JPS6410585B2 - - Google Patents

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JPS6410585B2
JPS6410585B2 JP55158773A JP15877380A JPS6410585B2 JP S6410585 B2 JPS6410585 B2 JP S6410585B2 JP 55158773 A JP55158773 A JP 55158773A JP 15877380 A JP15877380 A JP 15877380A JP S6410585 B2 JPS6410585 B2 JP S6410585B2
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JP
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cermet
granules
oxide
tungsten
microns
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JP55158773A
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Hingu Piita
Kei Ronarudo
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Thorn EMI PLC
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Publication date
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Application filed by Thorn EMI PLC filed Critical Thorn EMI PLC
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Publication of JPS6410585B2 publication Critical patent/JPS6410585B2/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/12—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーメツト材料に関し、特に導電性を
有しかつ放電ランプ用セラミツク管体の端蓋とし
て使用するのに適したサーメツトに関するもので
ある。
英国特許第1571084号には、アルミナのような
耐熱性酸化物顆粒と、例えばタングステンあるい
はモリブデンのような4B〜7Bおよび８族に属す
る遷移金属の微細粒子とよりなり、その金属粒子
がサーメツトの全体に延長している導電性網状構
造を構成している個々の酸化物顆粒を包囲した粒
状層を形成している導電性サーメツトが記載され
ている。それらのサーメツトは0.2以下および
0.045程度の金属容積割合を有しうる。上記英国
特許では、酸化物顆粒と微細金属粉末とを、酸化
物顆粒が金属粉末で被覆されるまで、混合し、そ
の被覆された顆粒をコンパクト（加圧）しそして
特に1600〜1800℃の範囲で焼結することによつて
そのようなサーメツトを作成した。酸化物顆粒自
体は、所望の寸法の凝集顆粒が得られるまで、ア
ルミナのような酸化物の微細粒子を混合最業によ
つて凝集することによつて作成されることが好ま
しい。
これらのサーメツトにつきさらに検討した結
果、「生」（グリーン）コンパクトを約1800℃また
はそれ以上で焼結すると、さらに密度の高い製品
が得られることが認められた。しかしながら、こ
のような高い焼結温度では、アルミナ、イツトリ
アあるいはスピネルのようなセラミツク成分に急
速な粒成長が発生し、その結果、異常に大きい粒
子が生じてしまう。焼結された材料、特にセラミ
ツク材料の強度は粒度の増大にともなつて急速に
低下することが知られている。さらに、非常に大
きいセラミツク粒が発生すると、三重粒接合およ
び粒界に孔または空乏が生じ、それらの空乏が応
力を増大させる作用をする。アルミナのような異
方性材料の場合には、不当に大きい粒が熱膨張特
性の異方性に基因する内部応力を発生する。こら
れの要因が結合して広範囲にわたる粒界分離や微
小割れを生ずる。約1600゜で焼結した場合には微
細なまたは中程度の粒子よりなる構造を得ること
ができるが、このような焼結温度では、1800℃〜
1975℃の範囲内の温度のようにアルミナと耐熱性
金属との間に強い結合を生ぜしめることはできな
い。
上記の英国特許では、アルミナの微細粒子で凝
