JPS63225548A - 封着用組成物 - Google Patents

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】 ［発明の分野］ 本発明は封着用組成物、特に放電ランプ端部封着用組成
物に係る。

［技術の背景］ 近年、産業界の要望に応えて種々の高エネルギー放電ラ
ンプが開発されている。このような高工■ネルＹ−ラン
プは、放電容器（アーク・チューブ）と電極から成り、
アークチューブの端部に電極を支持する例えばディスク
状の部材を到着材料により封着して形成されているもの
で、内部にはアーク物質としであるいは演色性の強化等
を目的として金属蒸気、金属ハライド蒸気等の物！１が
封入される。

従ってこのようなランプの部材を形成する材料は点灯時
の発熱に対する耐熱性に加えて、封入される金属蒸気、
金属ハライド蒸気等の物質に対する化学的安定性を備え
ていることが必要である。

このようなランプの放電容器（アーク・チューブ）とし
ては上記の条件に加えて、不通気性、高い機械的強度、
良好な電気絶縁特性、可視光線の高い透過性刃の点から
、多結晶透光性アルミナ、合成号ファイア、スピネル等
が使用される。また電極としてはタンタル、ニオブ、タ
ングステン、モリブデン等の金属が使用され、あるいは
アルミナ−タングステン、アルミナ−モリブデン等のサ
ーメットが使用されることもある。

これ等の部材を接合する封着材料は前記したような条件
に加えて、各部材間の良好な密封性及び安定な封着部分
を確保するために、封着材料独自に要求される特性をさ
らに満足するものでなければならない。封着材料が満足
しなければならない主要な条件は下記のようならのであ
る。

■ランプの封入物である、金属蒸気（Ｈａ、　Ｓｎ、　
Ｈり。

Ｏｖ等）、希土類ハライド（Ｄｙ１３．Ｎｄ１３．Ｌａ
１３゜Ｓｃｌ　　、　　Ｔｍ１３等）、金属ハロゲン化
物蒸気（ＮａＣｌ、　ＮａＢｒ、　ＡｌＣｌ、　５ｎＣ
Ｉ、　ｌＩｇｃｌ等）、ニ対する化学的安定性に優れて
いること。

■ランプ点灯時の発熱（ランプ点灯時、封着部分は約１
１００℃に達する）に耐えること。即ち、ランプ点灯時
の高温にさらされた場合にも化学的及び物理的に安定し
ていること（結晶相が変化しないこと、溶融しないこと
、熱による応力に耐え得ること等）。

■熱１５＆係数が接合部分の材料となる、アルミナ。

サフ？イアおよびスピネル（アーク・チューブ、ディス
ク）、タンタル、ニオブ、タングステン。

モリブデン及びサーメット（Ｉ極）等の材料と同じ程度
であること。例えばアルミナの熱膨張係数は７．　ＯＸ
　１Ｇ’／　’Ｃ程度である。

■封着の温度である１５００℃前後で溶融し急激な降温
を行ってもガラス化しないこと。

■部材材料に対する濡れ性が良好なこと。

［従来の技術］ 従来、放電ランプ端部封着用組成物、特にメタルハライ
ドランプ用封着組成物として、＾１２０３−３１０２−
ｏｙ２ｏ３（ｙ、ｏ、　、　［ｕ、０３　、　Ｇｄ２０
３）系（特公昭５６−４４０２５＞　、Ａｌ２Ｏ３−３
ｉ０１−）４ｏＯ（岨ｏ３．ｐ、ｏ、、　Ｙ、０３゜ｖ
ｂ、Ｌｏ、、　Ｌａ、０３．　ｏｙ、Ｌｏ、、　ＥＩＪ
２０３．　Ｈｆ０１）系特開昭５ｌ−１２６０５８）、
Ａｌ□ｏ３−８ｉＯ１−Ｙ２Ｏ２−Ｈｏｅ　（ＳＣ２Ｇ
Ｂ、Ｚｒ０１）系（特開昭５９−２１９８４９　）　、
＾１，０３−３ｉＯ□−Ｈｏｅ　（ｙ、ｏ、。

５Ｃｚ０３．　Ｚｒ０２）系（特開昭５９−２１９８５
０）、ＡＩ、ｏｉ−ｓｉｏ□−Ｂ２Ｏ２−ＢＯＧ−Ｚｒ
Ｏ□系（特開昭６ｌ−１００８１）等が公知となってい
る。

しかしながら、従来の封着用組成物は、急激な降温を行
なうとガラス化してしまうものが多く、製造上の障害と
なっていた。ガラス化した結合層は熱的安定性に欠ける
ものであり、その様な結合層を持ったランプは一般に寿
命が短くなる。

また、従来の封着用組成物は、ランプ封入物であるハロ
ゲン蒸気や金属蒸気に対する耐性が低く、ランプ点灯中
に封入物と封着組成物が反応し、ランプの効率や演色性
の低下、リークの原因となっていた。

