WO2006011431A1 - 蛍光放電管電極用合金、蛍光放電管電極およびその電極を備えた蛍光放電管 - Google Patents

蛍光放電管電極用合金、蛍光放電管電極およびその電極を備えた蛍光放電管 Download PDF

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Tomohiro Saito
Hiroshi Miura
Shigeji Matsubara
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Neomax Materials Co., Ltd.
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    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems

Definitions

  • the present invention relates to a fluorescent discharge tube used as, for example, a liquid crystal knocklight, an electrode thereof, and an electrode alloy.
  • a small fluorescent discharge tube is used as a backlight.
  • a powerful fluorescent discharge tube is a glass tube in which a fluorescent film (not shown) is formed on the inner wall, and a discharge gas (rare gas such as argon gas and mercury vapor) is sealed inside it.
  • 11 and electrodes 12 constituting a pair of cold cathodes provided at both ends of the glass tube 11 are provided.
  • the electrode 12 is integrally formed in a bottomed cylindrical shape (cup shape) by a cylindrical tube portion 13 having one end opened and an end plate portion 14 that closes the other end of the tube portion 13. .
  • One end of a rod-shaped conductor 15 sealed so as to penetrate the end of the glass tube 11 is welded to the end plate portion 14, and a lead wire 17 is connected to the other end of the conductor 15. .
  • the electrode 12 is conventionally formed of pure Ni, and the size thereof is, for example, about 1.5 mm in inner diameter, about 5 mm in total length, and the thickness of the wall portion 13 for a small fluorescent discharge tube such as a knocklight. It is about 0.1mm.
  • the strong cylindrical electrode is usually integrally formed by deep drawing a pure Ni thin plate having a thickness equivalent to the thickness of the tube portion.
  • the fluorescent discharge tube electrode has a problem that the life of the power lamp formed with pure Ni, which has good moldability and is stable in material, is relatively short. That is, when the fluorescent discharge tube is lit, a phenomenon (sputtering) occurs in which ions and the like collide with the electrode to release atoms from the electrode metal. The atoms of the electrode metal released by this sputtering combine with the mercury enclosed in the glass tube and consume mercury vapor in the glass tube.
  • Ni that forms an electrode metal has a problem that the discharge life of the discharge tube is likely to be reduced because of the large amount of atomic emission during sputtering, that is, the high sputtering rate and the large consumption of mercury.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-110085
  • Patent Document 1 JP 2002-110085 (Claims)
  • Nb can be drawn on its thin plate, but it must be thinned by repeating non-oxidizing atmosphere annealing such as vacuum annealing and rolling when rolling the bulk material.
  • Nb, Ta, and the like have a problem in that they are generally inferior in moldability and very expensive to produce in the case of manufacturing a small cylindrical electrode.
  • the present invention has been made in view of the problems involved, and has a longer lamp life than a Ni electrode, and a fluorescent discharge tube electrode alloy having excellent moldability and a fluorescent discharge tube formed from the alloy. It is an object to provide an electrode and a fluorescent discharge tube including the electrode.
  • the inventor of the present invention observed the change in the sputtering rate in detail according to the amount of Nb addition in the Ni—Nb alloy, and the sputtering rate decreased with a small amount of Nb addition, while Nb was reduced. If added excessively, an NbNi intermetallic compound is produced in the Ni-Nb alloy, increasing the sputtering rate.
  • the fluorescent discharge tube electrode alloy according to the present invention contains mas S % (hereinafter simply referred to as “%”) and contains Nb of 2.0% or more and less than 6.0%, with the remainder being Ni and inevitable. It is made of Ni-Nb alloy consisting of mechanical impurities.
  • this electrode alloy is a Ni-Nb alloy containing 2.0% or more and less than 6.0% of Nb and the balance being Ni and inevitable impurities, the electrode is formed only by Nb having a low sputtering rate. Although the sputtering rate is slightly higher than when formed, the amount of Nb added is less than 2.0% and less than 6.0%, so the metal between Ni and Nb in the Ni-Nb alloy No intermetallic compound is formed, and Ni and Nb are in a solid solution state. For this reason, the electrode is formed by conventional pure Ni. The sputtering rate can be reduced as compared with the case where it is formed, and the lamp life can be improved. On the other hand, at 6.0% or more, an NbNi intermetallic compound is formed in the Ni-Nb alloy.
  • the Nb content is about 2.0% or more and less than 6.0%, it can practically be melted and formed in the same way as pure Ni, and can be manufactured without using plasma arc melting or vacuum annealing. it can. Since it has good forming processability, it can be easily drawn or cold closed forged (impact forming) on a small cylindrical electrode, resulting in excellent productivity.
