JPS6119706B2 - - Google Patents
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- JPS6119706B2 JPS6119706B2 JP11384480A JP11384480A JPS6119706B2 JP S6119706 B2 JPS6119706 B2 JP S6119706B2 JP 11384480 A JP11384480 A JP 11384480A JP 11384480 A JP11384480 A JP 11384480A JP S6119706 B2 JPS6119706 B2 JP S6119706B2
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- diameter
- wire
- tungsten
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- average void
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Description
本発明は管球用タングステン材料の製造方法に
関する。 一般に、管球用タングステン材料は、カリウ
ム、アルミニウム、けい素などを添加したドープ
タングステン伸線加工材料であり、純タングステ
ン伸線加工材料に比べて、その再結晶温度が高
く、またその再結晶粒は線軸方向に長大で、フイ
ラメントコイルとして高温度下で使用した場合に
自重による粒界すべりや変形が抑制され、このた
めにフイラメントコイルの垂下が起りにくい構造
となつている。しかしながら、従来のドープタン
グステン伸線加工材料は、高温度下での耐垂下性
がいまだ十分なものとはいえず、とくにハロゲン
電球用フイラメントコイルとして使用した場合に
は耐垂下性や寿命などに関して必ずしも満足のい
くものではなかつた。 本発明は従来の上述の欠点を解決し、高温度下
における耐垂下性のきわめてすぐれた管球用タン
グステン材料の製造方法を提供するものである。 本発明にかかる管球用タングステン材料の特徴
は、カリウムを含有したドープタングステン伸線
加工材料において、この線材を加熱処理した場合
にカリウムの蒸発によつて形成される整列ボイド
の平均直径が熱処理温度に関して単調に増加し、
かつその平均直径Ｄ（ｎｍ）が熱処理温度Ｔ
（Ｋ）に対してＤ≦−26.8＋0.025Tなる条件を満
たすことである。 本発明者らはドープタングステン伸線加工材を
加熱処理した場合に、カリウムの蒸発によつて形
成されるボイド列の昇温に伴う変化を透過電子顕
微鏡薄膜法を用いてはじめて定量的に観測し、そ
こで得られたいくつかの重要な基礎的知見に基い
て本発明を完成するに至つた。 第１図および第２図はこれらの基礎的知見の一
例を示したものである。第１図は、線径0.50mmお
よび0.18mmにまで線引加工を行なつたドープタン
グステン線に真空中５分間の通電熱処理を所定の
温度で施した場合、透過電子顕微鏡により観測さ
れた整列ボイドの平均直径（以下平均ボイド径と
いう）Ｄ（ｎｍ）と熱処理温度Ｔ（Ｋ）との関係
を示したものである。図中の破線はＤ＝−26.8＋
0.025T（1400≦Ｔ≦3000）に相当し、実線１は
線径0.50mm、同２は線径0.18mmの各場合で、矢印
はそれぞれの線径を有するドープタングステン線
の２次再結晶温度を表わしている。この図から明
らかなように、整列ボイドの平均直径は熱処理温
度に対してほぼ直線的に増加する。いずれの線径
のタングステン線も、その平均ボイド径はＤ≦−
26.8＋0.025Tなる範囲内にあり、後述するように
高温度下での耐垂下性のきわめてすぐれたタング
ステン線である。また、試片全面にわたる２次再
結晶は、いずれのタングステン線も、その平均ボ
イド径が25〜30nｍにまで大きくなつたときに起
こる。いいかえれば、２次再結晶温度は現象論的
に平均ボイド径に強く依存する特性値であり、上
記の条件Ｄ≦−26.8＋0.025Tは２次再結晶温度が
少なくとも2100〓以上であることを要請してい
る。 第２図は、同じく線径0.50mmおよび0.18mmのド
ープタングステン線について平均ボイド径と整列
ボイド間の平均距離（以下平均ボイド間隔とい
う）との関係を示したもので、平均ボイド径が昇
温に伴つて大きくなるほど平径ボイド間隔もまた
大きくなる。すなわち、同図から、平均ボイド間
隔は、線径によらず、平均ボイド径のみによつて
定まることが理解できる。 以上のように、平均ボイド径Ｄが熱処理温度Ｔ
に対してＤ≦−26.8＋0.025Tを満足すれば、必然
的に２次再結晶温度が2100〓以上に規制され、こ
