WO2013094695A1 - タングステン合金、およびそれを用いたタングステン合金部品、放電ランプ、送信管並びにマグネトロン - Google Patents

タングステン合金、およびそれを用いたタングステン合金部品、放電ランプ、送信管並びにマグネトロン Download PDF

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hfc
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tungsten
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山本　慎一
佳代 中野
宏道 堀江
佐野　孝
南　淑子
山口　悟
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株式会社 東芝
東芝マテリアル株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/04—Cathodes
    • H01J23/05—Cathodes having a cylindrical emissive surface, e.g. cathodes for magnetrons

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a tungsten alloy, a tungsten alloy part using the same, an electrode part for a discharge lamp, a discharge lamp, a transmission tube, and a magnetron.
  • Tungsten alloy parts are used in various fields using the high-temperature strength of tungsten. Examples thereof include a discharge lamp, a transmission tube, and a magnetron. In a discharge lamp (HID lamp), tungsten alloy parts are used for cathode electrodes, electrode support rods, coil parts, and the like. In the transmission tube, tungsten alloy parts are used for filaments and mesh grit. In the magnetron, tungsten alloy parts are used for coil parts. These tungsten alloy parts have a shape of a coil part in which a sintered body having a predetermined shape, a wire, and a wire are coiled.
  • Patent Document 1 tungsten alloys containing thorium (or a thorium compound) are used for these tungsten alloy parts as described in JP-A-2002-226935 (Patent Document 1).
  • the tungsten alloy of Patent Document 1 improves deformation resistance by finely dispersing the average particle diameter of thorium particles and thorium compound particles to 0.3 ⁇ m or less.
  • Thorium-containing tungsten alloys are used in the aforementioned fields because of their excellent emitter characteristics and mechanical strength at high temperatures.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-103240 (Patent Document 2), a tungsten alloy part containing lanthanum boride (LaB 6 ) has been developed as a tungsten alloy part that does not use thorium.
  • LaB 6 lanthanum boride
  • Patent Document 3 describes a short arc type high pressure discharge lamp using a tungsten alloy containing lanthanum oxide (La 2 O 3 ) and HfO 2 or ZrO 2 .
  • a tungsten alloy containing lanthanum oxide (La 2 O 3 ) and HfO 2 or ZrO 2 According to the tungsten alloy described in Patent Document 3, sufficient emission characteristics cannot be obtained. This is because the melting point of lanthanum oxide is as low as about 2300 ° C., so when the applied voltage or current density is raised, the lanthanum oxide evaporates early when the temperature of the component becomes high, and the emission characteristics deteriorate. .
  • discharge lamps which are a kind of application of tungsten alloy parts, can be broadly divided into two types: low pressure discharge lamps and high pressure discharge lamps.
  • the low-pressure discharge lamp include various arc discharge type discharge lamps such as general lighting, special lighting used for roads and tunnels, paint curing devices, UV curing devices, sterilization devices, and semiconductor photo-cleaning devices.
  • high-pressure discharge lamps include water and sewage treatment equipment, general lighting, outdoor lighting for stadiums, UV curing equipment, exposure equipment for semiconductors and printed circuit boards, wafer inspection equipment, high-pressure mercury lamps for projectors, metal halide lamps, Examples include ultra-high pressure mercury lamps, xenon lamps and sodium lamps.
  • a voltage of 10 V or more is applied to the discharge lamp according to its application.
  • a life equal to that of the thorium-containing tungsten alloy was obtained when the voltage was less than 100V.
  • the emission characteristics were lowered, and as a result, the life was greatly reduced.
  • the transmitter tube and magnetron have a problem that sufficient characteristics cannot be obtained as the applied voltage increases.
  • the present invention is for addressing such problems, and does not use thorium, which is a radioactive substance, but is equivalent to or better than thorium-containing tungsten alloys, tungsten alloy parts using tungsten alloys, discharge lamps, and transmissions.
  • the purpose is to provide a tube and a magnetron.
  • a tungsten alloy containing a W component and an Hf component containing HfC is provided.
  • the content of the Hf component in terms of HfC is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less, and a preferable range is 0.1 wt% or more and 3 wt% or less.
  • the average primary particle size of the HfC particles is desirably 15 ⁇ m or less.
  • the tungsten alloy component of the embodiment is characterized by containing Hf in an amount of 0.1 to 3 wt% in terms of HfC.
  • Hf when converted HfC x the total amount of HfC and C, it is preferable that x ⁇ 1. Further, when the total amount of Hf, HfC and C is converted to HfCx, 0 ⁇ x ⁇ 1 is preferable. Further, when the total amount of Hf, HfC and C is converted to HfCx, it is preferable that 0.2 ⁇ x ⁇ 0.7. Further, when the carbon content of the surface portion of the tungsten alloy part is C1 (wt%) and the carbon content of the central portion is C2 (wt%), it is preferable that C1 ⁇ C2.
  • the Zr content is preferably 10 parts by mass or less.
  • the average crystal grain size of tungsten is preferably 1 to 100 ⁇ m.
  • the tungsten alloy component of the embodiment is preferably used for at least one of a discharge lamp component, a transmitter tube component, and a magnetron component.
  • the discharge lamp of the embodiment is characterized by using the tungsten alloy part of the embodiment.
  • the transmission tube of the embodiment is characterized by using the tungsten alloy component of the embodiment.
  • the magnetron of the embodiment is characterized by using the tungsten alloy component of the embodiment.
  • the discharge lamp electrode component according to the embodiment is a discharge lamp electrode component made of a tungsten alloy.
  • the tungsten alloy contains 0.1 to 5 wt% of the Hf component in terms of HfC, and the HfC particles are average grains in the Hf component.
  • the diameter is 15 ⁇ m or less.
  • the HfC particles preferably have an average particle diameter of 5 ⁇ m or less and a maximum diameter of 15 ⁇ m or less. Moreover, it is preferable that two types of Hf components, HfC and metal Hf, exist.
  • the Hf component preferably has metal Hf on the surface of the HfC particles. Alternatively, it is preferable that a part or all of the metal Hf in the Hf component is dissolved in tungsten. Further, when the total content of the Hf component is 100 parts by mass, the proportion of Hf that is HfC particles is preferably 25 to 75 parts by mass.
  • the tungsten alloy preferably contains 0.01 wt% or less of a doping material composed of at least one of K, Si, and Al.
  • the tungsten alloy preferably contains 2 wt% or less of at least one of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo, and rare earth elements.
  • the wire diameter is preferably 0.1 to 30 mm.
  • the tungsten alloy preferably has a Vickers hardness in the range of Hv 330 to 700.
  • the electrode component for discharge lamps has a front-end
  • the crystal structure of the cross section in the circumferential direction of the body part it is preferable that 1 to 80 ⁇ m of the tungsten crystal per unit area of 300 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m has an area ratio of 90% or more. Further, when the crystal structure of the cross section in the lateral direction of the body part is observed, it is preferable that 2 to 120 ⁇ m of the tungsten crystal per unit area of 300 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m has an area ratio of 90% or more.
  • the discharge lamp of the embodiment is characterized by using the electrode component for the discharge lamp of the embodiment. Moreover, it is preferable that the applied voltage of a discharge lamp is 100V or more.
  • the tungsten alloy of the embodiment does not contain thorium (including thorium oxide) which is a radioactive substance, there is no adverse effect on the environment.
  • the tungsten alloy of the embodiment has characteristics equal to or better than the thorium-containing tungsten alloy. Therefore, tungsten alloy parts, electrode parts for discharge lamps, discharge lamps, transmitter tubes, and magnetrons using them can be made environmentally friendly products.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between emission current density and applied voltage in Example 1 and Comparative Example 1.
  • a tungsten alloy containing a W component and an Hf component containing HfC is provided.
  • the content of the Hf component in terms of HfC is not less than 0.1 wt% and not more than 3 wt%.
  • the Hf component contains at least HfC, and may contain an Hf-containing compound other than HfC, Hf alone, or the like. Examples of the Hf-containing compounds include HfO 2.
  • the tungsten alloy part of the first embodiment is a part made of a tungsten alloy containing an Hf component in an amount of 0.1 to 3 wt% in terms of HfC.
  • Hf (hafnium) component in terms of HfC (hafnium carbide), characteristics such as emission characteristics and strength can be improved. That is, if the Hf component content is less than 0.1 wt% in terms of HfC, the effect of addition is insufficient, and if it exceeds 3 wt%, the characteristics are degraded.
  • the Hf component content is preferably 0.5 to 2.5 wt% in terms of HfC.
  • the HfC component contained in the tungsten alloy contains at least two of Hf, HfC, and C. That is, as the HfC component, the HfC component is contained in any of a combination of Hf and HfC, a combination of Hf and C (carbon), a combination of HfC and C (carbon), and a combination of Hf, HfC and C (carbon). It is.
  • the metal Hf is 2230 ° C.
  • the HfC is 3920 ° C.
  • the tungsten is 3400 ° C. (refer to Iwanami Shoten “Science and Chemical Encyclopedia”).
  • the melting point of metal thorium is 1750 ° C.
  • the melting point of thorium oxide (ThO 2 ) is 3220 ⁇ 50 ° C. Since hafnium has a higher melting point than thorium, its high-temperature strength can be equal to or higher than that of thorium-containing tungsten alloy.
  • Hf when HfC x terms the total amount of HfC and C (carbon) is preferably x ⁇ 1.
  • x ⁇ 1 means that not all of the HfC components contained in the tungsten alloy are present in HfC, but a part thereof is metal Hf. Since the work function of the metal Hf is 3.9, which is equivalent to the work function 3.4 of the metal Th, the emission characteristics can be improved.
  • Metal hafnium is an effective element for improving strength because it forms a solid solution with tungsten.
  • 0 ⁇ x ⁇ 1 is as described above.
  • 0 ⁇ x means that either HfC or C exists as an HfC component contained in the tungsten alloy. HfC or C has a deoxidizing effect for removing impurity oxygen contained in the tungsten alloy. By reducing the impurity oxygen, the electrical resistance value of the tungsten alloy part can be lowered, so that the characteristics as an electrode are improved.
  • 0.2 ⁇ x ⁇ 0.7 Within this range, the metal Hf, HfC, or C exists in a well-balanced manner, and characteristics such as emission characteristics, strength, electrical resistance, and life are improved.
  • the ICP analysis method and the combustion-infrared absorption method shall be used for measuring the content of Hf, HfC, and C in the tungsten alloy part. If it is an ICP analysis method, the Hf amount obtained by adding the Hf amount of Hf and the Hf amount of HfC can be measured. Similarly, the amount of carbon of HfC and the amount of carbon present alone or the amount of carbon present as other carbides can be measured by the combustion-infrared absorption method. In the embodiment, the Hf amount and the C amount are measured by the ICP analysis method and the combustion-infrared absorption method, and converted to HfCx.
  • K potassium
  • Si silicon
  • Al aluminum
  • the lower limit of the content of the dope material is not particularly limited, but is preferably 0.001 wt% or more. If it is less than 0.001 wt%, the effect of addition is small, and if it exceeds 0.01 wt%, the sinterability and workability deteriorate and mass productivity deteriorates.
  • the Zr content is preferably 10 parts by mass or less.
  • This Hf content indicates the total Hf content of Hf and HfC. Since Zr (zirconium) has a high melting point of 1850 ° C., there is little adverse effect even if it is contained in tungsten alloy parts. Also, commercially available Hf powder and the like may contain several tens of percent of Zr depending on the powder grade. The use of high-purity Hf powder or high-purity HfC powder from which impurities are removed is effective for improving the characteristics. On the other hand, increasing the purity of the raw material increases the cost. When the Hf is 100 parts by weight, if the Zr (zirconium) content is 10 parts by mass or less, it is not necessary to deteriorate the characteristics more than necessary.
  • the carbon content of the surface portion of the tungsten alloy part is C1 (wt%) and the carbon content of the central portion is C2 (wt%), it is preferable that C1 ⁇ C2.
  • the surface portion indicates a portion from the surface of the tungsten alloy to 20 ⁇ m.
  • the central part is the central part in the cross section of the tungsten alloy part.
  • This carbon amount is a total value of both carbon of carbides such as HfC and carbon present alone, and is analyzed by a combustion-infrared absorption method.
  • the fact that the amount of carbon in the surface portion C1 ⁇ the amount of carbon in the central portion C2 indicates that the carbon in the surface portion was converted to CO 2 by deoxidation and went out of the system.
  • a reduction in the amount of carbon in the surface portion means a state in which the amount of Hf in the surface portion relatively increases. For this reason, it is particularly effective when Hf is used as the emitter material.
  • the average crystal grain size of tungsten is preferably 1 to 100 ⁇ m.
  • the tungsten alloy part is preferably a sintered body. If it is a sintered body, it is possible to produce parts having various shapes by using a molding process. Further, by performing a forging process, a rolling process, a drawing process, and the like on the sintered body, it is easy to process the wire (including filaments), coil parts, and the like.
  • the crystal having an aspect ratio of less than 3 has an isotropic crystal structure of 90% or more. Further, when the drawing process is performed, a crystal having an aspect ratio of 3 or more becomes a flat crystal structure of 90% or more.
  • the crystal structure is taken with an enlarged photograph of a metal microscope or the like. The maximum ferret diameter is measured with one tungsten crystal shown in the image, and is defined as the particle diameter. This operation is performed for any 100 grains, and the average value is defined as the average crystal grain diameter.
  • the average crystal grain size of tungsten is as small as less than 1 ⁇ m, it becomes difficult to make the dispersion state of the dispersion component such as Hf, HfC or C uniform.
  • the dispersed component is present at the grain boundary between the tungsten crystals. For this reason, if the average crystal grain size of tungsten is as small as less than 1 ⁇ m, the grain boundary becomes small, and it becomes difficult to uniformly disperse the dispersed components.
  • the average crystal grain size of tungsten is larger than 100 ⁇ m, the strength as a sintered body is lowered. Therefore, the average crystal grain size of tungsten is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 60 ⁇ m.
  • the average particle size of the dispersed component such as Hf, HfC or C is preferably smaller than the average crystal particle size of tungsten.
  • the maximum ferret diameter is also used for the average particle diameter of the dispersed components.
  • the average crystal grain size of tungsten is A ( ⁇ m) and the average grain size of the dispersed component is B ( ⁇ m)
  • B / A ⁇ 0.5 it is preferable that B / A ⁇ 0.5.
  • a dispersion component such as Hf, HfC, or C exists at the grain boundary between tungsten crystals, and functions as an emitter material or a grain boundary reinforcing material.
  • the tungsten alloy and tungsten alloy parts as described above are preferably used for at least one of discharge lamp parts, transmitter tube parts, and magnetron parts.
  • Examples of discharge lamp parts include cathode electrodes, electrode support rods, and coil parts used in discharge lamps.
  • An example of a discharge lamp cathode electrode is shown in FIGS.
  • 1 is a cathode electrode
  • 2 is an electrode body
  • 3 is an electrode tip.
  • the cathode electrode 1 is formed of a tungsten alloy sintered body.