  • the electrode for a fluorescent discharge tube includes a tube portion with one end opened, and an end plate portion that closes the other end of the tube portion, and the tube portion and the end plate portion include the Ni plate. — It is molded integrally using Nb alloy. This electrode has the advantage of being formed from the Ni—Nb alloy.
  • the end plate portion is preferably formed thicker than the tube wall thickness of the tube portion.
  • the thickness of the end plate portion to which the power supply conductor is welded is made thicker than the tube wall thickness of the tube portion. Therefore, when welding the end portion of the conductor to the end plate portion, the end portion of the conductor is easily welded to the end plate portion without performing delicate control of the welding output such as welding output. It is possible to prevent poor welding between the two.
  • the electrode it is preferable to provide a conductor positioning recess disposed concentrically with the tube portion outside the end plate portion.
  • a conductor positioning recess By providing such a conductor positioning recess, the conductor can be reliably and concentrically welded to the end plate of the electrode simply by inserting and welding the end of the conductor into the recess. Therefore, by concentrically sealing the conductor at the end of the glass tube, the electrode and the glass tube are arranged concentrically, improving the uniformity and stability of the discharge state in the glass tube, and the lamp The service life can be further improved.
  • the fluorescent discharge tube according to the present invention includes a glass tube in which a fluorescent film is formed on an inner wall surface and a discharge gas is sealed therein, and concentric and glass concentric with the glass tube at both ends of the glass tube.
  • a fluorescent discharge tube having a power supply conductor sealed in a penetrating manner inside and outside the tube, and a pair of electrodes disposed inside the glass tube and connected to an end of the power supply conductor.
  • the electrode for a fluorescent discharge tube according to the present invention is used as the electrode, and the power supply conductor is concentrically welded to the outside of the end plate portion of the electrode. According to this fluorescent discharge tube, each effect by the electrode which makes use of the present invention is provided.
  • the alloy for a fluorescent discharge tube electrode according to the present invention contains Ni in a small amount of 2.0% or more and less than 6.0%.
  • Ni and Nb are in a solid solution state without forming NiNb intermetallic compounds at the same time, and the sputtering rate is effectively reduced compared to pure Ni without impairing the formability for drawing and impact molding. Can be reduced, which in turn can improve lamp life.
  • the electrode of the present invention is formed of the above-mentioned electrode alloy. In the electrode, by forming the end plate portion thicker than the tube wall thickness of the tube portion, it becomes easy to weld the power supply conductor, and the electrical and thermal bonding to the electrode is ensured, and the discharge state is ensured. In addition, the heat dissipation state is stabilized, the lamp life of the fluorescent discharge tube can be prevented from being lowered, and the manufacturing yield of the fluorescent discharge tube can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a fluorescent discharge tube provided with a fluorescent discharge tube electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a fluorescent discharge tube electrode formed by impact molding in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a fluorescent discharge tube provided with a conventional fluorescent discharge tube electrode.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the Nb addition amount and the relative sputtering rate in Examples. Explanation of symbols
  • the alloy for a fluorescent discharge tube electrode of the present invention is a Ni—Nb alloy containing Nb as an alloying element in an amount of 2.0% or more and less than 6.0%, with the balance being Ni and inevitable impurity power.
  • Nb is added in an amount of 2.0% or more and less than 6.0%, Ni and Nb form a solid solution without forming NiNb intermetallic compound, so the formability and workability are not deteriorated so much.
  • the notch ratio can be effectively reduced for the added amount. That is, if it is less than 2.0%, the amount of Nb is too small, while if it is 6.0% or more, an NbNi intermetallic compound is formed in the Ni-Nb alloy.
  • the lower limit of the Nb content is 2.0%, preferably more than 3.0%, and the upper limit is less than 6.0%, preferably 5.5%.
  • the electrode alloy contains a difficult-to-work element having a high melting point, it is excellent in formability and workability like pure Ni. Therefore, after forging in the atmosphere, the forged piece is hot in the atmosphere. After rolling and annealing in an inert atmosphere if necessary, it can be processed into a sheet of about 0.1 mm by cold rolling. And after finishing annealing (softening annealing) as needed, a cylindrical electrode can be manufactured by drawing-forming the said sheet
  • the forged piece is processed into a bar by hot rolling or hot forging, the wire is drawn, and the obtained wire is cut into an appropriate length to form a short shaft material (referred to as “slag”).