集粒子を作成する場合に少量のマグネシアを混入
すると、それによつてセラミツク島における粒成
長を限定された程度に制御することができるとい
う理由で、そのように少量のマグネシアを混入す
ることがすすめられているが、焼結温度が高くな
ると、主としてマグネシアが急速に揮発せしめら
れることに基因して、その効果が低下する。マグ
ネシウムの含有量を多くすると、空胴ができて、
材料の機械的強度がそこなわれる傾向がある。
本発明によれば、サーメツトを形成する耐熱性
酸化物顆粒に少量の耐熱性金属を分散せしめるこ
とにより、導電性サーメツトのセラミツク島にお
ける粒成長を制御できることが確認された。この
ことは、所望の寸法の顆粒を形成するために微細
酸化物粒子を凝集するのに先立つて、金属粒子を
混入せしめることによつて行なわれるのが好都合
である。
かくして、本発明は、アルミニウム酸化物、イ
ツトリウム酸化物あるいはスピネル等のような耐
熱性酸化物顆粒の焼結された素材（コンパクト）
よりなり、前記顆粒が50〜800ミクロンの直径を
有しかつ全体にわたつて延長している導電性の網
状構造を有し、その網状構造は4B族（チタン、
ジルコンおよびハフニウム）、5B族（バナジウ
ム、ニオブ、およびタンタル）、6B族（クロム、
モリブデンおよびタングステン）、鉄、コバルト
およびニツケルのうちから選択された少なくとも
１つの金属よりなる層によつて与えられており、
その層は全サーメツトに対し0.04から0.2までの
容積割合（volume fraction）を構成しており、
前記耐熱性酸化物顆粒内に、(a)チタン、ジルコ
ン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタ
ル、クロム、モリブデン、タングステン、鉄、コ
バルトおよびニツケルのうちから選択された少な
くとも１つの金属の粒子が前記顆粒の全容積に対
して0.01〜0.15の容積割合で分散されかつ(b)細割
されたマグネシウム酸化物よりなる耐熱性酸化物
が0.01〜0.25重量パーセントだけ分散せしめられ
ている導電性サーメツトを提供する。
これらのサーメツトにおける酸化物顆粒または
セラミツク島の微構造を本発明によつて修正した
ことにより、サーメツト材料の全体的な機械的特
性が実質的に改善された。また、漏洩が微小割れ
が原因で不合格となるのを非常に小さい割合にお
さえて、強じんな導電性サーメツト成分が得られ
るようになつた。本発明によるサーメツトは、サ
ーメツトを構成する成分を不活性雰囲気内で高温
に加熱し、次に約100℃まで冷却し、再び上記高
温に加熱し、その加熱および冷却のサイクルを
1000回まで反復することを含む熱循環工程を前記
成分に施すことによつて生じうる熱的衝撃に対し
て高度の耐性を有している。上記の高温というの
は、ランプの動作時に予想される温度に相当する
ものであり、800℃と1500℃との間でありうる。
典型的な例では、1000℃という高温が用いられう
る。すべての場合において、テスラ・コイルを用
いてテストした結果、管内には窒素が検出されな
かつたので漏れが生じなかつたことが認められ
た。このようにして、本発明は、使用に先立つて
個々のサーメツト要素を大がかりな漏れ試験にか
ける必要をなくするものである。
本発明によるサーメツトは通常１Ω・cm以下の
比抵抗を有している。
ランプに使用するための特定のサーメツトは、
そのランプの熱膨張係数とそのサーメツトに埋設
されうる金属要素のそれとの中間の熱膨張係数を
有するように選択されうる。例えば、耐熱性酸化
物としてのアルミナと（顆粒の内部およびそれら
のまわりにおける）金属としてのタングステンと
よりなるサーメツトを用いた場合には、そのサー
メツトは100〜1000℃の範囲にわたつて50〜85×
10-7／℃の熱膨張係数を有することが認められ
る。それと同じ温度範囲で、単結晶アルミナ（こ
の場合にはこの単結晶アルミナで管体が形成され
うる）は50〜95×10-7／℃の膨張係数を有し、タ
ングステンおよびモリブデン（これらの金属より
なる棒がサーメツト内に埋設されうる）はそれぞ
れ42〜50×10-7／℃および45〜60×10-7／℃の膨
張係数を有している。これら３つの成分からなる
要素は上記の試験では漏れがなくかつ紫外線感光
性染料およびヘリウムガスに対して不透過性であ
ることが認められた。これらの要素が内部応力に
対して抵抗力、一般的に改善された機械的強度お
よび再現性を有しているのは、本発明によるサー
メツトの耐熱性酸化物顆粒内での粒成長が制限さ
れていることによるものと考えられる。
本発明によるサーメツトにおける顆粒の寸法分
布は、ある種の処理条件のもとでは、そのサーメ
ツトが別個の層に分離する傾向があるので、50〜
800ミクロンという広い範囲よりも狭い範囲にわ
