JPH0219574B2 - - Google Patents
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- JPH0219574B2 JPH0219574B2 JP56088441A JP8844181A JPH0219574B2 JP H0219574 B2 JPH0219574 B2 JP H0219574B2 JP 56088441 A JP56088441 A JP 56088441A JP 8844181 A JP8844181 A JP 8844181A JP H0219574 B2 JPH0219574 B2 JP H0219574B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- heat
- scandium oxide
- resistant metal
- discharge lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
本発明は放電灯に関し、特に金属蒸気放電灯の
発光管の端部に設置された電極の製造方法に関す
る。 従来、例えば、金属ハロゲン化物が封入された
金属蒸気放電灯は第１図に示されるような構造を
していた。この第１図において、符号１は透明石
英ガラスで形成された発光管で、内部に水銀、希
ガスおよび金属ハロゲン化物が封入されている。
この発光管１の両端部には電極２ａ，２ｂが対向
して封入配置されており、これらの各電極は発光
管１の両端部に封着されたモリブデン箔３ａ，３
ｂを介してそれぞれ外部導入線４ａ，４ｂに接続
されている。この発光管１の両端部には保温膜
５，５が塗布されると共に保持板６，６が装着さ
れている。 前記各保持板６，６はそれぞれＵ形状の支持枠
９，１０の先端部に溶接にて固着され、これによ
つて発光管１を外管１４内に保持している。この
時、発光管１の一端から外部へ伸長した外部導入
線４ａは前記支持枠９にリボンリード７によつて
接続され、且つ支持枠９はステムリード１１に溶
接されている。他のステムリード１２は、発光管
１の他端から外部へ伸長した外部導入線４ｂと円
弧状に成形された導線８によつて接続されてい
る。これら２つのステムリード１１，１２は外管
１４の端部に設けられた口金１３の所定部にそれ
ぞれ接続されている。 このような放電灯における発光管内の電極２
ａ，２ｂは、第２図に拡大して示されるように、
タングステン等の耐熱性金属から成る電極芯線１
５と、この電極芯線の周囲に巻回されたコイル１
６，１７とで構成されており、更にこのコイル周
囲には酸化スカンジウムとタングステン粉末とか
らなる電子放射物質１８が塗布されている。 ところで、この電子放射物質に用いられている
酸化スカンジウムは、ランプ特性に好結果をもた
らすため有効であるが、しかし酸化スカンジウム
に含有されている不純物を取除くため従来1100℃
の温度で真空処理を施していた。しかしながら、
真空中でのこの酸化スカンジウムの処理には以下
のような欠点があつた。すなわち、従来の処理方
法によれば、酸化スカンジウムを耐熱性金属容器
に入れ、石英炉芯管内に収納した後、真空加熱装
置にセツトし、次いでこの炉芯管内を荒引きす
る。しかし、酸化スカンジウムは微粉末のため、
徐々に荒引きコツクを開放しなければ金属容器か
ら酸化スカンジウムが飛散し排気系統を汚す結果
となる。そのため、酸化スカンジウムの処理量も
少量となるばかりでなく、加熱処理するに必要な
真空度、１×10-5〜１×10-6Torrに達するのに
長時間を要していた。また、前記真空度に到達し
てから、その圧力を保ちつつ徐々に昇温して行く
と、特にH2O、COなどが放出されるので400℃〜
500℃近辺で真空度が大幅に悪くなり、この時加
熱処理を行なえば金属容器が酸化して、その不純
ガスが酸化スカンジウムに吸着して処理効果がな
くなる。 それ故、従来の方法では、常に１×10-5Torr
以下を維持して処理を行なう必要があり、前記荒
引き同様長時間を必要とした。しかも、酸化スカ
ンジウムに含まれているハイドロカーボンは温度
上昇に伴ない、より低級なハイドロカーボン、
CO並びにCO2に分解して放出されるが、しかし
真空中では酸素不足によりカーボンが残在すると
いう欠点もあつた。 このように従来の真空処理法では、酸化スカン
ジウムの大量処理ができないばかりでなく、処理
に長時間を要し、不純ガスが抜け切れない欠点が
あつた。 従つて、本発明の目的は、かかる従来の問題点
を解決するためになされたもので、酸化スカンジ
ウムから不純物を効果的に取除いた電子放射物質
を塗布してなる放電灯用電極の製造方法を提供す
ることにある。 以下、本発明の電子放射物質の製造方法を、そ