  • a cylindrical electrode can be obtained by impact molding (cold closed forging). When impact molding is performed, the thickness of the end plate portion of the cylindrical electrode can be easily increased as compared with the cylindrical portion, and the concave portion for positioning the conductor can be easily formed integrally with the end plate portion. Can be produced and has excellent productivity.
  • the finish annealing may be held at about 800 to 950 ° C for about 3 minutes and 3 hours.
  • the annealing atmosphere is preferably performed in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as Ar because Nb is easily oxidized and nitrided.
  • the “800 to 950 ° C.” means 800 ° C. or more and 950 ° C. or less.
  • N1 (number) to N2 (number) means N1 or more and N2 or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a fluorescent discharge tube according to an embodiment.
  • a fluorescent film 8 is formed on the wall, and a glass tube 1 in which a discharge gas (rare gas such as argon gas and mercury vapor) is enclosed and a pair of cold cathodes provided at both ends of the glass tube 1 are formed.
  • Electrode 2 is provided.
  • the electrode 2 is integrally formed with a tube portion 3 with one end opened and an end plate portion 4 closing one end of the tube portion 3.
  • the end plate portion 4 has a conductor positioning recess into which one end of the conductor 5 is fitted so that the rod-like conductor 5 for feeding and the tube portion 3 are arranged concentrically. 6 is formed.
  • the conductor 5 is sealed so as to penetrate the end portion of the glass tube 1 inward and outward, the inner end portion of the glass tube 1 is fitted into the concave portion 6, and the boundary outer peripheral portion with the end plate portion 4 Are welded by laser welding, resistance welding, brazing or the like.
  • a lead wire 7 for power feeding is connected to the other end of the conductor 5 located outside the glass tube 1.
  • the thickness of the end plate portion 4 (the thickness t of the portion where the conductor 5 is welded) can form the recess 6 and can sufficiently weld the conductor 5 to the end plate portion 4.
  • the tube portion 3 is formed thicker than the wall thickness of the tube wall.
  • the length of the electrode 2 is about 4 to: LOmm
  • the thickness of the tube portion 3 is about 0.08 to 0.2 mm
  • the thickness of the end plate portion 4 is the tube portion. It is formed about 3 to 10 times the wall thickness of 3.
  • the depth of the recess 6 in the end plate portion 4 should be not less than the tube wall thickness of the tube portion 3, and preferably not less than twice the tube wall thickness. It is sufficient that the thickness of the tube is equal to or greater than the thickness of the tube wall.
  • the electrode 2 is formed of the Ni—Nb electrode alloy. By using the Ni—Nb alloy, it is possible to have good cold formability, reduce the sputtering rate as compared with pure Ni, and improve the lamp life.
  • This cylindrical electrode can be integrally formed by impact molding.
  • the conductor positioning recess 6 is integrally formed with the end plate portion 4
  • the recess 6 is not necessarily required.
  • the conductor 5 and the tube portion 3 of the electrode 2 are arranged concentrically by forming the recess 6, the conductor 5 is concentrically sealed to the glass tube 1.
  • the electrode 2 and the glass tube 1 can be easily arranged concentrically, the non-uniform discharge state can be prevented, the discharge can be stabilized, and the lamp life can be improved.
  • the fluorescent discharge tube electrode is not limited to impact molding, As shown in Fig. 3, it may be molded into a bottomed cylinder by deep drawing! /.
  • Ni-Nb alloys (4kg) with various Nb contents shown in Table 1 were melted at 1500 ° C in a vacuum induction furnace, and forged pieces made using each molten metal were 1100 ° in the atmosphere. After hot forging at C, hot rolling was performed at a rolling start temperature of 1100 ° C. A hot-rolled sheet and a hot-rolled wire rod were obtained for each Ni—Nb alloy. These hot-rolled materials were annealed (held at 900 ° C for 2 hours) in a mixed gas of nitrogen and hydrogen (atmospheric pressure). Thereafter, the hot-rolled plate was cold-rolled and cast into a thin plate having a thickness of 0.15 mm.
  • the hot-rolled wire was cold-drawn and was cast into a wire with an outer diameter of 1.7 mm.
  • the strength was evaluated and the sputtering rate was measured. Workability was evaluated by impact molding test and draw molding test (Elixen test).
  • the wire was cut into a slag having a length of 1.8 mm, subjected to finish annealing (maintained at 900 ° C for 2 hours in a vacuum atmosphere), and then used as shown in FIG. This was done by actually forming a cylindrical electrode with an inner diameter of 1.5 mm, an outer diameter of 1.7 mm, a total length of 5.4 mm, and a conductor positioning recess depth of 0.2 mm.