  • the tip 3 of the electrode may have a trapezoidal shape (conical truncated cone shape) as shown in FIG. 1, or a triangular shape (conical shape) as shown in FIG. If necessary, the tip is polished.
  • the electrode body 2 is preferably a cylinder having a diameter of 2 to 35 mm, and the length of the electrode body 2 is preferably 10 to 600 mm.
  • Fig. 3 shows an example of a discharge lamp.
  • 1 is a cathode electrode
  • 4 is a discharge lamp
  • 5 is an electrode support rod
  • 6 is a glass tube.
  • the pair of cathode electrodes 1 are arranged so that the electrode tip portions face each other.
  • the cathode electrode 1 is joined to the electrode support bar 5.
  • a phosphor layer (not shown) is provided inside the glass tube 6.
  • mercury, halogen, argon gas (or neon gas) or the like is sealed as necessary.
  • the entire electrode support rod may be the tungsten alloy of the embodiment, or the tungsten alloy of the embodiment is used for the portion to be joined to the cathode electrode, and the rest This part may be shaped to be joined to another lead material.
  • the discharge lamp of the embodiment uses the tungsten alloy component of the embodiment.
  • the type of the discharge lamp is not particularly limited, and can be applied to both a low pressure discharge lamp and a high pressure discharge lamp.
  • the low-pressure discharge lamp include various arc discharge type discharge lamps such as general lighting, special lighting used for roads and tunnels, paint curing devices, UV curing devices, sterilization devices, and light cleaning devices such as semiconductors.
  • high-pressure discharge lamps include water and sewage treatment equipment, general lighting, outdoor lighting for stadiums, UV curing equipment, exposure equipment for semiconductors and printed circuit boards, wafer inspection equipment, high-pressure mercury lamps for projectors, metal halide lamps, Examples include ultra-high pressure mercury lamps, xenon lamps and sodium lamps.
  • the tungsten alloy part of the embodiment is also suitable for a transmission pipe part.
  • the transmission tube component include a filament or a mesh grid.
  • the mesh grid may be one obtained by knitting a wire rod in a mesh shape, or one obtained by forming a plurality of holes in a sintered body plate.
  • the transmission tube of the embodiment has good characteristics because the tungsten alloy component of the embodiment is used as a transmission tube component.
  • FIG. 4 shows a cathode structure for a magnetron as an example of a magnetron component.
  • 7 is a coil component
  • 8 is an upper support member
  • 9 is a lower support member
  • 10 is a support rod
  • 11 is a magnetron cathode assembly.
  • the upper support member 8 and the lower support member 9 are integrated via a support bar 10.
  • a coil component 7 is disposed around the support rod 10 and is integrated with the upper support member 8 and the lower support member 9.
  • Such a magnetron component is suitable for a microwave oven.
  • the coil component preferably has a wire diameter of 0.1 to 1 mm of the tungsten wire used.
  • the diameter of the coil component is preferably 2 to 6 mm.
  • the tungsten alloy component of the embodiment exhibits excellent emission characteristics and high temperature strength when used in a magnetron component. Therefore, the reliability of the magnetron using it can be improved.
  • the manufacturing method of the tungsten alloy and the tungsten alloy component of the first embodiment is not particularly limited as long as the tungsten alloy and the tungsten alloy part have the above-described configuration, but the following method can be given as an efficient manufacturing method.
  • the tungsten powder preferably has an average particle size of 1 to 10 ⁇ m.
  • the average particle size is less than 1 ⁇ m, the tungsten powder is likely to aggregate and it is difficult to uniformly disperse the HfC component.
  • the average crystal grain size as a sintered body may exceed 100 ⁇ m.
  • the purity is preferably 99.0 wt% or more, more preferably 99.9 wt% or more, although it may be used for the intended purpose.
  • HfC powder is prepared as the HfC component. Further, a mixture of Hf powder and carbon powder may be used instead of HfC powder. Further, not HfC powder alone but HfC powder mixed with one or two kinds of Hf powder or carbon powder may be used. In this, it is preferable to use HfC powder.
  • the HfC powder is preferable because part of carbon decomposes and reacts with impurity oxygen in the tungsten powder in the sintering process, and is released out of the system as carbon dioxide, contributing to the homogenization of the tungsten alloy. When dealing with a mixed powder of Hf powder and carbon powder, both the Hf powder and carbon powder must be uniformly mixed, increasing the load on the manufacturing process. Moreover, since metal Hf is easily oxidized, it is preferable to use HfC powder.
  • the HfC component powder has an average particle size of 0.5 to 5 ⁇ m. If the average particle size is less than 0.5 ⁇ m, the HfC powder is highly agglomerated and difficult to uniformly disperse. On the other hand, when the thickness exceeds 5 ⁇ m, it is difficult to uniformly disperse at the grain boundaries of the tungsten crystal. From the viewpoint of uniform dispersion, it is preferable that the average particle size of the HfC powder ⁇ the average particle size of the tungsten powder.
  • the HfC powder or the Hf powder preferably has a Zr of 10 parts by mass or less when the Hf amount is 100 parts by mass.
  • the HfC powder or the Hf powder may contain a Zr component as an impurity. If the amount of Zr is 10 parts by mass or less with respect to the amount of Hf, the goodness of the characteristics of the Hf component can be prevented. Further, the smaller the amount of Zr, the better. However, increasing the purity of the raw material causes an increase in cost. Therefore, the Zr content is more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
  • At least one dope material selected from K, Si, and Al is added as necessary.
  • the addition amount is preferably 0.1% by mass or less.
  • each raw material powder is uniformly mixed.
  • the mixing step is preferably performed using a mixer such as a ball mill.
  • the mixing step is preferably performed for 8 hours or longer, more preferably 20 hours or longer. Moreover, it is good also as a slurry by mixing with an organic binder and an organic solvent as needed. Moreover, you may perform a granulation process as needed.
  • a degreasing process is performed to a molded object as needed.
  • a sintering process is performed.
  • the sintering step is preferably performed in a reducing atmosphere such as hydrogen, an inert atmosphere such as nitrogen, or in a vacuum.
  • the sintering is preferably performed at a temperature of 1400 to 3000 ° C. for 1 to 20 hours. If the sintering temperature is less than 1400 ° C. or the sintering time is less than 1 hour, the sintering is insufficient and the strength of the sintered body is lowered. Further, if the sintering temperature exceeds 3000 ° C.
  • the tungsten crystal may grow too much.
  • the sintering process is not particularly limited, such as electric current sintering, atmospheric pressure sintering, and pressure sintering.
  • a process for processing the sintered body (tungsten alloy) into parts is performed.
  • the process for processing the part include a forging process, a rolling process, a drawing process, a cutting process, and a polishing process.
  • a coiling process is mentioned when using it as a coil component.
  • a step of assembling filaments into a mesh can be mentioned.
  • strain relief heat treatment is preferably performed in the range of 1300 to 2500 ° C. in a reducing atmosphere, inert atmosphere or vacuum.
  • a tungsten alloy containing a W component and an Hf component containing HfC particles, a tungsten alloy part using the tungsten alloy, a discharge lamp, a transmission tube, and a magnetron are provided.
  • the content of the Hf component in terms of HfC is not less than 0.1 wt% and not more than 5 wt%.
  • grains is 15 micrometers or less.
  • the Hf component contains at least HfC, and may contain an Hf-containing compound other than HfC, Hf alone, or the like. Examples of the Hf-containing compounds include HfO 2.
  • the electrode component for a discharge lamp according to the second embodiment is a discharge lamp electrode component made of a tungsten alloy.
  • the tungsten alloy contains 0.1 to 5 wt% of Hf component in terms of HfC, and HfC particles in the Hf component. Has an average particle size of 15 ⁇ m or less.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show an example of the electrode component for the discharge lamp of the embodiment.
  • 21 is a discharge lamp electrode part
  • 22 is a discharge lamp electrode part having a tapered tip part
  • 23 is a tip part
  • 24 is a body part.
  • the discharge lamp electrode part 21 has a cylindrical shape, and a tip part 23 thereof is processed into a tapered shape to form a discharge lamp electrode part 22.
  • the discharge lamp electrode component 21 before processing into a tapered shape is usually a cylindrical shape, but may be a quadrangular prism shape.
  • the tungsten alloy contains 0.1 to 5 wt% of the Hf component in terms of HfC.
  • the Hf component include two types of HfC and Hf.
  • the atomic ratio of C / Hf is not limited to 1, but includes those having an atomic ratio of C / Hf of 0.6 to 1.
  • the Hf component is a component that functions as an emitter material in the electrode component for a discharge lamp. If the content of the Hf component is less than 0.1 wt% in terms of HfC, the emission characteristics are insufficient. On the other hand, if it exceeds 5 wt%, the strength may be lowered. Therefore, the Hf component is preferably 0.3 to 3.0 wt%, more preferably 0.5 to 2.5 wt% in terms of HfC.
  • the Hf component can exist as HfC or Hf as described above.
  • the primary particles of HfC need to be particles having an average particle size of 15 ⁇ m or less. That is, it is important that HfC is HfC particles.
  • HfC particles exist at the grain boundaries between tungsten crystal particles. For this reason, if the HfC particles are too large, the gap between the tungsten crystal particles is increased, which causes a decrease in density and strength. Further, since the HfC particles function not only as an emission material but also as a dispersion strengthening material due to the presence at the grain boundaries between tungsten crystal particles, the strength of the electrode parts can be improved.
  • the primary particles of HfC particles preferably have an average particle size of 5 ⁇ m or less and a maximum diameter of 15 ⁇ m or less.
  • the primary particles of HfC particles preferably have an average particle size of 0.1 to 3 ⁇ m.
  • the maximum diameter is preferably 1 to 10 ⁇ m or less.
  • Small HfC particles having an average particle diameter of less than 0.1 ⁇ m or a maximum diameter of less than 1 ⁇ m may disappear quickly due to exhaustion due to emission.
  • the HfC particles preferably have an average particle size of 0.1 ⁇ m or more or a maximum diameter of 1 ⁇ m or more.
  • the dispersion state of the HfC particles is preferably in the range of 2 to 30 on an arbitrary straight line 200 ⁇ m. If the number of HfC particles is less than 2 (0 to 1) per 200 ⁇ m in a straight line, the HfC particles are partially reduced and the emission variation is increased. On the other hand, when the number of HfC particles exceeds 30 per line (200 ⁇ m) (31 or more), HfC particles are excessively increased in part, which may cause adverse effects such as strength reduction.
  • grains expands and images the arbitrary cross sections of a tungsten alloy. The magnified photo should be 1000 times or more. An arbitrary straight line 200 ⁇ m (line thickness 0.5 mm) is drawn on the enlarged photograph, and the number of HfC particles existing on the line is counted.
  • the secondary particles of the HfC particles preferably have a maximum diameter of 100 ⁇ m or less.
  • the secondary particles of HfC particles are aggregates of primary particles. If the secondary particles are larger than 100 ⁇ m, the strength of the tungsten alloy part is lowered. Therefore, the maximum diameter of the secondary particles of the HfC particles is preferably as small as 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, and further 20 ⁇ m or less.
  • Hf metal Hf
  • the first dispersion state exists as metal Hf particles.
  • Metal Hf particles are present at the grain boundaries between tungsten crystal particles in the same manner as HfC particles. By being present at the grain boundaries between the tungsten crystal particles, the metal Hf particles also function as an emission material and a dispersion strengthening material. Therefore, the primary particle size of the metal Hf particles is preferably an average particle size of 15 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less, and 0.1 to 3 ⁇ m. The maximum diameter is preferably 15 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the metal Hf particles may be prepared by mixing HfC particles and metal Hf particles in advance when producing a tungsten alloy, or by decarburizing the HfC particles during the manufacturing process.
  • a decarburizing method because a deoxidizing effect of reacting with oxygen in tungsten and releasing it as carbon dioxide out of the system can be obtained. If deoxidation can be performed, the electrical resistance of the tungsten alloy can be lowered, so that the conductivity of the electrode is improved. Further, a part of the metal Hf particles may be HfO 2 particles.
  • metal Hf is present on the surface of the HfC particles.
  • a sintered body of a tungsten alloy is produced in the same manner as in the first dispersion state, carbon is decarburized from the surface of the HfC particles, and a metal Hf film is formed on the surface.
  • Even HfC particles with metal Hf coating show excellent emission characteristics.
  • the primary particle diameter of the HfC particles with a metal Hf coating is preferably an average particle diameter of 15 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less, and 0.1 to 3 ⁇ m.
  • the maximum diameter is preferably 15 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
  • part or all of the metal Hf is solid-dissolved in tungsten.
  • Metal Hf is a combination that forms a solid solution with tungsten.
  • the strength of the tungsten alloy can be improved.
  • the measuring method of the presence or absence of solid solution is possible by XRD analysis.
  • the Hf component and the carbon content are measured.
  • HfC is converted from the amount of Hf and the amount of carbon in the Hf component, and it is confirmed that HfCx, x ⁇ 1.
  • XRD analysis is performed to confirm that no metal Hf peak is detected.
  • the fact that no metal Hf peak is detected despite the presence of HfCx, x ⁇ 1 and hafnium that is not hafnium carbide means that the metal Hf is dissolved in tungsten.
  • EPMA electron beam microanalyzer
  • TEM transmission electron microscope
  • the dispersion state of the metal Hf may be any one of the first dispersion state, the second dispersion state, and the third dispersion state, or a combination of two or more.
  • Hf content when the total content of Hf components (Hf content) is 100 parts by mass, the proportion of Hf that is HfC particles is preferably 25 to 75 parts by mass. Of course, all of the Hf components may be HfC particles. With HfC particles, emission characteristics can be obtained. On the other hand, the conductivity and strength of the tungsten alloy can be improved by dispersing the metal Hf. However, if all of the Hf component is metal Hf, the emission characteristics and the high temperature strength are reduced. Metal Hf has a melting point of 2230 ° C., a melting point of HfC of 3920 ° C., and a melting point of metal tungsten of 3400 ° C.
  • HfC has a higher melting point
  • the high temperature strength is improved when a predetermined amount of HfC is contained.
  • the surface current density of HfC is almost equal to that of ThO2
  • a current similar to that of a thorium oxide-containing tungsten alloy can be passed.
  • the discharge lamp can be handled with the same current density as that of the thorium oxide-containing tungsten alloy electrode, so that it is not necessary to change the design of the control circuit or the like. Therefore, when the total content of the Hf component is 100 parts by mass, the proportion of HfC particles is preferably 25 to 75 parts by mass. More preferred is 35 to 65 parts by mass.
  • the method of analyzing the content of HfC and metal Hf is to measure the total amount of Hf in the tungsten alloy by ICP analysis.
  • the total carbon content in the tungsten alloy is measured by a combustion-infrared absorption method.
  • the size of the HfC particles is measured by taking an enlarged photograph of an arbitrary cross section of the tungsten alloy sintered body and measuring the longest diagonal line of the HfC particles appearing there as the particle size of the HfC particles. In this operation, 50 HfC particles are measured, and the average value is defined as the average particle size of the HfC particles. Further, the largest value of the HfC particle diameter (longest diagonal line) is defined as the maximum diameter of the HfC particle.
