WO2012157462A1 - 導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法 - Google Patents

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WO2012157462A1
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conductive mayenite
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conductive
compound
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伊藤　和弘
俊成 渡邉
暁 渡邉
宮川　直通
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旭硝子株式会社
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  • the present invention relates to a method for producing a member containing a conductive mayenite compound.
  • the mayenite compound has a typical crystal structure having a representative composition represented by 12CaO.7Al 2 O 3 and having three-dimensionally connected voids (cages) having a diameter of about 0.4 nm.
  • the skeleton constituting this cage is positively charged and forms 12 cages per unit cell. Since 1/6 of this cage satisfies the electrical neutrality condition of the crystal, the inside is occupied by oxygen ions. However, the oxygen ions in the cage have characteristics that are chemically different from other oxygen ions constituting the skeleton, and thus the oxygen ions in the cage are particularly called free oxygen ions. .
  • the mayenite compound is also expressed as [Ca 24 Al 28 O 64 ] 4 + ⁇ 2O 2 ⁇ (Non-patent Document 1).
  • Such a conductive mayenite compound is particularly referred to as a “conductive mayenite compound”.
  • the conductive mayenite compound has a characteristic that it has a relatively low work function of 2.4 eV and further has conductivity, it is expected to be applied as an electrode material such as a fluorescent lamp.
  • the conductive mayenite compound can be produced, for example, by placing a mayenite compound powder in a carbon container with a lid and heat-treating it at 1300 ° C. in a nitrogen gas atmosphere (Patent Document 2).
  • Patent Document 2 this is referred to as Conventional Method 1.
  • it can manufacture by putting the molded object of a mayenite compound into the alumina container with a lid
  • this is referred to as Conventional Method 2.
  • the conductive mayenite compound can be produced by subjecting a compact containing the mayenite compound to a reduction sintering treatment in a reducing atmosphere.
  • the surface of the obtained sintered body of the conductive mayenite compound is covered with an insulating layer.
  • the obtained sintered body of the conductive mayenite compound has a surface containing calcium aluminate (for example, CaO.Al 2 O 3 ). It is covered with an oxide insulating layer.
  • the conductive layer active surface
  • the conductive layer is exposed by removing the insulating layer on the surface of the conductive mayenite compound before use. It is necessary to let
  • the insulating layer formed on the surface of the conductive mayenite compound is firmly fixed to the base material portion (that is, the conductive mayenite compound), and it is not easy to remove the insulating layer from the base material. There is a problem to say.
  • This invention is made
  • a method for producing a member containing a conductive mayenite compound (1) preparing a powder of a mayenite compound; (2) In a reducing atmosphere, a step of firing the object to be processed containing the powder of the mayenite compound to obtain a member containing the conductive mayenite compound; (3) exposing the fractured portion of the conductive mayenite compound;
  • the manufacturing method characterized by including is provided.
  • the step (3) may include a step of exposing the fracture portion by dividing the conductive mayenite compound by a predetermined portion.
  • a member containing a conductive mayenite compound having a shape selected from the group consisting of a columnar shape, a strip shape, a cup shape, and a conical shape is obtained by the step (3). Also good.
  • the step (3) may include a step of breaking the protrusion in a member including a substantially cylindrical conductive mayenite compound having a protrusion at the tip.
  • the step (2) includes a step of holding the object to be processed in a temperature range of 1230 ° C. to 1415 ° C. in an environment containing CO gas and / or an aluminum vapor source. You may have.
  • the step (2) may be performed in a state where the object to be processed is placed in a container containing carbon.
  • the step (2) may be performed in a state where the object to be processed and the aluminum source are placed in a container containing carbon.
  • a method for producing a member containing a conductive mayenite compound capable of exposing the active surface relatively easily can be provided.
  • a method for producing a member containing a conductive mayenite compound (1) preparing a powder of a mayenite compound; (2) In a reducing atmosphere, a step of firing the object to be processed containing the powder of the mayenite compound to obtain a member containing the conductive mayenite compound; (3) exposing the fractured portion of the conductive mayenite compound;
  • the manufacturing method characterized by including is provided.
  • mayenite compound is a generic term for 12CaO ⁇ 7Al 2 O 3 having a cage ( ⁇ ) structure (hereinafter also referred to as “C12A7”) and a compound having a crystal structure equivalent to C12A7 (same type compound). It is.
  • the “conductive mayenite compound” means an electron density of 1.0 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or more in which a part or all of “free oxygen ions” contained in the cage is replaced with electrons. Represents a mayenite compound.
  • the “mayenite compound” includes a “conductive mayenite compound” and a “non-conductive mayenite compound”.
  • the electron density of the conductive mayenite compound is measured by two methods according to the electron density of the mayenite compound.
  • the electron density is 1.0 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 to less than 3.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3
  • the diffuse reflection of the conductive mayenite compound powder is measured, and the absorption spectrum obtained by Kubelka-Munk conversion is 2.8 eV ( It is calculated from the absorbance (wavelength conversion value) at a wavelength of 443 nm.
  • This method utilizes the fact that the electron density and the Kubelka-Munk conversion value are in a proportional relationship.
  • a method for creating a calibration curve will be described.
  • ESR electron spin resonance
  • n (-(E sp -2.83) /0.199) 0.782
  • n represents the electron density (cm ⁇ 3 )
  • E sp represents the peak energy (eV) of the absorption spectrum obtained by Kubelka-Munk transformation.
  • the conductive mayenite compound has a C12A7 crystal structure composed of calcium (Ca), aluminum (Al) and oxygen (O), calcium (Ca), aluminum (Al) and oxygen (A part of at least one atom selected from O) may be substituted with another atom or atomic group.
  • a part of calcium (Ca) is magnesium (Mg), strontium (Sr), barium (Ba), lithium (Li), sodium (Na), chromium (Cr), manganese (Mn), cerium (Ce).
  • Cobalt (Co), nickel (Ni) and copper (Cu) may be substituted with one or more atoms selected from the group consisting of.
  • a part of aluminum (Al) is silicon (Si), germanium (Ge), boron (B), gallium (Ga), magnesium (Mg), titanium (Ti), manganese (Mn), iron (Fe). , Cerium (Ce), praseodymium (Pr), scandium (Sc), lanthanum (La), yttrium (Y), europium (Eu), yttrium (Yb), cobalt (Co), nickel (Ni) and terbium (Tb) It may be substituted with one or more atoms selected from the group consisting of Further, the oxygen in the cage skeleton may be substituted with nitrogen (N) or the like.
  • the method includes a step of exposing a fracture portion using a member containing a conductive mayenite compound obtained by heat-treating an object to be processed in a reducing atmosphere (hereinafter also referred to as a conductive mayenite compound member). Has characteristics.
  • the fracture portion of (conductive mayenite compound member) means, for example, a region in the conductive mayenite compound member exposed by cracking, folding, or scratching the conductive mayenite compound member. To do. For example, when a conductive mayenite compound member is cracked, its fracture surface becomes a “fracture part”. Further, when the conductive mayenite compound member is scratched, the scratched portion becomes the “breaking portion”.
  • Such a fracture portion originally belongs to the non-surface of the conductive mayenite compound member, that is, the “inside” that is not in direct contact with the environment side. Thus, it is not covered with an insulator such as an insulating layer. Therefore, when the broken portion of the conductive mayenite compound is exposed, this broken portion can be used as the active surface of the conductive mayenite compound.
  • the manufacturing method by this invention it becomes possible to use the obtained electroconductive mayenite compound member as electrode members, such as a fluorescent lamp, as it is, and it becomes possible to simplify a manufacturing process significantly. .
  • confirmation that the active surface of the member containing an electroconductive mayenite compound was exposed can be easily judged by measuring the electrical resistance of the surface of a member using a tester. That is, in the measurement by the tester, when the distance between the terminals of the tester is 5 mm or less and the electrical resistance value is 40 M ⁇ or less, the active surface of the member containing the conductive mayenite compound is exposed, and the resistance value is 40 M ⁇ . If it is larger than that, it can be determined that the active surface of the member containing the conductive mayenite compound is not exposed.
  • reducing atmosphere means a general term of atmospheres having an oxygen partial pressure in the environment of 10 ⁇ 3 Pa or less.
  • the oxygen partial pressure is, for example, 10 ⁇ 5 Pa or less, preferably 10 ⁇ 10 Pa or less, and more preferably 10 ⁇ 15 Pa.
  • the reducing atmosphere may be an inert gas atmosphere that satisfies the oxygen partial pressure condition or a reduced pressure environment (for example, a vacuum environment having a pressure of 100 Pa or less).
  • the “reducing atmosphere” may be an atmosphere containing CO (carbon monoxide) gas.
  • FIG. 1 shows an example of a schematic flow of a member manufacturing method according to the present invention.
  • the manufacturing method according to the present invention comprises: (1) a step of preparing a mayenite compound powder (step S110); (2) In a reducing atmosphere, a process (step S120) of obtaining a conductive mayenite compound member by firing an object to be processed containing the powder of the mayenite compound; (3) exposing the fractured portion of the conductive mayenite compound (step S130); Have Hereinafter, each process will be described.
  • the raw material powder is prepared so that the ratio of calcium (Ca) to aluminum (Al) is 12.6: 6.4 to 11.7: 7.3 in a molar ratio converted to CaO: Al 2 O 3 Is done.