たつていてもよい。例えば、50から250ミクロン
まで、50から500ミクロンまで、100から400ミク
ロンまで、または300から800ミクロンまでの範囲
が用いられうる。50から500ミクロンの範囲であ
つて平均直径が225から250ミクロンまでの範囲で
ある顆粒が特に好ましい。このような顆粒で生成
された材料は、約500ミクロンの平均直径を有す
る顆粒で生成されたものよりも強じんであること
が認められた。
本発明によるサーメツトのうち典型的なもの
は、寸法分布が0.1から15ミクロンの範囲であつ
て耐熱性酸化物顆粒内に分散せしめられた金属粒
子と、寸法分布が0.1から12ミクロンの範囲であ
つて耐熱酸化物顆粒を取りまいた層を形成してい
る金属粒子とよりなる。各場合において用いられ
る金属粒子の平均粒度は１〜５ミクロンである。
本発明の利点を実現するためには、前記耐熱性
酸化物顆粒内に前記金属を少なくとも0.01の容積
割合で混入せしめなければならないが、0.15以上
の容積割合では、酸化物顆粒内に分散された金属
が焼結されたサーメツトの割れを促進する傾向を
有することが認められた。金属粒子が耐熱性酸化
物の粒成長を禁止しかつこの禁止効果は粒子の個
数が増大するにともなつて増大すると考えられ
る。特に有用な金属量は0.02という容積割合を与
えるものであることが認められた。
さらに付加的に、耐熱性酸化物顆粒内には、例
えばイツトリウム酸化物またはイツテルビウム酸
化物のような希土類酸化物が、耐熱性酸化物の全
重量に対して0.01〜0.25重量パーセントだけ分散
せしめられうる。ある種の場合には、この付加的
な材料は耐熱性酸化物の焼結性を改善しうる。
本発明は上記金属のうちの１つより多いものの
混合物で導電性網状構造を構成することおよび／
または前記金属のうちの１つ以上のものの混合物
を前記耐熱性酸化物顆粒内に分散せしめることを
も含むものであるが、一般的には、各場合に前記
金属のうちの１つだけを用いるのが好都合であ
る。内部に配された金属と外部に被覆された金属
が同じであることが好ましい。
ニオブ、タンタル、モリブデンおよびタングス
テンが好ましい金属であり、タンタル、モリブデ
ンおよびタングステンが特に有用であることが認
められた。ランプの電極にはタングステンが通常
用いられているので、この材料が特に好ましい。
本発明によるサーメツトはセラミツク放電ラン
プ用管体のための端蓋要素として使用するのに特
に適しておりかつそのような管体が形成される通
常の材料はアルミナであるから、耐熱性酸化物と
してはアルミナを用いることが好ましい。任意の
形式のアルミナを用いてもよいが、例えばアルフ
ア（六方晶）またはガンマ（等軸晶）結晶形式の
ような結晶形式をすべになしている材料を用いる
のが都合がよい。例えば0.3ミクロンのオーダー
のサブミクロン平均粒度を有する粉末アルミナが
特に好都合な出発材料であることが認められた。
本発明によれば、(a)アルミニウム酸化物、イツ
トリウム酸化物およびスピネルから選択された耐
熱性酸化物の粒子を、生成混合物に対して0.01〜
0.15の容積割合をなすような量のチタン、ジルコ
ン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタ
ル、クロム、モリブデン、タングステン、鉄、コ
バルトおよびニツケルから選択された少なくとも
１つの金属粒子および細割されたマグネシウム酸
化物よりなる耐熱性酸化物0.01〜0.25重量パーセ
ントと混合し、(b)前記金属を分散せしめられた酸
化物顆粒を形成すべく前記混合物を凝集せしめ、
(c)チタン、ジルコン、ハフニウム、バナジウム、
ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タング
ステン、鉄、コバルトおよびニツケルから選択さ
れた少なくとも１つの金属の粉末中で前記顆粒
を、その顆粒がサーメツト全体に対して0.04〜
0.20の容積割合をなす前記金属粉末の被覆を得る
まで、混合し、(d)そのようにして被覆された顆粒
を加圧して緊密な物体となし、(e)その物体を不活
性雰囲気内において1800〜1975℃の温度で焼結す
ることによりなる導電性サーメツトの製造方法も
提供される。適当な不活性雰囲気には真空または
アルゴン雰囲気が含まれる。例えばタングステン
またはモリブデンのようなある種の金属を含有し
たサーメツトに対しては水素雰囲気を用いてもよ
いが、タンタル、ニオブ、ジルコンおよびチタン
の場合におけるごとく、脆い水素化物が形成され
うる場合には水素雰囲気は用いられるべきではな
い。上記の加圧緻密化は、20000p.s.i.（138MN／
m2）までの圧力、好都合よくは約11500p.s.i.