  • the tungsten alloy may contain 0.01 wt% or less of a doping material composed of at least one of K, Si, and Al.
  • K (potassium), Si (silicon), and Al (aluminum) are so-called dope materials, and recrystallization characteristics can be improved by adding these dope materials.
  • the lower limit of the content of the dope material is not particularly limited, but is preferably 0.001 wt% or more. If it is less than 0.001 wt%, the effect of addition is small, and if it exceeds 0.01 wt%, the sinterability and workability deteriorate and mass productivity deteriorates.
  • the tungsten alloy may contain 2 wt% or less of at least one of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo, and rare earth elements.
  • examples of at least one of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo, and rare earth elements include any one of a simple metal, an oxide, and a carbide.
  • you may contain 2 or more types.
  • the sum total is preferably 2 wt% or less.
  • Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo, and rare earth elements have weak emission characteristics, the consumption due to emission is small, so that the function as a dispersion strengthening material can be maintained over a long period of time.
  • the minimum of content is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01 wt% or more.
  • Zr and rare earth elements are preferable. Since these components are atoms having a large atomic radius of 0.16 nm or more, they are components having a large surface current density. In other words, it can be said that the metal simple substance or the compound containing the element whose atomic radius is 0.16 nm or more is preferable.
  • the discharge lamp electrode part preferably has a tip portion having a tapered tip and a cylindrical body portion.
  • the taper shape that is, the shape having a sharp tip, improves the characteristics as an electrode component for a discharge lamp.
  • the ratio of the length of the front end portion 23 and the body portion 24 is not particularly limited, and is determined according to the application.
  • the wire diameter ⁇ of the discharge lamp electrode part is preferably 0.1 to 30 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, the strength as an electrode part cannot be maintained, and there is a possibility that the electrode part may be broken when assembled into a discharge lamp, or may be broken when the tip is tapered. On the other hand, if it exceeds 30 mm, it becomes difficult to control the uniformity of the tungsten crystal structure as described later.
  • FIG. 7 shows an example of a circumferential cross section of the body portion.
  • 24 is a body part
  • 25 is a circumferential section.
  • the tungsten crystal having a crystal grain size of 1 to 80 ⁇ m per unit area in the circumferential cross section of the body portion has an area ratio of 90% or more means that a small tungsten crystal having a crystal grain size of less than 1 ⁇ m and a large tungsten having a crystal grain size of more than 80 ⁇ m. Indicates that there are few crystals. If there are too many tungsten crystals of less than 1 ⁇ m, the grain boundaries between tungsten crystal particles become too small. If the proportion of HfC particles in the grain boundary increases, when the HfC particles are consumed due to emission, the defects become large defects and the strength of the tungsten alloy is reduced.
  • 1 to 80 ⁇ m is an area ratio of 96% or more, and further an area ratio of 100%.
  • the average particle diameter of the tungsten crystal particles in the circumferential cross section is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less.
  • the average aspect ratio of the tungsten crystal particles is preferably less than 3.
  • 50 grains of this work are performed, and the average value is defined as the average aspect ratio.
  • FIG. 8 shows an example of a cross section in the lateral direction.
  • 24 is a body part
  • 26 is a cross section in the side direction.
  • the tungsten crystal in the cross section in the lateral direction of the body part has a crystal grain size of 2 to 120 ⁇ m per unit area has an area ratio of 90% or more means that the tungsten crystal having a crystal grain size of less than 2 ⁇ m and a large tungsten exceeding 120 ⁇ m Indicates that there are few crystals.
  • the grain boundary between tungsten crystal particles will become too small. If the proportion of HfC particles in the grain boundary increases, when the HfC particles are consumed due to emission, the defects become large defects and the strength of the tungsten alloy is reduced.
  • the area ratio is 2 to 120 ⁇ m and the area ratio is 96% or more, and further the area ratio is 100%.
  • the average particle size of the tungsten crystal particles in the cross section in the lateral direction is preferably 70 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less.
  • the average aspect ratio of the tungsten crystal particles is preferably 3 or more.
  • the measuring method of an average particle diameter and an average aspect ratio is the same as the circumferential cross section.
  • the characteristics of the discharge lamp electrode component are also improved.
  • the tungsten alloy preferably has a relative density of 95.0% or more, more preferably 98.0% or more. If the relative density is less than 95.0%, bubbles may increase and adverse effects such as strength reduction and partial discharge may occur.
  • the theoretical density is the theoretical density of the tungsten 19.3 g / cm 3, hafnium theoretical density 13.31 g / cm 3, the theory of hafnium carbide density 12.2 g / cm 3, determined by calculation in accordance with the respective weight ratios as Shall.
  • the tungsten alloy preferably has a Vickers hardness of HV330 or more. Further, it is preferably in the range of Hv 330 to 700. If the Vickers hardness is less than Hv330, the tungsten alloy is too soft and the strength is lowered. On the other hand, if it exceeds Hv700, the tungsten alloy is too hard and it is difficult to process the tip into a tapered shape. On the other hand, if it is too hard, in the case of an electrode part having a long body part, there is a possibility that it is not flexible and easily breaks. In addition, the three-point bending strength of the tungsten alloy can be increased to 400 MPa or more.
  • the surface roughness Ra of the electrode component for a discharge lamp is 5 ⁇ m or less.
  • the surface roughness Ra of the tip is preferably as small as 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less. If the surface irregularities are large, the emission characteristics will deteriorate.
  • the discharge lamp electrode parts as described above can be applied to various discharge lamps. Therefore, a long life can be achieved even when a large voltage of 100 V or higher is applied. Further, the low pressure discharge lamp and the high pressure discharge lamp as described above are not particularly restricted in use. Also, the wire diameter of the body part is 0.1-30mm, the thin wire diameter is 0.1mm or more and 3mm or less, the medium size is over 3mm, the medium size is 10mm or less, the thick one is over 10mm and 30mm or less Applicable. Further, the length of the electrode body is preferably 10 to 600 mm.
  • Fig. 9 shows an example of a discharge lamp.
  • reference numeral 22 denotes an electrode component (tip portion has been tapered)
  • 27 denotes a discharge lamp
  • 28 denotes an electrode support rod
  • 29 denotes a glass tube.
  • the discharge lamp 27 arranges a pair of electrode components 22 so that the electrode tip portions face each other.
  • the electrode component 22 is joined to the electrode support rod 28.
  • a phosphor layer (not shown) is provided on the inner surface of the glass tube 29.
  • mercury, halogen, argon gas (or neon gas) or the like is sealed as necessary.
  • the discharge lamp of the embodiment uses the tungsten alloy and electrode parts of the second embodiment.
  • the type of the discharge lamp is not particularly limited, and can be applied to both a low pressure discharge lamp and a high pressure discharge lamp.
  • the low-pressure discharge lamp include various arc discharge type discharge lamps such as general lighting, special lighting used for roads and tunnels, paint curing devices, UV curing devices, sterilization devices, and light cleaning devices such as semiconductors.
  • high-pressure discharge lamps include water and sewage treatment equipment, general lighting, outdoor lighting for stadiums, UV curing equipment, exposure equipment for semiconductors and printed circuit boards, wafer inspection equipment, high-pressure mercury lamps for projectors, metal halide lamps, Examples include ultra-high pressure mercury lamps, xenon lamps and sodium lamps.
  • the strength of the tungsten alloy is improved, it can be applied to a field involving movement (vibration) such as an automobile discharge lamp.
  • the tungsten alloy and the electrode component for a discharge lamp of the second embodiment are not particularly limited as long as they have the above-described configuration, but examples of the manufacturing method for efficiently obtaining include the following.
  • a tungsten alloy powder containing an Hf component is prepared.
  • HfC powder is prepared as the Hf component.
  • the primary particle diameter of the HfC particles is preferably 15 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less. Moreover, it is preferable to remove beforehand what exceeds 15 micrometers in maximum diameters using a sieve. When the maximum diameter is desired to be 10 ⁇ m or less, large HfC particles are removed using a sieve having a target mesh diameter. In addition, when it is desired to remove HfC particles having a small particle diameter, they are removed using a sieve having a target mesh diameter. In addition, it is preferable to perform a pulverizing step of HfC particles with a ball mill or the like before sieving. By performing the pulverization step, the aggregates can be broken, so that it is easy to control the particle size by sieving.
  • the metal tungsten powder preferably has an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m.
  • a tungsten powder having a tungsten purity of 98.0 wt% or more, an oxygen content of 1 wt% or less, and an impurity metal component of 1 wt% or less is preferable.
  • the particles are pulverized in advance by a ball mill or the like, and small particles and large particles are removed by a sieving step.
  • the metal tungsten powder is added so that the target Hf component amount (0.1 to 3 wt% in terms of HfC) is obtained when converted to HfC.
  • a mixed powder of HfC particles and metallic tungsten powder is put into a mixing container, and the mixing container is rotated to mix uniformly.
  • the mixing container can be made into a cylindrical shape and can be smoothly mixed by rotating in the circumferential direction.
  • tungsten powder containing HfC particles can be prepared.
  • a small amount of carbon powder may be added in consideration of decarburization during the sintering process described later. At this time, the amount of carbon to be decarburized is the same or less.
  • a compact is prepared using the obtained tungsten powder containing HfC particles.
  • a binder is used as necessary.
  • the molded body has a cylindrical shape, it is preferably a cylindrical shape having a diameter of 0.1 to 40 mm.
  • the size of the molded body is arbitrary.
  • the length (thickness) of a molded object is arbitrary.
  • a step of pre-sintering the compact is performed. Presintering is preferably performed at 1250 to 1500 ° C. By this step, a presintered body can be obtained.
  • a step of subjecting the pre-sintered body to current sintering is performed. In the electric current sintering, electric current is preferably supplied so that the sintered body has a temperature of 2100 to 2500 ° C. If the temperature is less than 2100 ° C., sufficient densification cannot be achieved and the strength is lowered. On the other hand, when the temperature exceeds 2500 ° C., the HfC particles and tungsten particles grow too much to obtain the intended crystal structure.
  • the compact is performed at a temperature of 1400 to 3000 ° C. for 1 to 20 hours. If the sintering temperature is less than 1400 ° C. or the sintering time is less than 1 hour, the sintering is insufficient and the strength of the sintered body is lowered. Further, if the sintering temperature exceeds 3000 ° C. or the sintering time exceeds 20 hours, the tungsten crystal may grow too much.
  • examples of the sintering atmosphere include an inert atmosphere such as nitrogen and argon, a reducing atmosphere such as hydrogen, and a vacuum.
  • the carbon of the HfC particles is decarburized during the sintering process. Since impurity oxygen in the tungsten powder is removed together at the time of decarburization, the oxygen content in the tungsten alloy can be reduced to 1 wt% or less, and further to 0.5 wt% or less. When the oxygen content in the tungsten alloy is reduced, the conductivity is improved.
  • This sintering step makes it possible to obtain an Hf component-containing tungsten sintered body.
  • the pre-sintered body is cylindrical
  • the sintered body is also a cylindrical sintered body (ingot).
  • a step of cutting out to a predetermined size is performed. By this cutting process, a cylindrical sintered body (ingot) is obtained.
  • the cylindrical sintered body (ingot) is subjected to a process of adjusting the wire diameter by forging, rolling, drawing, or the like.
  • the processing rate is preferably in the range of 30 to 90%.
  • the wire diameter is preferably adjusted by a plurality of processes. By performing the processing a plurality of times, it is possible to obtain a high-density electrode part by crushing the pores of the cylindrical sintered body before processing.
  • the processing rate is as low as less than 30%, the crystal structure is not sufficiently extended in the processing direction, and the tungsten crystal and thorium component particles are less likely to have the desired size. Further, if the processing rate is as small as less than 30%, the pores inside the cylindrical sintered body before processing may not be sufficiently crushed and may remain as they are. If the internal pores remain, it may cause a decrease in the durability of the cathode component. On the other hand, if the processing rate is larger than 90%, there is a possibility that the yield is lowered due to disconnection due to excessive processing. Therefore, the processing rate is 30 to 90%, preferably 35 to 70%.
  • the relative density of the sintered tungsten alloy is 95% or more, it is not always necessary to process at a predetermined processing rate.
  • the wire diameter After processing the wire diameter to 0.1 to 30 mm, it is cut to the required length to become an electrode part. Further, if necessary, the tip is processed into a tapered shape. Further, polishing processing, heat treatment (such as recrystallization heat treatment), and shape processing are performed as necessary.
  • the recrystallization heat treatment is preferably performed in a reducing atmosphere, an inert atmosphere or a vacuum in the range of 1300 to 2500 ° C.
  • the tungsten alloy and the electrode component for the discharge lamp of the embodiment can be efficiently manufactured.
  • any one of the primary and secondary particle diameters of the HfC particles, the dispersion state of the metal Hf, the ratio of Hf that is HfC, the relative density, and the Vickers hardness is set.
  • Emission characteristics can be improved by specifying as in the second embodiment.
  • the emission characteristics can be improved by specifying the crystal structure of the cross section and the surface roughness Ra as in the second embodiment.
  • Example 1 As a raw material powder, HfC powder (purity 99.0%) having an average primary particle diameter of 2 ⁇ m was added to tungsten powder (purity 99.99 wt%) having an average particle diameter of 2 ⁇ m so as to be 1.5 wt%. .
  • the HfC powder had an impurity Zr content of 0.8 parts by mass when the Hf content was 100 parts by mass.
  • the raw material powder was mixed with a ball mill for 12 hours to prepare a mixed raw material powder.
  • the mixed raw material powder was put into a mold to produce a molded body.
  • the obtained compact was subjected to furnace sintering at 1800 ° C. for 10 hours in a hydrogen atmosphere. By this step, a sintered body of 16 mm length ⁇ 16 mm width ⁇ 420 mm length was obtained.
  • a cylindrical sample having a diameter of 2.4 mm and a length of 150 mm was cut out.
  • the sample was subjected to centerless polishing so that the surface roughness Ra was 5 ⁇ m or less.
  • a strain relief heat treatment a heat treatment at 1600 ° C. was performed in a hydrogen atmosphere.
  • a cathode component for a discharge lamp was produced as a tungsten alloy component according to Example 1.
  • the content of the HfC component, the carbon content of the surface portion and the central portion, and the average grain size of the tungsten crystal were examined.
  • the content of the HfC component was analyzed by ICP analysis or combustion-infrared absorption method to analyze Hf content and carbon content, and converted to HfC x .
  • the analysis of the carbon amount of a surface part and a center part cut out the sample for a measurement from the range of 10 micrometers from the surface, and a cylindrical cross section, and measured carbon amount, respectively.
  • the average crystal grain size of tungsten was determined by measuring 100 maximum ferret diameters in an arbitrary cross-sectional structure, and setting the average value as the average crystal grain size. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 the emission characteristics of the discharge lamp cathode parts according to Example 1 and Comparative Example 1 were examined.