  • CaO: Al 2 O 3 (molar ratio) is preferably about 12: 7.
  • the compound used for the raw material powder is not particularly limited as long as the ratio is maintained.
  • the raw material powder preferably contains calcium aluminate or at least two selected from the group consisting of calcium compounds, aluminum compounds, and calcium aluminates.
  • the raw material powder may be, for example, a mixed powder containing a calcium compound and an aluminum compound.
  • the raw material powder may be, for example, a mixed powder containing a calcium compound and calcium aluminate.
  • the raw material powder may be a mixed powder containing, for example, an aluminum compound and calcium aluminate.
  • the raw material powder may be a mixed powder containing, for example, a calcium compound, an aluminum compound, and calcium aluminate.
  • the raw material powder may be, for example, a mixed powder containing only calcium aluminate.
  • Examples of calcium compounds include calcium carbonate, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium hydrogen carbonate, calcium sulfate, calcium metaphosphate, calcium oxalate, calcium acetate, calcium nitrate, and calcium halide. Of these, calcium carbonate, calcium oxide, and calcium hydroxide are preferred.
  • Examples of the aluminum compound include aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum sulfate, aluminum nitrate, and aluminum halide. Of these, aluminum hydroxide and aluminum oxide are preferred.
  • the raw material powder is kept at a high temperature, and a mayenite compound is synthesized.
  • the synthesis may be performed under an inert gas atmosphere or under vacuum, but is preferably performed under the atmosphere.
  • the synthesis temperature is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1200 ° C. to 1415 ° C., preferably in the range of 1250 ° C. to 1400 ° C., and more preferably in the range of 1300 ° C. to 1350 ° C.
  • a mayenite compound containing a large amount of C12A7 crystal structure is easily obtained. If the synthesis temperature is too low, the C12A7 crystal structure may be reduced. On the other hand, if the synthesis temperature is too high, since the melting point of the mayenite compound is exceeded, the crystal structure of C12A7 may be reduced.
  • the holding time at high temperature is not particularly limited, and it varies depending on the amount of synthesis and the holding temperature.
  • the holding time is, for example, 1 hour to 12 hours.
  • the holding time is, for example, preferably 2 hours to 10 hours, and more preferably 4 hours to 8 hours.
  • the mayenite compound obtained by synthesis is a lump that is partially or entirely sintered.
  • the massive mayenite compound is pulverized to a size of, for example, about 5 mm by a stamp mill or the like. Further, pulverization is performed with an automatic mortar or a dry ball mill until the average particle size is about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • average particle diameter means a value obtained by measurement by a laser diffraction scattering method.
  • the average particle diameter of the powder means a value measured by the same method.
  • an alcohol represented by C n H 2n + 1 OH (n is an integer of 3 or more) (for example, a wet ball mill using a isopropyl alcohol as a solvent, or a circulating bead mill)
  • n is an integer of 3 or more
  • a wet ball mill using a isopropyl alcohol as a solvent, or a circulating bead mill can be used to reduce the average particle size of the powder to 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the powder of mayenite compound is prepared by the above process.
  • the mayenite compound prepared as a powder may be a conductive mayenite compound. This is because the conductive mayenite compound is more pulverizable than the non-conductive compound. In addition, even if it uses the powder of an electroconductive mayenite compound, when adjusting a to-be-processed object (especially molded object) in a next process, it may be oxidized and may become a non-conductive mayenite compound.
  • the method for synthesizing the conductive mayenite compound is not particularly limited, and the following method is exemplified.
  • a method in which a mayenite compound is put in a carbon container with a lid and heat-treated at 1600 ° C. Patent Document 1
  • a mayenite compound is put in a carbon container with a lid and heat-treated in nitrogen at 1300 ° C.
  • Method Patent Document 2
  • a method of making powder made of calcium carbonate powder and aluminum oxide powder, such as calcium aluminate, into a carbon crucible with a lid and heat-treating at 1300 ° C. in nitrogen Patent Document 3
  • a method in which a powder obtained by mixing calcium carbonate powder and aluminum oxide powder is put in a carbon crucible with a lid and heat treated at 1300 ° C. in nitrogen.
  • the method for pulverizing the conductive mayenite compound is the same as the method for pulverizing the mayenite compound.
  • the conductive mayenite compound powder is prepared.
  • a mixed powder of a mayenite compound and a conductive mayenite compound may be used.
  • the powder prepared in step S110 may be used as it is.
  • a molded body containing the mayenite compound powder prepared in step S110 is used as the object to be processed.
  • the formation method of the molded body is not particularly limited, and the molded body may be formed using various conventional methods.
  • the molded body may be prepared by pressure molding of a molding material made of the powder prepared in step S110 or a kneaded product containing the powder.
  • the molding material includes a binder, a lubricant, a plasticizer, or a solvent as necessary.
  • a binder for example, polystyrene, polyethylene, polyvinyl butyral, EVA (ethylene vinyl acetate) resin, EEA (ethylene ethyl acrylate) resin, acrylic resin, cellulose resin (nitrocellulose, ethyl cellulose), polyethylene oxide, and the like can be used.
  • Waxes and stearic acid can be used as the lubricant.
  • Phthalate esters can be used as plasticizers.
  • the mayenite compound causes a chemical reaction due to hydration, so that a stable slurry may not be obtained.
  • a molded product can be obtained by sheet molding, extrusion molding, or injection molding of the molding material. Near-net shape molding is possible, that is, injection molding is preferred because a shape close to the final product can be produced with high productivity.
  • a powder of a mayenite compound and a binder are previously heated and kneaded to prepare a molding material, and the molding material is charged into an injection molding machine to obtain a molded body having a desired shape.
  • a mayenite compound powder is heated and kneaded with a binder and cooled to obtain pellets or powdery molding material having a size of about 1 mm to 10 mm.
  • a lab plast mill or the like is used, and the aggregation of the powder is loosened by the shearing force, and the binder is coated on the primary particles of the powder.
  • This molding material is put into an injection molding machine and heated to 120 ° C. to 250 ° C. to cause the binder to exhibit fluidity.
  • the mold is preliminarily heated at 50 ° C. to 80 ° C., and a desired molded product can be obtained by injecting the material into the mold at a pressure of 3 MPa to 10 MPa.
  • a molded body having a desired shape may be formed by placing the prepared powder or kneaded material in a mold and pressurizing the mold.
  • a mold For pressurizing the mold, for example, an isotropic hydrostatic press (CIP) process may be used.
  • the pressure during the CIP process is not particularly limited, but is, for example, in the range of 50 MPa to 200 MPa.
  • the molded body when a molded body is prepared and the molded body contains a solvent, the molded body is previously held at a temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. for about 20 minutes to 2 hours, and the solvent is volatilized and removed. May be.
  • the molded body contains a binder, it is preferable to hold the molded body in the temperature range of 200 ° C. to 800 ° C. for about 30 minutes to 6 hours in advance, or raise the temperature at 50 ° C./hour to remove the binder. .
  • both processes may be performed simultaneously.
  • an object to be processed such as a molded body is heat-treated. Since there are a plurality of heat treatment methods, each of the two typical heat treatment methods will be described below.
  • First heat treatment method In the first heat treatment method, the heat treatment is performed in a high temperature reducing atmosphere of 1230 ° C. to 1415 ° C.
  • the “reducing atmosphere” may be an inert gas atmosphere or a reduced pressure environment (for example, a vacuum environment having a pressure of 100 Pa or less).
  • CO carbon monoxide
  • the CO gas may be supplied from the outside to the environment where the object to be processed is placed.
  • the object to be processed may be disposed in a container containing carbon.
  • a carbon sheet may be placed in the environment, and it is preferable to use a carbon container (particularly a carbon container with a lid).
  • the temperature for holding the object to be processed is in the range of 1230 ° C. to 1415 ° C., particularly preferably in the range of 1250 ° C. to 1380 ° C., and more preferably in the range of 1300 ° C. to 1360 ° C.
  • processing temperature is lower than 1230 degreeC, there exists a possibility that sufficient electroconductivity may not be provided to a mayenite compound.
  • the processing temperature is higher than 1415 ° C., the mayenite compound in the assembly is melted, and the shape of the object to be processed may not be maintained.
  • the high temperature holding time is preferably in the range of 5 minutes to 48 hours, more preferably in the range of 30 minutes to 12 hours, and still more preferably in the range of 1 hour to 10 hours. If the holding time is less than 5 minutes, sufficient conductivity may not be obtained. Further, even if the holding time is increased, there is no particular problem in terms of characteristics, but the holding time is preferably within 10 hours in view of manufacturing cost.
  • the mayenite compound powder is sintered to form a sintered body, and the mayenite compound is reduced to produce a conductive mayenite compound.
  • the heat treatment is performed in a temperature range of 1230 ° C. to 1360 ° C. in a reducing atmosphere.
  • metal aluminum vapor is used as a reducing agent in addition to CO gas.
  • the metal aluminum vapor source is not particularly limited, and may be, for example, an aluminum layer formed by spreading aluminum powder.
  • the composite material containing metal aluminum represented by the composite material of metal aluminum and silicon carbide like Alsic (AlSiC) may be sufficient.
  • the heat treatment is performed in a state where the object to be treated and the aluminum layer are arranged in a container containing carbon.