（79MN／m2）の圧力のもとで実施されうる。ダ
イスプレスまたは平衡プレスが用いられうる。こ
の段階においてできるだけ平滑な表面仕上げを得
るのが望ましい。
前記加圧緻密化工程の後であつてかつ前記焼成
工程の前に、前記緊密な物体は、それの「生強
度」（green strength）を増大せしめるために、
空気中において約200℃の温度であるいは不活性
雰囲気中においてそれよりも高い温度で予備焼成
されてもよい。そのようにすれば、前記緊密な物
体すなわち加圧成形素地の取扱いが容易となると
ともに、焼成工程前に必要とされうる加工作業時
にその加圧成形素地を破損されにくくすることが
できる。
タングステンまたはモリブデンにような耐熱性
金属よりなる１またはそれ以上の導体棒または電
極を、焼成前における生の段階または予備焼成さ
れた段階で、前記サーメツトの緊密な物体すなわ
ち加圧成形素地（コンパクト）に部分的に埋入せ
しめることができる。あるいは、そのような金属
部材を焼成済みのサーメツト物体における盲穴内
に押込んで、良好な電気的接触を得るようにして
もよい。このようにして放電管のための端蓋が製
造され、その端蓋に電極取付具とリード線が装着
封入され、導電性サーメツト領域を通じて電気的
接触がなされる。
金属棒を挿入されたこれらの一体的なサーメツ
ト物体は、気密性を失うことなしに、1500℃まで
の熱的循環にかけられうる。
酸化物粒子と、金属粉末と、細割されたマグネ
シアとの混合物の凝集は空練によつて実施されう
るものであり、それに続いて、その混合物のスラ
リの湿式粉砕、空気中での乾燥、および混合また
は適当な寸法のメツシユを介しての粉砕が行なわ
れうる。あるいは、上記顆粒は、好ましくは例え
ば２重量％までの量のポリビニルアルコールのよ
うな有機バインダを添加して、上記スラリを噴霧
乾燥することによつて形成されうる。
上述したように、本発明によるサーメツトは、
例えば半透明の多結晶アルミナまたは合成サフア
イヤ管のようなセラミツク放電ランプ管体のため
の端蓋部品として使用するのに特に適している。
使用される特定の酸化物は、得られるサーメツト
の膨張が、そのサーメツトが使用されるべき接合
部分における前記管体の膨張にできるだけ親密に
合致するようなものであることは勿論である。本
発明のサーメツトは、ナトリウムのような金属の
蒸気または塩化ナトリウム、塩化アルミニウム、
塩化すず、よう化スカンジウム、希土類ハロゲン
化物、水銀塩化物および水銀よう化物のような金
属ハロゲン化物の蒸気を封入した放電ランプに使
用して特に有用である。これらの金属ハロゲン化
物ランプにおいては、ニオブを含有したサーメツ
トではなくて、モリブデン、タングステンまたは
タンタルを含有したサーメツトを用いるのが特に
好ましい。本発明によるサーメツトは、ランプの
動作時に発生するような高い温度での反復熱循環
に耐えることが認められた。英国特許第1571084
号には、種々の形式の端蓋や他のランプ部品が記
載されている。
以下本発明の実施例について説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものでないこと
勿論である。
実施例 １ (a) 耐熱性酸化物顆粒の作成： 平均粒度が0.3ミクロンでかつ表面積が30
m2／グラムの主としてアルフア結晶形式であつ
て粒度99.98％のアルミナ粉末（ラ・ピエー
ル・シンセテイク・ペイコウスキによつて供給
されているタイプCR30）（750ｇ）を、純度が
99.98％、平均粒度が約５ミクロンのタングス
テン粉末（ランプ・メタルズによつて供給され
ている）（75ｇ）および高純度の細割された
（サブミクロン寸法）酸化マグネシウム（0.375
ｇ）と、タンブラ・ミキサで１時間混合した。
次に、その混合粉末を蒸留水（３リツトル）と
一緒に撹拌し、その結果得られた湿潤スラリ
を、３時間ミルにかけた。そのミルにかけられ
たスラリをトレイにうつして赤外線ランプで乾