の好適な実施例と該実施列を比較するための従来
例とを示して更に詳細に説明する。 まず、従来例として、0.1t、16×16角、長さ26
mmの処理用モリブデン容器に酸化スカンジウムを
約3gr入れ真空処理装置にセツトした。処理条件
としては、前述した如く処理装置の圧力が１×
10-5Torr以下になれば、電気炉で昇温し始める。
しかし、温度上昇と共に不純ガスが排出されるた
め、装置内の圧力は変動するが、圧力は常に１×
10-5Torrを維持して昇温する。目的温度1100℃
に到達後、10分間維持して処理は完了した。ここ
まで要した処理時間は約８時間であつた。 このようにして処理された酸化スカンジウムに
タングステン粉末とニトロセルローズラツカー並
びに酢酸ブチルを加え電子放射物質懸濁液を製作
し、電極に塗布した後、真空中1980℃で１分間加
熱処理した。このように製作した電子放射物質１
８を有する電極２ａ，２ｂを用い、内部に適量の
水銀、アルゴンガスおよびスカンジウム、ナトリ
ウムのような化物を封入した内径18mm、電極２
ａ，２ｂ間長さ44mmの発光管１を備えた400Wの
金属蒸気放電灯を製作した。そして、この金属蒸
気放電灯の点灯試験を行なつたところ、6000時間
点灯後の光束維持率は75％であつた。 次に、本発明の実施例について説明する。酸化
スカンジウム処理例としては、第３図に示される
如く、内径60mm、長さ1.300mmの内部を大気とし
た第１の耐熱性金属酸化物容器である石英炉芯管
１９内に酸化スカンジウム２０を収納した第２の
耐熱性金属酸化物容器である石英製ボート２１を
入れ、シリコニツト電気炉２２で1100℃、10分間
の加熱処理を行なつた。この処理に要した処理時
間は約3.5時間であると共に、この実施例で用い
た酸化スカンジウム量は40grと短時間で多量に処
理することができる。なお、昇温時に放出される
H2O、OH、CO、CO2その他の不純ガスは炉芯管
外へ放出されるが、その方法としては第４図に示
される如く炉芯管の一端部から空気を流すことに
より不純ガスを排出するとよい。 このようにして製作された電子放射物質を前記
従来例と同様にして電子放射物質懸濁液を製作
し、400W金属蒸気放電灯を製作、点灯試験を行
なつた。この結果、6000時間点灯後の光束維持率
は80％であつた。 この従来例と本発明の実施例とを表にして示せ
ば第１表のようになる。
発光管の端部に設置された電極の製造方法に関す
る。 従来、例えば、金属ハロゲン化物が封入された
金属蒸気放電灯は第１図に示されるような構造を
していた。この第１図において、符号１は透明石
英ガラスで形成された発光管で、内部に水銀、希
ガスおよび金属ハロゲン化物が封入されている。
この発光管１の両端部には電極２ａ，２ｂが対向
して封入配置されており、これらの各電極は発光
管１の両端部に封着されたモリブデン箔３ａ，３
ｂを介してそれぞれ外部導入線４ａ，４ｂに接続
されている。この発光管１の両端部には保温膜
５，５が塗布されると共に保持板６，６が装着さ
れている。 前記各保持板６，６はそれぞれＵ形状の支持枠
９，１０の先端部に溶接にて固着され、これによ
つて発光管１を外管１４内に保持している。この
時、発光管１の一端から外部へ伸長した外部導入
線４ａは前記支持枠９にリボンリード７によつて
接続され、且つ支持枠９はステムリード１１に溶
接されている。他のステムリード１２は、発光管
１の他端から外部へ伸長した外部導入線４ｂと円
弧状に成形された導線８によつて接続されてい
る。これら２つのステムリード１１，１２は外管
１４の端部に設けられた口金１３の所定部にそれ
ぞれ接続されている。 このような放電灯における発光管内の電極２
ａ，２ｂは、第２図に拡大して示されるように、
タングステン等の耐熱性金属から成る電極芯線１
５と、この電極芯線の周囲に巻回されたコイル１
６，１７とで構成されており、更にこのコイル周
囲には酸化スカンジウムとタングステン粉末とか
らなる電子放射物質１８が塗布されている。 ところで、この電子放射物質に用いられている
酸化スカンジウムは、ランプ特性に好結果をもた
らすため有効であるが、しかし酸化スカンジウム
に含有されている不純物を取除くため従来1100℃
の温度で真空処理を施していた。しかしながら、
真空中でのこの酸化スカンジウムの処理には以下
のような欠点があつた。すなわち、従来の処理方
法によれば、酸化スカンジウムを耐熱性金属容器
に入れ、石英炉芯管内に収納した後、真空加熱装
置にセツトし、次いでこの炉芯管内を荒引きす
る。しかし、酸化スカンジウムは微粉末のため、
徐々に荒引きコツクを開放しなければ金属容器か
ら酸化スカンジウムが飛散し排気系統を汚す結果
となる。そのため、酸化スカンジウムの処理量も