の十分に高い２次再結晶温度によつて２次再結晶
粒の長大化がはかられ、このことがドープタング
ステン線の高温度下での耐垂下性の向上に寄与す
る。より本質的には上述の条件Ｄ≦−26.8＋
0.025Tを満足する平均ボイド径およびこの平均
ボイド径が規定する平均ボイド間隔によつて構成
される整列ボイドそのものが高温度下での２次再
結晶粒界に対して十分な移動抑制力をもち、この
ことが２次再結晶組織の高温度下での安定性を向
上させ、ひいては高温度下での耐垂下性が飛躍的
に向上したドープタングステン材料が得られるこ
とになる。 以下に本発明の実施例について説明する。 この実施例では、平均ボイド径の熱処理温度依
存性が互いに異なる４種類のドープタングステン
線（線径0.31mm）を用いた。いずれのタングステ
ン線もカリウム濃度は50ppm以上である。これ
ら４種類のタングステン線に熱処理を施した場合
に観測された平均ボイド径の熱処理温度依存性を
第３図に示す。すなわち、符号３で示すタングス
テン線では平均ボイド径がＤ＞−26.8＋0.025Tな
る範囲内であり、また符号４，５，６で示すタン
グステン線における平均ボンド径は、Ｄ≦−26.8
＋0.025Tの範囲内で符号４，５，６の順に小さ
くなつている。これら４種類のタングステン線の
高温度下での耐垂下性を調べるために加熱変形試
験を行なつた。ここで行なつた加熱変形試験で
は、装置、試料形状および評価法については
JISH4460の規定に従つたが、試験条件について
はJISH4460の規定よりも苛酷な条件を採用し
た。すなわち、ヘアピン状に粗成型されたタング
ステン線に溶断電流の90％の急速加熱を与えて２
次再結晶組織を得、次いで溶断電流の75％、荷重
100ｇによる最組成型をへて溶断電流の90％、10
分間の加熱変形試験を行なつた。このようにして
４種類のドープタングステン線（線径0.31mm）に
関して得られた変形率を下表に示す。
関する。 一般に、管球用タングステン材料は、カリウ
ム、アルミニウム、けい素などを添加したドープ
タングステン伸線加工材料であり、純タングステ
ン伸線加工材料に比べて、その再結晶温度が高
く、またその再結晶粒は線軸方向に長大で、フイ
ラメントコイルとして高温度下で使用した場合に
自重による粒界すべりや変形が抑制され、このた
めにフイラメントコイルの垂下が起りにくい構造
となつている。しかしながら、従来のドープタン
グステン伸線加工材料は、高温度下での耐垂下性
がいまだ十分なものとはいえず、とくにハロゲン
電球用フイラメントコイルとして使用した場合に
は耐垂下性や寿命などに関して必ずしも満足のい
くものではなかつた。 本発明は従来の上述の欠点を解決し、高温度下
における耐垂下性のきわめてすぐれた管球用タン
グステン材料の製造方法を提供するものである。 本発明にかかる管球用タングステン材料の特徴
は、カリウムを含有したドープタングステン伸線
加工材料において、この線材を加熱処理した場合
にカリウムの蒸発によつて形成される整列ボイド
の平均直径が熱処理温度に関して単調に増加し、
かつその平均直径Ｄ（ｎｍ）が熱処理温度Ｔ
（Ｋ）に対してＤ≦−26.8＋0.025Tなる条件を満
たすことである。 本発明者らはドープタングステン伸線加工材を
加熱処理した場合に、カリウムの蒸発によつて形
成されるボイド列の昇温に伴う変化を透過電子顕
微鏡薄膜法を用いてはじめて定量的に観測し、そ
こで得られたいくつかの重要な基礎的知見に基い
て本発明を完成するに至つた。 第１図および第２図はこれらの基礎的知見の一
例を示したものである。第１図は、線径0.50mmお
よび0.18mmにまで線引加工を行なつたドープタン
グステン線に真空中５分間の通電熱処理を所定の
温度で施した場合、透過電子顕微鏡により観測さ
れた整列ボイドの平均直径（以下平均ボイド径と
いう）Ｄ（ｎｍ）と熱処理温度Ｔ（Ｋ）との関係
を示したものである。図中の破線はＤ＝−26.8＋
0.025T（1400≦Ｔ≦3000）に相当し、実線１は
線径0.50mm、同２は線径0.18mmの各場合で、矢印
はそれぞれの線径を有するドープタングステン線
の２次再結晶温度を表わしている。この図から明
らかなように、整列ボイドの平均直径は熱処理温
度に対してほぼ直線的に増加する。いずれの線径
のタングステン線も、その平均ボイド径はＤ≦−
26.8＋0.025Tなる範囲内にあり、後述するように
高温度下での耐垂下性のきわめてすぐれたタング
ステン線である。また、試片全面にわたる２次再
結晶は、いずれのタングステン線も、その平均ボ
イド径が25〜30nｍにまで大きくなつたときに起
こる。いいかえれば、２次再結晶温度は現象論的
に平均ボイド径に強く依存する特性値であり、上
