放电灯用阴极部件及放电灯制造技术

本发明专利技术的放电灯用阴极部件具备含有钨和发射极材的第1部分、及含有不同于发射极材的金属的第2部分。第1部分的钨相的平均晶体粒径为Aμm，第2部分的上述金属的相的平均晶体粒径为Bμm时，A及B为满足式：B>A的数。B>A的数。B>A的数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放电灯用阴极部件及放电灯


[0001]实施方式涉及放电灯用阴极部件及放电灯。

技术介绍

[0002]放电灯大致分为低压放电灯和高压放电灯这二种类。低压放电灯可列举出一般照明、道路或隧道等中使用的特殊照明、涂料固化装置、紫外线(UV)固化装置、杀菌装置、半导体等的光洗涤装置等各种电弧放电型的放电灯。高压放电灯可列举出上下水的处理装置、一般照明、竞技场等的屋外照明、UV固化装置、半导体或印刷基板等的曝光装置、晶片检查装置、放映机等的高压汞灯、金属卤化物灯、超高压汞灯、氙灯、钠灯等。像这样放电灯被用于照明装置、映像投影装置、制造装置等各种装置。
[0003]放电灯用阴极部件(也称为阴极部件)的一个例子控制了放电灯用阴极部件的侧面方向截面和圆周方向截面的钨晶体粒径的尺寸。作为耐久性试验，在对阴极部件通电而加热的状态下施加电压，测定10小时后的发射电流密度(mA/mm2)和100小时后的发射电流密度(mA/mm2)。上述具有经控制的晶体粒径的阴极部件在上述耐久性试验中显示出优异的特性。
[0004]上述阴极部件的一个例子含有氧化钍(ThO2)作为发射极材。上述阴极部件的一个例子阴极部件具备圆柱状的壳体部和前端尖的前端部。上述阴极部件的一个例子由均匀地含有发射极材的钨合金制成。上述阴极部件的一个例子的处于前端的发射极材有助于发射特性，但有时处于壳体部的发射极材无助于发射特性。
[0005]无助于发射特性的发射极材成为成本增加的原因。上述阴极部件的另一例子具备高密度的钨烧结锻造体和多孔质钨层。上述阴极部件的另一例子能够减少发射极材的使用量，实现轻量化、钨的省资源化。
[0006]就上述阴极部件的另一例子而言，虽然可实现轻量化等，但作为放电灯用阴极部件的寿命有时并不充分。放电灯的使用会使阴极部件的前端部的温度上升至2000℃左右。因此，通过提高阴极部件的散热性，能够提高寿命。仅仅设置多孔质钨层时，未必可以说散热性的改善是充分的。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利第5800922号公报
[0010]专利文献2：日本特开2018
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77945号公报