  • the mold punch used was an outer diameter of 1.5 ⁇ ⁇ , a leading edge opening angle of 150 °, and material die steel CFIS standard SKD11).
  • the die has an inner diameter of 1.7 mm and is made of cemented carbide (Type D No. 6).
  • the thin plate was cut to a size of 100 mm square, subjected to finish annealing (held at 900 ° C for 2 hours in a vacuum atmosphere), and then used to conduct an elixir test in accordance with JIS B 7729 and 7777. Went.
  • a spherical punch with a diameter of 20 mm is applied to an annealed plate sample in the range of 5 to 20 This is to obtain the distance of movement of the punch tip from the sample surface (called Erichsen value, in mm) until the crack occurs on the sample surface at mm / min, and if the Eriksen value is 10 or more In other words, the squeezability is good, and there is no practical problem.
  • the sputtering rate was measured as follows. For the Ni—Nb alloy sheet strength, a test piece (10 mm ⁇ 10 mm) was collected and the test surface was mirror-polished. Using an ion beam apparatus (Veeco, model: VE-747), the test piece was used as a target, a voltage (500 V) was applied between the target and the substrate, and argon ions (1. 3 X 10- 6 Torr) is accelerated collide with the test surface, and sputtering. The test surface is formed with a non-sputtered part masked on a part of the mirror surface.
  • a step is formed at the boundary between the sputtered part where the specular part of the test piece has been removed by sputtering and the masked non-sputtered part. Is formed.
  • This step was measured using a contact-type roughness meter (manufactured by Sloan, model: DEKTAK2A), and the sputtering rate (AZmin) was determined from the following formula. Further, the relative sputtering rate obtained by dividing the sputtering rate of each sample by pure Ni (sample No. 1) was obtained. These measured values are also shown in Table 1.
  • Figure 1 shows a graph that summarizes the relationship between the Nb content and the relative sputtering rate.

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Abstract