  • nitrogen gas As the inert gas, nitrogen gas reacts with aluminum to produce aluminum nitride. For this reason, when nitrogen gas is contained in the atmosphere, aluminum is consumed by the nitrogen, and the effect of aluminum as a reducing agent is lost.
  • the holding time at high temperature is the same as in the first heat treatment method.
  • a conductive mayenite compound member can be manufactured by the above process.
  • Step S130 Fracture Partial Exposure Step
  • the conductive mayenite compound member obtained through step S120 has an insulating layer such as alumina on the surface, it cannot be used as an electrode member for a fluorescent lamp or the like as it is.
  • step S120 the obtained conductive mayenite compound member is used to expose the fractured portion.
  • the treatment for exposing the fracture portion may be performed by, for example, dividing the conductive mayenite compound member at a predetermined position, folding it, or scratching the predetermined position.
  • the fracture portion exposed by such treatment originally belongs to the “inside” of the conductive mayenite compound member, and therefore, as in the surface of the conductive mayenite compound member immediately after firing, alumina or the like It is not covered with an insulating layer. Therefore, this fracture
  • rupture part can be utilized as an active surface of an electroconductive mayenite compound. For this reason, the obtained conductive mayenite compound member can be used as an electrode member such as a fluorescent lamp as it is.
  • FIG. 2 to FIG. 5 schematically show an example of a process for exposing the fractured portion of the conductive mayenite compound member.
  • the conductive mayenite compound having a main body 210 having a conical portion at one end portion of the cylinder and a protrusion 220 extending from the apex of the conical portion of the main body 210 in step S120.
  • Member 200 is formed.
  • the conductive mayenite compound member 240 having the fracture portion 230 at the tip of the cone can be obtained by folding the protrusion 220 in the vicinity of the boundary between the main body 210 and the protrusion 220.
  • the conductive mayenite compound member 300 having the substantially cylindrical main body portion 310 and the second cylindrical portion 320 extending from one bottom surface of the main body portion 310 is formed in step S120. .
  • this conductive mayenite compound member 300 a substantially cylindrical conductive material having a fracture portion 330 near the center of the bottom surface by folding the second cylindrical portion 320 in the vicinity of the boundary between the main body portion 310 and the second cylindrical portion 320.
  • the mayenite compound member 340 can be obtained.
  • the conductive mayenite compound member 400 having the substantially strip-shaped main body portion 410 and the protruding portion 420 extending from one side surface of the main body portion 410 is formed by the step S120.
  • a substantially strip-shaped conductive mayenite compound member 440 having a fracture portion 430 on one side surface is obtained by folding the protrusion 420 near the boundary between the main body 410 and the protrusion 420. be able to.
  • the conductive mayenite compound member 500 having the cylindrical main body 510 having a hollow portion therein is formed in step S120.
  • the hollow portion is exposed by folding the main body 510 near the middle in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to obtain a cylindrical conductive mayenite compound member 540 having a broken portion 530 on the open end face and having one end closed.
  • the fracture portion can be exposed at a part of the conductive mayenite compound member in various modes.
  • the conductive mayenite compound members 240, 340, 440, and 540 having active surfaces only at the positions of the broken portions 230, 330, 430, and 530 are manufactured in step S130.
  • Such a conductive mayenite compound member having a relatively “small” active surface that is, a conductive mayenite compound member in which all surfaces other than the fractured portion are covered with an insulating layer
  • a fluorescent lamp or the like is used as an electrode for a fluorescent lamp or the like. It should be noted that it can be used fully. This is because in the case of a normal fluorescent lamp, if there is even an active part in the electrode, a sufficient discharge is generated from this part as a base point, and this can be sustained. It is particularly suitable when discharging from a single point, such as arc discharge.
  • step S130 the treatment for further removing the insulating layer and obtaining the active surface is not necessarily required.
  • Example 1 A conductive mayenite compound member having an active surface was produced by the following method.
  • this white lump was pulverized into pieces having a size of about 5 mm with an alumina stamp mill, and then coarsely pulverized with an alumina automatic mortar to obtain white particles (hereinafter referred to as particles “A1”). )
  • particles A1 white particles
  • SALD-2100 laser diffraction scattering method
  • FIG. 6 shows the shape of the molded body C1.
  • the molded body C1 has a main body portion 610 and a distal end portion 620.
  • the main body 610 includes a columnar part and a conical part.
  • the main body 610 (columnar portion) has a bottom surface with a diameter of 3.4 mm ⁇ , and the total length is 8.4 mm.
  • a tip 620 is provided at the tip of the conical portion of the main body 610, and the tip 620 has a rod shape with a diameter of 1.1 mm ⁇ and a total length of 0.6 mm. In FIG. 6, “mm” is not shown.
  • the molded body C1 was placed in an electric furnace in a state of being placed on an alumina plate, and heated to 200 ° C. in the atmosphere for 40 minutes. Then, after heating to 600 degreeC for further 8 hours, it was made to cool to room temperature in 2 hours. Thereby, white columnar degreased body D1 was obtained.
  • FIG. 7 shows an apparatus used for firing the degreased body D1.
  • the apparatus 700 includes an alumina container 710 with an alumina lid 715, a first carbon container 730 with a carbon lid 735, and a second carbon with a carbon lid 755.
  • a container 750 A container 750.
  • an aluminum layer 720 configured by laying 3 g of metal aluminum powder is disposed on the bottom of the alumina container 710. The aluminum layer 720 becomes an aluminum vapor source that generates aluminum vapor when the device 700 becomes hot.
  • the alumina container 710 has a substantially cylindrical shape with an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 38 mm, and a height of 40 mm.
  • the first carbon container 730 has a substantially cylindrical shape with an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of 50 mm, and a height of 60 mm, and the second carbon container 750 has an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 70 mm, and a height of 75 mm. It has a cylindrical shape.
  • This device 700 was used as follows.
  • the aforementioned degreased body D1 was placed in an alumina container 710.
  • two alumina blocks 725 having the same shape were disposed on the aluminum layer 720, and an alumina plate 728 having a thickness of 1 mm was disposed on the alumina block 725.
  • a lid 715 was placed on the alumina container 710. In this state, the degreased body D1 is not in direct contact with the aluminum layer 720.
  • this apparatus 700 was installed in an electric furnace capable of adjusting the atmosphere. Moreover, the inside of the furnace was evacuated using a rotary pump and a mechanical booster pump. After that, when the pressure in the furnace became 5 Pa or less, heating of the apparatus 700 was started, and the apparatus 700 was heated to 1250 ° C. at a temperature increase rate of 300 ° C./hour. The apparatus 700 was kept at this temperature for 6 hours, and then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 300 ° C./hour.
  • the degreased body D1 was sintered, and a sintered body E1 having a shape substantially shown in FIG. 6 was obtained.
  • the relative density of the sintered body E1 was 96.7%.
  • the resistance value was as high as impossible to measure at any location.
  • the obtained sintered body E1 was roughly pulverized with an automatic mortar made of alumina.
  • the coarse pulverization was carried out using only the black portion after first crushing the sintered body E1 with an alumina mortar and carefully removing the pale white portion on the surface.
  • the obtained powder was dark brown. As a result of X-ray diffraction analysis, this powder was found to have only a C12A7 structure. Further, the electron density obtained from the peak position of the light diffuse reflection spectrum of the obtained powder was 1.6 ⁇ 10 21 cm ⁇ 3 , and the electric conductivity was 17 S / cm. From this, it was confirmed that the sintered compact E1 is an electroconductive mayenite compound.
  • the sintered body E1 was folded at the boundary between the main body portion 610 and the front end portion 620, and the fracture surface was exposed at the front end of the main body portion 610.
  • the resistance value of the fracture surface was measured using a tester, the resistance value was about 10 ⁇ , and it was confirmed that the fracture surface had sufficient conductivity.
  • the surface of the sintered body E1 from which the fracture surface was exposed was shaved using sandpaper in order to caulk it to metallic nickel.
  • the shaved portion is a portion that is in contact with metallic nickel at a portion different from the fracture surface.
  • “caulking” means that the sintered body E1 is twisted into metallic nickel and mechanically joined.
  • cup member a bottomed cylindrical member made of metallic nickel (hereinafter referred to as “cup member”) was prepared.
  • This cup member has dimensions of an outer diameter of 3.2 mm ⁇ , an inner diameter of 3.0 mm ⁇ , a height of 5.0 mm, and a depth of 4.7 mm.
  • a nickel-based alloy (Kovar) wire is connected to the bottom surface of the cup member in advance.
  • the sintered body E1 in which the fractured part was exposed was inserted into the cup part of the cup member, and both were bonded. At this time, the sintered body E1 was bonded to the cup-shaped member such that the fractured portion of the sintered body E1 was directed outward (that is, the direction opposite to the bottom surface of the cup member).
  • Electrodes were welded and fixed to each end of a glass tube having an outer diameter of 4 mm and an inner diameter of 3 mm so that the electrode spacing was 80 mm.
  • this glass tube is branched in the T shape at the center part, and this branched part is connected to the exhaust stand.
  • the inside of the glass tube was evacuated to 10 ⁇ 3 Pa, and kept in this state at 400 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 120 mg of mercury was introduced into the glass tube and evacuated again to 10 ⁇ 3 Pa. Thereafter, the glass tube was filled with argon gas until reaching 1000 Pa.