燥し（それに代えて100℃でオーブン乾燥して
もよい）、乾燥したスラリを710ミクロン開口メ
ツシユを通じて押し出した。その結果得られた
粉末をポリエチレン容器内で20分間機械的に混
合し、50〜800ミクロンの粒度範囲の顆粒を作
成し、最後にその顆粒を500ミクロンのふるい
にかけて寸法を整え、50〜500ミクロンの粒度
範囲内にありかつ平均直径が約250ミクロンの
顆粒を作成した。このようにして得られた顆粒
は、それに分散せしめられた形態で平均粒度が
５ミクロンの粒子状をなしたタングステンを顆
粒の全容積に対して0.02の容積割合で含有して
いた。
(b) サーメツトの作成： 分散せしめられたタングステン粒子を含有し
たアルミナの顆粒を、平均粒度５ミクロンのタ
ングステン粉末中で、それらの顆粒がその粉末
の容積割合を約0.06としてその粉末でもつて均
一に被覆されるまで混合した。
このようにして被覆された顆粒を、20000Psi
（138MN／m2）までの好ましくは約11500psi
（79MN／m2）の圧縮圧力を用いて好ましくは
平衡加圧圧縮により圧縮して緊密な物体または
「グリーン・コンパクト」（green compact）を
形成した。
このグリーン・コンパクトを所望の部品形状
となした。ただし、加圧圧縮された材料は、焼
成前に、そのような形状となされたコンパクト
を所望の形態で加工しうるのに十分な機械的強
度を有しているものであることが有利である。
グリーン・コンパクトを、温度が1800〜1975
℃の範囲内で制御される炉内でかつ水素の雰囲
気で、２時間焼成した。
(c) サーミツト部品の性質： このようにして得られたサーメツト部品は
100〜1000℃の範囲にわたつて50〜85×10-7℃
の熱膨張係数を有していた。1500℃の温度まで
の熱循環に反覆してかけても、このサーメツト
の機械的構造には劣化はみられず、ランプ管体
の端シールとして組込んだ場合にも、気密性の
そう失はみられなかつた。この性能は、タング
ステンまたはモリブデンの棒をサーメツトに埋
入した場合にも維持された。
このようにして作成されたサーメツト材料の機
械的強度を、上述のようにして作成された材料よ
りなる長さ４センチメートル、直径１センチメー
トルの円柱棒状の試料について評価した。これら
の棒を３点曲げ試験にかけた。この場合、２つの
支点間における棒の長さを約３センチメートルと
し、その長さの部分に１ミリメートル／分の割合
で中心に印加される荷重をかけて。破断荷重を測
定した。この破断荷重から破面応力を測定したと
ころ、この実施例に従つて作成された材料の場合
には、280〜300MN／m2のオーダーであることが
認められた。このサーメツトの電気的固有抵抗は
10-1Ω・cmであつた。
実施例 ２ 平均粒度約５ミクロンのタングステンに代え
て、平均粒度約１ミクロンのタングステン（ジ
ー・テイー・イー シルバニアによつて供給され
ている）を用いて実施例１における(a)の方法を反
復した。そのようにして得られた顆粒を実施例１
における(b)の方法によつてサーメツトとなした。
この材料の性質は実施例１の(c)で説明したのと同
様であつた。
実施例 ３ 平均粒度約５ミクロンのタングステンに代えて
平均粒度約３のタンタル粉末（カウエキ・ベリ
コ・インダストリズによつて供給されている）
（60ｇ）を用いて実施例１における(a)の方法を反
復した。このようにして得られた顆粒を実施例１
における(b)の手法によつてサーメツトとした。こ
のようにして得られたサーメツトの性質は実施例
１の(c)において説明したものと非常に良く似てい
た。しかしながら、水素がタンタル水素化物を形
成することによつてタンタルを脆弱化するので真
空中またはアルゴン雰囲気中での焼結が必要であ
ることが認められた。
実施例 ４ 平均粒度約５ミクロンのタングステンに代えて
平均粒度１ミクロンのモリブデン粉末（英国エセ
