JPS62128945A - 封着用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は透光性アルミナセラミック管の封着材料に関す
るもので、特に高温にて点灯させるアルミナセラミック
管を用いたメタルハライドランプに使用される封着用組
成物の改良に関する。

［従来技術とその問題点コ メタルハライドランプの発光管材料としては溶融石英が
用いられている。この材料を用いた発光管では、点灯時
の最高許容温度が約９００℃程度であるため、Ｄｙ　Ｉ
、、Ｃｓ　１．ＴＩ　Ｉ、Ｓ　ｃ２Ｉ、等の低蒸気圧の
物質を発光させて、高効率、高演色性を達成しようとし
てもこの最高許容温度ではそれらの充分な蒸気圧は得ら
れない。

そのために、更に高い点灯時間の最高許容温度を有する
メタルハライドランプに対して化学的、熱的に安定な材
料として高圧ナトリウムランプの発光管材料として用い
られている透光性アルミナセラミック管が用いられてい
る。この透光性アルミナセラミック管の最高許容温度は
、約１２００℃であり、多くのハロゲン化物に対して化
学的安定性が高い。この透光性アルミナセラミック管の
両端はサーメットディスクと封着材を用いて封じる。

この封着材として、Ｌａ、○、−Ｂ２０１−ｐ２ｏ。

−Ａｌ□Ｏ，−ＭｇＯ系フリット、Ｄ　ｙ２０．−Ａ　
１□０．−　Ｓ　ｉ　Ｏ２系フリット、Ｍ　ｎ　Ｏ−Ａ
　１　。

０、−８ｉ○２系フリツト、Ｂ　ｅ　Ｏ−Ａ　１□０．
−Ｓ　ｊＯ２−Ｍｇｏ−Ｂ、０３系フリツ１〜、Ｂｅ０
−Ａ　１□０３−Ｂ２Ｏ，−Ｐ２Ｏ，−Ｓ　ｉＯ２系フ
リット、ＢｅＯ−Ｂ、０．−Ａｌ□○、−５ｉｎ、系フ
リット等が知られている。

しかしながら、これらの封着材は、発光管を高効率、高
演色になるような状態で点灯させるのに必要な動作温度
になるまで管壁負荷を増加させると、軟化してサーメッ
トディスクが浮き上がり、リークに至るものが多かった
。

また、これらの封着相成分で特にアルカリ土類金属酸化
物を含有するものは、発光管に添加されているメタルハ
ライドと反応してアルカリ土類金属ハロゲン化物となり
放電空間中に放出され発光する。そのために添加したメ
タルハライドが酸化物となり放電空間中への添加メタル
ハライドの供給が減少し、効率、演色性が初期設計値か
ら大きく外れたものとなる。

更に、前記した封着材とアルミナセラミック管を用いた
メタルハライドランプの光束維持率は著しく悪く、発光
管の管壁黒化が激しい。この管壁黒化は電極材料のタン
グステンが管壁に付着するために発生するのであるが、
そのタングステンの飛散にはケイ素（Ｓｉ）が関与して
いることが指摘されている。従って、ＳｉＯ，を含有し
ないフリットを用いることによって、光束維持率の良好
なセラミックメタルハライドランプが得られる。つまり
、封着材にＳｉＯ２が含有されないことが良好な寿命特
性を実現するために必要である。

［発明の目的］ 本発明は前記の点に鑑みなされたもので、封着用組成物
としてＳ　ｉ　Ｏ２を用いることなく。

適切な封着用酸化物を選択することにより、従来の封着
材のもつ欠点を除去若しくは減少させたもので、耐ハロ
ゲン性が高く軟化点も高く、又、濡れ特性が良好で気泡
を含有しない、接着強度の高い均一な封着が可能なばか
りでなく、ランプの寿命特性を改善した封着材を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成及び作用コ アルミナセラミック管を用いたメタルハライドランプ用
の封着材は、次のような条件を満たしていなければなら
ない。

まず、ランプ点灯中でも気密性が保持され高い機械的強
度を有する強固な封着が得られること、放電空間中への
不純物の混入を少なくするために封着用組成物質が低蒸
気圧物質であることである。又、アルミナセラミック管
及びアルミナ−タングステンからなるサーメットディス
クに対して良好な濡れ特性を有し１３００℃〜１４５０
℃で溶融し、アルミナセラミック管、サーメットディス
ク及び封着材の線熱膨張係数がほぼ一致することおよび
メタルハライド等の発光管内添加物と封着材との間で点
灯中に反応しないことが必要である。

更に、セラミックメタルハライドの光束維持率を良好な
ものとするために封着相成分中にＳｉＯ２を含まないこ
とが必要である。何故ならば、添加ハロゲン化物と封着
材が反応してＳｉＯが発生してこれがさらに分解してＳ
ｉが生じ、このＳｉはヨウ化物となり放電空間中に放出
され、電極上に析出され、タングステンとケイ素の低融
点合金が形成されこれがランプ点灯中に飛散する。この
飛散したタングステンが発光管内表面に付着して発光管
は黒化し、光束は減少する。

