JPS5997571A - 高圧蒸気放電灯用導電性部品の製造方法 - Google Patents

高圧蒸気放電灯用導電性部品の製造方法

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JPS5997571A
JPS5997571A JP57204992A JP20499282A JPS5997571A JP S5997571 A JPS5997571 A JP S5997571A JP 57204992 A JP57204992 A JP 57204992A JP 20499282 A JP20499282 A JP 20499282A JP S5997571 A JPS5997571 A JP S5997571A
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alumina
cordierite
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河原 一雄
房安 俊広
賢二 利田
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高圧蒸気放電灯用の導電性部品及びその製造
方法、詳しくは透光性セラミックを発光管とする高圧蒸
気放電灯において、電極と電極リード端子を結合する端
部導電性サーメット部品及びその製造方法に関するもの
である。
従来、高圧蒸気放電灯として第1図に示すものがあった
第1図はセラミック製の、例えば透光性アルミナより成
る発光管を用いた従来の放電灯でちゃ、図において、l
は透光性アルミナから成る発光管、2は上記発光管10
両端に設けられた端部キャップ、3L上記端部キャップ
2に設けらnた放電用電椅、4は上記端部キャップ2に
設けらt′した電力供給用電極リード端子で、上記電極
3及び電極リード端子4は例えばタングステン等で形成
さnている。5は上記発光管1及び端部キャップ2ケ気
密に封じる封止ガラスである。
このような構成含有する従来の放電灯において、発光管
1内に適当な添加物を封入し、対向する電極3間に外部
から電極リード端子4を通じて電力を供給すれば、上記
電極3間で放電を持続し、添加物に固有の光を発してラ
ンプとして機能する。
ここで、’FJt極リードす子4とN、極3は導通状態
にしておく必要があり、従って端部キャップ2は導電性
部品でなけnばならない。かかる導電性部品として、特
開昭52−71695号公報にタングステ/−アルミナ
サーメットが開示されている。
このサーメット部品はアルミナ顆粒?タングステン微粉
末で被覆し、こft’rブレス成形して凝集体と成し、
次に還元雰囲気中で高温で焼成することにより作らnる
。更に詳細に引用丁九ば、まず平均径0.3μで純度9
9.98% のαまたはr−アルミナに0.01〜0.
025 重量パーセントの酸化マグネシウムを加え、ま
た水を加えてよくかき混ぜる。乾燥後、710μのメツ
シュを通し通過した粒子をローリングさせた後、篩い分
けして粒度會揃え、七f1によって作らnた顆粒に、平
均径1μ、純度99.95チのタングステン粉末を適当
量加え、ローリングさせる。このようにしてアルミナ顆
粒の周囲にタングステン粉末が被覆さ九るが、こn全7
00〜る。これを水素を含む還元雰囲気中で1600℃
〜1800℃の温度で2〜6時間焼成すると導電性を有
するサーメット焼結体が完成する。
以上の如く、上記公報に開示さ′i″した製造方法によ
nば、透光性アルミナ管と同じ材質の高純度アルミナを
使用し7、かつタングステン量を極力少なく抑えてサー
メットを作ることが可能で、それによって熱膨張特性が
透光性アルミナ管に極めて近いものが得らn、従って封
止の応力が小さくなるといった優fした効果が得らnる
しかしながら、上記製造方法ではザーメットヲ焼き締め
るために1600℃〜1800℃という高温が必要で、
そのためにこの温度以下の場合と比較して1ランク上の
焼成炉を必要とし、またエネルギー節約の点か鼾】も工
業的大規模生産の目的には余りにも高〃1.髪であジ、
その経済性を著しく阻害するものである。ツに本出願人
の経験によnば、100チに近いアルミナk 1650
℃ で1時間焼成した場合に、なお5%もの吸水率が残
や、嵩密度も3.3 SF/mで十分な焼き締まり會示
さないのが実状である。
実際、このような組成のアルミナ全緻密な焼結体とする
には、上記の場合より100℃も高い1750℃程度で
焼成するのが通例であり、かかる高温では上述の如き欠
点を一層増すことになってしまうのである。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになさfしたもので、アルミナ顆粒全作る際、ある種
の無機物質全添加することにより焼成温度を下げること
全可能とし、セラミック製高圧蒸気放電灯、殊にメタル