  • the emission characteristics were measured by changing the applied voltage (V) to 100 V, 200 V, 300 V, and 400 V and measuring the emission current density (mA / mm 2).
  • the measurement was performed at an applied current load of 18 ⁇ 0.5 A / W to the cathode component and an application time of 20 ms. The result is shown in FIG.
  • Example 1 was found to have better emission characteristics than Comparative Example 1. As a result, it can be seen that the cathode component for the discharge lamp of Example 1 exhibits excellent emission characteristics without using thorium oxide which is a radioactive substance. At the time of measurement, the cathode component was 2100 to 2200 ° C. For this reason, it turns out that the cathode component which concerns on Example 1 is excellent also in high temperature strength, a lifetime, etc.
  • Example 2 raw material mixed powders were prepared in which the amount of HfC added and the amount of K added as a doping material were changed as shown in Table 2.
  • Each raw material mixed powder was molded and sintered at 1500-1900 ° C. for 7-16 hours in a hydrogen atmosphere to obtain a sintered body.
  • the cut-out process was performed in the same manner as in Example 1 in the size of the sintered body.
  • the compact size was adjusted to directly obtain a sintered body having a diameter of 2.4 mm and a length of 150 mm.
  • the cathode parts for the discharge lamp according to this example all showed excellent characteristics.
  • the cathode component was 2100 to 2200 ° C.
  • the cathode parts according to Examples 2 to 5 are excellent in high-temperature strength and life.
  • Tungsten powder (purity 99.0 wt% or more) and HfC powder shown in Table 5 were prepared as the raw material powder. Each powder was sufficiently loosened by a ball mill, and subjected to a sieving step as necessary so that the maximum diameter was a value shown in Table 5, respectively.
  • the tungsten powder and the HfC powder were mixed at a ratio shown in Table 6 and mixed again by a ball mill. Next, it shape
  • a cylindrical sintered body (ingot) was cut out from the obtained tungsten alloy sintered body, and the wire diameter was adjusted by appropriately combining forging, rolling, and drawing.
  • the processing rate is as shown in Table 7.
  • recrystallization heat treatment at 1600 ° C. was performed in a hydrogen atmosphere. Thereby, the electrode part for discharge lamps was completed.
  • the ratio of HfC in the Hf component was measured for each electrode component for a discharge lamp. Further, the oxygen content, relative density (%), Vickers hardness (Hv), and three-point bending strength were determined.
  • the amount of Hf in the tungsten alloy is measured by ICP analysis, and the amount of carbon in the tungsten alloy is measured by the combustion-infrared absorption method. It can be considered that the carbon in the tungsten alloy is HfC. Therefore, the total Hf amount detected is 100 parts by weight, the amount of Hf that becomes HfC is converted, and the mass ratio is obtained.
  • the oxygen content in the tungsten alloy was analyzed by an inert gas combustion-infrared absorption method. The relative density was obtained by dividing the measured density analyzed by the Archimedes method by the theoretical density. The theoretical density was determined by the above calculation.
  • the Vickers hardness (Hv) was determined according to JIS-Z-2244.
  • the three-point bending strength was determined according to JIS-R1601. The results are shown in Table 9.
  • the electrode component for a discharge lamp according to this example has a high density, and also exhibits excellent values of Vickers hardness (Hv) and three-point bending strength. This is because part of HfC has been decarburized.
  • the Hf component that is not HfC is in the state of either metal Hf particles, a part of the surface of the HfC particles is metal Hf, or a solid solution of tungsten and hafnium. there were. That is, there are two types of Hf components, Hf and HfC. In Comparative Example 11-1, the HfC particles were large, so that the strength became low due to the fracture starting point.
  • Example 21 to 25 Next, the same tungsten powder and HfC powder as in Example 12 were used, and the second component having the composition shown in Table 10 was prepared.
  • An ingot was obtained by sintering the furnace at 2000 ° C. in a hydrogen atmosphere. The ingot was processed at a processing rate of 50% to obtain an electrode part having a wire diameter of 10 mm. Further, a recrystallization heat treatment at 1600 ° C. was performed in a hydrogen atmosphere. The same measurement was performed for each example. The results are shown in Tables 10-12.
  • the dispersion strengthening function was strengthened and the grain growth of the tungsten crystal was suppressed, so that the strength was improved.
  • Example 11A to 25A, Comparative Examples 11-1A to 11-2A and Comparative Example 12A The emission characteristics of the electrode parts for discharge lamps of Examples 11 to 25, Comparative Example 11-1, and Comparative Example 11-2 were examined.
  • the emission characteristics were measured by changing the applied voltage (V) to 100 V, 200 V, 300 V, and 400 V and measuring the emission current density (mA / mm 2 ).
  • the measurement was performed at an applied current load of 18 ⁇ 0.5 A / W and an application time of 20 ms to the electrode parts for the discharge lamp.
  • the discharge lamp electrode component according to each example exhibited emission characteristics equal to or higher than those of Comparative Example 12 using thorium oxide, although thorium oxide was not used. At the time of measurement, the cathode component was 2100-2200 ° C. For this reason, the electrode components for discharge lamps according to the respective examples have excellent high temperature strength.
  • Example 26 (Examples 26 to 28) Next, the discharge lamp electrodes of Example 11, Example 13, and Example 18 were manufactured by the same manufacturing method except that the recrystallization heat treatment condition was changed to 1800 ° C.
  • Example 26 (Example 11) The recrystallization heat treatment condition of Example 18 was changed to 1800 ° C.), Example 27 (recrystallization heat treatment condition of Example 13 was changed to 1800 ° C.), Example 28 (recrystallization heat treatment condition of Example 18 was changed to 1800 ° C.) Prepared as above). Similar measurements were made. The results are shown in Tables 14-15.
  • the electrode part for a discharge lamp according to this example had a high density, and also exhibited excellent values of Vickers hardness (Hv) and three-point bending strength. This is because part of HfC has been decarburized. Moreover, as a result of analyzing the Hf component which has not become HfC, all of them became a solid solution of tungsten and hafnium. That is, there are two types of Hf components, Hf and HfC. For this reason, it is understood that when the recrystallization heat treatment temperature is set to 1700 ° C. or higher, the metal Hf is easily dissolved in tungsten. The emission characteristics were measured by the same method as in Example 11A. The results are shown in Table 16.
  • SYMBOLS 1 Cathode electrode, 2 ... Electrode body part, 3 ... Electrode tip part, 4 ... Discharge lamp, 5 ... Electrode support rod, 6 ... Glass tube, 7 ... Coil component, 8 ... Upper support member, 9 ... Lower support member, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Support rod, 11 ... Cathode structure for magnetrons, 21 ... Electrode components for discharge lamps, 22 ... Electrode components for discharge lamps which have a taper-shaped front-end