ツクスのミユレツクスによつて供給されている）
モリブデン粉末（40ｇ）を用いて実施例１におけ
る(a)の方法を反覆した。その結果得られた顆粒を
実施例１における(b)の手法によつてサーメツトと
なした。このサーメツトの性質は、真空中または
アルゴン雰囲気中あるいは水素雰囲気中で焼結を
実施した場合には、実施例１における(c)で述べた
のと非常によく似ていた。
実施例 ５ 平均粒度約５ミクロンのタングステンに代えて
平均粒度約５ミクロンのニオブ粉末（バークシ
ヤ・オアズ・アンド・ケミカルズ リミテツドに
よつて供給された）（33ｇ）を用いて実施例１に
おける(a)の方法を反復した。その結果得られた顆
粒を実施例１における(b)の手法によつてサーメツ
トとなした。好ましくは真空中または不活性雰囲
気中で焼結を行なつた場合、このサーメツトの性
質、特に電気的固有抵抗は実施例１における(c)で
説明したものによく似ていた。
実施例 ６ (a) 平均粒度５ミクロンのタングステンに代えて
平均粒度約１ミクロンのタングステン粉末（コ
ツク・ライトによつて供給されている）（190
ｇ）を用いてサーメツト材料のアルミナ島内に
おけるタングステンの容積割合を0.05として実
施例１における(a)の方法を反復した。その結果
得られた顆粒を実施例１における(b)の手法によ
つてサーメツトとなした。このサーメツトの性
質、特に電気的固有抵抗は実施例１における(c)
で説明したのとよく似ており、平均破断強度は
約330MN／m2であり、熱膨張は100℃〜1000℃
の温度範囲において50〜78×10-7／℃であつ
た。
(b) 平均粒度約５ミクロンのタングステンに代え
て平均粒度１ミクロンのタングステン粉末（コ
ツク・ライトによつて供給されている）（350
ｇ）を用いてサーメツト材料のアルミナ島内に
おけるタングステンの容積割合を0.10として実
施例１における(a)の方法を反復した。その結果
得られた顆粒を実施例における(b)の手法によつ
てサーメツトとした。このサーメツトの全体的
な特性は実施例１の(c)において説明したのとよ
く似ていたが、この場合には、アルミナ島にお
ける金属含有量が増大しているので、破断強度
は約350MN／m3まで増大し、熱膨張は100〜
1000℃の温度範囲において約50〜75×10-7／℃
であつた。
実施例 ７ 平均粒度約５ミクロンのタングステン（ラン
プ．メタルズによつて供給されている）65グラム
を用いて実施例１における(a)の方法を反復した。
その結果得られた顆粒を、金属被覆を１つの場合
には0.10まで、他の場合には0.15までそれぞれ増
大せしめるべく適当な量のタングステン（ラン
プ・メタルズ、コツク．ライトまたはジー．テイ
ー．イー シルバニアによつて供給されてる）を
用いて実施例１における(b)の手法により、サーメ
ツトとした。このようにして得られたサーメツト
材料の全体的な特性は実施例１の(c)で説明したの
と大きくは異なつていなかつた。しかしながら、
アルミナ顆粒を包囲しているタングステン金属含
有量の容積割合が0.10および0.15の場合には、
100〜1000℃の温度範囲での熱膨張はそれぞれ50
〜75×10-7／℃および50〜70×10-7／℃の範囲で
あた。
電気的固有抵抗は大して変化せず、10-2Ω．cm
以下という通常の値であつた。
実施例 ８ 最初の混合物に酸化イツトリウム（0.375ｇ）
を添加して実施例１における(a)の方法を反復し
た。その結果得られた顆粒を実施例１における(b)
の手法によつてサーメツトとした。この材料の特
性は実施例１の(c)で説明したのと似ていた。
実施例 ９ 実施例１における(a)の方法によつて作成された
タングステン粉末を分散せしめられて含有してい
るアルミナの顆粒を、平均粒度約５ミクロン（40
ｇ）のタングステン粉末（40ｇ）と平均粒度約５
ミクロンのニオブ粉末（エクスサツド リミテツ
ドからの）（20ｇ）との混合物中で、それらの顆