記の条件Ｄ≦−26.8＋0.025Tは２次再結晶温度が
少なくとも2100〓以上であることを要請してい
る。 第２図は、同じく線径0.50mmおよび0.18mmのド
ープタングステン線について平均ボイド径と整列
ボイド間の平均距離（以下平均ボイド間隔とい
う）との関係を示したもので、平均ボイド径が昇
温に伴つて大きくなるほど平径ボイド間隔もまた
大きくなる。すなわち、同図から、平均ボイド間
隔は、線径によらず、平均ボイド径のみによつて
定まることが理解できる。 以上のように、平均ボイド径Ｄが熱処理温度Ｔ
に対してＤ≦−26.8＋0.025Tを満足すれば、必然
的に２次再結晶温度が2100〓以上に規制され、こ
の十分に高い２次再結晶温度によつて２次再結晶
粒の長大化がはかられ、このことがドープタング
ステン線の高温度下での耐垂下性の向上に寄与す
る。より本質的には上述の条件Ｄ≦−26.8＋
0.025Tを満足する平均ボイド径およびこの平均
ボイド径が規定する平均ボイド間隔によつて構成
される整列ボイドそのものが高温度下での２次再
結晶粒界に対して十分な移動抑制力をもち、この
ことが２次再結晶組織の高温度下での安定性を向
上させ、ひいては高温度下での耐垂下性が飛躍的
に向上したドープタングステン材料が得られるこ
とになる。 以下に本発明の実施例について説明する。 この実施例では、平均ボイド径の熱処理温度依
存性が互いに異なる４種類のドープタングステン
線（線径0.31mm）を用いた。いずれのタングステ
ン線もカリウム濃度は50ppm以上である。これ
ら４種類のタングステン線に熱処理を施した場合
に観測された平均ボイド径の熱処理温度依存性を
第３図に示す。すなわち、符号３で示すタングス
テン線では平均ボイド径がＤ＞−26.8＋0.025Tな
る範囲内であり、また符号４，５，６で示すタン
グステン線における平均ボンド径は、Ｄ≦−26.8
＋0.025Tの範囲内で符号４，５，６の順に小さ
くなつている。これら４種類のタングステン線の
高温度下での耐垂下性を調べるために加熱変形試
験を行なつた。ここで行なつた加熱変形試験で
は、装置、試料形状および評価法については
JISH4460の規定に従つたが、試験条件について
はJISH4460の規定よりも苛酷な条件を採用し
た。すなわち、ヘアピン状に粗成型されたタング
ステン線に溶断電流の90％の急速加熱を与えて２
次再結晶組織を得、次いで溶断電流の75％、荷重
100ｇによる最組成型をへて溶断電流の90％、10
分間の加熱変形試験を行なつた。このようにして
４種類のドープタングステン線（線径0.31mm）に
関して得られた変形率を下表に示す。
【表】
上表から明らかなように、試料２〜４のドープ
タングステン線の変形率はより苛酷な試験条件の
もとで12％以下であり、試料１のドープタングス
テン線の変形率38％と際立つた対照をみせてい
る。なお、上表には、これら４種類のドープタン
グステン線をさらに線径0.07mmまで線引加工し、
110V、100W2重コイルハロゲン電球に組込み、
約1500時間の点灯時間を経過した後のフイラメン
トコイル垂下値も示してある。いうまでもなく、
線径0.07mmにまで線引加工を加えればいずれのタ
ングステン線の平均ボイド径もＤ≦−26.8＋
0.025Tなる条件を満足し、本発明にかかるドー
プタングステン線に属するようになるが、４種類
のドープタングステン線の間に第３図に示したよ
うな関係が相対的に保存され、このことがコイル
垂下値に直接影響を及ぼしていることは上表から
明白である。
タングステン線の変形率はより苛酷な試験条件の
もとで12％以下であり、試料１のドープタングス
テン線の変形率38％と際立つた対照をみせてい
る。なお、上表には、これら４種類のドープタン
グステン線をさらに線径0.07mmまで線引加工し、
110V、100W2重コイルハロゲン電球に組込み、
約1500時間の点灯時間を経過した後のフイラメン
トコイル垂下値も示してある。いうまでもなく、
線径0.07mmにまで線引加工を加えればいずれのタ
ングステン線の平均ボイド径もＤ≦−26.8＋
0.025Tなる条件を満足し、本発明にかかるドー
プタングステン線に属するようになるが、４種類
のドープタングステン線の間に第３図に示したよ
うな関係が相対的に保存され、このことがコイル
垂下値に直接影響を及ぼしていることは上表から
明白である。
第１図はドープタングステン線の熱処理温度と
平均ボイド径との関係図、第２図は同じく平均ボ
イド径と平均ボイド間隔との関係図、第３図は同
じく熱処理温度と平均ボイド径との関係図であ
る。
平均ボイド径との関係図、第２図は同じく平均ボ
イド径と平均ボイド間隔との関係図、第３図は同
じく熱処理温度と平均ボイド径との関係図であ