少量となるばかりでなく、加熱処理するに必要な
真空度、１×10-5〜１×10-6Torrに達するのに
長時間を要していた。また、前記真空度に到達し
てから、その圧力を保ちつつ徐々に昇温して行く
と、特にH2O、COなどが放出されるので400℃〜
500℃近辺で真空度が大幅に悪くなり、この時加
熱処理を行なえば金属容器が酸化して、その不純
ガスが酸化スカンジウムに吸着して処理効果がな
くなる。 それ故、従来の方法では、常に１×10-5Torr
以下を維持して処理を行なう必要があり、前記荒
引き同様長時間を必要とした。しかも、酸化スカ
ンジウムに含まれているハイドロカーボンは温度
上昇に伴ない、より低級なハイドロカーボン、
CO並びにCO2に分解して放出されるが、しかし
真空中では酸素不足によりカーボンが残在すると
いう欠点もあつた。 このように従来の真空処理法では、酸化スカン
ジウムの大量処理ができないばかりでなく、処理
に長時間を要し、不純ガスが抜け切れない欠点が
あつた。 従つて、本発明の目的は、かかる従来の問題点
を解決するためになされたもので、酸化スカンジ
ウムから不純物を効果的に取除いた電子放射物質
を塗布してなる放電灯用電極の製造方法を提供す
ることにある。 以下、本発明の電子放射物質の製造方法を、そ
の好適な実施例と該実施列を比較するための従来
例とを示して更に詳細に説明する。 まず、従来例として、0.1t、16×16角、長さ26
mmの処理用モリブデン容器に酸化スカンジウムを
約3gr入れ真空処理装置にセツトした。処理条件
としては、前述した如く処理装置の圧力が１×
10-5Torr以下になれば、電気炉で昇温し始める。
しかし、温度上昇と共に不純ガスが排出されるた
め、装置内の圧力は変動するが、圧力は常に１×
10-5Torrを維持して昇温する。目的温度1100℃
に到達後、10分間維持して処理は完了した。ここ
まで要した処理時間は約８時間であつた。 このようにして処理された酸化スカンジウムに
タングステン粉末とニトロセルローズラツカー並
びに酢酸ブチルを加え電子放射物質懸濁液を製作
し、電極に塗布した後、真空中1980℃で１分間加
熱処理した。このように製作した電子放射物質１
８を有する電極２ａ，２ｂを用い、内部に適量の
水銀、アルゴンガスおよびスカンジウム、ナトリ
ウムのような化物を封入した内径18mm、電極２
ａ，２ｂ間長さ44mmの発光管１を備えた400Wの
金属蒸気放電灯を製作した。そして、この金属蒸
気放電灯の点灯試験を行なつたところ、6000時間
点灯後の光束維持率は75％であつた。 次に、本発明の実施例について説明する。酸化
スカンジウム処理例としては、第３図に示される
如く、内径60mm、長さ1.300mmの内部を大気とし
た第１の耐熱性金属酸化物容器である石英炉芯管
１９内に酸化スカンジウム２０を収納した第２の
耐熱性金属酸化物容器である石英製ボート２１を
入れ、シリコニツト電気炉２２で1100℃、10分間
の加熱処理を行なつた。この処理に要した処理時
間は約3.5時間であると共に、この実施例で用い
た酸化スカンジウム量は40grと短時間で多量に処
理することができる。なお、昇温時に放出される
H2O、OH、CO、CO2その他の不純ガスは炉芯管
外へ放出されるが、その方法としては第４図に示
される如く炉芯管の一端部から空気を流すことに
より不純ガスを排出するとよい。 このようにして製作された電子放射物質を前記
従来例と同様にして電子放射物質懸濁液を製作
し、400W金属蒸気放電灯を製作、点灯試験を行
なつた。この結果、6000時間点灯後の光束維持率
は80％であつた。 この従来例と本発明の実施例とを表にして示せ
ば第１表のようになる。
【表】
上記の如く、従来の真空処理と本発明による大
気中処理法とを比較した場合、本発明の場合の方
が酸化スカンジウム処理時間は著しく短く、その
処理量は40grと従来例に対して遥かに多量で、し
かもこれを用いて放電灯を形成した時その光束維
持率は6000時間点灯後で５％も高いという結果を
得た。特に、この光束維持率が高くなつた理由と
しては、従来の真空処理では取除くことのできな
かつた残在カーボンが取除かれ、優れた電子放射
材料となつたものと考えられる。 なお、本発明の前記実施例では炉芯管の一端部
から空気を流して不純ガスを排出したが、空気の
代わりに酸素ガスを流せば不純ガスの除去された
更に良質の酸化スカンジウムを得ることができ
る。また、加熱処理温度は800℃以上が必要であ
り、この温度以下では不純物の除去が充分に行な
われないことが判明している。 なお、本発明の作用をより詳細に説明すると以
下の如く考えられる。通常の市販の酸化スカンジ
ウム粉末は不純物としてOH-、CO3 2-、Cl-を微