  • the sintered body E1 from which the fractured portion was exposed can be used as it is as a member for a lamp electrode.
  • Example 2 A conductive mayenite compound member was produced in the same manner as in Example 1 described above. However, in Example 2, a part of the above-described process (production of conductive mayenite compound) is different from that in Example 1.
  • Example 2 the lid 715 made of alumina, the alumina container 710, and the aluminum layer 720 were not used in the processing apparatus 700 shown in FIG. That is, the degreased body D1 was directly placed in the first carbon container 730 with the lid 735, and the first carbon container was placed in the second carbon container 750 with the lid 755.
  • the inside of the second carbon container 750 was set to atmospheric pressure, and nitrogen with an oxygen concentration of 1 ppm was circulated inside.
  • the firing temperature was 1300 ° C. and the holding time was 6 hours. Other conditions are the same as in the first embodiment.
  • the resistance value was as high as impossible to measure at any location.
  • the obtained sintered body E2 was roughly pulverized with an automatic mortar made of alumina.
  • the coarse pulverization was carried out by first crushing the sintered body E2 with an alumina mortar and carefully removing the light white portion on the surface, and then using only the black portion.
  • the obtained powder was dark brown. As a result of X-ray diffraction analysis, this powder was found to have only a C12A7 structure. Further, the electron density determined from the peak position of the light diffuse reflection spectrum of the obtained powder was 1.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3 and the electric conductivity was 1 S / cm. From this, it was confirmed that the sintered compact E2 is an electroconductive mayenite compound.
  • the sintered body E ⁇ b> 2 was folded at the boundary between the main body portion 610 and the front end portion 620 to expose the fracture surface at the front end of the main body portion 610.
  • the resistance value of the fracture surface was measured using a tester, the resistance value was about 1 k ⁇ , and it was confirmed that the fracture surface had sufficient conductivity.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a lamp was manufactured using the sintered body E2 with the fracture surface exposed at the tip. The discharge characteristics of this lamp were also evaluated.
  • the sintered body E2 can be used as it is as an electrode of a lamp by exposing the fracture surface.
  • the present invention can be applied to a method for producing a conductive mayenite compound that can be used for an electrode member such as a fluorescent lamp.
  • Conductive Mayenite Compound Member 210 Main Body 220 Protrusion 230 Broken Part 240 Conductive Mayenite Compound Member Having Broken Part 300 Conductive Mayenite Compound Member 310 Main Body 320 Second Cylinder Part 330 Broken Part 340 Conductive Mayenite Having Broken Part Compound Member 400 Conductive Mayenite Compound Member 410 Main Body 420 Protruding 430 Broken Part 440 Conductive Mayenite Compound Member Having Broken Part 500 Conductive Mayenite Compound Member 510 Main Body 530 Broken Part 540 Conductive Mayenite Compound Member 610 Having Broken Part Main unit 620 Tip 700 Device 710 Alumina container 715 Alumina lid 720 Aluminum layer 725 Alumina block 728 Alumina plate 735 made of carbon lid 750 second carbon vessel 755 Carbon steel lid

Abstract

　導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法は、マイエナイト化合物の粉末を準備する工程と、還元性雰囲気において、前記マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を焼成して、導電性マイエナイト化合物を含む部材を得る工程と、前記導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させる工程とを含む。

Description

導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法
　本発明は、導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法に関する。
　マイエナイト化合物は、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３で表される代表組成を有し、三次元的に連結された直径約０．４ｎｍの空隙（ケージ）を有する特徴的な結晶構造を持つ。このケージを構成する骨格は、正電荷を帯びており、単位格子当たり１２個のケージを形成する。このケージの１／６は、結晶の電気的中性条件を満たすため、内部が酸素イオンで占められている。しかしながら、このケージ内の酸素イオンは、骨格を構成する他の酸素イオンとは化学的に異なる特性を有しており、このため、ケージ内の酸素イオンは、特にフリー酸素イオンと呼ばれている。マイエナイト化合物は、[Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４]４+・２Ｏ２－とも表記される（非特許文献１）。 
　マイエナイト化合物のケージ中のフリー酸素イオンの一部または全部を電子と置換した場合、マイエナイト化合物に導電性が付与される。これは、マイエナイト化合物のケージ内に包接された電子は、ケージにあまり拘束されず、結晶中を自由に動くことができるためである（特許文献１）。このような導電性を有するマイエナイト化合物は、特に、「導電性マイエナイト化合物」と称される。
　導電性マイエナイト化合物は、２．４ｅＶと比較的仕事関数が低く、さらに導電性を有すると言う特徴を有するため、例えば蛍光ランプ等の電極材料としての適用が期待されている。
　導電性マイエナイト化合物は、例えば、マイエナイト化合物の粉末を蓋付きカーボン容器に入れて、窒素ガス雰囲気下１３００℃で熱処理することにより製造することができる（特許文献２）。以下、これを従来方法１という。また、マイエナイト化合物の成形体をアルミニウムとともに蓋付きアルミナ容器に入れ、真空中で１３００℃で熱処理することにより製造することができる（特許文献２）。以下、これを従来方法２という。
国際公開第２００５／０００７４１号 国際公開第２００６／１２９６７４号 国際公開第２０１０／０４１５５８号 特開２０１０－１３２４６７号公報
Ｆ．Ｍ．Ｌｅａ，Ｃ．Ｈ．Ｄｅｓｃｈ，Ｔｈｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２ｎｄ　ｅｄ．，ｐ．５２，Ｅｄｗａｒｄ　Ａｒｎｏｌｄ＆Ｃｏ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９５６
