放電灯装置で使用すると、タングス
テン電極材の耐放電特性が十分に保証されていないた
め、放電中の高温加熱によって陽極が蒸発して比較的早
期に放電管内のガラス面が黒化する黒化現象を起こして
電極の寿命が短命になり易いという問題がある。
テン電極材を用いて製造された電極の場合、最近の大型
化，高出力化された放電灯装置で使用すると、タングス
テン電極材の耐放電特性が十分に保証されていないた
め、放電中の高温加熱によって陽極が蒸発して比較的早
期に放電管内のガラス面が黒化する黒化現象を起こして
電極の寿命が短命になり易いという問題がある。
【０００６】一般に、放電灯の陽極に関して耐放電特性
の向上を計るためには、陽極材である金属タングステン
の合金化工程の改善を主眼として検討されることが多
く、組成分の改良は余り留意されていない。
の向上を計るためには、陽極材である金属タングステン
の合金化工程の改善を主眼として検討されることが多
く、組成分の改良は余り留意されていない。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、黒化現象を起こし
難い耐放電特性の優れた放電陽極への適用が有効なタン
グステン電極材を提供することにある。
なされたもので、その技術的課題は、黒化現象を起こし
難い耐放電特性の優れた放電陽極への適用が有効なタン
グステン電極材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、原料を
高度に精製して高純度タングステン粉を作り、これを用
いることにより、Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とする放電陽極用
のタングステン電極材において、副成分組成における各
元素の含有量の総和は主成分組成であるＷの含有量に対
して０．００１％以下であるタングステン電極材が得ら
れる。
高度に精製して高純度タングステン粉を作り、これを用
いることにより、Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とする放電陽極用
のタングステン電極材において、副成分組成における各
元素の含有量の総和は主成分組成であるＷの含有量に対
して０．００１％以下であるタングステン電極材が得ら
れる。
【０００９】又、本発明によれば、上記タングステン電
極材を真空中熱処理したタングステン陽極が得られる。
極材を真空中熱処理したタングステン陽極が得られる。
【００１０】
【作用】一般に、放電灯装置では陽極及び陰極に電圧を
印加すると、陰極から陽極へ向けて放電が起こり、この
放電により放電管内に封入された内部ガスが励起されて
発光し、放電灯として機能する。このとき、各電極間で
は陰極から放射された電子が高いエネルギーを持ったま
ま陽極へ突入する。この状態の陽極では、電子の持つ運
動エネルギー及びジュール熱により局部的に２０００℃
以上の高温となって加熱される。このような高温加熱条
件下にある場合、陽極は結晶粒の再配列挙動を起こすこ
とが知られている。このとき、一般的なタングステンの
場合、粒界に副成分組成であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃ
ｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，
Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの各元素の集積現象が起き、粒界では各
元素の集積現象に起因する融点の低下と電子密度の上昇
による高温化とによって成分の蒸発拡散が顕著に生ずる
ようになる。そこで、本発明では高純度タングステン粉
を用いることにより、副成分組成の各元素の含有量をＷ
の含有量に対して０．００１％以下とすることで組成分
を改良している。このようなタングステン電極材を放電
陽極に用いて放電灯装置を使用すると、副成分組成の各
元素における集積現象が抑制され、粒界では電子密度が
上昇しなくなるため、陽極の蒸発がもたらす黒化現象が
顕著に抑制される。
印加すると、陰極から陽極へ向けて放電が起こり、この
放電により放電管内に封入された内部ガスが励起されて
発光し、放電灯として機能する。このとき、各電極間で
は陰極から放射された電子が高いエネルギーを持ったま
ま陽極へ突入する。この状態の陽極では、電子の持つ運
動エネルギー及びジュール熱により局部的に２０００℃
以上の高温となって加熱される。このような高温加熱条
件下にある場合、陽極は結晶粒の再配列挙動を起こすこ
とが知られている。このとき、一般的なタングステンの
場合、粒界に副成分組成であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃ
ｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，
Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの各元素の集積現象が起き、粒界では各
元素の集積現象に起因する融点の低下と電子密度の上昇
による高温化とによって成分の蒸発拡散が顕著に生ずる
ようになる。そこで、本発明では高純度タングステン粉
を用いることにより、副成分組成の各元素の含有量をＷ
の含有量に対して０．００１％以下とすることで組成分
を改良している。このようなタングステン電極材を放電