粒が約0.175の容積割合をもつて粉末で均一に被
覆されるまで、混合した。
次に、そのように被覆された顆粒を、約
11500psi（79MN／m2）の圧力を用いてダイス・
プレスにより圧縮して緊密な物体または「グリー
ン・コンパクト」（green compact）を形成した。
然る後、そのグリーン・コンパクトを、温度が
1800〜1975℃の範囲で制御される真空下の炉内で
２時間焼結した。
その結果得られたサーメツトは100〜1000℃の
温度範囲で50〜80×10-7／℃の熱膨張係数を有し
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム酸化物およびイツトリウム酸化
    物から選択された耐熱性酸化物の顆粒の焼結され
    たコンパクトよりなり、前記顆粒が50〜800ミク
    ロンの直径を有しており、かつサーメツト全対に
    わたつて延長している導電性の網状構造を有し、
    該網状構造はバナジウム、ニオブ、タンタル、ク
    ロム、モリブデン、およびタングステンから選択
    された少なくとも１つの金属の層によつて与えら
    れ、該層は全サーメツトに対し0.04〜0.2の容積
    割合を構成しており、前記耐熱性酸化物顆粒内
    に、(a)バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、
    モリブデン、およびタングステンから選択された
    少なくとも１つの金属の粒子が前記顆粒の全容積
    に対して0.01〜0.15の容積割合で分散されかつ(b)
    細割されたマグネシウム酸化物よりなる耐熱性酸
    化物が0.01〜0.25重量パーセントだけ分散せしめ
    られている導電性サーメツト。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のサーメツトにお
    いて、前記顆粒の直径が50〜500ミクロンである
    前記サーメツト。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のサ
    ーメツトにおいて、前記顆粒の平均直径が225〜
    250ミクロンの範囲内にある前記サーメツト。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちの任
    意の１つに記載されたサーメツトにおいて、前記
    耐熱性酸化物顆粒内に分散せしめられた金属粒子
    の粒度が0.1〜15ミクロンの範囲にあり、かつ前
    記耐熱性酸化物顆粒を包囲した前記層を形成して
    いる前記金属粒子の粒度が0.1〜12ミクロンであ
    る前記サーメツト。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のサーメツトにお
    いて、前記顆粒内に分散せしめられかつ前記層を
    形成している金属粒子の粒度が１〜５ミクロンで
    ある前記サーメツト。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちの１
    つに記載されたサーメツトにおいて、前記顆粒内
    に、該顆粒の全重量に対して0.01〜0.25重量パー
    セントだけイツトリウム酸化物が分散せしめられ
    ている前記サーメツト。 ７ 特許請求の範囲第１項または第７項のうちの
    １つに記載されたサーメツトにおいて、前記導電
    性網状構造は前記金属のうちの１つのみからな
    り、前記耐熱性酸化物顆粒内に分散せしめられた
    粒子は前記金属のうちの１つだけからなる前記サ
    ーメツト。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第７項のうちの１
    つに記載されたサーメツトにおいて、前記耐熱性