　前述のように、導電性マイエナイト化合物は、還元雰囲気において、マイエナイト化合物を含む成形体を還元焼結処理することにより製造することができる。
　ここで、前述の従来方法１では、得られた導電性マイエナイト化合物の焼結体は、表面が絶縁層で覆われている。
　また、前述の従来方法２では、マイエナイト化合物をアルミニウムと接触させて加熱することが必要であり、アルミニウムはその融点である６６０℃以上では液体となるため、導電性マイエナイト化合物の焼結体の表面は、アルミニウムの液体で濡れることになる。このような状態で室温まで温度を下げると、導電性マイエナイト化合物の表面にアルミニウムの固体が固着した状態となる。
　一方、マイエナイト化合物をアルミニウム固体と接触させずにアルミニウム蒸気雰囲気下で加熱すると、得られた導電性マイエナイト化合物の焼結体は、表面がカルシウムアルミネート（例えばＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）を含んだ酸化物の絶縁層で覆われている。この状態では、例えば、蛍光ランプ等の電極材料としては、良好な電子放出性能が得られ難いという問題がある。従って、得られた導電性マイエナイト化合物を、蛍光ランプ等の電極部材として使用するためには、使用前に、導電性マイエナイト化合物表面の絶縁層を除去して、導電性表面（活性表面）を露出させる必要がある。
　しかしながら、通常の場合、導電性マイエナイト化合物表面に生成した絶縁層は、母材部分（すなわち導電性マイエナイト化合物）と強固に固着しており、絶縁層を母材から除去することは容易ではないと言う問題がある。
　本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、活性表面を比較的容易に露出させることが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明では、
　導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を準備する工程と、
（２）還元性雰囲気において、前記マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を焼成して、導電性マイエナイト化合物を含む部材を得る工程と、
（３）前記導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させる工程と、
　を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
　ここで、本発明による製造方法において、前記（３）の工程は、前記導電性マイエナイト化合物を、所定の部分で割ることにより、前記破断部分を露出させる工程を有しても良い。
　また、本発明による製造方法において、前記（３）の工程によって、円柱状、短冊状、カップ状、および円錐状からなる群から選定された形状を有する導電性マイエナイト化合物を含む部材が得られても良い。
　また、本発明による製造方法において、前記（３）の工程は、先端に突起部を有する略円柱状の導電性マイエナイト化合物を含む部材において、前記突起部を割る工程を有しても良い。
　また、本発明による製造方法において、前記（２）の工程は、ＣＯガスおよび／またはアルミニウム蒸気源を含む環境下で、前記被処理体を、１２３０℃～１４１５℃の温度範囲で保持する工程を有しても良い。
　また、本発明による製造方法において、前記（２）の工程は、前記被処理体を、カーボンを含む容器中に入れた状態で行われても良い。
　また、本発明による製造方法において、前記（２）の工程は、前記被処理体および前記アルミニウム源を、カーボンを含む容器中に入れた状態で行われても良い。
　本発明では、活性表面を比較的容易に露出させることが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法を提供することができる。
本発明によるマイエナイト化合物を含む部材の製造方法の一例を概略的に示したフロー図である。 導電性マイエナイト化合物を含む部材の破断部分を露出する工程の一例を模式的に示した図である。 導電性マイエナイト化合物を含む部材の破断部分を露出する工程の一例を模式的に示した図である。 導電性マイエナイト化合物を含む部材の破断部分を露出する工程の一例を模式的に示した図である。 導電性マイエナイト化合物を含む部材の破断部分を露出する工程の一例を模式的に示した図である。 実施例１に使用した成形体Ｃ１の形状を概略的に示した図である。 実施例１に使用した処理装置の構成を概略的に示した図である。
　本発明では、
　導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を準備する工程と、
（２）還元性雰囲気において、前記マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を焼成して、導電性マイエナイト化合物を含む部材を得る工程と、
（３）前記導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させる工程と、
　を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
　ここで、本願において、「マイエナイト化合物」とは、ケージ（籠）構造を有する１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ１２Ａ７」ともいう）およびＣ１２Ａ７と同等の結晶構造を有する化合物（同型化合物）の総称である。
　また、本願において、「導電性マイエナイト化合物」とは、ケージ中に含まれる「フリー酸素イオン」の一部もしくは全てが電子で置換された、電子密度が１．０×１０１８ｃｍ－３以上のマイエナイト化合物を表す。
　従って、「マイエナイト化合物」には、「導電性マイエナイト化合物」および「非導電性マイエナイト化合物」が含まれる。
　なお、一般に、導電性マイエナイト化合物の電子密度は、マイエナイト化合物の電子密度により、２つの方法で測定される。電子密度は、１．０×１０１８ｃｍ－３～３．０×１０２０ｃｍ－３未満の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルの２．８ｅＶ（波長４４３ｎｍ）の吸光度（クベルカムンク変換値）から算出される。この方法は、電子密度とクベルカムンク変換値が比例関係になることを利用している。以下、検量線の作成方法について説明する。
　電子密度の異なる試料を４点作成しておき、それぞれの試料の電子密度を、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）のシグナル強度から求めておく。ＥＳＲで測定できる電子密度は、１．０×１０１４ｃｍ－３～１．０×１０１９ｃｍ－３程度である。クベルカムンク値とＥＳＲで求めた電子密度をそれぞれ対数でプロットすると比例関係となり、これを検量線とした。すなわち、この方法では、電子密度が１．０×１０１９ｃｍ－３～３．０×１０２０ｃｍ－３では検量線を外挿した値である。
　電子密度は、３．０×１０２０ｃｍ－３～２．３×１０２１ｃｍ－３の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルのピークの波長（エネルギー）から換算される。関係式は下記の式を用いた：
 
　　　　　ｎ＝（－（Ｅｓｐ－２．８３）／０．１９９）０．７８２
 
　ここで、ｎは電子密度（ｃｍ－３）、Ｅｓｐはクベルカムンク変換した吸収スペクトルのピークのエネルギー（ｅＶ）を示す。
　また、本発明において、導電性マイエナイト化合物は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）からなるＣ１２Ａ７結晶構造を有している限り、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）の中から選ばれた少なくとも１種の原子の一部が、他の原子や原子団に置換されていても良い。例えば、カルシウム（Ｃａ）の一部は、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されていても良い。また、アルミニウム（Ａｌ）の一部は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ヨーロピウム（Ｅｕ）、イットリビウム（Ｙｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびテリビウム（Ｔｂ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されても良い。また、ケージの骨格の酸素は、窒素（Ｎ）などで置換されていても良い。
　本発明では、還元性雰囲気で被処理体を熱処理することにより得られた導電性マイエナイト化合物を含む部材（以下、導電性マイエナイト化合物部材ともいう）を用いて、破断部分を露出させる工程を有するという特徴を有する。
　ここで、「（導電性マイエナイト化合物部材）の破断部分」とは、例えば、導電性マイエナイト化合物部材を割ったり、折ったり、傷つけたりすることによって露出した、導電性マイエナイト化合物部材内の領域を意味する。例えば、導電性マイエナイト化合物部材を割った場合、その破断面が「破断部分」となる。また、導電性マイエナイト化合物部材に傷を付けた場合、この傷の部分が「破断部分」となる。
　このような破断部分は、もともと導電性マイエナイト化合物部材の非表面、すなわち環境側とは直接接触しない「内部」に属しており、このため、破断部分は、焼成直後の導電性マイエナイト化合物部材の表面のように、絶縁層のような絶縁体で覆われてはいない。従って、導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させた場合、この破断部分は、導電性マイエナイト化合物の活性表面として利用することができる。
　従って、本発明では、導電性マイエナイト化合物の活性表面を露出させるために、多大な労力をかけて、母材と強固に密着した絶縁層を除去する工程が不要となるという利点が得られる。
　また、このため、本発明による製造方法では、得られた導電性マイエナイト化合物部材を、そのまま蛍光ランプ等の電極部材として使用することが可能となり、製造工程を有意に簡略化させることが可能となる。
　なお、本願において、導電性マイエナイト化合物を含む部材の活性表面が露出したことの確認は、テスターを用いて、部材の表面の電気抵抗を測定することにより、容易に判断することができる。すなわち、テスターによる測定において、テスターの端子間を５ｍｍ以下としたときに、電気抵抗値が４０ＭΩ以下の場合には、導電性マイエナイト化合物を含む部材の活性表面が露出しており、抵抗値が４０ＭΩよりも大きい場合には、導電性マイエナイト化合物を含む部材の活性表面が露出していないと判断することができる。
　なお、本願において、「還元性雰囲気」とは、環境中の酸素分圧が１０－３Ｐａ以下の雰囲気の総称を意味する。酸素分圧は、例えば１０－５Ｐａ以下であり、１０－１０Ｐａ以下であることが好ましく、１０－１５Ｐａであることがより好ましい。