［課題］　ランプ寿命が長く、成形加工性の良好な蛍光放電管電極用合金、蛍光放電管電極、同電極を備えた蛍光放電管を提供する。 ［解決手段］　本発明による蛍光放電管電極用合金は、mass％でＮｂを２．０％以上、６．０％未満含有し、残部Ｎｉおよび不可避的不純物からなるＮｉ－Ｎｂ合金によって形成されたものである。本発明による蛍光放電管電極（２）は、前記Ｎｉ－Ｎｂ合金によって形成され、一端が解放された管部（３）と、前記管部（３）の他端を閉塞する端板部（４）とを備える。前記端板部（４）は管部（３）の管壁厚さよりも厚く形成することが好ましい。また、前記端板部（４）には管部（３）と同心状に給電用導電体位置決め用凹部（６）を形成することができる。

Description

明 細 書
蛍光放電管電極用合金、蛍光放電管電極およびその電極を備えた蛍光 放電管
技術分野
[0001] 本発明は、例えば液晶のノ ックライトとして用いられる蛍光放電管、その電極および 電極用合金に関する。
背景技術
[0002] 液晶装置にはバックライトとして小形の蛍光放電管が用いられる。力かる蛍光放電 管は、図 3に示すように、内壁面に蛍光膜 (図示省略)が形成され、その内部に放電 用ガス (アルゴンガス等の希ガスおよび水銀蒸気）が封入されたガラス管 11と、その ガラス管 11の両端部に設けられた一対の冷陰極を構成する電極 12を備えている。 前記電極 12は、一端が解放された筒状の管部 13と、この管部 13の他端を閉塞する 端板部 14とによって有底筒状 (カップ状）に一体的に形成されている。前記端板部 1 4には前記ガラス管 11の端部を貫通するように封止された棒状の導電体 15の一端 が溶接され、この導電体 15の他端にリード線 17が接続される。
[0003] 前記電極 12は、従来、純 Niによって形成され、そのサイズは、ノ ックライト等の小形 の蛍光放電管用のものでは、例えば内径 1. 5mm程度、全長 5mm程度、壁部 13の肉 厚 0. 1mm程度である。力かる筒状電極は、通常、前記管部の肉厚と同等の厚さを有 する純 Ni薄板を深絞り成形することによって一体的に成形される。
[0004] 上記のとおり、蛍光放電管電極は、成形性が良好で、材質的にも安定な純 Niによ つて形成されていた力 ランプ寿命が比較的短いという問題がある。すなわち、蛍光 放電管は点灯の際、電極にイオン等が衝突して電極金属から原子を放出する現象 ( スパッタリング）が生じる。このスパッタリングによって放出された電極金属の原子は、 ガラス管内に封入された水銀と結合し、ガラス管内の水銀蒸気を消耗させる。従来、 電極金属を形成する Niは、スパッタの際の原子放出量が多い、すなわちスパッタ率 が高ぐ水銀の消耗が大きいため、放電管の寿命が低下しやすいという問題がある。
[0005] このため、近年、特開 2002— 110085号公報（特許文献 1)に記載されているよう に、電極をスパッタ率の低い、 Nb、 Ti、 Ta又はこれらの合金で形成することが試みら れている。
特許文献 1：特開 2002— 110085号公報 (特許請求の範囲）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、これらの金属元素は Niに比して高価であり、さらに高融点の酸ィ匕し易い材 料であるため、その製造に際してもプラズマアーク溶解法や粉末冶金法など、通常の 溶解'铸造法とは異なる特殊な方法によってノ レク材を製造する必要がある。また、 Nbについてはその薄板に対して絞り加工を施すことができるものの、バルク材の圧 延に際して真空焼鈍などの無酸化雰囲気焼鈍と圧延とを繰り返して薄肉化する必要 がある。このように、 Nb、 Ta等は、総じて小形の筒状電極を製造する上で、成形加工 性に劣り、製造コストが非常に高くなるという問題がある。
本発明はカゝかる問題に鑑みなされたもので、 Ni電極に比してランプ寿命が長ぐし カゝも成形加工性に優れた蛍光放電管電極用合金、同合金によって形成された蛍光 放電管電極、さらに同電極を備えた蛍光放電管を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の発明者は、 Ni— Nb合金の Nb添カ卩量に応じてスパッタ率の変化を詳細に 観察したところ、少量の Nb添カ卩によりスパッタ率が減少し、一方 Nbを過多に添加す ると Ni— Nb合金中に NbNi の金属間化合物が生成するようになり、スパッタ率が上
8
昇すると共に加工性が劣化することを知見し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明による蛍光放電管電極用合金は、 masS% (以下、単に「％」と表 示する。）で Nbを 2. 0%以上、 6. 0%未満含有し、残部 Niおよび不可避的不純物か らなる Ni - Nb合金によって形成されたものである。
[0008] この電極用合金は、 Nbを 2. 0%以上、 6. 0%未満含有し、残部 Niおよび不可避 的不純物からなる Ni—Nb合金であるので、スパッタ率の低い Nbのみによって電極 を形成する場合に比してスパッタ率はやや高くなるものの、 Nbの添加量が 2. 0%以 上、 6. 0%未満と少量であるため、 Ni— Nb合金中で Niと Nbとの金属間化合物を生 成せず、 Niと Nbとが固溶した状態になる。このため、従来の純 Niによって電極を形 成する場合に比してスパッタ率を低下させることができ、ランプ寿命を向上させること ができる。一方、 6. 0%以上では、 Ni— Nb合金中に NbNiの金属間化合物が生成