ノ・ライドランプの端部キャップの優nた導電性、透光
性アルミナに近い熱膨張係数、かつメタルノ・ライドに
対する耐性など高性能を有する導電性部品及びその製造
方法を提供すること全目的としている。
ところで、前述した従来技術において、高い焼成温度を
必要とする主たる理由は、アルミナが2050℃という
高い融点?有する物質であり、こfを焼成によって十分
焼き締めるためには、前述の如き高い温度を必要とする
ことである。そこで、焼成温度に1孕的なレベルまで下
げる手段として、必要な性卵會害わない限度内で少量の
焼結促進剤を添加する方法が知らnている。ここで、高
圧蒸気放電炉の端部キャップとして必要な性能とは、熱
膨張係数が上記透光性アルミナ発光管のそnに近いこと
、導電性を有すること、及び構成成分がNaI 、 I
 nIs 、 5cIs 、Cel5などのメタルノ1
ライドに耐性があることの3点である。
そこで、かかる観点よシ種々検討の結果、この発明の一
実施例では上記性能を満足する端部キャップなる導電性
部品の製造に必要な焼結促進剤を見出し、この発明の上
記目的の達Xf可能としたのである。
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第2図はこの発明の一実施例によって得た導電性サーメ
ット部品の焼結体拡大断面写真である。
すなわち、この発明の一実施例では、1ず平均径約2μ
の純度99.8チアルミナに2〜12容積パーセントの
合成コージェライト2MfO・ZAj4zOs ”5S
sO*の微粉末全混合し、水を媒体としてボールミルす
る。次いで、こfLヲ乾燥した後、篩い分けし、210
〜420μの顆粒を作る。この顆粒に平均径的0.7μ
のタングステン粉末を3〜35容積パ一セント混合する
。この混合物を十分振絶することにより、顆粒の周囲に
タングステン粉末が被覆さ九る。そこで、こfLヲ約1
ton/cf!Lの圧力で所望の形にプレス成形する。
成形が困難な場合はポリビニルアルコールの薄い水溶液
などを加えると成形が容易になる。さらに、この成形品
を水素ケ含む炉中で1500℃〜1600℃で焼成する
。時間は1時間で十分である。
この発明の一実施例による製造方法において、以上の如
き操作によって導電性會有し、かつ第2図の写真に示す
如く、緻密な焼結体が完成するのである。
第3図及び第4図はこの発明の一実施例による製造方法
で得た燃結体について、それぞれその焼成温度と焼成密
度との関係、及び焼成温度と吸水率との関係を示す特性
図である。
すなわち、第3図は焼成時間を1時間とした場合の焼結
体の密度が焼成温度が高くなるにつnて増加する様子を
示しており、従来の実質的な添加剤を含まないアルミナ
の場合(第3図のC曲線)に比べて、本実施例における
如く、コージェライト添加の場合(第3図のA、B曲線
)には低い温度から密度が高くなp、焼結性に与える優
nた効果全明瞭に現わしている。このようなコージェラ
イト添加による効果は第4図の吸水率に関しても同様に
得らnる1、すなわち、コージェライ)k添加した場合
は、第4図のA、B曲線に示す如く、そnぞn 150
0℃、1550℃で吸水率が零になるまで緻密化するの
に対して、無添加の場合は、第4図のC曲線に示す如く
、1650℃でもなお約5チの吸水率を示している。こ
のように、コージェライトを添加した焼結体の緻密化が
速く進む理由は1450℃以上の温度ではコージェライ
トが゛溶融し、アルミナ粒子間に液相を生成して粒子の
配列を促進させ、更にアルミナ粒子との間に溶解−析出
を繰ジ返す焼結機構の作用によるものと考えら扛る。
コージェライトの量が2容積ノ(−セント以下テはこの
ような焼結促進効果が小さくなり、焼成温度を下げる所
期の目的は達せらnなくなる。一方、コージェライト量
の上限′に12容積)(−セントとする理由は、この量
を越えると熱膨張特性が透光性アルミナとマツチングし
なくなるからである。
また、顆粒に混合するタングステン粉末の量を3〜35
容積パーセントとした理由は3容積)く−セント以下で
は焼結体の導電性が不十分であり、また35容積パーセ
ントヲ越えると透光性アルミナと熱膨張係数の差が大き
くなり過ぎるためである。
このような導電性及び熱膨張係数と、コージェライト添
加量及びタングステン粉末量との量的関係會示すと第5
図の通りであり、斜線部分が適用可能の範囲である。こ
こで、透光性アルミナ、I−魚が許容ネnる。
上記の導電性サーメット部品の最適の適用例はこの発明
の−・実施例により製作さ扛た上記メタルハライドラン
プ用端部キャップ2である。すなわち、上述の第1図に
示す構成を成すメタルハライドランプにおいて、上記方
法で製作した端部キャップ2は高温刺止ガラスを使って
透光性アルミナ発光管1と伺らの問題を生ずることなく
封止することができ、かつランプ動作中にメタルハライ
ドと実質的な反応を起こさないといった優nた利点を有
する。