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Abstract

　放射性物質であるトリウムを使用せずに、トリウム含有タングステン合金と同等以上のエミッション特性を有するタングステン合金を得ること、及び、該タングステン合金を用いる放電ランプ、送信管及びマグネトロンを提供することを目的とする。本発明は、タングステン合金において、ＨｆＣを含むＨｆ成分をＨｆＣ換算で０．１ｗｔ％以上３ｗｔ％以下の範囲で含有させる。

Description

タングステン合金、およびそれを用いたタングステン合金部品、放電ランプ、送信管並びにマグネトロン
　本発明の実施形態は、タングステン合金、およびそれを用いたタングステン合金部品、放電ランプ用電極部品、放電ランプ、送信管並びにマグネトロンに関する。
　タングステン合金部品は、タングステンの高温強度を利用して様々な分野に使われている。その一例として、放電ランプ、送信管、マグネトロンが挙げられる。放電ランプ（ＨＩＤランプ）では、カソード電極、電極支持棒、コイル部品などにタングステン合金部品が使われている。また、送信管では、フィラメントやメッシュグリットなどにタングステン合金部品が使われている。また、マグネトロンでは、コイル部品などにタングステン合金部品が使われている。これらタングステン合金部品は、所定の形状を有する焼結体、線材、線材をコイル状にしたコイル部品の形状を取っている。
　従来、これらタングステン合金部品には、特開２００２－２２６９３５号公報（特許文献１）に記載されたようにトリウム（またはトリウム化合物）を含有したタングステン合金が用いられている。特許文献１のタングステン合金は、トリウム粒子およびトリウム化合物粒子の平均粒径を０．３μｍ以下と微細分散させることにより、耐変形性を向上させるものである。トリウム含有タングステン合金は、エミッタ特性や高温での機械的強度に優れていることから、前述の分野に使われている。
　しかしながら、トリウムまたはトリウム化合物は放射性物質であることから、環境への影響を考慮してトリウムを使わないタングステン合金部品が望まれている。特開２０１１－１０３２４０号公報（特許文献２）では、トリウムを使わないタングステン合金部品として、ホウ化ランタン（ＬａＢ６）を含有するタングステン合金部品が開発されている。
　一方、特許文献３には、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）と、ＨｆＯ2またはＺｒＯ2とを含むタングステン合金を用いたショートアーク型高圧放電ランプが記載されている。特許文献３に記載のタングステン合金によると、十分なエミッション特性が得られない。これは、酸化ランタンの融点が２３００℃程度と低いため、印加電圧または電流密度を上げることにより部品が高温になったときに酸化ランタンが早期に蒸発してしまい、エミッション特性が低下するためである。
特開２００２－２２６９３５号公報 特開２０１１－１０３２４０号公報 特許第４７４１１９０号特許公報
　例えば、タングステン合金部品の用途の一種である放電ランプは、大きく分けて低圧放電ランプと高圧放電ランプの２種類に分けられる。低圧放電ランプは、一般照明、道路やトンネルなどに使われる特殊照明、塗料硬化装置、ＵＶ硬化装置、殺菌装置、半導体などの光洗浄装置など様々なアーク放電型の放電ランプが挙げられる。また、高圧放電ランプは、上下水の処理装置、一般照明、競技場などの屋外照明、ＵＶ硬化装置、半導体やプリント基板などの露光装置、ウエハ検査装置、プロジェクタなどの高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプなどが挙げられる。
　放電ランプは、その用途に応じて、１０Ｖ以上の電圧が印加される。特許文献２に記載されたホウ化ランタンを含有したタングステン合金では、電圧が１００Ｖ未満ではトリウム含有タングステン合金と同等の寿命が得られていた。しかしながら、電圧が１００Ｖ以上と大きくなるにつれエミッション特性が低下し、その結果、寿命も大きく低下した。
　送信管やマグネトロンに関しても、同様に印加電圧が上がるにつれて十分な特性が得られないと言った問題があった。
　本発明は、このような問題に対応するためのものであり、放射性物質であるトリウムを使用せず、トリウム含有タングステン合金と同等以上のタングステン合金、タングステン合金を用いるタングステン合金部品、放電ランプ、送信管及びマグネトロンを提供することを目的とするものである。
　実施形態によれば、Ｗ成分と、ＨｆＣを含むＨｆ成分とを含有するタングステン合金が提供される。Ｈｆ成分のＨｆＣ換算での含有量は０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下であり、好ましい範囲は０．１ｗｔ％以上３ｗｔ％以下である。また、ＨｆＣ粒子の平均一次粒子径は１５μｍ以下であることが望ましい。
　実施形態のタングステン合金部品は、ＨｆをＨｆＣ換算で０．１～３ｗｔ％含有することを特徴とするものである。
　また、Ｈｆ、ＨｆＣ、Ｃの少なくとも２種以上を含有することが好ましい。また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、ｘ＜１であることが好ましい。また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０＜ｘ＜１であることが好ましい。また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０．２＜ｘ＜０．７であることが好ましい。また、タングステン合金部品の表面部の炭素量をＣ１（ｗｔ％）、中心部の炭素量をＣ２（ｗｔ％）としたとき、Ｃ１＜Ｃ２であることが好ましい。また、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種を０．０１ｗｔ％以下含有したことが好ましい。また、Ｈｆ含有量を１００質量部としたときＺｒ含有量が１０質量部以下であることが好ましい。また、タングステンの平均結晶粒径は１～１００μｍであることが好ましい。
　また、実施形態のタングステン合金部品は、放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種に用いられることが好ましい。
　また、実施形態の放電ランプは、実施形態のタングステン合金部品を用いたことを特徴とするものである。また、実施形態の送信管は、実施形態のタングステン合金部品を用いたことを特徴とするものである。また、実施形態のマグネトロンは、実施形態のタングステン合金部品を用いたことを特徴とするものである。
　実施形態の放電ランプ用電極部品は、タングステン合金からなる放電ランプ用電極部品において、タングステン合金はＨｆ成分をＨｆＣ換算で０．１～５ｗｔ％含有すると共に、Ｈｆ成分の中でＨｆＣ粒子は平均粒径１５μｍ以下であることを特徴とするものである。
　また、ＨｆＣ粒子は平均粒径５μｍ以下、かつ最大径１５μｍ以下であることが好ましい。また、Ｈｆ成分は、ＨｆＣおよび金属Ｈｆの２種類存在することが好ましい。また、Ｈｆ成分は、ＨｆＣ粒子の表面に金属Ｈｆが存在することが好ましい。または、Ｈｆ成分のうち、金属Ｈｆの一部または全部はタングステンに固溶していることが好ましい。また、Ｈｆ成分の全含有量を１００質量部としたとき、ＨｆＣ粒子になっているＨｆの割合は２５～７５質量であることが好ましい。また、タングステン合金は、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種からなるドープ材を０．０１ｗｔ％以下含有したことが好ましい。また、タングステン合金は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、希土類元素の少なくとも１種を２ｗｔ％以下含有することが好ましい。また、線径が０．１～３０ｍｍであることが好ましい。また、タングステン合金は、ビッカース硬度がＨｖ３３０～７００の範囲内であることが好ましい。また、放電ランプ用電極部品は先端をテーパ形状とした先端部と円柱状の胴体部を有することが好ましい。
　また、胴体部の円周方向断面の結晶組織を観察したとき、単位面積３００μｍ×３００μｍあたりタングステン結晶は１～８０μｍが面積率９０％以上であることが好ましい。また、胴体部の側面方向断面の結晶組織を観察したとき、単位面積３００μｍ×３００μｍあたりタングステン結晶は２～１２０μｍが面積率９０％以上であることが好ましい。
　また、実施形態の放電ランプは、実施形態の放電ランプ用電極部品を用いたことを特徴とするものである。また、放電ランプの印加電圧が１００Ｖ以上であることが好ましい。
　実施形態のタングステン合金は、放射性物質であるトリウム（酸化トリウム含む）を含有していないことから環境への悪影響がない。その上で、実施形態のタングステン合金は、トリウム含有タングステン合金と同等以上の特性を有している。そのため、それを使ったタングステン合金部品、放電ランプ用電極部品、放電ランプ、送信管、マグネトロンは環境にやさしい製品とすることができる。
第１の実施形態のタングステン合金部品の一例を示す図である。 第１の実施形態のタングステン合金部品の他の一例を示す図である。 第１の実施形態の放電ランプの一例を示す図である。 第１の実施形態のマグネトロン用部品の一例を示す図である。 第２の実施形態の放電ランプ用電極部品の一例を示す図である。 第２の実施形態の放電ランプ用電極部品の他の一例を示す図である。 第２の実施形態の放電ランプ用電極部品の胴体部の円周方向断面の一例を示す図である。 第２の実施形態の放電ランプ用電極部品の胴体部の側面方向断面の一例を示す図である。 第２の実施形態の放電ランプの一例を示す図である。 実施例１および比較例１のエミッション電流密度－印加電圧の関係を示す図である。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態によれば、Ｗ成分と、ＨｆＣを含むＨｆ成分とを含有するタングステン合金が提供される。Ｈｆ成分のＨｆＣ換算での含有量は、０．１ｗｔ％以上３ｗｔ％以下である。Ｈｆ成分は、少なくともＨｆＣを含むもので、ＨｆＣ以外のＨｆ含有化合物、Ｈｆ単体等を含んでいても良い。Ｈｆ含有化合物の例には、ＨｆＯ2が含まれる。
　第１の実施形態のタングステン合金部品は、Ｈｆ成分をＨｆＣ換算で０．１～３ｗｔ％含有するタングステン合金からなる部品であることを特徴とするものである。
　Ｈｆ（ハフニウム）成分をＨｆＣ（炭化ハフニウム）換算で０．１～３ｗｔ％含有することにより、エミッション特性や強度などの特性を向上させることができる。つまり、Ｈｆ成分含有量がＨｆＣ換算で０．１ｗｔ％未満であると添加の効果が不十分であり、３ｗｔ％を超えると特性が低下する。また、Ｈｆ成分含有量はＨｆＣ換算で０．５～２．５ｗｔ％であることが好ましい。
　また、タングステン合金に含有されているＨｆＣ成分は、Ｈｆ、ＨｆＣ、Ｃの少なくとも２種以上含有していることが好ましい。つまり、ＨｆＣ成分として、ＨｆとＨｆＣの組合せ、ＨｆとＣ（炭素）の組合せ、ＨｆＣとＣ（炭素）の組合せ、ＨｆとＨｆＣとＣ（炭素）の組合せのいずれかでＨｆＣ成分を含有しているのである。それぞれ融点を比較すると、金属Ｈｆは２２３０℃、ＨｆＣは３９２０℃、タングステンは３４００℃である（岩波書店「理化学事典」参照）。また、金属トリウムの融点は１７５０℃、酸化トリウム（ＴｈＯ2）の融点は３２２０±５０℃である。ハフニウムはトリウムと比べて高融点であることから、トリウム含有タングステン合金と比較して、高温強度を同等以上にすることができる。
　また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣ（炭素）の合計量をＨｆＣｘ換算したとき、ｘ＜１であることが好ましい。ｘ＜１であるということは、タングステン合金中に含有するＨｆＣ成分がすべてＨｆＣで存在するわけではなく、その一部が金属Ｈｆになっていることを意味する。金属Ｈｆの仕事関数は３．９であり、金属Ｔｈの仕事関数３．４と比べて同等であることからエミッション特性を向上させることができる。また、金属ハフニウムはタングステンと固溶体を形成するので強度向上に有効な元素である。
　また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０＜ｘ＜１であることが好ましい。ｘ＜１は前述の通りである。また、０＜ｘであるということは、タングステン合金中に含有するＨｆＣ成分としてＨｆＣまたはＣのいずれかが存在することを意味している。ＨｆＣまたはＣは、タングステン合金に含まれる不純物酸素を取り除く脱酸効果がある。不純物酸素を低減することにより、タングステン合金部品の電気抵抗値を下げることができるので電極としての特性が向上する。また、Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０．２＜ｘ＜０．７であることが好ましい。この範囲であると、金属Ｈｆ、ＨｆＣまたはＣがバランスよく存在し、エミッション特性、強度、電気抵抗、寿命などの特性が向上する。
　また、タングステン合金部品中のＨｆ、ＨｆＣ、Ｃの含有量の測定方法はＩＣＰ分析法および燃焼－赤外線吸収法を用いるものとする。ＩＣＰ分析法であれば、ＨｆのＨｆ量とＨｆＣのＨｆ量を合計したＨｆ量を測定することができる。同様に、燃焼－赤外線吸収法によりＨｆＣの炭素量と単独で存在する炭素量もしくは他の炭化物として存在する炭素量を合計した炭素量を測定することができる。実施形態ではＩＣＰ分析法および燃焼－赤外線吸収法によりＨｆ量、Ｃ量を測定し、ＨｆＣｘに換算するものとする。
　また、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種を０．０１ｗｔ％以下含有してもよい。Ｋ（カリウム）、Ｓｉ（珪素）、Ａｌ（アルミニウム）はいわゆるドープ材であり、これらドープ材を添加することにより再結晶特性を向上させることができる。再結晶特性を向上させることにより、再結晶熱処理を行った際に均一な再結晶組織を得易くなる。また、ドープ材の含有量の下限は特に限定されるものではないが、０．００１ｗｔ％以上であることが好ましい。０．００１ｗｔ％未満では添加の効果が小さく、また、０．０１ｗｔ％を超えると焼結性および加工性が悪くなり量産性が悪くなる。
　また、Ｈｆ含有量を１００質量部としたときＺｒ含有量が１０質量部以下であることが好ましい。このＨｆ含有量はＨｆおよびＨｆＣの合計のＨｆ量を示すものである。Ｚｒ（ジルコニウム）は、融点が１８５０℃と高いことからタングステン合金部品に含有されていたとしても悪影響は少ない。また、市販のＨｆ粉などには、粉のグレードによってはＺｒが数１０％含まれていることもある。不純物を除去した高純度Ｈｆ粉または高純度ＨｆＣ粉を使うことは特性向上のためには有効である。一方で原料の高純度化はコストアップの要因となる。Ｈｆ１００重量部としたとき、Ｚｒ（ジルコニウム）含有量は１０質量部以下であれば、特性を必要以上に低下させずに済む。
　また、タングステン合金部品の表面部の炭素量をＣ１（ｗｔ％）、中心部の炭素量をＣ２（ｗｔ％）としたとき、Ｃ１＜Ｃ２であることが好ましい。表面部とはタングステン合金の表面から２０μｍまでの部分を示す。また、中心部とはタングステン合金部品の断面における中心部分である。また、この炭素量は、ＨｆＣなどの炭化物の炭素と単独で存在する炭素の両方を合計した値であり、燃焼－赤外線吸収法で分析するものとする。表面部の炭素量Ｃ１＜中心部の炭素量Ｃ２、であるということは表面部の炭素が脱酸によりＣＯ２となって系外に出て行ったことを示す。また、表面部の炭素量が減るということは表面部のＨｆ量が相対的に増える状態となる。このため、Ｈｆをエミッタ材として使用する場合に特に有効である。
　また、タングステンの平均結晶粒径は１～１００μｍであることが好ましい。タングステン合金部品は焼結体であることが好ましい。焼結体であると、成型工程を利用することにより様々な形状の部品を作製することができる。また、焼結体を鍛造工程、圧延工程、線引き工程などを行うことにより、線材（フィラメント含む）、コイル部品などへの加工を行い易い。
　また、タングステン結晶は、焼結体のときはアスペクト比３未満の結晶が９０％以上の等方結晶組織となる。また、線引き加工を行うとアスペクト比３以上の結晶が９０％以上の扁平結晶組織となる。また、タングステン結晶の粒径の求め方は、金属顕微鏡などの拡大写真により結晶組織を撮る。そこに写るタングステン結晶一つにて最大フェレー径を測定し粒径とする。この作業を任意の１００粒について行い、その平均値を平均結晶粒径とする。
　また、タングステンの平均結晶粒径が１μｍ未満と小さいと、Ｈｆ、ＨｆＣまたはＣといった分散成分の分散状態を均一にするのが困難となる。分散成分は、タングステン結晶同士の粒界に存在する。そのため、タングステンの平均結晶粒径が１μｍ未満と小さいと粒界が小さくなるため、分散成分を均一分散させるのが困難となる。一方、タングステンの平均結晶粒径が１００μｍを超えて大きいと、焼結体としての強度が低下する。そのため、タングステンの平均結晶粒径は１～１００μｍ、さらには１０～６０μｍであることが好ましい。