　また、還元性雰囲気は、前記酸素分圧条件を満たす不活性ガス雰囲気、または減圧環境（例えば圧力が１００Ｐａ以下の真空環境）であっても良い。例えば、「還元性雰囲気」は、ＣＯ（一酸化炭素）ガスを含む雰囲気であっても良い。
　（本発明による導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法）
　以下、図面を参照して、本発明による導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法について、詳しく説明する。
　図１には、本発明による部材の製造方法の概略的なフローの一例を示す。
　図１に示すように、本発明による製造方法は、
（１）マイエナイト化合物の粉末を準備する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）還元性雰囲気において、前記マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を焼成して、導電性マイエナイト化合物部材を得る工程（工程Ｓ１２０）と、
（３）前記導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させる工程（工程Ｓ１３０）と、
　を有する。以下、それぞれの工程について説明する。
　（工程Ｓ１１０：粉末調製工程）
　まず、マイエナイト化合物粉末を合成するための原料粉末が調合される。
　原料粉末は、カルシウム（Ｃａ）とアルミニウム（Ａｌ）の割合が、ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３に換算したモル比で、１２．６：６．４～１１．７：７．３となるように調合される。ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３（モル比）は、約１２：７であることが好ましい。
　なお、原料粉末に使用される化合物は、前記割合が維持される限り、特に限られない。
　原料粉末は、カルシウムアルミネートを含むか、または、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、およびカルシウムアルミネートからなる群から選定された少なくとも２つを含むことが好ましい。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とアルミニウム化合物とを含む混合粉末であっても良い。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、アルミニウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、カルシウム化合物と、アルミニウム化合物と、カルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。さらに、原料粉末は、例えば、カルシウムアルミネートのみを含む混合粉末であっても良い。
　カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、硫酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、およびハロゲン化カルシウムなどが挙げられる。これらの中では、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、および水酸化カルシウムが好ましい。
　アルミニウム化合物としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、およびハロゲン化アルミニウムなどが挙げられる。これらの中では、水酸化アルミニウムおよび酸化アルミニウムが好ましい。
　次に、原料粉末が高温に保持され、マイエナイト化合物が合成される。合成は、不活性ガス雰囲気下や真空下で行ってもよいが、大気下で行うことが好ましい。合成温度は、特に限られないが、例えば、１２００℃～１４１５℃の範囲であり、１２５０℃～１４００℃の範囲であることが好ましく、１３００℃～１３５０℃の範囲であることがより好ましい。１２００℃～１４１５℃の温度範囲で合成した場合、Ｃ１２Ａ７の結晶構造を多く含むマイエナイト化合物が得られ易くなる。合成温度が低すぎると、Ｃ１２Ａ７結晶構造が少なくなるおそれがある。一方、合成温度が高すぎると、マイエナイト化合物の融点を超えるため、Ｃ１２Ａ７の結晶構造が少なくなるおそれがある。
　高温の保持時間は、特に限られず、これは、合成量および保持温度等によっても変動する。保持時間は、例えば、１時間～１２時間である。保持時間は、例えば、２時間～１０時間であることが好ましく、４時間～８時間であることがより好ましい。原料粉末を１時間以上、高温で保持することにより、固相反応が十分に進行し、均質なマイエナイト化合物を得ることができる。
　合成により得られるマイエナイト化合物は、一部または全てが焼結した塊状である。塊状のマイエナイト化合物は、スタンプミル等で、例えば、５ｍｍ程度の大きさまで粉砕処理される。さらに、自動乳鉢や乾式ボールミルで、平均粒径が１０μｍ～１００μｍ程度まで粉砕処理が行われる。ここで、「平均粒径」は、レーザ回折散乱法で測定して得た値を意味するものとする。以下、粉末の平均粒径は、同様の方法で測定した値を意味するものとする。
　さらに微細で均一な粉末を得たい場合は、例えば、ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎは３以上の整数）で表されるアルコール（例えば、イソプロピルアルコールを溶媒として用いた、湿式ボールミル、または循環式ビーズミルなどを用いることにより、粉末の平均粒径を０．５μｍ～５０μｍまで微細化することができる。
　以上の工程により、マイエナイト化合物の粉末が調製される。
　粉末として調整されるマイエナイト化合物は、導電性マイエナイト化合物であってもよい。導電性マイエナイト化合物は非導電性の化合物より粉砕性に優れるからである。なお、導電性マイエナイト化合物の粉末を用いても、後の工程において被処理体（特に成形体）を調整する際に、酸化され導電性のないマイエナイト化合物となる場合がある。
　導電性マイエナイト化合物の合成方法は、特に限定されないが、下記の方法が挙げられる。例えば、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器中に入れて、１６００℃で熱処理して作製する方法（特許文献１）、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（特許文献２）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末から作られる、カルシウムアルミネートなどの粉末を蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（特許文献３）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末を混合した粉末を、蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（特許文献４）などがある。
　導電性マイエナイト化合物の粉砕方法は、上記マイエナイト化合物の粉砕方法と同様である。
　以上の工程により、導電性マイエナイト化合物の粉末が調整される。なお、マイエナイト化合物と導電性マイエナイト化合物の混合粉末を用いても良い。
　（工程Ｓ１２０：加熱処理工程）
　次に、以下に示すように、得られたマイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を、還元性雰囲気下で高温に保持することにより、マイエナイト化合物粉末が焼結されるとともに、マイエナイト化合のケージ中の酸素イオンが電子と置換（還元）され、導電性マイエナイト化合物が製造される。
　マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体としては、工程Ｓ１１０で調製した粉末をそのまま使用しても良い。ただし、通常の場合、被処理体としては、工程Ｓ１１０で調製したマイエナイト化合物の粉末を含む成形体が使用される。
　成形体の形成方法は、特に限られず、従来の各種方法を用いて、成形体を形成しても良い。例えば、成形体は、工程Ｓ１１０で調製した粉末、または該粉末を含む混練物からなる成形材料の加圧成形により、調製しても良い。
　成形材料には、必要に応じて、バインダ、潤滑剤、可塑剤または溶媒が含まれる。バインダとしては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂（ニトロセルロース、エチルセルロース）、ポリエチレンオキシド、などが使用できる。潤滑剤としてワックス類やステアリン酸が使用できる。可塑剤としてフタル酸エステルが使用できる。溶媒としては、トルエン、キシレンのような芳香族化合物、酢酸ブチル、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎ＝１～４）で表されるアルコール（例えばイソプロピルアルコール）等が使用できる。溶媒として水を使用すると、マイエナイト化合物が水和による化学反応を起こすため、安定したスラリーが得られないおそれがある。ｎ＝１、２のアルコール（例えばエタノール）も水和しやすい傾向があり、ｎ＝３、４のアルコールが好ましい。
　成形材料をシート成形、押出成形、または射出成形することにより、成形体を得ることができる。ニアネットシェイプ成形が可能である、すなわち、最終製品に近い形状を生産性よく製造可能であることから、射出成形が好ましい。
　射出成形では、予めマイエナイト化合物の粉末とバインダを加熱混練して成形材料を用意し、この成形材料を射出成形機へ投入して、所望の形状の成形体を得ることができる。例えば、マイエナイト化合物の粉末をバインダと加熱混練し、冷却することで、大きさ１ｍｍ～１０ｍｍ程度のペレットまたは粉末状の成形材料を得る。加熱混練では、ラボプラストミルなどが用いられ、せん断力により粉末の凝集がほぐれ、粉末の１次粒子にバインダがコーティングされる。この成形材料を射出成型機に投入し、１２０℃～２５０℃に加熱してバインダに流動性を発現させる。金型は予め５０℃～８０℃で加熱しておき、３ＭＰａ～１０ＭＰａの圧力で金型へ材料を注入することで、所望の成形体を得ることができる。
　あるいは、前述の調製した粉末または混練物を金型に入れ、この金型を加圧することにより、所望の形状の成形体を形成しても良い。金型の加圧には、例えば、等方静水圧プレス（ＣＩＰ）処理を利用しても良い。ＣＩＰ処理の際の圧力は、特に限られないが、例えば、５０ＭＰａ～２００ＭＰａの範囲である。
　また、成形体を調製した場合であって、成形体が溶媒を含む場合は、予め成形体を５０℃～２００℃の温度範囲で２０分～２時間程度保持し、溶媒を揮発させて除去しても良い。また、成形体がバインダを含む場合は、予め成形体を２００℃～８００℃の温度範囲で３０分～６時間程度保持し、または５０℃／時間で昇温し、バインダを除去することが好ましい。あるいは、両者の処理を同時に行っても良い。
　次に、成形体などの被処理体が加熱処理される。なお、加熱処理の方法は、複数存在するため、以下、代表的な２通りの加熱処理方法のそれぞれについて、説明する。
　（第１の加熱処理方法）