陽極に用いて放電灯装置を使用すると、副成分組成の各
元素における集積現象が抑制され、粒界では電子密度が
上昇しなくなるため、陽極の蒸発がもたらす黒化現象が
顕著に抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明のタ
ングステン電極材について、図面を参照して詳細に説明
する。
ングステン電極材について、図面を参照して詳細に説明
する。
【００１２】最初に、本発明のタングステン電極材の概
要を簡単に説明する。このタングステン電極材は、原料
を高度に精製して高純度タングステン粉（５Ｎｉｎｅ）
を作り、これを用いることにより、Ｗを主成分組成と
し、Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組
成とする放電陽極用のもので、副成分組成における各元
素の含有量の総和が主成分組成であるＷの含有量に対し
て０．００１％以下として成っている。このタングステ
ン電極材を真空中熱処理して放電陽極を得れば、耐放電
特性の優れたタングステン陽極が得られる。
要を簡単に説明する。このタングステン電極材は、原料
を高度に精製して高純度タングステン粉（５Ｎｉｎｅ）
を作り、これを用いることにより、Ｗを主成分組成と
し、Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組
成とする放電陽極用のもので、副成分組成における各元
素の含有量の総和が主成分組成であるＷの含有量に対し
て０．００１％以下として成っている。このタングステ
ン電極材を真空中熱処理して放電陽極を得れば、耐放電
特性の優れたタングステン陽極が得られる。
【００１３】このようなタングステン陽極を製造する場
合、精製法により主成分組成のＷに対して副成分組成の
Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓ
ｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを０．００１％以
下で含有するタングステン粉末を得て、このタングステ
ン粉末を周知の粉末冶金法と加工法とによって陽極形状
に成型した後、内部の残留ガス成分を除去するために真
空中で１６００〜２４００［℃］の温度条件下で熱処理
すれば良い。
合、精製法により主成分組成のＷに対して副成分組成の
Ａｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓ
ｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを０．００１％以
下で含有するタングステン粉末を得て、このタングステ
ン粉末を周知の粉末冶金法と加工法とによって陽極形状
に成型した後、内部の残留ガス成分を除去するために真
空中で１６００〜２４００［℃］の温度条件下で熱処理
すれば良い。
【００１４】このようにして、一例として副成分組成の
各元素であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含
有量がそれぞれ０．１，０．１，０．２，０．１，０．
７，０．１，０．１，０．１，１．０，０．５，０．
１，０．１，１．０，１．０，０．５［ＰＰＭ］のタン
グステン陽極を得た。
各元素であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含
有量がそれぞれ０．１，０．１，０．２，０．１，０．
７，０．１，０．１，０．１，１．０，０．５，０．
１，０．１，１．０，１．０，０．５［ＰＰＭ］のタン
グステン陽極を得た。
【００１５】図１は、このタングステン陽極を用いて作
製した一実施例に係る放電灯装置の基本構成を示した側
面図である。この放電灯装置では、封入ガス４を充填し
た石英封入管（放電管）３内にその一方側から電極サポ
ート５を介してタングステン陽極１が，その他方側から
電極サポート５を介してタングステン合金陰極２がそれ
ぞれ石英封入管３内壁と非接触に配備されている。
製した一実施例に係る放電灯装置の基本構成を示した側
面図である。この放電灯装置では、封入ガス４を充填し
た石英封入管（放電管）３内にその一方側から電極サポ
ート５を介してタングステン陽極１が，その他方側から
電極サポート５を介してタングステン合金陰極２がそれ
ぞれ石英封入管３内壁と非接触に配備されている。
【００１６】この放電灯装置を放電灯し、その耐放電特
性を従来の一般タングステン電極材を放電陽極に用いた
放電灯装置（従来装置）のものと比較して時間経過（時
間／Ｈｒ）に対する黒化度の関係で調べたところ、図２
に示されるような結果となった。
性を従来の一般タングステン電極材を放電陽極に用いた
放電灯装置（従来装置）のものと比較して時間経過（時
間／Ｈｒ）に対する黒化度の関係で調べたところ、図２
に示されるような結果となった。
【００１７】因みに、従来装置において一般タングステ
ン電極材を用いた放電陽極に関する副成分組成の各元素
であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含有量
は、それぞれ２，１，１，１，１０，１，１，２，５，
２，１，１，２０，１，１［ＰＰＭ］となっている。
ン電極材を用いた放電陽極に関する副成分組成の各元素
であるＡｌ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈの含有量