量含んでいる。例えばCO3 2-の場合を例にとる
と、 Sc2（CO3）2真空中加熱 ―――――→ Sc2O3＋1/2Ｃ＋3/2CO2↑ (1) Sc2（CO3）2＋1/2O2大気中密閉容器 ―――――――→ Sc2O3＋2CO2↑ (2) Sc2（CO3）2＋1/2O2酸化性ガス流内 ―――――――→ Sc2O3＋2CO2↑ (3) 大気中密閉容器の場合（反応(2)）、容器内零囲
気中のCO2分圧が加熱処理とともに増加するた
め、左向きの反応も一部起こり、不純物成分は放
電灯内へ持込まれる。一方、本発明の反応(3)にお
いては放出されたCO2は酸素流で速かに容器外へ
流出されるので、反応は右方向のみに進み、純度
の高い酸化スカンジウムが得られるものである。 この発明は以上説明したとおり、第１の耐熱性
金属酸化物容器により囲繞される空間に開放され
た第２の耐熱性金属酸化物内に酸化スカンジウム
粉末を収容し、前記第１の耐熱性金属酸化物容器
の一耐より酸化性ガスを流入し、かつ他端より該
酸化性ガスを流出するとともに、前記第１の耐熱
性金属酸化物の外部に設置された加熱装置により
前記酸化スカンジウム粉末を800℃以上の温度に
より加熱し、該加熱後の酸化スカンジウム粉末と
タングステン粉末を含有してなる電子放射物を含
む懸濁液を電極構成部材に塗布し、高温加熱処理
によつて該電子放射物質を前記電極構成部材に固
着させて放電灯用電極を完成するものであるか
ら、かかる製造方法により、酸化スカンジウム粉
末を外部加熱装置と隔離して酸化性ガス流内に収
納して加熱処理を施すので、OH、COなどの不
純ガスは取除かれ、酸化物粉末は不純ガスの影響
を受けない、かつ残在カーボンの極めて少ない高
純度の酸化物粉末が得られ、これを電子放射物質
に用いることによつて、従来の放電灯よりも優れ
た光束維持率を得ることができるという効果を奏
するものである。
気中処理法とを比較した場合、本発明の場合の方
が酸化スカンジウム処理時間は著しく短く、その
処理量は40grと従来例に対して遥かに多量で、し
かもこれを用いて放電灯を形成した時その光束維
持率は6000時間点灯後で５％も高いという結果を
得た。特に、この光束維持率が高くなつた理由と
しては、従来の真空処理では取除くことのできな
かつた残在カーボンが取除かれ、優れた電子放射
材料となつたものと考えられる。 なお、本発明の前記実施例では炉芯管の一端部
から空気を流して不純ガスを排出したが、空気の
代わりに酸素ガスを流せば不純ガスの除去された
更に良質の酸化スカンジウムを得ることができ
る。また、加熱処理温度は800℃以上が必要であ
り、この温度以下では不純物の除去が充分に行な
われないことが判明している。 なお、本発明の作用をより詳細に説明すると以
下の如く考えられる。通常の市販の酸化スカンジ
ウム粉末は不純物としてOH-、CO3 2-、Cl-を微
量含んでいる。例えばCO3 2-の場合を例にとる
と、 Sc2（CO3）2真空中加熱 ―――――→ Sc2O3＋1/2Ｃ＋3/2CO2↑ (1) Sc2（CO3）2＋1/2O2大気中密閉容器 ―――――――→ Sc2O3＋2CO2↑ (2) Sc2（CO3）2＋1/2O2酸化性ガス流内 ―――――――→ Sc2O3＋2CO2↑ (3) 大気中密閉容器の場合（反応(2)）、容器内零囲
気中のCO2分圧が加熱処理とともに増加するた
め、左向きの反応も一部起こり、不純物成分は放
電灯内へ持込まれる。一方、本発明の反応(3)にお
いては放出されたCO2は酸素流で速かに容器外へ
流出されるので、反応は右方向のみに進み、純度
の高い酸化スカンジウムが得られるものである。 この発明は以上説明したとおり、第１の耐熱性
金属酸化物容器により囲繞される空間に開放され
た第２の耐熱性金属酸化物内に酸化スカンジウム
粉末を収容し、前記第１の耐熱性金属酸化物容器
の一耐より酸化性ガスを流入し、かつ他端より該
酸化性ガスを流出するとともに、前記第１の耐熱
性金属酸化物の外部に設置された加熱装置により
前記酸化スカンジウム粉末を800℃以上の温度に
より加熱し、該加熱後の酸化スカンジウム粉末と
タングステン粉末を含有してなる電子放射物を含
む懸濁液を電極構成部材に塗布し、高温加熱処理
によつて該電子放射物質を前記電極構成部材に固
着させて放電灯用電極を完成するものであるか
ら、かかる製造方法により、酸化スカンジウム粉
末を外部加熱装置と隔離して酸化性ガス流内に収
納して加熱処理を施すので、OH、COなどの不
純ガスは取除かれ、酸化物粉末は不純ガスの影響
を受けない、かつ残在カーボンの極めて少ない高
純度の酸化物粉末が得られ、これを電子放射物質
に用いることによつて、従来の放電灯よりも優れ
た光束維持率を得ることができるという効果を奏
するものである。
第１図は金属蒸気放電灯を示す正面図、第２図