技术实现思路

[0011]放电灯用阴极部件具备含有钨和发射极材的第1部分、及含有不同于发射极材的金属的第2部分。第1部分的钨相的平均晶体粒径为Aμm，第2部分的上述金属的相的平均晶体粒径为Bμm时，A及B为满足式：B>A的数。
附图说明
[0012]图1是表示具有前端一体型结构的放电灯用阴极部件的例子的长度方向的截面的示意图。
[0013]图2是表示图1中所示的阴极部件1的线径D方向的截面的示意图。
[0014]图3是具有翅片结构的阴极部件1的外观图。
[0015]图4是表示具有周围一体型结构的放电灯用阴极部件的例子的长度方向的截面的示意图。
[0016]图5是表示具有孔的阴极部件1的例子的示意图。
[0017]图6是表示具有与高熔点金属部3一体成型的支撑棒的阴极部件1的例子的示意图。
[0018]图7是表示放电灯的结构例的图。
具体实施方式
[0019]以下，对于实施方式，参照附图进行说明。附图中记载的各构成要素的厚度与平面尺寸的关系、各构成要素的厚度的比率等有时与实物不同。在实施方式中，对于实质上同一构成要素标注同一符号，适当省略说明。
[0020]图1是表示具有前端一体型结构的放电灯用阴极部件的例子的长度方向的截面的示意图。图1图示出阴极部件1、钨部2(第1部分)、高熔点金属部3(第2部分)、阴极部件的线径方向的中心部4
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1、接合界面5、钨部2的长度T1、高熔点金属部3的长度T2和高熔点金属部3的线径D。图2是表示图1中所示的阴极部件1的线径D方向的截面的示意图。阴极部件1具备钨部2和高熔点金属部3。
[0021]钨部2的长度方向的截面如图1中所示的那样具有前端尖的锥体形状。锥角优选为40度～120度。
[0022]钨部2含有钨(W)和发射极材。钨部2例如由含有发射极材的钨合金制成。发射极材是具有4.0eV以下的功函数的材料，通过对阴极部件1施加电压而具有发射特性。
[0023]发射极材例如优选包含选自由钍(Th)及铪(Hf)构成的组中的至少一种元素。钍可以以氧化钍(ThO2)的形态包含，钍的浓度可以通过ThO2换算而算出。铪可以以碳化铪(HfC)的形态包含，铪的浓度可以通过HfC换算而算出。
[0024]钨部2的发射极材的浓度优选为0.1质量％～5质量％、进而0.5质量％～3质量％。如果发射极材的浓度低于0.1质量％，则发射特性降低。如果发射极材的浓度超过5质量％，则发射特性饱和，还成为成本增加的要因。钍的浓度更优选为0.5质量％～3质量％。钍及铪由于发射特性高，因此能够以上述浓度获得性能。
[0025]高熔点金属部3例如如图1中所示的那样设置于钨部2的下侧。高熔点金属部3含有不同于发射极材的金属。高熔点金属部3例如含有高熔点金属作为主要成分。所谓主要成分是构成元素中包含最多的元素，主要成分的元素例如包含整体的50原子％以上。高熔点金属部3也可以不含有发射极材、或含有发射极材。
[0026]高熔点金属的熔点例如为2300℃以上。放电灯用阴极部件的温度有时在使用中上升至2000℃附近。因此，优选使用高熔点金属。
[0027]高熔点金属例如可列举出钨或钼(Mo)。钨的熔点为3422℃，钼的熔点为2623℃。钨
及钼由于熔点高，因此即使是放电灯用阴极部件的使用温度，也显示出耐久性。因而，高熔点金属部3中所含的金属优选包含选自由钨及钼构成的组中的至少一种金属元素。
[0028]高熔点金属部3例如也可以包含选自由掺杂钨合金、含氧化镧的钨合金、钨钼合金、纯钨、纯钼构成的组中的至少一种。这些材料都具有2300℃以上的高熔点。
[0029]掺杂钨合金例如含有选自由钾(K)、硅(Si)及铝(Al)构成的组中的至少一种掺杂材。掺杂材的浓度例如为500质量ppm以下。掺杂材不符合发射极材。
[0030]含氧化镧的钨合金是以La2O3换算计含有1质量％～2质量％的氧化镧的钨合金。钨钼合金含有1质量％～50质量％的钼。
[0031]纯钨含有99.9质量％以上的钨。纯钼含有99.9质量％以上的钼。
[0032]图3是具有翅片结构的放电灯用阴极部件的外观图。图3图示出阴极部件1、钨部2、高熔点金属部3和翅片结构6。关于钨部2及高熔点金属部3的其他的说明，可以适当援引图1中所示的钨部2及高熔点金属部3的说明。
[0033]翅片结构6优选设置于高熔点金属部3的外周表面的一部分或全部上。翅片结构6具有翅片。翅片结构6通过在高熔点金属部3的外周表面设置选自由凸部及凹部构成的组中的至少一种而形成，可以增大表面积。放电灯内由于保持真空，因此通过增大表面积，能够获得辐射效果。翅片结构6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种放电灯用阴极部件，其具备：含有钨和发射极材的第1部分；及含有不同于所述发射极材的金属的第2部分，在所述第1部分的钨相的平均晶体粒径为Aμm，所述第2部分的所述金属的相的平均晶体粒径为Bμm时，所述A及所述B为满足式：B>A的数。2.根据权利要求1所述的阴极部件，其中，所述A及所述B为满足式：B≥1.5A的数。3.根据权利要求1所述的阴极部件，其中，所述钨相的平均晶体粒径为5μm～15μm。4.根据权利要求1所述的阴极部件，其中，所述金属的相的平均晶体粒径为18μm～40μm。5.根据权利要求1所述的阴极部件，其中，在进行位于通过所述第1部分的中心部并且沿着所述第1部分的长度方向的截面中的与所述第1部分的中心部相距1mm以内并且具有90μm
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90μm的单位面积的区域的电子射线背散射衍射分析的情况下，在与所述截面垂直的方向的Inverse Pole Figure图像中，具有相对于<111>取向的取向差为
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15度～15度的晶体取向的钨相的面积比为15％～50％。6.根据权利要求5所述的阴极部件，其中，在进行位...

【专利技术属性】
技术研发人员：沟部雅恭，青山齐，中野秀士，田中徹，
申请(专利权)人：东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：