る。
Claims (1)
- １ カリウムを有したドープタングステン伸線加
工材料を加熱処理して前記カリウムを蒸発させる
ことによつて形成される整列ボイドの平均直径が
熱処理温度に関して単調に増加し、かつ前記平均
直径Ｄ（ｎｍ）が前記熱処理温度Ｔ（Ｋ）に対し
てＤ≦−26.8＋0.025Tなる条件を満たすことを特
徴とする管球用タングステン材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11384480A JPS5739152A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Tungsten material for light bulb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11384480A JPS5739152A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Tungsten material for light bulb |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5739152A JPS5739152A (en) | 1982-03-04 |
| JPS6119706B2 true JPS6119706B2 (ja) | 1986-05-19 |
Family
ID=14622465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11384480A Granted JPS5739152A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Tungsten material for light bulb |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5739152A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62146235A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-30 | Toshiba Corp | タングステン部材とその製造方法 |
| US4915746A (en) * | 1988-08-15 | 1990-04-10 | Welsch Gerhard E | Method of forming high temperature barriers in structural metals to make such metals creep resistant at high homologous temperatures |
| JP2839542B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1998-12-16 | 株式会社東芝 | 耐振性タングステン線、それを用いた電球用フィラメントおよびハロゲン電球 |
| EP1435398B1 (en) * | 2001-10-09 | 2007-11-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Tunsten wire, cathode heater, and filament for vibration service lamp |
| JP7223967B2 (ja) * | 2018-12-26 | 2023-02-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | タングステン線及びソーワイヤー |
| WO2020218058A1 (ja) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | タングステン線及びタングステン製品 |
| JP7478983B2 (ja) * | 2020-06-19 | 2024-05-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | タングステン線、ソーワイヤー及びスクリーン印刷用タングステン線 |
-
1980
- 1980-08-18 JP JP11384480A patent/JPS5739152A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5739152A (en) | 1982-03-04 |
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