8
するようになるため、スパッタ率が上昇し、また成形性も劣化するようになる。しかも、
Nb量が 2. 0%以上、 6. 0%未満程度では、実用上、純 Niの場合と同様に溶解'铸 造することができ、プラズマアーク溶解や真空焼鈍を用いることなく製造することがで きる。し力も良好な成形加工性を有するため、小形の筒状電極に容易に絞り成形や 冷間閉塞鍛造 (インパクト成形)することができ、生産性に優れる。
[0009] また、本発明による蛍光放電管用電極は、一端が解放された管部と、前記管部の 他端を閉塞する端板部とを備え、前記管部と端板部とが前記 Ni— Nb合金を用いて 一体的に成形されたものである。この電極によれば、前記 Ni—Nb合金で形成するこ とによる利点を有する。
[0010] 前記電極において、前記端板部は管部の管壁厚さよりも厚く形成することが好まし い。このように形成することによって、管部の管壁の厚さが薄い場合であっても、給電 用導電体が溶着される端板部の厚さが管部の管壁の厚さよりも厚く形成されるので、 前記導電体の端部を端板部に突き合わせ状に溶着する際、溶接出力などの溶着出 力の微妙な制御を行うことなく導電体の端部を端板部に容易に溶着することができ、 両者の溶着不良を防止することができる。このため、導電体と電極との電気的、熱的 接合が確実となり、放電状態、放熱状態が安定し、蛍光放電管のランプ寿命の低下 を防止することができ、また蛍光放電管の製造歩留まりを向上させることができる。
[0011] 前記電極において、前記端板部の外側に前記管部と同心状に配置された導電体 位置決め用凹部を設けることが好ま 、。かかる導電体位置決め用凹部を設けること によって、導電体の端部を前記凹部に差し込んで溶着するだけで、電極の端板部に 導電体を同心状に確実に溶着することができる。このため、導電体をガラス管の端部 に同心状に封止することにより、電極とガラス管とが同心状に配置され、ガラス管内に おける放電状態の均一性、安定性が向上し、ランプ寿命をより向上させることができ る。
[0012] また、本発明による蛍光放電管は、内壁面に蛍光膜が形成され、その内部に放電 用ガスが封入されたガラス管と、そのガラス管の両端部にガラス管と同心状かつガラ ス管の内外に貫通状に封止された給電用導電体と、前記ガラス管の内部に配置され 、前記給電用導電体の端部に接続された一対の電極を備えた蛍光放電管であって 、前記電極として上記本発明にかかる蛍光放電管用電極が用いられ、前記電極の端 板部の外側に前記給電用導電体が同心状に溶着されたものである。この蛍光放電 管によれば、上記本発明に力かる電極による各効果を備える。
[0013] 以上説明したように、本発明の蛍光放電管電極用合金は、 Niに Nbを 2. 0%以上、 6. 0%未満と少量含有させたものであるため、 Ni— Nb合金中に NiNb金属間化合 物を生成することなぐ Niと Nbとが固溶した状態になり、絞り成形やインパクト成形等 に対する成形加工性を損なうことなぐ純 Niに比してスパッタ率を効果的に低下させ ることができ、引いてはランプ寿命を改善することができる。また、本発明の電極は、 前記電極用合金で形成されたものである。前記電極において、端板部の厚さを管部 の管壁厚さより厚く形成することにより、給電用導電体の溶着が容易になり、電極へ の電気的、熱的接合が確実となり、放電状態、放熱状態が安定し、蛍光放電管のラ ンプ寿命の低下を防止することができ、また蛍光放電管の製造歩留まりを向上させる ことができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の実施形態にかかる蛍光放電管電極を備えた蛍光放電管の要部断面 図である。
[図 2]本発明の実施例においてインパクト成形した蛍光放電管電極の断面図である。
[図 3]従来の蛍光放電管電極を備えた蛍光放電管の要部断面図である。
[図 4]実施例における Nb添加量と相対スパッタ率との関係を示すグラフである。 符号の説明
[0015] 1 ガラス管
2 電極
3 管部
4 端板部
5 導電体
6 導電体位置決め用凹部 発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明の蛍光放電管電極用合金は、合金元素として Nbを 2. 0%以上、 6. 0%未 満含有し、残部 Niおよび不可避的不純物力もなる Ni—Nb合金である。 2. 0%以上 、 6. 0%未満の Nb添加量では、 NiNb金属間化合物を生成することなぐ Niと Nbと が固溶した状態になるため、成形性、加工性をあまり劣化させず、添加量の割にはス ノッタ率を効果的に低下させることができる。すなわち、 2. 0%未満では、 Nb量が過 少であり、一方 6. 0%以上では Ni—Nb合金中に NbNi金属間化合物が生成するよ
8
うになるため、スパッタ率が却って上昇するようになると共に成形性、加工性が低下す るようになる。このため、 Nb量の下限を 2. 0%、好ましくは 3. 0%超とし、その上限を 6. 0%未満、好ましくは 5. 5%とする。