上記の条件を満たすため実験を行なった結果、Ｌ　ａ　
７．０３Ｄ　Ｙ２Ｏ，−Ｙ２Ｏ，−Ａｌ□○、−ＢｅＯ
−Ｂ、Ｏ，系封着材が良好な封着特性を示すことが判っ
た。特に−ＢｅＯを添加することによりアルミナセラミ
ック管に対する濡れ特性が向上するのでアルミナセラミ
ック管とサーメットディスクとの間に封着材が均一には
いりこむ。

又封着材中に結晶相が多数存在するので化学的安定性に
寄与する。

更に、本発明に係るＬａ２０ｚＤ’ｊｚ○３−Ｙ、Ｏ，
−Ａ１．０．−ＢｅＯ−Ｂ２０３系封着材の組成範囲は
次の通りである。。

Ｌ　ａ２０．　：　１０−９０重量％ ＤｙｚＯｓ：２ｏ〜８５重景％゛ Ｙ２Ｏ，＝　２〜６０重量％ Ａ１□○、：　５〜６０重量％ ＢａＯ：　５〜４５重量％ Ｂ２０．　：　３〜３５重量％ ここで、Ｌａ２Ｏ３及びＤｙ２Ｏ３の量を９０重量％乃
至８５重量％以上にすると、熱膨張率が小さくなり、封
着部のアルミナセラミック管にクラックが発生しやすく
なる。逆に１０重量％乃至２０重量％以下にすると、融
点が１６００℃以上となり実用上問題がある。Ｙ２Ｏ３
の量を２重量％以下あるいは６０重量％以上にすると、
前記同様融点が１６００　’Ｃ以上となり実用上問題が
ある。Ａ１□ｏ３の量を６０重量％以上にすると、融点
が高すぎ逆に５重量％以下にすると、融点が９００℃以
下と低下しすぎ実用上問題がある。ＢａＯの量を４５重
量％以上にすると。

熱膨張率がＡ１□Ｏ１よりも大きくなり封着部にクラン
クが発生する。逆に５重量％以下にすると、濡れ特性の
低下による気密性の低下が生じる。そして、Ｂ２Ｏ３の
量を３５重量％以上にすると、熱膨張率が大きくなり、
封着部にクラックが発生しやすい。逆に３重量％以下に
すると、融点が１６００℃以上となり実用上問題がある
。

従って、上記酸化物成分を」二記組成範囲内において適
当に調合すると、耐ハロゲン性に優れ、アルミナセラミ
ック管とサーメットディスクとの線熱膨張係数が適当に
合致した気密性が高く。

かつ軟化点の高い良好な封着が得られる。

［実施例〕 次に本発明に係る実施例を説明する。

第１表に示す組成のそれぞれの酸化物成分を機械的に混
合した後に、有機結合剤と混合し適当な大きさの座金又
は小円板状に成形し焼成する。

この成形された封着材をアルミナセラミック管の端部と
エンドディスクの封着部に配置し、同封着部を真空ある
いは希ガス中にて１４ｏｏ〜１５００℃に加熱すること
によって封着材を溶融し回部を封着する。

第１表中のそれぞれの実施例において、封着材のガラス
化反応温度、溶融時の粘度等に多少の差はあるが、いず
れの封着材も気密性が良好であり実用上問題のない封着
状態を示すものであった・ 第１表に示す組成の封着材を用いて、アルミナセラミッ
ク管とサーメットディスクとを封着し、発光管を作成し
た。なお発光管内にはＤｙｅ、：４．０■、Ｔ　Ｉ　Ｉ
　：０．７ｍｇ、Ｄｙ　：０．７■、ＬｉＩ：１．０■
、Ｈｇ　：　８．０■が封入されており、１５０Ｗ゛　
の管入力で長時間点灯したがリークはなく、発光特性の
変化が少なくなおかつ発光管黒化も少なかった。そして
、　ｓ、ｏｏｏ時間点灯後のランプの光束維持率は８５
％であり、従来のＳｉＯ２を含有した封着材を用いたラ
ンプの５，０００時間点灯点灯光束維持率＝６０％に比
へ著しく改善できた。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る封着用組
成物は、耐ハロゲン性が高く軟化点も高く、又１Ｍれ特
性が良好で気泡を含有しない接着強度が大で均一な封着
が可能である。

更に、酸化物組成中にＳ　ｉ　Ｏ，を含有しないので、
タングステンとシリカとの低融点合金が生じることがな
く、電極の劣化がなくなる結果、光束維持率の改善を行
なうことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量比で１０〜９０％のＬａ＿２Ｏ＿３、２０〜８５％
   のＤｙ＿２Ｏ＿３、２〜６０％のＹ＿２Ｏ＿３、５〜６
   ０％のＡｌ＿２Ｏ＿３、５〜４５％のＢｅＯ、及び３〜
   ３５％のＢ＿２Ｏ＿３を含有してなるセラミックとセラ
   ミック又はセラミックと金属を封着するための封着用組
   成物。