　また、均一分散の観点からＨｆ、ＨｆＣまたはＣといった分散成分の平均粒径は、タングステンの平均結晶粒径よりも小さいことが好ましい。なお、分散成分の平均粒径に関しても最大フェレー径を用いるものとする。また、タングステンの平均結晶粒径をＡ（μｍ）、分散成分の平均粒径をＢ（μｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．５であることが好ましい。Ｈｆ、ＨｆＣまたはＣといった分散成分は、タングステン結晶同士の粒界に存在し、エミッタ材や粒界強化材として機能する。分散成分の平均粒径をタングステンの平均結晶粒径の１／２以下に小さくすることにより、分散成分がタングステン結晶粒界に均一分散し易くすることができ、特性バラツキを低減することができる。
　以上のようなタングステン合金及びタングステン合金部品は、放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種に用いることが好ましい。
　放電ランプ用部品とは、放電ランプに用いるカソード電極、電極支持棒、コイル部品が挙げられる。図１および図２に放電ランプ用カソード電極の一例を示した。図中、１はカソード電極、２は電極胴体部、３は電極先端部、である。カソード電極１はタングステン合金の焼結体で形成されている。また、電極先端部３は図１のように先端が台形状（円錐台形状）であってもよいし、図２のように先端が三角状（円錐形状）であってもよい。必要に応じ、先端部は研磨加工を行うものとする。また、電極胴体部２は直径２～３５ｍｍの円柱状、また、電極胴体部２の長さは１０～６００ｍｍであることが好ましい。
　図３に放電ランプの一例を示した。図中、１はカソード電極、４は放電ランプ、５は電極支持棒、６はガラス管、である。放電ランプ４は、一対のカソード電極１を電極先端部を向い合せになるように配置する。カソード電極１は電極支持棒５に接合されている。また、ガラス管６の内部には、図示しない蛍光体層が設けられている。また、ガラス管の内部には、必要に応じ、水銀、ハロゲン、アルゴンガス（またはネオンガス）などが封入されている。
　また、実施形態のタングステン合金部品を電極支持棒５として使う場合、電極支持棒全体が実施形態のタングステン合金であってもよいし、カソード電極と接合する部分について実施形態のタングステン合金を使い、残りの部分を他のリード材と接合する形状であってもよい。
　また、放電ランプは、その種類によっては、電極支持棒にコイル部品を取り付けて電極とするものもある。このコイル部品に実施形態のタングステン合金を適用することも可能である。
　また、実施形態の放電ランプは、実施形態のタングステン合金部品を用いたものである。放電ランプの種類は特に限定されるものではなく、低圧放電ランプと高圧放電ランプのどちらにも適用できる。また、低圧放電ランプは、一般照明、道路やトンネルなどに使われる特殊照明、塗料硬化装置、ＵＶ硬化装置、殺菌装置、半導体などの光洗浄装置など様々なアーク放電型の放電ランプが挙げられる。また、高圧放電ランプは、上下水の処理装置、一般照明、競技場などの屋外照明、ＵＶ硬化装置、半導体やプリント基板などの露光装置、ウエハ検査装置、プロジェクタなどの高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプなどが挙げられる。
　また、実施形態のタングステン合金部品は、送信管用部品にも好適である。送信管用部品としては、フィラメントまたはメッシュグリッドが挙げられる。また、メッシュグリッドは線材をメッシュ状に編んだものや、焼結体板に複数の穴を形成したものであってもよい。
　実施形態の送信管は、送信管用部品として実施形態のタングステン合金部品を使用しているので特性がよい。
　また、実施形態のタングステン合金部品は、マグネトロン用部品にも好適である。マグネトロン用部品としては、コイル部品が挙げられる。図４にマグネトロン用部品の一例として、マグネトロン用陰極構体を示した。図中、７はコイル部品、８は上部支持部材、９は下部支持部材、１０は支持棒、１１はマグネトロン用陰極構体、である。上部支持部材８と下部支持部材９は支持棒１０を介して一体化されている。また、支持棒１０の周囲にはコイル部品７が配置され、上部支持部材８と下部支持部材９に一体化されている。このようなマグネトロン用部品は、電子レンジに好適である。また、コイル部品は、用いるタングステン線材の線径０．１～１ｍｍが好ましい。また、コイル部品としての直径は２～６ｍｍが好ましい。実施形態のタングステン合金部品は、マグネトロン用部品に用いたとき、優れたエミッション特性と高温強度を示す。そのため、それを用いたマグネトロンの信頼性を向上させることができる。
　次に第１の実施形態のタングステン合金及びタングステン合金部品の製造方法について説明する。第１の実施形態のタングステン合金及びタングステン合金部品は前述の構成を有すればその製造方法は特に限定されるものではないが、効率のよい製造方法として以下の方法が挙げられる。
　まず、原料となるタングステン粉末を用意する。タングステン粉末は平均粒径１～１０μｍが好ましい。平均粒径が１μｍ未満では、タングステン粉末が凝集し易く、ＨｆＣ成分を均一分散させ難い。また、１０μｍを超えると焼結体としての平均結晶粒径が１００μｍを超えてしまう恐れがある。また、純度は、目的とする用途にもあるが９９．０ｗｔ％以上、さらには９９．９ｗｔ％以上の高純度タングステン粉末であることが好ましい。
　次に、ＨｆＣ成分として、ＨｆＣ粉末を用意する。また、ＨｆＣ粉末の代わりに、Ｈｆ粉末および炭素粉末の混合物を用いてもよい。また、ＨｆＣ粉末単独ではなく、ＨｆＣ粉末に、Ｈｆ粉末または炭素粉末の１～２種を混合したものであってもよい。この中では、ＨｆＣ粉末を用いることが好ましい。ＨｆＣ粉末は、焼結工程において、一部の炭素が分解してタングステン粉末中の不純物酸素と反応し、二酸化炭素となって系外に放出され、タングステン合金の均一化に貢献するので好ましい。Ｈｆ粉末と炭素粉末の混合粉末で対応した場合、Ｈｆ粉末と炭素粉末の両方を均一混合しないといけないので製造工程の負荷が増える。また、金属Ｈｆは酸化し易いのでＨｆＣ粉末を用いることが好ましい。
　また、ＨｆＣ成分粉末は、平均粒径０．５～５μｍであることがこのましい。平均粒径が０．５μｍ未満ではＨｆＣ粉末の凝集が大きく均一分散させ難い。また、５μｍを超えるとタングステン結晶の粒界に均一分散させ難くなる。また、均一分散という観点からすると、ＨｆＣ粉末の平均粒径≦タングステン粉末の平均粒径、であることが好ましい。
　また、ＨｆＣ粉末またはＨｆ粉末は、そのＨｆ量を１００質量部としたとき、Ｚｒが１０質量部以下であることが好ましい。ＨｆＣ粉末またはＨｆ粉末にはＺｒ成分が不純物として含まれる場合がある。Ｈｆ量に対し、Ｚｒ量が１０質量部以下であればＨｆ成分の特性に良さを阻害しないで済む。また、Ｚｒ量は少ないほど好ましいが、原料の高純度化はコストアップの要因となる。そのため、Ｚｒ量は０．１～３質量部がさらに好ましい範囲である。
　また、必要に応じ、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種以上のドープ材を添加するものとする。添加量は０．１質量％以下が好ましい。
　次に、各原料粉末を均一混合する。混合工程は、ボールミルなどの混合機を用いて行うことが好ましい。混合工程は８時間以上、さらには２０時間以上行うことが好ましい。また、必要に応じ、有機バインダーや有機溶媒と混合してスラリーとしてもよい。また、必要に応じ、造粒工程を行ってもよい。
　次に、金型でプレスし、成形体を作製する。必要に応じ、成形体に脱脂工程を行う。次に、焼結工程を行う。焼結工程は、水素などの還元雰囲気、窒素などの不活性雰囲気または真空中で行うことが好ましい。また、焼結条件は温度１４００～３０００℃で１～２０時間で行うことが好ましい。焼結温度が１４００℃未満または焼結時間が１時間未満では焼結が不十分であり、焼結体の強度が低下する。また、焼結温度が３０００℃を超えるまたは焼結時間が２０時間を超えるとタングステン結晶が粒成長し過ぎる恐れがある。また、不活性雰囲気または真空中で焼結を行うことにより、焼結体表面部の炭素を系外に放出し易くできる。また、焼結工程は、通電焼結、常圧焼結、加圧焼結など特に限定されるものではない。
　次に、焼結体（タングステン合金）を部品に加工するための工程を行う。部品に加工するための工程は、鍛造工程、圧延工程、線引き工程、切断工程、研磨工程などが挙げられる。また、コイル部品にする場合はコイリング工程が挙げられる。また、送信管用部品としてメッシュグリッドを作製する場合は、フィラメントをメッシュ状に組み上げる工程が挙げられる。
　次に、部品に加工した後、必要に応じ、歪取り熱処理を行うものとする。歪取り熱処理は、還元雰囲気、不活性雰囲気または真空中で、１３００～２５００℃の範囲で行うことが好ましい。歪取り熱処理を行うことにより、部品への加工工程で発生した内部応力を緩和し、部品の強度を向上させることができる。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態によれば、Ｗ成分と、ＨｆＣ粒子を含むＨｆ成分とを含有するタングステン合金、タングステン合金を用いたタングステン合金部品、放電ランプ、送信管並びにマグネトロンが提供される。Ｈｆ成分のＨｆＣ換算での含有量は０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である。また、ＨｆＣ粒子の平均一次粒子径は１５μｍ以下である。Ｈｆ成分は、少なくともＨｆＣを含むもので、ＨｆＣ以外のＨｆ含有化合物、Ｈｆ単体等を含んでいても良い。Ｈｆ含有化合物の例には、ＨｆＯ2が含まれる。
　第２の実施形態の放電ランプ用電極部品は、タングステン合金からなる放電ランプ用電極部品において、タングステン合金はＨｆ成分をＨｆＣ換算で０．１～５ｗｔ％含有すると共に、Ｈｆ成分の中でＨｆＣ粒子は平均粒径１５μｍ以下であることを特徴とするものである。
　図５および図６に、実施形態の放電ランプ用電極部品の一例を示した。図中、２１は放電ランプ用電極部品、２２はテーパ形状の先端部を有する放電ランプ用電極部品、２３は先端部、２４は胴体部、である。放電ランプ用電極部品２１は円柱状であり、その先端部２３をテーパ形状に加工して放電ランプ用電極部品２２にする。なお、テーパ形状に加工する前の放電ランプ用電極部品２１は、通常、円柱形状であるが、四角柱形状であってもよい。
　まず、タングステン合金は、Ｈｆ成分をＨｆＣ換算で０．１～５ｗｔ％含有するものである。Ｈｆ成分は、ＨｆＣ、Ｈｆの２種が挙げられる。ＨｆＣ（炭化ハフニウム）の場合、Ｃ／Ｈｆの原子比が１に限るものではなく、Ｃ／Ｈｆの原子比が０．６～１の範囲のものを含むものとする。また、Ｈｆ成分は、ＨｆＣ（Ｃ／Ｈｆ原子比＝１）換算で０．１～５ｗｔ％含有するものである。Ｈｆ成分は放電ランプ用電極部品においてエミッタ材として機能する成分である。Ｈｆ成分の含有量がＨｆＣ換算で０．１ｗｔ％未満ではエミッション特性が不十分である。一方、５ｗｔ％を超えると強度低下などを招く恐れがある。そのため、Ｈｆ成分はＨｆＣ換算で０．３～３．０ｗｔ％、さらには０．５～２．５ｗｔ％が好ましい。
　また、Ｈｆ成分は前述のようにＨｆＣまたはＨｆとして存在することができる。このうち、ＨｆＣの一次粒子は平均粒径１５μｍ以下の粒子であることが必要である。つまり、ＨｆＣはＨｆＣ粒子であることが重要である。ＨｆＣ粒子はタングステン結晶粒子同士の粒界に存在する。そのため、ＨｆＣ粒子があまり大きいとタングステン結晶粒子同士の隙間を大きくしてしまい、密度低下や強度低下の原因となる。また、タングステン結晶粒子同士の粒界に存在することにより、ＨｆＣ粒子がエミッション材としてだけでなく、分散強化材としても機能するため電極部品の強度向上も得られる。
　また、ＨｆＣ粒子の一次粒子は平均粒径５μｍ以下、かつ最大径１５μｍ以下であることが好ましい。また、ＨｆＣ粒子の一次粒子は平均粒径０．１～３μｍであることが好ましい。また、最大径は１～１０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満または最大径が１μｍ未満と小さなＨｆＣ粒子ではエミッションによる消耗により早く消滅してしまう恐れがある。電極としての長寿命化を図るためには、ＨｆＣ粒子は、平均粒径０．１μｍ以上または最大径１μｍ以上であることが好ましい。
　また、ＨｆＣ粒子の分散状態は、任意の直線２００μｍ上に２～３０個の範囲であることが好ましい。ＨｆＣ粒子の個数が直線２００μｍあたり２個未満（０～１個）であると部分的にＨｆＣ粒子が少なくなりエミッションのばらつきが大きくなる。一方、ＨｆＣ粒子の個数が直線２００μｍあたり３０個を超えて多い（３１個以上）と、部分的にＨｆＣ粒子が多くなりすぎ、強度低下などの悪影響がでる恐れがある。なお、ＨｆＣ粒子の分散状態の測定方法は、タングステン合金の任意の断面を拡大撮影する。拡大写真は、１０００倍以上とする。拡大写真上に、任意の直線２００μｍ（線の太さ０．５ｍｍ）を引き、その線上に存在するＨｆＣ粒子の個数をカウントするものとする。
　また、ＨｆＣ粒子の二次粒子は最大径１００μｍ以下であることが好ましい。ＨｆＣ粒子の二次粒子とは、一次粒子の凝集体のことである。二次粒子が１００μｍを超えて大きいとタングステン合金部品の強度が低下する。そのため、ＨｆＣ粒子の二次粒子の最大径は１００μｍ以下、５０μｍ以下、さらには２０μｍ以下と小さいことが好ましい。
　また、Ｈｆ成分のうち、Ｈｆ（金属Ｈｆ）に関しては、様々な分散状態がある。
　第一の分散状態は、金属Ｈｆ粒子として存在するものである。金属Ｈｆ粒子はＨｆＣ粒子と同様にタングステン結晶粒子同士の粒界に存在する。タングステン結晶粒子同士の粒界に存在することにより、金属Ｈｆ粒子もエミッション材および分散強化材として機能する。そのため、金属Ｈｆ粒子の一次粒子径は、平均粒径１５μｍ以下、さらには１０μｍ以下、０．１～３μｍが好ましい。また、最大径は１５μｍ以下、さらには１０μｍ以下が好ましい。また、金属Ｈｆ粒子は、タングステン合金を作製する場合に、予めＨｆＣ粒子と金属Ｈｆ粒子を混合してもよいし、ＨｆＣ粒子を製造工程中に脱炭する方法でもよい。なお、脱炭する方法を使えば、タングステン中の酸素と反応して二酸化炭素として系外に放出する脱酸効果も得られることから好ましい。脱酸ができれば、タングステン合金の電気抵抗を下げることができるので電極として導電性が向上する。また、金属Ｈｆ粒子の一部はＨｆＯ２粒子になってもよい。
　また、第二の分散状態は、ＨｆＣ粒子の表面に金属Ｈｆが存在するものである。第一の分散状態と同様にタングステン合金の焼結体を作製する場合にＨｆＣ粒子表面から炭素が脱炭されて、表面に金属Ｈｆ被膜が形成された状態となる。金属Ｈｆ被膜付きＨｆＣ粒子であっても、すぐれたエミッション特性を示す。また、金属Ｈｆ被膜付きＨｆＣ粒子の一次粒子径は、平均粒径１５μｍ以下、さらには１０μｍ以下、０．１～３μｍが好ましい。また、最大径は１５μｍ以下、さらには１０μｍ以下が好ましい。
　また、第三の分散状態は、金属Ｈｆの一部または全部はタングステンに固溶しているものである。金属Ｈｆはタングステンと固溶体を形成する組合せである。固溶体を形成することでタングステン合金の強度を向上させることができる。また、固溶の有無の測定方法は、ＸＲＤ分析によって可能である。まず、Ｈｆ成分および炭素の含有量を測定する。また、Ｈｆ成分中のＨｆ量と炭素量からＨｆＣ換算し、ＨｆＣx，ｘ＜１であることを確認する。次にＸＲＤ分析を行い金属Ｈｆのピークが検出されないことを確認する。ＨｆＣx、ｘ＜１と炭化ハフニウムになっていないハフニウムが存在するにも関わらず、金属Ｈｆのピークが検出されないということは金属Ｈｆがタングステンに固溶していることを意味する。
　一方、ＨｆＣｘ、ｘ＜１と炭化ハフニウムになっていないハフニウムが存在し、その上で金属Ｈｆのピークが検出されるということは金属Ｈｆが固溶せずタングステン結晶同士の粒界に存在する第一の分散状態であることを意味するものである。また、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）やＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を使うことにより第二の分散状態であることは分析できる。
　金属Ｈｆの分散状態は、第一の分散状態、第二の分散状態、第三の分散状態のいずれか１種または２種以上の組合せであってもよい。
　また、Ｈｆ成分の全含有量（Ｈｆ含有量）を１００質量部としたとき、ＨｆＣ粒子になっているＨｆの割合は２５～７５質量部であることが好ましい。Ｈｆ成分は、当然ながら、そのすべてがＨｆＣ粒子であってもよい。ＨｆＣ粒子であれば、エミッション特性は得られる。一方、金属Ｈｆを分散させることにより、タングステン合金の導電性や強度を向上させることができる。しかしながら、Ｈｆ成分すべてが金属Ｈｆであるとエミッション特性や高温強度が低下する。金属Ｈｆは融点２２３０℃、ＨｆＣの融点３９２０℃、金属タングステンの融点３４００℃である。ＨｆＣの方が融点が高いことから、ＨｆＣを所定量含有した方が高温強度が向上する。また、ＨｆＣは表面電流密度がＴｈＯ２とほぼ同等なので酸化トリウム含有タングステン合金と同様の電流を流すことができる。そのため、放電ランプとしても、酸化トリウム含有タングステン合金電極と同様の電流密度で対応できるため、制御回路等の設計変更が不要である。そのため、Ｈｆ成分の全含有量を１００質量部としたとき、ＨｆＣ粒子の割合は２５～７５質量部であることが好ましい。さらに好ましくは３５～６５質量部である。