[0017] 前記電極用合金は、高融点の難加工性元素を含むものの、純 Niと同様、成形性、 加工性に優れるので、大気下で铸造した後、その铸造片を大気下で熱間圧延し、必 要に応じて不活性雰囲気下で焼鈍した後、冷間圧延することにより 0. 1mm程度のシ ートに加工することができる。そして、必要に応じて仕上焼鈍 (軟化焼鈍)した後、前 記シートを絞り成形することによって、筒状電極を製造することができる。絞り成形は、 後述のインパクト成形に比して量産性に優れる利点がある。
また、铸造片を熱間圧延や熱間鍛造によって棒材に加工し、これを伸線し、得られ た線材を適宜の長さに切断して短軸状素材（「スラグ」という。）を得て、必要に応じて 仕上焼鈍した後、これをインパクト成形 (冷間閉塞鍛造)することによって筒状電極を 得ることができる。インパクト成形する場合、筒状電極の端板部の板厚を筒状部に比 して容易に厚くすることができ、さらにまた端板部に導電体位置決め用の凹部を容易 に一体成形することができ、生産性に優れる。
なお、仕上焼鈍は、 800〜950°C程度で 3min力 3hr程度保持すればよい。焼鈍 雰囲気は、 Nbは酸ィ匕および窒化し易いので、真空雰囲気あるいは Ar等の不活性ガ ス雰囲気中で行うことが好ましい。前記「800〜950°C」は、 800°C以上、 950°C以下 を意味する。以下、「N1 (数字)〜 N2 (数字)」は、 N1以上、 N2以下を意味する。
[0018] 次に、本発明の実施形態に力かる蛍光放電管およびその電極について説明する。
図 1は、実施形態にかかる蛍光放電管の要部断面図であり、この蛍光放電管は、内 壁面に蛍光膜 8が形成され、放電用ガス (アルゴンガス等の希ガスおよび水銀蒸気） が封入されたガラス管 1と、そのガラス管 1の両端部に設けられた一対の冷陰極を構 成する電極 2を備えている。
[0019] 前記電極 2は、一端が解放された管部 3と、この管部 3の一端を閉塞する端板部 4と がー体的に形成されている。前記端板部 4には、給電用の棒状の導電体 5と前記管 部 3とが同心状に配列されるように、前記導電体 5の一端が嵌合される導電体位置決 め用凹部 6が形成されている。前記導電体 5は、ガラス管 1の端部を内外に貫通する ように封止され、ガラス管 1の内側の端部が前記凹部 6に嵌合され、端板部 4との境 界外周部においてレーザ溶接、抵抗溶接、ろう付けなどによって溶着されている。前 記ガラス管 1の外側に位置する、前記導電体 5の他端には給電用のリード線 7が接続 される。
[0020] 前記端板部 4の厚さ（導電体 5が溶着される部位の厚さ t)は、前記凹部 6を形成す るとともに導電体 5を端板部 4に十分溶着することができるように、前記管部 3の管壁 の肉厚よりも厚く形成されている。小形の蛍光放電管では、電極 2の長さは 4〜： LOmm 程度、管部 3の肉厚は 0. 08〜0. 2mm程度に形成され、前記端板部 4の厚さは前記 管部 3の肉厚の 3〜10倍程度に形成される。なお、端板部 4における凹部 6の深さは 管部 3の管壁厚さ以上、好ましくは管壁厚さの 2倍以上とするのがよぐまた凹部 6の 底面と管部側内面との肉厚は管壁の肉厚程度以上あればよい。
[0021] 前記電極 2は、前記 Ni— Nb電極用合金で形成される。前記 Ni— Nb合金を用いる ことにより、良好な冷間成形性を有するとともに、スパッタ率を純 Niに比して低減する ことができ、ランプ寿命を向上させることができる。この筒状電極は、インパクト成形に よって一体成形することができる。
[0022] 上記実施形態では、導電体位置決め用凹部 6が端板部 4に一体成形された例を示 したが、前記凹部 6は必ずしも必要としない。もっとも、前記凹部 6を形成することによ つて、導電体 5と電極 2の管部 3とが同心状に配置されるので、前記導電体 5をガラス 管 1に同心状に封止することによって、電極 2とガラス管 1とを同心状に容易に配置す ることができ、放電状態の不均一化を防止することができ、放電の安定化、ランプ寿 命の向上を図ることができる。勿論、蛍光放電管電極は、インパクト成形に限らず、図 3に示すように、深絞り成形により有底筒状に成形したものでもよ!/、。
[0023] 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はかかる実施例 によって限定的に解釈されるものではない。
実施例
[0024] 表 1に示す、種々の Nb量の Ni—Nb合金（4kg)を真空誘導炉にて 1500°Cにて溶 解し、各溶湯を用いて铸造した铸造片を大気中で 1100°Cで熱間鍛造した後、圧延 開始温度 1100°Cで熱間圧延を行!ヽ、それぞれの Ni— Nb合金につ ヽて熱間圧延 板及び熱延線材を得た。これらの熱延材は窒素および水素の混合ガス (大気圧）中 で焼鈍（900°Cで 2hr保持)された。その後、前記熱間圧延板は冷間圧延が施されて 、板厚 0. 15mmの薄板にカ卩ェされた。また前記熱延線材は冷間伸線が施されて、外 径 1. 7mm φの線材にカ卩ェされた。このようにして製作された試料を用いて力卩ェ性を 評価し、スパッタ率を測定した。加工性は、インパクト成形試験、絞り成形試験 (ェリク セン試験）によって評価した。