　第１の加熱処理方法では、加熱処理は、１２３０℃～１４１５℃の高温の還元性雰囲気で行われる。
　前述のように、「還元性雰囲気」は、不活性ガス雰囲気、または減圧環境（例えば圧力が１００Ｐａ以下の真空環境）であっても良い。
　ここで、第１の加熱処理方法では、ＣＯ（一酸化炭素）ガスを還元剤として利用する。ＣＯガスは、被処理体の置かれる環境に外部から供給しても良い。被処理体をカーボンを含む容器に配置しても良い。カーボン製シートを環境中に配置してもよく、カーボン製容器（特に蓋付きカーボン製容器）を用いることが好ましい。
　カーボン製容器を使用した場合、被処理体の高温保持中に、カーボン製容器側からＣＯガスが生じる。従って、マイエナイト化合物のケージ内のフリー酸素イオンは、ＣＯガスと以下の反応式に従って反応する： 
 
　　　　Ｏ２－＋ＣＯ　→　ＣＯ２＋２ｅ－　　（１）式
 
これにより、マイエナイト化合物のケージ中に電子を導入することができる。
　被処理体を保持する温度は、１２３０℃～１４１５℃の範囲であり、特に、１２５０℃～１３８０℃の範囲であることが好ましく、１３００℃～１３６０℃の範囲であることがより好ましい。処理温度が１２３０℃よりも低い場合、マイエナイト化合物に十分な導電性を付与することができないおそれがある。また、処理温度が１４１５℃よりも高い場合、組立体中のマイエナイト化合物の溶融が進行し、被処理体の形状が維持できなくなるおそれがある。
　高温の保持時間は、５分～４８時間の範囲であることが好ましく、３０分～１２時間の範囲であることがより好ましく、１時間～１０時間の範囲であることがさらに好ましい。保持時間が５分未満の場合、十分な導電性を得ることができなくなるおそれがある。また、保持時間を長くしても、特性上は特に問題はないが、作製コストを考えると、保持時間は、１０時間以内が好ましい。
　以上の加熱処理により、マイエナイト化合物粉末が焼結して焼結体が形成されるとともに、マイエナイト化合物が還元され、導電性マイエナイト化合物が生成する。
　（第２の加熱処理方法）
　次に、第２の加熱処理方法について説明する。
　第２の加熱処理方法においても、加熱処理は、還元性雰囲気下、１２３０℃～１３６０℃の温度範囲で行われる。
　ただし、第２の加熱処理方法では、還元剤として、ＣＯガスに加えて、金属アルミニウム蒸気が利用される。
　金属アルミニウムの還元力により、多くのフリー酸素が以下の反応により置換される：
 
　　　　３Ｏ２－＋２Ａｌ　→　Ａｌ２Ｏ３＋６ｅ－　　（２）式
 
　金属アルミニウム蒸気源は、特に限られないが、例えばアルミニウム粉末を敷き詰めて構成したアルミニウム層であっても良い。また、アルシック（ＡｌＳｉＣ）のような、金属アルミニウムと炭化ケイ素の複合材に代表される、金属アルミニウムを含んだ複合材料であっても良い。
　第２の加熱処理方法では、例えば、カーボンを含む容器内に被処理体とアルミニウム層とを配置した状態で、加熱処理が実施される。
　なお、第２の加熱処理方法では、環境中にアルミニウムが存在する。このため、不活性ガスとして、窒素ガスを使用することは好ましくない。高温では、窒素ガスは、アルミニウムと反応して、窒化アルミニウムを生成する。このため、雰囲気中に窒素ガスが含まれる場合、この窒素によってアルミニウムが消費されてしまい、アルミニウムの還元剤としての効果が失われるからである。
　高温での保持時間は、第１の加熱処理方法と同様である。
　以上、２通りの加熱処理方法について説明した。しかしながら、これらは一例であって、その他の方法で、加熱処理を実施しても良い。特に、本発明では、還元剤として、ＣＯガスおよび金属アルミニウムの他に、あるいはこれらに加えて、例えば、金属カルシウム、および／または金属チタン等を使用することも可能である。
　以上の工程により、導電性マイエナイト化合物部材を製造することができる。
　（工程Ｓ１３０：破断部分露出工程）
　前述のように、工程Ｓ１２０を経て得られた導電性マイエナイト化合物部材は、表面にアルミナのような絶縁層を有するため、このままでは、蛍光ランプ等の電極部材として使用することはできない。
　そこで、本発明では、工程Ｓ１２０の後に、得られた導電性マイエナイト化合物部材を用いて、破断部分を露出させる処理が行われる。
　破断部分を露出させる処理は、例えば、導電性マイエナイト化合物部材を所定の位置で割ったり、折ったり、所定の位置に傷をつけたりすることにより、実施しても良い。
　前述のように、このような処理により露出した破断部分は、もともと導電性マイエナイト化合物部材の「内部」に属しており、このため、焼成直後の導電性マイエナイト化合物部材の表面のように、アルミナ等の絶縁層で覆われてはいない。従って、この破断部分は、導電性マイエナイト化合物の活性表面として利用することができる。また、このため、得られた導電性マイエナイト化合物部材は、そのまま蛍光ランプ等の電極部材として使用することが可能となる。
　図２～図５には、導電性マイエナイト化合物部材の破断部分を露出する際の工程の一例を模式的に示す。
　図２の例では、工程Ｓ１２０によって、円柱の一方の先端部分に円錐状部分を有する本体部２１０と、この本体部２１０の円錐状部分の頂点から延伸する突起部２２０とを有する導電性マイエナイト化合物部材２００が形成される。
　この導電性マイエナイト化合物部材２００において、本体部２１０と突起部２２０の境界近傍で、突起部２２０を折ることにより、円錐の先端に破断部分２３０を有する導電性マイエナイト化合物部材２４０を得ることができる。
　一方、図３の例では、工程Ｓ１２０によって、略円柱状の本体部３１０と、この本体部３１０の一つの底面から延伸する第２円柱部３２０とを有する導電性マイエナイト化合物部材３００が形成される。
　この導電性マイエナイト化合物部材３００において、本体部３１０と第２円柱部３２０の境界近傍で、第２円柱部３２０を折ることにより、底面の中心近傍に、破断部分３３０を有する略円柱状の導電性マイエナイト化合物部材３４０を得ることができる。
　また、図４の例では、工程Ｓ１２０によって、略短冊状の本体部４１０と、この本体部４１０の一つの側面から延伸する突出部４２０とを有する導電性マイエナイト化合物部材４００が形成される。
　この導電性マイエナイト化合物部材４００において、本体部４１０と突出部４２０の境界近傍で、突出部４２０を折ることにより、一つの側面に破断部分４３０を有する略短冊状の導電性マイエナイト化合物部材４４０を得ることができる。
　さらに、図５の例では、工程Ｓ１２０によって、内部に中空部分を有する円筒状の本体部５１０を有する導電性マイエナイト化合物部材５００が形成される。
　この導電性マイエナイト化合物部材５００において、本体部５１０を長手方向の中間部近傍で折ることにより、中空部分が露出される。従って、開放端面に破断部分５３０を有し、一端が閉端された円筒状の導電性マイエナイト化合物部材５４０を得ることができる。
　この他にも、様々な態様で、導電性マイエナイト化合物部材の一部に、破断部分を露出させることができることは、当業者には明らかであろう。
　なお、前述の図２～図５の例では、工程Ｓ１３０において、破断部分２３０、３３０、４３０、および５３０の位置のみに活性表面を有する導電性マイエナイト化合物部材２４０、３４０、４４０、５４０が製造される。
　このような比較的「小さな」活性表面を有する導電性マイエナイト化合物部材（すなわち、破断部分以外の全ての表面が絶縁層で覆われている導電性マイエナイト化合物部材）でも、蛍光ランプ等の電極としては、十分に使用することができることに留意する必要がある。これは、通常の蛍光ランプの場合、電極に、僅かでも活性部分が存在すれば、この部分を基点として十分な放電が発生し、これを持続させることができるためである。特にアーク放電のような、一点から放電するときに好適である。
　従って、本発明において、工程Ｓ１３０の後に、さらに絶縁層を除去して、活性表面を得るための処理は、必ずしも必要ではないことに留意する必要がある。
　次に、本発明の実施例について説明する。
　（実施例１）
　以下の方法で、活性表面を有する導電性マイエナイト化合物部材を作製した。
　（マイエナイト化合物の合成）
　酸化カルシウム（ＣａＯ）：酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のモル比換算で１２：７となるように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末３１３．５ｇと、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末１８６．５ｇとを混合した。次に、この混合粉末を、大気中、３００℃／時間の昇温速度で１３５０℃まで加熱し、１３５０℃に６時間保持した。その後、これを３００℃／時間の冷却速度で降温し、約３６２ｇの白色塊体を得た。
　次に、アルミナ製スタンプミルにより、この白色塊体を大きさが約５ｍｍの破片になるよう粉砕した後、さらに、アルミナ製自動乳鉢で粗粉砕し、白色粒子（以下、粒子「Ａ１」と称する）を得た。レーザ回折散乱法（ＳＡＬＤ－２１００、島津製作所社製）により、得られた粒子Ａ１の粒度を測定したところ、平均粒径は、２０μｍであった。
　次に、粒子Ａ１を３５０ｇと、直径５ｍｍのジルコニアボール３ｋｇと、粉砕溶媒としての工業用ＥＬグレードのイソプロピルアルコール３５０ｍｌとを、２リットルのジルコニア製容器に入れ、容器にジルコニア製の蓋を載せてから、回転速度９４ｒｐｍで、１６時間、ボールミル粉砕処理を実施した。
　処理後、得られたスラリーを用いて吸引ろ過を行い、粉砕溶媒を除去した。また、残りの物質を８０℃のオーブンに入れ、１０時間乾燥させた。これにより、白色粉末（以下、粉末「Ｂ１」と称する）を得た。Ｘ線回折分析の結果、得られた粉末Ｂ１は、Ｃ１２Ａ７構造であることが確認された。また、前述のレーザ回折散乱法により得られた粉末Ｂ１の平均粒径は、３．３μｍであることがわかった。
　（マイエナイト化合物の成形体の作製）
　前述の方法で得られた粉末Ｂ１を７９．８ｇ、成形用バインダとしてポリエチレンオキサイドを１３．０ｇ、可塑剤としてフタル酸ジブチルを０．２ｇ、および潤滑剤としてステアリン酸を７．０ｇを混合し、この混合物を１５０℃に加熱して混練した。得られた混練物を射出成形用の成形型に流し込み、室温まで冷却させ、成形体Ｃ１を得た。
　図６には、成形体Ｃ１の形状を示す。成形体Ｃ１は、本体部６１０および先端部６２０を有する。本体部６１０は、円柱状部分と、円錐部分とで構成される。本体部６１０（円柱状部分）は、直径が３．４ｍｍφの底面を有し、全長は、８．４ｍｍである。また、本体部６１０の円錐部分の先端には、先端部６２０が設置されており、先端部６２０は、直径１．１ｍｍφ、全長０．６ｍｍのロッド状である。図６において、「ｍｍ」の図示は省略する。
　（脱バインダ処理）
　次に、以下の手順で、成形体Ｃ１の脱バインダ処理を行った。
　成形体Ｃ１をアルミナ板上に置いた状態で電気炉内に設置し、大気中、４０分間で２００℃まで加熱した。その後、さらに８時間で６００℃まで加熱した後、２時間で室温まで冷却させた。これにより、白色円柱状の脱脂体Ｄ１を得た。
　（導電性マイエナイト化合物の作製）
　次に、図７に示す装置を使用して脱脂体Ｄ１を高温で焼成処理し、導電性マイエナイト化合物を作製した。