　なお、ＨｆＣと金属Ｈｆの含有量を分析する方法は、ＩＣＰ分析法によりタングステン合金中の全Ｈｆ量を測定する。次に、燃焼－赤外線吸収法によりタングステン合金中の全炭素量を測定する。タングステン合金がＨｆ成分との２元系である場合、測定された全炭素量すべてがＨｆＣになっていると考えて良い。そのため、測定された全Ｈｆ量と全炭素量の比較でＨｆ成分中のＨｆＣ量を測定することができる。なお、この方法の場合は、Ｃ／Ｈｆ＝１にてＨｆＣ量を計算するものとする。
　また、ＨｆＣ粒子のサイズの測定は、タングステン合金焼結体の任意の断面において拡大写真を撮り、そこに写るＨｆＣ粒子のもっとも長い対角線をＨｆＣ粒子の粒径として測定する。この作業をＨｆＣ粒子５０個分を測定し、その平均値をＨｆＣ粒子の平均粒径とする。また、ＨｆＣ粒子の粒径（もっとも長い対角線）の中で一番大きな値をＨｆＣ粒子の最大径とする。
　また、タングステン合金は、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種からなるドープ材を０．０１ｗｔ％以下含有してもよい。Ｋ（カリウム）、Ｓｉ（珪素）、Ａｌ（アルミニウム）はいわゆるドープ材であり、これらドープ材を添加することにより再結晶特性を向上させることができる。再結晶特性を向上させることにより、再結晶熱処理を行った際に均一な再結晶組織を得易くなる。また、ドープ材の含有量の下限は特に限定されるものではないが、０．００１ｗｔ％以上であることが好ましい。０．００１ｗｔ％未満では添加の効果が小さく、また、０．０１ｗｔ％を超えると焼結性および加工性が悪くなり量産性が悪くなる。
　また、タングステン合金は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、希土類元素の少なくとも１種を２ｗｔ％以下含有してもよい。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、希土類元素の少なくとも１種は、金属単体、酸化物、炭化物のいずれか１種が挙げられる。また、２種以上を含有してもよい。なお、２種以上を含有する場合であっても、その合計は２ｗｔ％以下が好ましい。これらの含有成分は、主に分散強化材として機能するものである。ＨｆＣ粒子はエミッション材として機能するものであるから、放電ランプを長時間使用していると消耗してくる。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、希土類元素はエミッション特性が弱いため、エミッションによる消耗が少ないため長期に渡り分散強化材としての機能を維持することができる。含有量の下限は特に限定されるものではないが、０．０１ｗｔ％以上であることが好ましい。また、これらの成分の中では、Ｚｒ、希土類元素が好ましい。これら成分は原子半径が０．１６ｎｍ以上と大きな原子であるため、表面電流密度が大きい成分である。言い換えれば、原子半径が０．１６ｎｍ以上の元素を含む金属単体またはその化合物が好ましいと言える。
　また、放電ランプ用電極部品は先端をテーパ形状とした先端部と円柱状の胴体部を有することが好ましい。テーパ形状、つまりは先端部を尖らせた形状とすることにより放電ランプ用電極部品としての特性が向上する。図６に示したように、先端部２３と胴体部２４の長さの割合は特に限定されるものではなく、用途に応じて決めるものとする。
　また、放電ランプ用電極部品の線径φは０．１～３０ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍ未満では電極部品としての強度が保てず、放電ランプに組み込む際に折れたり、先端部をテーパ加工する際に折れたりする恐れがある。また、３０ｍｍを超えて大きいと後述するようなタングステン結晶組織の均一性を制御し難くなる。
　また、胴体部の円周方向断面（横断面）の結晶組織を観察したとき、単位面積３００μｍ×３００μｍあたりタングステン結晶は結晶粒径１～８０μｍのものが面積率９０％以上であることが好ましい。図７に胴体部の円周方向断面の一例を示した。図中、２４は胴体部、２５は円周方向断面、である。円周方向断面の結晶組織を測定する際は、胴体部の長さの中心の断面を拡大写真にて撮影するものとする。また、線径が細く、一視野で単位面積３００μｍ×３００μｍが測定できないときは、任意の円周方向断面を複数回撮影するものとする。拡大写真において、そこに写るタングステン結晶粒子の最も長い対角線を最大径とし、その最大径が１～８０μｍの範囲内に入っているものの面積％を測定するものとする。
　胴体部の円周方向断面のタングステン結晶が単位面積あたり結晶粒径１～８０μｍのものが面積率９０％以上であるということは、結晶粒径が１μｍ未満の小さなタングステン結晶および８０μｍを超える大きなタングステン結晶が少ないことを示す。１μｍ未満のタングステン結晶が多すぎるとタングステン結晶粒子同士の粒界が小さくなり過ぎてしまう。粒界中にＨｆＣ粒子の割合が増えてしまうと、エミッションによりＨｆＣ粒子が消耗した場合に大きな欠陥となりタングステン合金の強度が低下する。一方、８０μｍを超えて大きなタングステン結晶粒子が多いと、粒界が大きくなり過ぎてタングステン合金の強度が低下する。より好ましくは１～８０μｍが面積率９６％以上、さらには面積率１００％である。
　また、円周方向断面のタングステン結晶粒子の平均粒径は５０μｍ以下、さらには２０μｍ以下が好ましい。また、タングステン結晶粒子の平均アスペクト比は３未満であることが好ましい。なお、アスペクト比を測定する際は、単位面積３００μｍ×３００μｍの拡大写真を撮影し、そこに写るタングステン結晶粒子の最大径（フェレー径）を長径Ｌ、長径Ｌの中心から垂直に伸ばした粒径を短径Ｓとし、長径Ｌ／短径Ｓ＝アスペクト比とする。この作業を５０粒行い、その平均値を平均アスペクト比とする。また、平均粒径を求める際は、（長径Ｌ＋短径Ｓ）／２＝粒径とし、５０粒の平均値を平均粒径とする。
　また、胴体部の側面方向断面（縦断面）の結晶組織を観察したとき、単位面積３００μｍ×３００μｍあたりタングステン結晶は結晶粒径が２～１２０μｍのものが面積率９０％以上であることが好ましい。図８に側面方向断面の一例を示した。図中、２４は胴体部、２６は側面方向断面、である。側面方向断面の結晶組織を測定する際は、胴体部の線径の中心を通る断面を測定するものとする。また、一視野で単位面積３００μｍ×３００μｍが測定できないときは、任意の側面方向断面を複数回撮影するものとする。拡大写真において、そこに写るタングステン結晶粒子の最も長い対角線を最大径とし、その最大径が２～１２０μｍの範囲内に入っているものの面積％を測定するものとする。
　胴体部の側面方向断面のタングステン結晶が単位面積あたり結晶粒径が２～１２０μｍのものが面積率９０％以上であるということは、結晶粒径が２μｍ未満の小さなタングステン結晶および１２０μｍを超える大きなタングステン結晶が少ないことを示す。２μｍ未満のタングステン結晶が多すぎるとタングステン結晶粒子同士の粒界が小さくなり過ぎてしまう。粒界中にＨｆＣ粒子の割合が増えてしまうと、エミッションによりＨｆＣ粒子が消耗した場合に大きな欠陥となりタングステン合金の強度が低下する。一方、１２０μｍを超えて大きなタングステン結晶粒子が多いと、粒界が大きくなり過ぎてタングステン合金の強度が低下する。より好ましくは２～１２０μｍが面積率９６％以上、さらには面積率１００％である。
　また、側面方向断面のタングステン結晶粒子の平均粒径は７０μｍ以下、さらには４０μｍ以下が好ましい。また、タングステン結晶粒子の平均アスペクト比は３以上であることが好ましい。なお、平均粒径や平均アスペクト比の測定方法は円周方向断面と同じである。
　以上のように、タングステン結晶粒子のサイズ、Ｈｆ成分のサイズや割合を制御することにより、放電特性に優れ、かつ強度、特に高温強度のタングステン合金を提供することが可能となる。そのため、放電ランプ用電極部品の特性も向上する。
　また、タングステン合金は、相対密度は９５．０％以上、さらには９８．０％以上であることが好ましい。相対密度が９５．０％未満であると気泡が増えて強度低下や部分放電などの悪影響がでる恐れがある。なお、相対密度の求め方は、アルキメデス法による実測密度を理論密度で割った値である。（実測密度／理論密度）×１００（％）＝相対密度、となる。また、理論密度は、タングステンの理論密度１９．３ｇ／ｃｍ３、ハフニウムの理論密度１３．３１ｇ／ｃｍ３、炭化ハフニウムの理論密度１２．２ｇ／ｃｍ３、としてそれぞれ質量比に応じて計算により求めるものとする。例えば、ＨｆＣを１ｗｔ％、Ｈｆを０．２ｗｔ％、残部タングステンからなるタングステン合金の場合、１２．２×０．０１＋１３．３１×０．００２＋１９．３×０．９８８＝１９．２１７０２ｇ／ｃｍ３が理論密度になる。また、理論密度を計算する場合は、不純物の存在は考慮しなくてよい。
　また、タングステン合金は、ビッカース硬度がＨＶ３３０以上であることが好ましい。さらにはＨｖ３３０～７００の範囲内であることが好ましい。ビッカース硬度がＨｖ３３０未満ではタングステン合金が柔らか過ぎて強度が低下する。一方、Ｈｖ７００を超えるとタングステン合金が硬過ぎて先端部をテーパ形状に加工し難くなる。また、硬過ぎると胴体部の長い電極部品の場合に柔軟性がなく折れやすくなる恐れがある。また、タングステン合金の３点曲げ強度を４００ＭＰａ以上と高くすることができる。
　また、放電ランプ用電極部品の表面粗さＲａが５μｍ以下であることが好ましい。特に、先端部に関しては表面粗さＲａは５μｍ以下、さらには３μｍ以下と小さいことが好ましい。表面凹凸が大きいとエミッション特性が低下する。
　以上のような放電ランプ用電極部品であれば、様々な放電ランプに適用することができる。そのため、印加電圧が１００Ｖ以上と大きな電圧をかけても長寿命を成し得ることができる。また、前述のような低圧放電ランプや高圧放電ランプなど、特に使用制限を受けるものではなく。また、胴体部の線径が０．１～３０ｍｍと、線径が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の細いサイズ、３ｍｍを超えて１０ｍｍ以下の中くらいのサイズ、１０ｍｍを超えて３０ｍｍ以下の太いものまで適用可能である。また、電極胴体部の長さは１０～６００ｍｍであることが好ましい。
　図９に放電ランプの一例を示した。図中、２２は電極部品（先端部をテーパ加工済み）、２７は放電ランプ、２８は電極支持棒、２９はガラス管、である。放電ランプ２７は、一対の電極部品２２を電極先端部を向い合せになるように配置する。電極部品２２は電極支持棒２８に接合されている。また、ガラス管２９の内面には、図示しない蛍光体層が設けられている。また、ガラス管の内部には、必要に応じ、水銀、ハロゲン、アルゴンガス（またはネオンガス）などが封入されている。
　また、実施形態の放電ランプは、第２の実施形態のタングステン合金及び電極部品を用いたものである。放電ランプの種類は特に限定されるものではなく、低圧放電ランプと高圧放電ランプのどちらにも適用できる。また、低圧放電ランプは、一般照明、道路やトンネルなどに使われる特殊照明、塗料硬化装置、ＵＶ硬化装置、殺菌装置、半導体などの光洗浄装置など様々なアーク放電型の放電ランプが挙げられる。また、高圧放電ランプは、上下水の処理装置、一般照明、競技場などの屋外照明、ＵＶ硬化装置、半導体やプリント基板などの露光装置、ウエハ検査装置、プロジェクタなどの高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプなどが挙げられる。また、タングステン合金の強度を向上させているので、自動車用放電ランプのように移動（振動）を伴う分野にも適用できる。
　次に、製造方法について説明する。第２の実施形態のタングステン合金及び放電ランプ用電極部品は、前述の構成を有すれば製造方法は特に限定されるものではないが、効率よく得るための製造方法として次のものが挙げられる。
　まず、タングステン合金の製造方法として、Ｈｆ成分を含有したタングステン合金粉末の調製を行う。
　まず、Ｈｆ成分として、ＨｆＣ粉末を用意する。ＨｆＣ粒子は一次粒子径が平均粒径１５μｍ以下、さらには平均粒径５μｍ以下が好ましい。また、篩を使用して最大径１５μｍを超えるものを予め除去することが好ましい。また、最大径を１０μｍ以下にしたいときは目的のメッシュ径を有する篩を使って大きなＨｆＣ粒子を除去する。また、小さな粒径のＨｆＣ粒子を除去したい場合も目的のメッシュ径を有する篩を使って除去するものとする。また、篩通しを行う前に、ＨｆＣ粒子をボールミル等により粉砕工程を行うことが好ましい。粉砕工程を行うことにより、凝集体を破壊できるので篩通しによる粒径制御を行い易くなる。
　次に、金属タングステン粉末を混合する工程を行う。また、金属タングステン粉末は平均粒径０．５～１０μｍのものが好ましい。また、タングステン純度９８．０ｗｔ％以上、酸素含有量１ｗｔ％以下、不純物金属成分１ｗｔ％以下のタングステン粉末がよい。また、ＨｆＣ粒子と同様に、予めボールミル等により粉砕し、篩通し工程により、小さな粒子および大きな粒子を除去しておくことが好ましい。
　ＨｆＣ換算したときに目的とするＨｆ成分量（ＨｆＣ換算０．１～３ｗｔ％）になるように金属タングステン粉末を添加するものとする。ＨｆＣ粒子と金属タングステン粉末の混合粉末を混合容器に入れ、混合容器を回転させ均一に混合させる。このとき、混合容器を円筒形状とし、円周方向に回転させることにより、スムーズに混合させることができる。この工程により、ＨｆＣ粒子を含有するタングステン粉末を調製することができる。また、後述の焼結工程時に脱炭することを考慮して炭素粉末を微量添加してもよい。このとき、脱炭する炭素量と同量以下にするものとする。
　次に、得られたＨｆＣ粒子を含有するタングステン粉末を使って成形体を調製する。成形体を形成する際は、必要に応じ、バインダーを使うものとする。また、成形体は円柱形状であるときは直径０．１～４０ｍｍの円柱形状であることが好ましい。また、後述するように板状の焼結体から切り出す場合は、成形体のサイズは任意である。また、成形体の長さ（厚さ）は任意である。
　次に、成形体を予備焼結する工程を行う。予備焼結は１２５０～１５００℃で行うことが好ましい。この工程により、予備焼結体を得ることができる。次に、予備焼結体を通電焼結する工程を行う。通電焼結は、焼結体が２１００～２５００℃の温度になるように通電することが好ましい。温度が２１００℃未満では十分な緻密化ができず強度が低下する。また、２５００℃を超えると、ＨｆＣ粒子およびタングステン粒子が粒成長し過ぎて目的とする結晶組織が得られない。
　また、別の方法では、成形体を温度１４００～３０００℃で１～２０時間で行うこと方法がある。焼結温度が１４００℃未満または焼結時間が１時間未満では焼結が不十分であり、焼結体の強度が低下する。また、焼結温度が３０００℃を超えるまたは焼結時間が２０時間を超えるとタングステン結晶が粒成長し過ぎる恐れがある。
　また、焼結雰囲気は、窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気中、水素などの還元雰囲気中、真空中が挙げられる。これらの雰囲気であれば焼結工程時に、ＨｆＣ粒子の炭素が脱炭する。脱炭の際にタングステン粉末中の不純物酸素を一緒に除去するので、タングステン合金中の酸素含有量を１ｗｔ％以下、さらには０．５ｗｔ％以下と小さくすることができる。タングステン合金中の酸素含有量が減ると導電性が向上する。
　この焼結工程により、Ｈｆ成分含有タングステン焼結体を得ることができる。また、予備焼結体が円柱形状であれば焼結体も円柱状焼結体（インゴット）になる。また、板状焼結体の場合は、所定のサイズに切り出す工程を行う。この切り出し工程により円柱状焼結体（インゴット）になる。
　次に、円柱状焼結体（インゴット）を、鍛造加工、圧延加工、線引加工などにより、線径を調製していく工程を行うものとする。その際の加工率は３０～９０％の範囲であることが好ましい。この加工率とは、加工前の円柱状焼結体の断面積をＡ、加工後の円柱状焼結体の断面積をＢとしたとき、加工率＝［（Ａ－Ｂ）／Ａ］×１００％、により求めるものである。また、線径の調製は複数回の加工により行うことが好ましい。複数回の加工を行うことにより、加工前の円柱状焼結体のポアをつぶし密度の高い電極部品を得ることができる。
　例えば、直径２５ｍｍの円柱状焼結体を直径２０ｍｍの円柱状焼結体に加工した場合を使って説明する。直径２５ｍｍの円の断面積Ａは４６０．６ｍｍ２、直径２０ｍｍの円の断面積Ｂは３１４ｍｍ２であるから加工率は３２％＝［（４６０．６－３１４）／４６０．６］×１００％となる。このとき直径２５ｍｍから直径２０ｍｍへの加工を複数回の線引加工などにより加工することが好ましい。
　また、加工率が３０％未満と低いと、結晶組織が加工方向に十分延ばされず、タングステン結晶およびトリウム成分粒子が目的とするサイズになり難くなる。また、加工率が３０％未満と小さいと加工前の円柱状焼結体内部のポアが十分につぶれず、そのまま残存する恐れがある。内部ポアが残存するとカソード部品の耐久性などが低下する原因となる。一方、加工率が９０％を超えて大きいと、加工し過ぎにより断線して歩留まりが低下する恐れがある。このため、加工率は３０～９０％、好ましくは３５～７０％である。
　なお、焼結上がりのタングステン合金の相対密度が９５％以上の場合は、必ずしも所定の加工率で加工しなくてもよい。
　また、線径を０．１～３０ｍｍに加工した後、必要な長さに切断することにより、電極部品となる。また、必要に応じ、先端部をテーパ形状に加工する。また、必要に応じ、研磨加工、熱処理（再結晶熱処理など）、形状加工を行うものとする。
　また、再結晶熱処理は還元雰囲気、不活性雰囲気または真空中で、１３００～２５００℃の範囲で行うことが好ましい。再結晶熱処理を行うことにより、電極部品への加工工程で発生した内部応力を緩和する歪取り熱処理の効果が得られ、部品の強度を向上させることができる。