さらには従来の封着用組成物は、熱膨張率がアルミナの
それと異なるため結合層にクラックが入ったり放電容器
の破損に至るような場合も多かった。

［発明の構成Ｊ 本発明は、上記の従来技術による封着用組成物の欠点を
解消することを目的とする。

本発明は、セラミック相互間又は、セラミックと金属若
しくはサーメットを封着する封着用組成物であって、１
０〜３０準ｆｉ％の酸化アルミニウム、１１〜３５市量
％の二酸化ケイ素、２９〜６０重尽％の酸化勺マリウム
、１５重量％以下の酸化スカンジウム。

酸化イッデリピウム、酸化ツリウム、酸化チタン。

酸化ジルコニウムの中から選択された少なくとも１種、
からなるものである。

本発明の封着用組成物の主成分となる酸化アルミニ６ム
は、アルミナ・セラミックスとの結合性を良くする効果
、化学的安定性（耐ハロゲン性・耐プトリウム性）を高
める効果及び熱膨張をアルミナ・セラミックスに近づけ
る効果を有している。

酸化アルミニウムの添加ｍが３０ｉ　１ｉ％を越えると
融点が１５００℃以上となり封着作業が困難となる。

逆に添加Ｒが１０重量％より少なくなると上記効果を得
にくくなる。

また、二酸化ケイ素は融点の低下をもたらし、封着作業
を容易なものとする効果を右する。二酸化ケイ素の添加
量が１１重量％以下では融点が１５００℃以上となり封
着作業が困難となる。３５重８％を越えると熱ｗｒＥｔ
が著しく下がりリークの原因となるものである。

酸化サヤリウムは熱膨張率を高める効果を有しており、
組成物の熱膨張率をアルミナと同程度のものにする。同
時にアルミナとの化合物を形成し、化学的安定性を高め
る効果を持つ。酸化サマリウムの添加量が２９重量％未
満の場合は、ランプ封入物であるハロゲンガスに対する
安定性が低下してしまう。また６０重Ｍ％を越える場合
は、熱膨張がアルミナのそれより大きくなってしまいリ
ークの原因となる。

酸化スカンジウム、Ｍ化イッテリビウム、１％！化ツリ
ウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムは、結晶成長の核
形成剤となるもので到着組成物の結晶化を促進させる効
果を有し、これにより封着部の化学的安定性及び強度が
向上する。また封着時の冷却過程で急冷が可能となるた
め作業時間を短縮し得る効果も有する。これ等の成分は
それぞれ同様な効果を有しているものと考えられるが、
添加量が１５重量％を越えた場合は、融点が高くなって
しまい、作業性が悪くなるものである。

［実施例］ 後に示す表１〜５に記載した配合比で酸化アルミニウム
、二酸化ケイ素、酸化サマリウム、酸化スカンジウム、
酸化イツテリビウム、酸化ツリウム、酸化ブタン、酸化
ジルコニウムの特級試−桑を秤吊しこれにアセトンを加
えボールミルで１２２時間混混合を行ない、更に酢酸ビ
ニルポリマーを５重ｖ％となるように加え１時間混合を
行なった後、乾燥、造粒、成形を行ないリング状の成形
体とした。

このようにして得られた成形体で透光性アルミナセラミ
ックスデユープの端部にアルミナ−タングステンサーメ
ットを封止し、高周波炉で２００℃／分で昇温させ１５
００℃で５分保持した後、２００℃／分で降温を行ない
、発光管を得た。

得られた発光管のヘリウム・リークテストを行ないその
気密性を調べた。また発光管の中に５ｃ１３．　ｌｌｏ
、Ｎａｇを封入しメタルハライドランプとし寿命試験を
行なった。

表１〜５に封着用組成物の組成物と共に寿命試論の結束
、耐熱温瓜及び熱膨張率を示す。

表　　　　　１ 表　　　　　２ 表　　　　３ 表　　　　　４ 表　　　　　５ ［発明の効果］ 本発明の封着用組成物はメタル・ハライドランプ等の高
エネルギー放電ランプの発光管として用いられるアルミ
ｉ・セラミックスやアルミナ・サーメッｉ−等の材料に
対する濡れ性が良好で、またそれ等の材料との熱膨張率
の差が僅かであるため熱応力等によるクラックの発生が
極めて少ない。

また本発明の封を用組成物は、ハロゲン蒸気に対する耐
性が大きく、ランプ点灯中に成分の一部が金属ハライド
と反応して発光し演色性が悪くなるというような現象も
殆んど生じない優れた性能を有する。

さらに本発明の封着用組成物は溶融状態から急速に訃温
してもガラス化しにくく、封着時の冷却過程で急冷が可
能となるため作業時間を短縮し得るため、製造上極めて
有利である。

木用１ｔａｍにおいては本発明封着用組成物を、メ９　
／Ｌ／ハライドランプ用端部封着剤として説明ヲ行なっ
たが、熱膨張率がアルミナと同じような物質の接合に利
用可能である・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０〜３０重量％の酸化アルミニウム、１１〜３
   ５重量％の二酸化ケイ素、２９〜６０重量％の酸化サマ
   リウム及び１５重量％以下の酸化スカンジウム、酸化イ
   ッテリビウム、酸化ツリウム、酸化チタン、酸化ジルコ
   ニウムの中から選択された少なくとも１種からなる封着
   用組成物。