[0025] インパクト成形試験は、前記線材を 1. 8mmの長さのスラグに切断し、仕上焼鈍 (真 空雰囲気下、 900°Cで 2hr保持）した後、これを用いて図 2に示す、内径 1. 5mm 外径 1. 7mm φ、全長 5. 4mm,導電体位置決め用凹部深さ 0. 2mmの筒状電極を実 際に成形することによって行われた。用いた成形型のパンチは、外径 1. 5πιπι φ、先 端部開き角 150° 、材質ダイス鋼 CFIS規格 SKD11)である。一方、ダイは、内径は 1 . 7mm φ、材質超硬合金（D種 6号)である。
インパクト成形性の評価は、成形回数が 1000ショットに到達した時点でダイの破損 やパンチの変形が生じず、さらに成形可能であったものを AA、 500ショット以上成形 可能であつたが、 1000ショットに到達する前にダイが破損し、あるいはパンチが変形 したため、成形が出来なくなつたものを A、 500ショットに到達する前にダイが破損し、 あるいはパンチが変形したため、成形が出来なくなつたものを Bと評価した。実用的 には 500ショット以上成形可能であること、すなわち前記 AAあるいは Aが望ましい。
[0026] 絞り成形試験は、前記薄板を 100mm角の大きさに切断し、仕上焼鈍 (真空雰囲気 下、 900°Cで 2hr保持）した後、これを用いて JIS B 7729、 7777に従ってエリクセ ン試験を行った。エリクセン試験は、焼鈍板試料に直径 20mmの球状ポンチを 5〜20 mm/minで、試料表面に割れが発生するまで押し込み、試料表面からの割れ発生 時までのポンチ先端の移動距離 (エリクセン値という。単位 mm)を求めるものであり、 エリクセン値が 10以上であれば絞り性は良好であり、実用上問題のないレベルであ る。
[0027] また、スパッタ率は以下の要領により測定された。前記 Ni— Nb合金薄板力も試験 片（10mm X 10mm)を採取し、試験面を鏡面研磨した。イオンビーム装置 (Veeco社 製、型式: VE— 747)を用いて、前記試験片をターゲットとし、ターゲットと基板との間 に電圧（500V)を印加し、一定時間（120min )アルゴンイオン（1. 3 X 10— 6Torr)を 試験面に加速衝突させ、スパッタリングした。試験面には鏡面の一部をマスキングし た非スパッタ部が形成されており、スパッタリング後には、スパッタリングによって試験 片の鏡面部が削られたスパッタ部とマスキングされた非スパッタ部との境界に段差が 形成される。この段差を接触式粗度計 (Sloan社製、型式： DEKTAK2A)を用いて 測定し、下記式からスパッタ率（AZmin )を求めた。また、各試料のスパッタ率を純 N i (試料 No. 1)で除した相対スパッタ率を求めた。これらの測定値を表 1に併せて示す 。また、 Nb量と相対スパッタ率との関係を整理したグラフを図 1に示す。
スパッタ率 =段差（A)Zスパッタ時間（120min )
[0028] [表 1]
Figure imgf000010_0001
[0029] 表 1、図 1より、発明例の試料 No. 2から No. 4は、相対スパッタ率が 96%以下であり 、 Nbによる良好なスパッタ低減効果が認められ、インパクト成形性、絞り成形性も実 用レベルにあることが確かめられた。一方、図 1から Nb量が 6%超の試料 No. 5力 N o. 9では、 Nbの添カ卩によりー且抑制されたスパッタ率が再び上昇に転じ、却ってスパ ッタ率が悪化すると共に成形性も劣化した。

Claims

請求の範囲
[1] mass%で Nbを 2. 0%以上、 6. 0%未満含有し、残部 Ni及び不可避的不純物からな る蛍光放電管電極用合金。
[2] 一端が解放された管部と、前記管部の他端を閉塞する端板部とを備え、前記管部と 端板部とがー体的に成形された蛍光放電管電極であって、
前記蛍光放電管電極が請求項 1に記載した電極用合金で形成された蛍光放電管 電極。
[3] 前記端板部が管部の管壁厚さよりも厚く形成された請求項 2に記載した蛍光放電管 電極。
[4] 前記端板部は、その外側に前記管部と同心状に配置された導電体位置決め用凹部 が設けられた請求項 3に記載された蛍光放電管電極。
[5] 内壁面に蛍光膜が形成され、その内部に放電用ガスが封入されたガラス管と、その ガラス管の両端部にガラス管と同心状かつガラス管の内外に貫通状に封止された給 電用導電体と、前記ガラス管の内部に配置され、前記給電用導電体の端部に接続さ れた一対の電極を備えた蛍光放電管であって、
前記電極として請求項 2から 4のいずれか 1項に記載された蛍光放電管電極が用い られ、前記電極の端板部の外側に前記給電用導電体が同心状に溶着された、蛍光 放電管。
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