　図７には、脱脂体Ｄ１の焼成処理に使用した装置を示す。図７に示すように、この装置７００は、アルミナ製の蓋７１５付きのアルミナ容器７１０と、カーボン製の蓋７３５付きの第１のカーボン容器７３０と、カーボン製の蓋７５５付きの第２のカーボン容器７５０と、を備える。また、アルミナ容器７１０の底部には、３ｇの金属アルミニウム粉末が敷き詰められて構成されたアルミニウム層７２０が配置されている。アルミニウム層７２０は、装置７００が高温になった際に、アルミニウム蒸気を発生するアルミニウム蒸気ソースとなる。
　アルミナ容器７１０は、外径４０ｍｍ×内径３８ｍｍ×高さ４０ｍｍの略円筒状の形状を有する。また、第１のカーボン容器７３０は、外径６０ｍｍ×内径５０ｍｍ×高さ６０ｍｍの略円筒状の形状を有し、第２のカーボン容器７５０は、外径８０ｍｍ×内径７０ｍｍ×高さ７５ｍｍの略円筒状の形状を有する。
　この装置７００は、以下のように使用した。
　まず、前述の脱脂体Ｄ１を、アルミナ容器７１０内に配置した。この際には、アルミニウム層７２０の上に、２つの同一形状のアルミナブロック７２５を配置し、さらにこのアルミナブロック７２５の上に、厚さが１ｍｍのアルミナ板７２８を配置した。このアルミナ板７２８の上に、脱脂体Ｄ１を配置した後、アルミナ容器７１０上に蓋７１５を被せた。この状態では、脱脂体Ｄ１は、アルミニウム層７２０とは直接接触しない。
　次に、この装置７００を、雰囲気調整可能な電気炉内に設置した。また、ロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプを用いて、炉内を真空引きした。その後、炉内の圧力が５Ｐａ以下になってから、装置７００の加熱を開始し、３００℃／時間の昇温速度で１２５０℃まで加熱した。装置７００をこの温度で６時間保持した後、３００℃／時間の降温速度で室温まで冷却させた。
　この処理により、脱脂体Ｄ１が焼結され、ほぼ図６に示した形状の焼結体Ｅ１が得られた。焼結体Ｅ１の相対密度は、９６．７％であった。
　テスターを用いて、焼結体Ｅ１の表面の導電性を調べたところ、抵抗値は、いずれの箇所でも、測定不可能な程の高い値であった。
　（評価）
　測定用サンプルを採取するため、得られた焼結体Ｅ１をアルミナ製自動乳鉢で粗粉砕した。粗粉砕は、まず、焼結体Ｅ１をアルミナ乳鉢で砕き、表面の薄白色部分を丁寧に取り除いてから、黒色部分だけを使用して実施した。
　得られた粉末は、焦げ茶色を呈していた。Ｘ線回折分析の結果、この粉末は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有することがわかった。また、得られた粉末の光拡散反射スペクトルのピーク位置から求められた電子密度は、１．６×１０２１ｃｍ－３であり、電気伝導率は、１７Ｓ／ｃｍであった。このことから、焼結体Ｅ１は、導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
　（破断部分の露出）
　一方、得られた焼結体Ｅ１を用いて、本体部６１０と先端部６２０の境界で、焼結体Ｅ１を折り、本体部６１０の先端に、破断面を露出させた。
　テスターを用いて、破断面の抵抗値を測定したところ、抵抗値は、１０Ω程度であり、破断面は、十分な導電性を有することが確認された。
　（ランプの作製）
　次に、破断部分が露出された焼結体Ｅ１を用いて、ランプ用の電極を作製した。
　破断面が露出された焼結体Ｅ１は、金属ニッケルにかしめるために、表面を紙やすりを用いて削った。削った部分は、破断面とは別の部分で金属ニッケルと接触する部分である。ここで「かしめる」とは焼結体Ｅ１を金属ニッケルに捩り込み、機械的に接合させることである。
　まず、金属ニッケルからなる有底の円筒状部材（以下、「カップ部材」と称する）を準備した。このカップ部材は、外径３．２ｍｍφ、内径３．０ｍｍφ、高さ５．０ｍｍ、深さ４．７ｍｍの寸法を有する。また、カップ部材の底面には、予めニッケル基合金（コバール）線が接続されている。このカップ部材のカップ部分に、破断部分が露出された焼結体Ｅ１を挿入し、両者を結合させた。この際には、焼結体Ｅ１の破断部分が外向き（すなわち、カップ部材の底面とは反対向き）となるようにして、焼結体Ｅ１をカップ状部材と結合した。
　これにより、ランプ用の一組の電極を作製した。
　次に、得られた電極を用いて、ランプを作製した。
　まず、外径４ｍｍ、内径３ｍｍのガラスチューブのそれぞれの端部に、電極間隔が８０ｍｍとなるようにして、電極を溶着し固定した。なお、このガラスチューブは、中央部でＴ字型に分岐されており、この分岐部分は、排気台に接続されている。
　次に、ガラスチューブの内部を１０－３Ｐａまで真空排気した後、この状態のまま、４００℃で３０分間保持した。その後、ガラスチューブ内に、水銀を１２０ｍｇ導入し、再び１０－３Ｐａまで真空排気を行った。その後、ガラスチューブ内に、アルゴンガスを１０００Ｐａとなるまで充填した。
　その後、ガラス管の分岐部分を封管し、排気台からガスバーナーで切り離した。これにより、両端に電極を有するランプが作製された。
　（放電試験）
　作製したランプに、１０ｋΩの電気抵抗を直列接続し、テスラコイルを用いて、電極間に、５００Ｖの電圧を印加した。これにより、放電が開始され、その後、電極間電圧は、４００Ｖで一定となった。
　このように、破断部分が露出した焼結体Ｅ１は、そのままランプの電極用部材として使用することが可能であることが確認された。
　（実施例２）
　前述の実施例１と同様の方法により、導電性マイエナイト化合物部材を作製した。ただし、この実施例２では、前述の（導電性マイエナイト化合物の作製）の工程の一部が実施例１の場合とは異なっている。
　具体的には、実施例２では、図７に示した処理装置７００において、アルミナ製の蓋７１５、アルミナ容器７１０、およびアルミニウム層７２０は、使用しなかった。すなわち、脱脂体Ｄ１は、直接、蓋７３５付きの第１のカーボン容器７３０内に入れ、この第１のカーボン容器を、蓋７５５付きの第２のカーボン容器７５０内に設置した。
　また、第２のカーボン容器７５０内は大気圧とし、内部には、酸素濃度が１ｐｐｍの窒素を流通させた。焼成温度は、１３００℃とし、保持時間は、６時間とした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。
　これにより、前述の（導電性マイエナイト化合物の作製）工程後に、ほぼ図６に示した形状の焼結体Ｅ２が得られた。
　テスターを用いて、焼結体Ｅ２の表面の導電性を調べたところ、抵抗値は、いずれの箇所でも、測定不可能な程の高い値であった。
　測定用サンプルを採取するため、得られた焼結体Ｅ２をアルミナ製自動乳鉢で粗粉砕した。粗粉砕は、まず、焼結体Ｅ２をアルミナ乳鉢で砕き、表面の薄白色部分を丁寧に取り除いてから、黒色部分だけを使用して実施した。
　得られた粉末は、焦げ茶色を呈していた。Ｘ線回折分析の結果、この粉末は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有することがわかった。また、得られた粉末の光拡散反射スペクトルのピーク位置から求められた電子密度は、１．０×１０２０ｃｍ－３であり、電気伝導率は、１Ｓ／ｃｍであった。このことから、焼結体Ｅ２は、導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
　（破断部分の露出）
　一方、得られた焼結体Ｅ２を用いて、本体部６１０と先端部６２０の境界で、焼結体Ｅ２を折り、本体部６１０の先端に、破断面を露出させた。
　テスターを用いて、破断面の抵抗値を測定したところ、抵抗値は、１ｋΩ程度であり、破断面は、十分な導電性を有することが確認された。
　実施例１と同様に、先端に破断面が露出された焼結体Ｅ２を用いて、ランプを作製した。またこのランプの放電特性を評価した。
　その結果、５４０Ｖの電極間電圧を印加したところで、放電が開始し、その後電極間電位は、４２０Ｖで一定となった。
　このように、焼結体Ｅ２は、破断面を露出させることにより、ランプの電極としてそのまま利用し得ることが確認された。
　本出願は、２０１１年５月１３日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－１０７９０６に基づくものであり、その出願を優先権主張するものであり、その出願の全ての内容を参照することにより包含するものである。
　本発明は、蛍光ランプ等の電極部材に使用され得る、導電性マイエナイト化合物の製造方法に適用することができる。
　２００　　導電性マイエナイト化合物部材
　２１０　　本体部
　２２０　　突起部
　２３０　　破断部分
　２４０　　破断部分を有する導電性マイエナイト化合物部材
　３００　　導電性マイエナイト化合物部材
　３１０　　本体部
　３２０　　第２円柱部
　３３０　　破断部分
　３４０　　破断部分を有する導電性マイエナイト化合物部材
　４００　　導電性マイエナイト化合物部材
　４１０　　本体部
　４２０　　突出部
　４３０　　破断部分
　４４０　　破断部分を有する導電性マイエナイト化合物部材
　５００　　導電性マイエナイト化合物部材
　５１０　　本体部
　５３０　　破断部分
　５４０　　破断部分を有する導電性マイエナイト化合物部材
　６１０　　本体部
　６２０　　先端部
　７００　　装置
　７１０　　アルミナ容器
　７１５　　アルミナ製の蓋
　７２０　　アルミニウム層
　７２５　　アルミナブロック
　７２８　　アルミナ板
　７３０　　第１のカーボン容器
　７３５　　カーボン製の蓋
　７５０　　第２のカーボン容器
　７５５　　カーボン製の蓋

Claims (7)

  1. 　導電性マイエナイト化合物を含む部材の製造方法であって、
    （１）マイエナイト化合物の粉末を準備する工程と、
    （２）還元性雰囲気において、前記マイエナイト化合物の粉末を含む被処理体を焼成して、導電性マイエナイト化合物を含む部材を得る工程と、
    （３）前記導電性マイエナイト化合物の破断部分を露出させる工程と、
    　を含むことを特徴とする製造方法。
  2. 　前記（３）の工程は、前記導電性マイエナイト化合物を、所定の部分で割ることにより、前記破断部分を露出させる工程を有する請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記（３）の工程によって、円柱状、短冊状、カップ状、および円錐状からなる群から選定された形状を有する導電性マイエナイト化合物を含む部材が得られる請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 　前記（３）の工程は、先端に突起部を有する略円柱状の導電性マイエナイト化合物を含む部材において、前記突起部を割る工程を有する請求項１に記載の製造方法。
  5. 　前記（２）の工程は、ＣＯガスおよび／またはアルミニウム蒸気源を含む環境下で、前記被処理体を、１２３０℃～１４１５℃の温度範囲で保持する工程を有する請求項１乃至４のいずれか一つに記載の製造方法。
  6. 　前記（２）の工程は、前記被処理体を、カーボンを含む容器中に入れた状態で行われる請求項５に記載の製造方法。
  7. 　前記（２）の工程は、前記被処理体および前記アルミニウム源を、カーボンを含む容器中に入れた状態で行われる請求項５に記載の製造方法。
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