　以上のような製造方法によれば、実施形態のタングステン合金及び放電ランプ用電極部品を効率的に製造することができる。
　第１の実施形態のタングステン合金において、第２の実施形態に記載の物性を特定するか、第２の実施形態のタングステン合金において、第１の実施形態に記載の物性を特定することにより、エミッション特性のさらなる向上を期待できる。例えば、第１の実施形態のタングステン合金において、ＨｆＣ粒子の一次粒子径及び二次粒子径、金属Ｈｆの分散状態、ＨｆＣになっているＨｆの割合、相対密度、ビッカース硬度のうちいずれかを第２の実施形態のように特定することで、エミッション特性を向上することができる。また、第１の実施形態のタングステン合金部品において、断面の結晶組織、表面粗さＲａを第２の実施形態のように特定することで、エミッション特性を向上することができる。
（実施例１）
　原料粉末として、平均粒径２μｍのタングステン粉末（純度９９．９９ｗｔ％）に、一次粒子径の平均粒径が２μｍのＨｆＣ粉末（純度９９．０％）を１．５ｗｔ％となるように添加した。なお、ＨｆＣ粉末にはＨｆ量を１００質量部としたとき不純物Ｚｒ量は０．８質量部であった。
　原料粉末をボールミルにより１２時間混合して混合原料粉末を調製した。次に、混合原料粉末を金型に入れて、成形体を作製した。得られた成形体を水素雰囲気中で１８００℃で１０時間の炉焼結を行った。この工程により、縦１６ｍｍ×横１６ｍｍ×長さ４２０ｍｍの焼結体を得た。
　次に、直径２．４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱体の試料を切り出した。試料に対し、センタレス研磨加工を施し、表面粗さＲａを５μｍ以下にした。次に、歪取り熱処理として、水素雰囲気中にて１６００℃の熱処理を施した。
　これにより、実施例１に係るタングステン合金部品として放電ランプ用カソード部品を作製した。
（比較例１）
　ＴｈＯ２を２ｗｔ％含有するタングステン合金からなる同サイズの放電ランプ用カソード部品を作製した。
　実施例１に係るタングステン合金部品に関して、ＨｆＣ成分の含有量、表面部と中心部の炭素量、タングステン結晶の平均粒径を調べた。ＨｆＣ成分の含有量の分析は、ＩＣＰ分析または燃焼－赤外線吸収法により、Ｈｆ量、炭素量を分析し、ＨｆＣｘ換算した。また、表面部と中心部の炭素量の分析は、表面から１０μｍの範囲および円柱断面から測定用試料を切り取り、それぞれ炭素量を測定した。また、タングステンの平均結晶粒径は、任意の断面組織において最大フェレー径を１００粒測定し、その平均値を平均結晶粒径とした。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、実施例１および比較例１に係る放電ランプ用カソード部品のエミッション特性を調べた。エミッション特性の測定は、印加電圧（Ｖ）を１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖと変化させ、エミッション電流密度（ｍＡ／ｍｍ２）を測定した。カソード部品への印加電流負荷１８±０．５Ａ／Ｗ、印加時間２０ｍｓで測定した。その結果を図１０に示す。
　図１０から分かる通り、実施例１は比較例１と比べて、エミッション特性が優れていることが分かった。この結果、実施例１の放電ランプ用カソード部品は放射性物質である酸化トリウムを使わずに、優れたエミッション特性を示すことが分かる。なお、測定時は、カソード部品は２１００～２２００℃になっていた。このため、実施例１に係るカソード部品は高温強度や寿命なども優れていることが分かる。
（実施例２～５）
　次に、ＨｆＣの添加量、ドープ材としてＫ添加量を表２のように変えた原料混合粉末を調製した。各原料混合粉末を金型成形し、水素雰囲気中にて１５００～１９００℃で７～１６時間焼結して焼結体を得た。なお、実施例２～３は焼結体サイズを実施例１と同様にして、切り出し工程を行った。また、実施例４～５は、成形体サイズを調製して直径２．４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの焼結体を直接得たものである。
　各試料に対し、センタレス研磨加工を施し、表面粗さＲａを５μｍ以下にした。次に、歪取り熱処理として、水素雰囲気中にて１４００～１７００℃の熱処理を施した。これにより、実施例２～５に係る放電ランプ用カソード部品を作製し、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　次に、実施例１と同様の条件にて、エミッション特性を評価した。その結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表から分かる通り、本実施例に係る放電ランプ用カソード部品は、いずれも優れた特性を示した。なお、測定時は、カソード部品は２１００～２２００℃になっていた。このため、実施例２～５に係るカソード部品は高温強度や寿命なども優れていることが分かる。
（実施例１１～２０、比較例１１）
　原料粉末として表５に示したタングステン粉末（純度９９．０ｗｔ％以上）、ＨｆＣ粉末を用意した。いずれの粉末もボールミルにより十分ほぐし、必要に応じ、それぞれ最大径が表５に示した値になるように篩通し工程を行ったものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　次にタングステン粉末とＨｆＣ粉末を表６に示す割合で混合して、ボールミルにより再度混合した。次に成形して成形体を調製した。次に表６に示した条件により焼結工程を行った。縦１６ｍｍ×横１６ｍｍ×長さ４２０ｍｍの焼結体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　次に、得られたタングステン合金焼結体から、円柱状焼結体（インゴット）を切り出し、鍛造加工、圧延加工、線引加工を適宜組合せて線径を調整した。加工率は表７に示す通りである。また、線径を調整後、所定の長さに切断し、先端部をテーパ形状に加工した。その後、表面研磨して表面粗さＲａをＲａ５μｍ以下に研磨した。次に、水素雰囲気中にて１６００℃の再結晶熱処理を施した。これにより、放電ランプ用電極部品を完成させた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　次に、各放電ランプ用電極部品の胴体部の円周方向断面（横断面）と側面方向断面（縦断面）の拡大写真を撮り、ＨｆＣ成分の平均粒径、最大径、タングステン結晶粒子の割合、平均粒径、アスペクト比を測定した。拡大写真に関しては、それぞれ胴体部の中心を通る円周断面および側面方向断面を切り出し、任意の単位面積３００μｍ×３００μｍについて調べた。その結果を表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　次に各放電ランプ用電極部品に対して、Ｈｆ成分中のＨｆＣの割合を測定した。また、酸素含有量、相対密度（％）、ビッカース硬度（Ｈｖ）、３点曲げ強度を求めた。
　Ｈｆ成分中のＨｆＣの割合は、ＩＣＰ分析法によりタングステン合金中のＨｆ量、燃焼－赤外線吸収法によりタングステン合金中の炭素量を測定する。タングステン合金中の炭素はＨｆＣになっていると考えて良い。そのため、検出された全Ｈｆ量を１００重量部とし、ＨｆＣになるＨｆ量を換算し、その質量比を求めるものとする。また、タングステン合金中の酸素含有量は不活性ガス燃焼－赤外線吸収法により分析した。また、相対密度は、アルキメデス法により分析した実測密度を理論密度で割って求めた。なお、理論密度は前述の計算により求めた。また、ビッカース硬度（Ｈｖ）は、ＪＩＳ－Ｚ－２２４４に準じて求めた。また、３点曲げ強度は、ＪＩＳ－Ｒ－１６０１に準じて求めた。その結果を表９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本実施例に係る放電ランプ用電極部品は密度が高く、ビッカース硬度（Ｈｖ）および３点曲げ強度も優れた値を示した。これは、ＨｆＣの一部が脱炭したためである。また、ＨｆＣになっていないＨｆ成分は、金属Ｈｆ粒子になったもの、ＨｆＣ粒子の表面の一部が金属Ｈｆになったもの、タングステンとハフニウムの固溶体になったもの、のいずれかの状態であった。つまり、Ｈｆ成分としてＨｆとＨｆＣの２種が存在するものであった。また、比較例１１－１はＨｆＣ粒子が大きいために破壊起点となり強度が低下した。
（実施例２１～２５）
　次に、タングステン粉末およびＨｆＣ粉末として実施例１２と同様のものを用い、第二の成分として表１０に示した組成に変えたものを用意した。焼結条件を水素雰囲気中、２０００℃で炉焼結としてインゴットを得た。インゴットを加工率５０％で加工して、線径１０ｍｍの電極部品を得た。また、水素雰囲気中にて１６００℃の再結晶熱処理を施した。各実施例に対して、同様の測定を行った。その結果を、表１０～１２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表から分かる通り、添加元素を用いることにより、分散強化機能が強化し、タングステン結晶の粒成長が抑制されるため強度の向上が見られた。
（実施例１１Ａ～２５Ａ、比較例１１－１Ａ～１１－２Ａおよび比較例１２Ａ）
　実施例１１～２５、比較例１１－１および比較例１１－２の放電ランプ用電極部品のエミッション特性を調べた。エミッション特性の測定は、印加電圧（Ｖ）を１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖと変化させ、エミッション電流密度（ｍＡ／ｍｍ２）を測定した。放電ランプ用電極部品への印加電流負荷１８±０．５Ａ／Ｗ、印加時間２０ｍｓで測定した。
　また、比較例１２として、ＴｈＯ２を２ｗｔ％含有するタングステン合金からなる線径８ｍｍの放電ランプ用電極部品を作製した。その結果を表１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　各実施例に係る放電ランプ用電極部品は、酸化トリウムを使用しないにも関わらず、酸化トリウムを使用した比較例１２と同等以上のエミッション特性を示した。また、測定時は、カソード部品は２１００～２２００℃になっていた。このため、各実施例に係る放電ランプ用電極部品は高温強度も優れるものである。
（実施例２６～２８）
　次に、実施例１１、実施例１３、実施例１８の放電ランプ用電極に対し、再結晶熱処理条件を１８００℃に変えた以外は同じ製造方法にて製造したものを実施例２６（実施例１１の再結晶熱処理条件を１８００℃に変えたもの）、実施例２７（実施例１３の再結晶熱処理条件を１８００℃に変えたもの）、実施例２８（実施例１８の再結晶熱処理条件を１８００℃に変えたもの）として用意した。同様の測定を行った。その結果を表１４～１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　本実施例に係る放電ランプ用電極部品は密度が高く、ビッカース硬度（Ｈｖ）および３点曲げ強度も優れた値を示した。これは、ＨｆＣの一部が脱炭したためである。また、ＨｆＣになっていないＨｆ成分を分析した結果、いずれもタングステンとハフニウムの固溶体になったものであった。つまり、Ｈｆ成分としてＨｆとＨｆＣの２種が存在するものであった。このため、再結晶熱処理温度を１７００℃以上にすると金属Ｈｆをタングステンに固溶させ易いことが分かる。また、エミッション特性を実施例１１Ａと同様の方法により測定した。その結果を表１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　上記のように金属Ｈｆをすべてタングステンに固溶させることによりエミッション特性が向上することが分かった。これは固溶により金属Ｈｆがタングステン合金の表面に存在し易くなったためであると考えられる。
　また、上記のようにエミッション特性に優れることから放電ランプ用電極部品に限らず、エミッション特性を要求されるマグネトロン用部品（コイル部品）、送信管用部品（メッシュグリット）などの分野にも使用できる。
　１…カソード電極、２…電極胴体部、３…電極先端部、４…放電ランプ、５…電極支持棒、６…ガラス管、７…コイル部品、８…上部支持部材、９…下部支持部材、１０…支持棒、１１…マグネトロン用陰極構体、２１…放電ランプ用電極部品、２２…テーパ形状の先端部を有する放電ランプ用電極部品、２３…先端部、２４…胴体部、２５…円周方向断面、２６…側面方向断面、２７…放電ランプ、２８…電極支持棒、２９…ガラス管。

Claims (23)

  1. 　Ｗ成分と、ＨｆＣを含むＨｆ成分とを含有し、前記Ｈｆ成分のＨｆＣ換算での含有量が０．１ｗｔ％以上３ｗｔ％以下であることを特徴とするタングステン合金。
  2. 　Ｗ成分と、ＨｆＣ粒子を含むＨｆ成分とを含有し、前記Ｈｆ成分のＨｆＣ換算での含有量が０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下であり、前記ＨｆＣ粒子の平均一次粒子径は１５μｍ以下であることを特徴とするタングステン合金。
  3. 　前記ＨｆＣ粒子は、平均一次粒子径が５μｍ以下で、かつ最大一次粒子径が１５μｍ以下であること特徴とする請求項２記載のタングステン合金。
  4. 　前記ＨｆＣ粒子の二次粒子径の最大値は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  5. 　前記Ｈｆ成分は、Ｈｆ及びＣよりなる群から選択される少なくとも１種をさらに0含有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  6. 　Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、ｘ＜１であることを特徴とする請求項５に記載のタングステン合金。
  7. 　Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０＜ｘ＜１であることを特徴とする請求項５に記載のタングステン合金。
  8. 　Ｈｆ、ＨｆＣおよびＣの合計量をＨｆＣｘ換算したとき、０．２＜ｘ＜０．７であることを特徴とする請求項５に記載のタングステン合金。
  9. 　Ｋ、Ｓｉ及びＡｌよりなる群から選択される少なくとも１種の元素が０．０１ｗｔ％以下含有されることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  10. 　Ｈｆ含有量を１００質量部としたときＺｒ含有量が１０質量部以下であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  11. 　前記Ｈｆ成分は、Ｗに固溶している金属Ｈｆを含有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  12. 　前記Ｈｆ成分は金属Ｈｆを含有し、前記金属Ｈｆが表面に存在することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  13. 　Ｈｆ含有量を１００質量部としたとき、ＨｆＣになっているＨｆの割合は２５～７５質量部であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  14. 　ビッカース硬度がＨｖ３３０以上であることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  15. 　前記Ｗ成分は、平均結晶粒径が１μｍ以上１００μｍ以下のタングステン粒子を含むことを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載のタングステン合金。
  16. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載のタングステン合金を含むことを特徴とするタングステン合金部品。
  17. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載のタングステン合金を含み、線径が０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の線材であることを特徴とするタングステン合金部品。
  18. 　前記線材の横断面の結晶組織は、単位面積３００μｍ×３００μｍあたり結晶粒径が１μｍ以上８０μｍ以下のタングステン結晶の占める面積率が９０％以上であることを特徴とする請求項１７記載のタングステン合金部品。
  19. 　前記線材の縦断面の結晶組織は、単位面積３００μｍ×３００μｍあたり結晶粒径が２μｍ以上１２０μｍ以下のタングステン結晶の占める面積率が９０％以上であることを特徴とする請求項１７記載のタングステン合金部品。
  20. 　放電ランプ用部品、送信管用部品及びマグネトロン用部品よりなる群から選択される少なくとも１種の部品に用いられることを特徴とする請求項１６～１９のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
  21. 　請求項２０記載のタングステン合金部品を備えることを特徴とする放電ランプ。
  22. 　請求項２０記載のタングステン合金部品を備えることを特徴とする送信管。
  23. 　請求項２０記載のタングステン合金部品を備えることを特徴とするマグネトロン。
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