は、それぞれ２，１，１，１，１０，１，１，２，５，
２，１，１，２０，１，１［ＰＰＭ］となっている。
【００１８】図２からは、２５００時間経過後の黒化度
に関し、従来装置では１００であるのに対し、本実施例
の装置では６１となっており、黒化現象を起こし難く、
耐放電特性が向上していることが判る。従って、本実施
例の装置は大型化，高出力化された条件で使用しても電
極（装置）の長寿命化が計られる。
に関し、従来装置では１００であるのに対し、本実施例
の装置では６１となっており、黒化現象を起こし難く、
耐放電特性が向上していることが判る。従って、本実施
例の装置は大型化，高出力化された条件で使用しても電
極（装置）の長寿命化が計られる。
【００１９】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、副
成分組成における各元素の含有量の総和が主成分組成で
あるＷの含有量に対して０．００１％以下で精製された
高純度タングステン電極材を得てこれを放電陽極とする
ことにより、放電灯装置の陽極の蒸発に起因する黒化現
象がもたらす電極（装置）の寿命低下を改善しているの
で、大型化，高出力化された装置で使用しても長寿命化
が可能になる。又、本発明の高純度タングステン電極材
を用いた放電灯装置は、高純度タングステン電極材を精
製工程で得る以外は一般的なタングステンの加工設備を
利用して簡易に製造できるため、工業的に非常に有益と
なる。
成分組成における各元素の含有量の総和が主成分組成で
あるＷの含有量に対して０．００１％以下で精製された
高純度タングステン電極材を得てこれを放電陽極とする
ことにより、放電灯装置の陽極の蒸発に起因する黒化現
象がもたらす電極（装置）の寿命低下を改善しているの
で、大型化，高出力化された装置で使用しても長寿命化
が可能になる。又、本発明の高純度タングステン電極材
を用いた放電灯装置は、高純度タングステン電極材を精
製工程で得る以外は一般的なタングステンの加工設備を
利用して簡易に製造できるため、工業的に非常に有益と
なる。
【図１】本発明のタングステン電極材による放電陽極を
用いて作製した一実施例に係る放電灯装置の基本構成を
示した側面図である。
用いて作製した一実施例に係る放電灯装置の基本構成を
示した側面図である。
【図２】図１に示す放電灯装置に関する耐放電特性を従
来の一般タングステン電極材を放電陽極に用いた放電灯
装置（従来装置）のものと比較して時間経過に対する黒
化度の関係で示したものである。
来の一般タングステン電極材を放電陽極に用いた放電灯
装置（従来装置）のものと比較して時間経過に対する黒
化度の関係で示したものである。
１ タングステン陽極 ２ タングステン合金陰極 ３ 石英封入管 ４ 封入ガス ５ 電極サポート
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｗを主成分組成とし、Ａｌ，Ｃａ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｏ，Ｕ，Ｔｈを副成分組成とする放電陽極用
のタングステン電極材において、前記副成分組成におけ
る各元素の含有量の総和は前記主成分組成であるＷの含
有量に対して０．００１％以下であることを特徴とする
タングステン電極材。 - 【請求項２】 請求項１記載のタングステン電極材を真
空中熱処理して得られたことを特徴とするタングステン
陽極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32466495A JP3404640B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | タングステン電極材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32466495A JP3404640B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | タングステン電極材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09165641A true JPH09165641A (ja) | 1997-06-24 |
| JP3404640B2 JP3404640B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18168358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32466495A Expired - Lifetime JP3404640B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | タングステン電極材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404640B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-12-13 JP JP32466495A patent/JP3404640B2/ja not_active Expired - Lifetime
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