は金属蒸気放電灯の電極を拡大して示す断面図、
第３図および第４図は本発明による電子放射物質
を製造すべく酸化スカンジウムを加熱処理する処
理装置を概略的に示す断面図である。 １……発光管、２ａ，２ｂ……電極、１５……
電極芯線、１８……電子放射物質、２２……シリ
コニツト電気炉。なお、図中同一符号は同一部分
又は相当部分を示す。
は金属蒸気放電灯の電極を拡大して示す断面図、
第３図および第４図は本発明による電子放射物質
を製造すべく酸化スカンジウムを加熱処理する処
理装置を概略的に示す断面図である。 １……発光管、２ａ，２ｂ……電極、１５……
電極芯線、１８……電子放射物質、２２……シリ
コニツト電気炉。なお、図中同一符号は同一部分
又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 第１の耐熱性金属酸化物容器により囲繞され
る空間に開放された第２の耐熱性金属酸化物内に
酸化スカンジウム粉末を収容し、前記第１の耐熱
性金属酸化物容器の一端より酸化性ガスを流入
し、かつ他端より該酸化性ガスを流出するととも
に、前記第１の耐熱性金属酸化物の外部に設置さ
れた加熱装置により前記酸化スカンジウム粉末を
800℃以上の温度により加熱し、該加熱後の酸化
スカジウム粉末とタングステン粉末を含有してな
る電子放射物質を含む懸濁液を電極構成部材に塗
布し、高温加熱処理によつて該電子放射物質を前
記電極構成部材に固着させて放電灯用電極を完成
することを特徴とする放電灯用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8844181A JPS57202621A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Manufacturing method for electron emission substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8844181A JPS57202621A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Manufacturing method for electron emission substance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57202621A JPS57202621A (en) | 1982-12-11 |
| JPH0219574B2 true JPH0219574B2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=13942885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8844181A Granted JPS57202621A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Manufacturing method for electron emission substance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57202621A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269828A (ja) * | 1985-05-25 | 1986-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電子管陰極の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316308A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-15 | Tokyo Gasu Denro Kk | Continuousstype rotary retort furnace |
| JPS5632659A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Metal vapor discharge lamp |
-
1981
- 1981-06-09 JP JP8844181A patent/JPS57202621A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57202621A (en) | 1982-12-11 |
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