    酸化物がアルミニウム酸化物である前記サーメツ
    ト。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちの１
    つに記載されたサーメツトにおいて、前記導電性
    網状構造はニオブ、タンタル、モリブデンおよび
    タングステンから選択された少なくとも１つの金
    属の層よりなり、前記耐熱性酸化物顆粒内に分散
    せしめられた前記金属粒子はニオブ、タンタル、
    モリブデン、およびタングステンのうちの少なく
    とも１つから選択されている前記サーメツト。 １０ 特許請求の範囲第１０項記載のサーメツト
    において、前記導電性網状構造は、タンタル、モ
    リブデンおよびタングステンから選択された少な
    くとも１つの金属の層よりなり、前記耐熱性酸化
    物顆粒内に分散せしめられた前記金属粒子はタン
    タル、モリブデンおよびタングステンのうちの少
    なくとも１つから選択されている前記サーメツ
    ト。 １１ 特許請求の範囲第９項記載のサーメツトに
    おいて、前記網状構造がタングステンの層よりな
    り、前記耐熱性酸化物顆粒内に分散せしめられた
    前記金属粒子がタングステンよりなる前記サーメ
    ツト。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載のサーメツト
    において、前記導電性網状構造を与える前記層に
    おけるタングステン粒子の平均粒度が５ミクロン
    であり、前記層が全サーメツトの0.06の容積割合
    をなしている前記サーメツト。 １３ 導電性サーメツトの製造方法において、 (a) アルミニウム酸化物およびイツトリウム酸化
    物から選択された50〜800ミクロンの直径を有
    する耐熱性酸化物の顆粒を、生成混合物に対し
    て0.01〜0.15の容積割合をなすような量のバナ
    ジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデ
    ン、およびタングステン、から選択された少な
    くとも１つの金属の粒子および細割されたマグ
    ネシウム酸化物よりなる耐熱性酸化物0.01〜
    0.25重量パーセントと混合し、 (b) 前記金属を分散せしめられた酸化物顆粒を形
    成すべく前記混合物を凝集せしめ、 (c) バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モ
    リブデン、およびタングステンから選択された
    少なくとも１つの金属の粉末中で前記顆粒を、
    該顆粒がサーメツト全体に対して0.04〜0.20の
    容積割合をなす前記金属粉末の被覆を得るま
    で、混合し、 (d) 該被覆された顆粒を加圧して緊密な物体とな
    し、 (e) 該物体を不活性雰囲気内で1800〜1975℃の温
    度で焼結することによりなるサーメツトの製造
    方法。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載の方法におい
    て、前記混合物に、イツトリウム酸化物よりなる
    耐熱性酸化物が0.01〜0.25重量パーセント添加さ
    れる前記方法。 １５ 特許請求の範囲第１３項または第１４項記
    載の方法において、前記耐熱性酸化物がアルミナ
    であり、耐熱性酸化物の前記粒子がサブミクロン
    の平均粒度を有する前記方法。 １６ 特許請求の範囲第１３項乃至第１５項のう
    ちの１つに記載された方法において、前記被覆さ
    れた顆粒が138MN／m2までの圧力によつて加圧
    される前記方法。
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