このように該メタルハライドに耐性を有する理由は、導
電性部品を構成する成分、すなわち隔o3 。
MyO+ S IOz 、 W が全てメタルハライド
と両立し得る物質であるからであって、それだけに安定
した優れた特性が得られる。
なお、焼結促進添加済のコージェライトの一部をメタル
ハライドと両立し得るBeO、5CtOs 、 ZrO
□。
Tb02.B工Os r Ti02y C門03. Y
zOsで置換しても上記実施例と同様な効果が得られる
。かかる導電性部品は透光性アルミナ管ケ使用したメタ
ルハライドランプの端部キャップとして使用するのに最
適なものであるが、高圧ナトリウムランプなどの他の高
圧蒸気放電灯にも適用でき、更に放電灯以外の用途にお
いて、高温に耐えられる導電性部品として適用出来るこ
とは勿論である。
以上説明した通シ、この発明によればアルミナ中に2〜
12容積パーセントのコージェライトを添加して成る製
造方法を構成し それの適用によって得た顆粒に混合作
用により3〜35容積パーセントのタングステンを被覆
した粒子成形体で1500〜1600℃の温度において
十分緻密な焼結体を得ることができ、従来に比し焼成温
度の低下全可能とし、従ってかかる製造方法の経済性に
与える大なる効果が得ら九る。しかもこの焼結体は優n
た導電性を有しており、熱膨張係数が透光性アルミナに
近似し、かつメタルハライドと両立し得るので、メタル
ハライドランプの端部キャップとして最適の高性能を発
揮出来るという犬なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のセラミック管を用いた放電灯の部分断
面図、第2図はこの発明の一実施例にょる製造方法でイ
Uた導電性サーメット部品の焼結体拡大断面写真、第3
図、第4図はそれぞnこの発明の一実施例によって得ら
れた焼結体の焼成温度と焼成密度との関係、焼成温度と
吸水率との関係を示す特性図である。第5図は、この発
明の一実施例によって得らnた焼結体の熱膨張係数、導
電性の項目とコージェライトとタングステンの量的な関
係を示す特性図である。 1・・・透光性アルミナ発光管、2・・・端部キャップ
、3・・・放電用電極、4・・・電力供給用電極リード
端子、5・・・封止ガラス。 代理人   葛  野  信  − 第1図 第2図 4目F真イl−1セ2ムイ色 第3図 焼成」foCJ A゛コーシ′ニライト名θ〜12VOノ%*6+1シに
tうイF8:コーS/エライト12込とθ↓人下VO1
’Aガト力ロしと慢2合C0來′實豹な全力p斧1名令
なにいアルミナのカイト第4図 火禿方父劫(0C)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)七ラミック製高圧蒸気放電灯を構成する透光性ア
    ルミナ発光管に封止ガラスで気密に封止され、放電用電
    極と電力供給用電極リード端子と全結合して成る導電性
    部品において、アルミナに2〜12容積パーセントのコ
    ージェライト(2MyO+12fikOs・5SiOs
    )と3〜35容積パーセントのタングステンとを含有す
    る顆粒状の組成体から焼成爆れたこと全特徴とする導電
    性部品。
  2. (2)アルミナ粉末中に2〜12容積パーセントの上記
    コージェライト粉末全添加した組成物全顆粒となすこと
    、該顆粒に3〜35容積パーセントのタングステン粉末
    を混合し被覆したのち成形すること、並びに該成形体’
    k 1500℃〜1600℃で焼成して焼結体とするこ
    とから成ること全特徴とする導電性部品の製造方法。
JP57204992A 1982-11-22 1982-11-22 高圧蒸気放電灯用導電性部品の製造方法 Granted JPS5997571A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0971043A2 (en) * 1998-07-09 2000-01-12 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Cermet and ceramic discharge lamp

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EP0971043A3 (en) * 1998-07-09 2002-09-18 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Cermet and ceramic discharge lamp

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JPS6337061B2 (ja) 1988-07-22

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