放电灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及阴极中含有用于使电子放射变得良好的发射体而成的放电灯，特别是 设及含有除了社W外的发射体而成的放电灯。
【背景技术】
[0002] -般来说，在高输入功率的高亮度放电灯等中，在其阴极中为了使电子放射变得 容易而添加有发射体。例如，日本特开2012-15008号公报（专利文献1)中公开了含有氧 化社作为发射体的放电灯用的阴极。
[0003] 但是，社是作为放射性物质在法律上限制的对象，对其管理或处理需要慎重的考 虑，因此期待代替社的物质。
[0004] 作为该代替社的物质，提出了使用稀±类元素及其化合物的物质。稀±类元素是 功函数（一般来说是指电子从物质内部飞向外部时所需要的能量）低、电子放射优异的物 质，作为社的代替物质备受期待。
[0005] 日本特表2005-519435号公报（专利文献2)中公开了在作为阴极材料的鹤中作 为发射体附加地含有氧化铜化曰2〇3)、氧化给化f〇2)、氧化错狂r〇2)等的放电灯用阴极。
[0006]但是，氧化铜化曰2〇3)等稀±类氧化物比氧化社（证〇2)的蒸汽压高、较容易蒸发。 因此，作为阴极所含有的发射体使用稀±类氧化物代替氧化社时，会发生该稀±类氧化物 过度地蒸发、早期发生枯竭的事态。由于该发射体的枯竭，具有阴极的电子放射功能丧失、 发生闪变、灯寿命缩短的问题。
[0007]另外，有助于电子放射特性的发射体仅存在于阴极的前端，从阴极后侧朝向前端、 发射体的输送不会迅速地进行也可W说是原因之一。因此，在使用了除了氧化社W外的发 射体物质的放电灯中，点灯在早期变得不稳定等的问题仍然残留，此为实情。特别是，在IkW W上的高输入功率的放电灯中，稀±类元素或领系物质的蒸发会将放电灯导向不稳定的点 灯，此现象显著。
[0008] 另外，日本特开2002-141018号公报（专利文献3)中公开了作为发射体物质使用 碱±类金属（氧化物）的阴极结构。图19中显示了该结构，成为下述结构：将作为发射体 含有碱±类金属氧化物的电子易放射部81埋在阴极80中、使其露出至阴极前端。
[0009] 在该结构中，由于作为发射体的碱±类金属氧化物暴露在电弧中，因此其蒸发会 进一步进行，此与上述专利文献2所示的电极是相同的。结果，特别是在阴极前端，具有下 述同样的问题：发射体早期发生枯竭，阴极的电子放射功能丧失，发生闪变，灯寿命缩短。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特开2012-15008号公报
[0013] 专利文献2:日本特表2005-519435号公报
[0014] 专利文献3:日本特开2002-141018号公报
【发明内容】
[0015] 发明要解决的技术问题
[0016] 本发明鉴于上述现有技术的问题点，要提供下述结构：在发光管的内部中阴极与 阳极相向配置的放电灯中，即便在阴极中添加除了社W外的发射体，也可W防止该发射体 的早期枯竭、长时间维持电子释放功能、实现灯的闪变寿命的长期化，同时最初点灯时的起 动性及点灯性优异。
[0017] 用于解决技术问题的方法
[0018] 为了解决上述技术问题，本发明的特征在于，上述阴极由主体部及接合于其前端 侧的前端部构成，上述主体部由不含社的高烙点金属材料构成，上述前端部由含有发射体 (除了社之外）的高烙点金属材料构成，并且在形成于上述主体部及/或前端部的内部的密 闭空间内埋设有含有较上述前端部中所含的发射体更高浓度的发射体（除了社之外）的烧 结体。
[0019]另外，其特征在于，上述发射体为氧化铜化曰2〇3)、氧化姉（Ce化)、氧化礼（Gd2〇3)、 氧化衫（Sm2〇3)、氧化错化6〇11)、氧化钦（师〇3)或氧化锭化〇3)中的任意一种或者它们的 组合。
[0020] 另外，其特征在于，上述前端部的发射体浓度（CF)为0. 5wt%《CF《5wt%，埋 设于上述密闭空间中的上述烧结体的发射体浓度（CB)为CB《80wt%，并且CF <CB。
[0021] 另外，其特征在于，上述密闭空间中密封有上述烧结体和将该烧结体中所含的发 射体还原的还原剂。
[0022] 其特征在于，上述还原剂是铁（Ti)、粗（Ta)、饥（V)、妮（Nb)中的任意一种。
[0023]另外，其特征在于，上述前端部由鹤构成，上述烧结体中所含的发射体是氧化姉， 上述阴极的前端与上述烧结体的前端的距离为1. 5mm~3. 5mm。
[0024] 另外，其特征在于，上述阴极的前端部分具有圆锥台形状，使上述阴极的距离前端 为0. 5mm的位置的截面积为S(mm2)、灯电流为I(A)时，为165 >I/S(A/mm2)。
[0025]另外，其特征在于，上述烧结体是含有稀±类复合氧化物而构成的。
[0026]另外，其特征在于，上述稀±类复合氧化物含有由选自元素周期表上的第4A族、 第5A族及第6A族中的元素和氧构成的氧化物。
[0027]另外，其特征在于，上述稀±类复合氧化物由氧化铜化a2〇3)、氧化姉（Ce〇2)、氧化 礼（Gd2〇3)、氧化衫（Sm2〇3)、氧化错化6〇11)、氧化钦（师〇3)、氧化锭化〇3)中的任意一种与 高烙点金属的化合物构成。
[0028] 另外，其特征在于，上述前端部的比电阻P(测定溫度T= 77K)为0.65~ 0. 77UQ?cm。
[0029] 另外，其特征在于，上述前端部由鹤构成，上述前端部含有抑制该鹤的晶体成长的 粒稳定剂（氧化错或氧化给）。
[0030]另外，其特征在于，上述主体部及/或前端部在上述烧结体的周围区域中形成有 沿上述阴极的轴方向延伸的纤维状金属组织。
[0031] 另外，其特征在于，上述烧结体的前端面在上述密闭空间内与上述前端部抵接、上 述纤维状金属组织形成在上述烧结体的从前端面至后方侧5mm的区域内。
[0032] 另外，其特征在于，上述前端部由鹤构成，在上述前端部的与上述阳极相向的前端 面上形成有鍊-鹤合金部。
[0033] 另外，其特征在于，上述鍊-鹤合金部的厚度至少为0. 5mm W上。
[0034] 另外，其特征在于，上述前端部由鹤构成，上述前端部的鹤的晶界密度A(mmi)与 上述前端部的从抵接于上述烧结体的部位至前端面的发射体的浓度梯度B (mol/mm4)之积 (AXB)为 260X10 9(mol/mm5)《AXB《 670X10 9(mol/mm5)的范围。
[00对发明效果
[0036] 根据本发明，在不含社的主体部的前端接合含有除了社W外的发射体的前端部， 在形成于上述主体部及/或前端部的内部的密闭空间内埋设有含有较上述前端部中所含 的发射体更高浓度的发射体（除了社之外）的烧结体，因此在最初对放电灯进行点灯时，前 端部中所含的发射体（除了社之外）将前端部覆盖，从而产生良好的起动性及点灯性。
[0037] 根据点灯时间，前端部最初含有的发射体被消耗，但由于发射体从阴极内部的含 有高浓度发射体的烧结体扩散供给至前端部侧，因此在前端部处在发射体不会发生枯竭， 良好的点灯性得W稳定地长期间维持。
[0038] 由于该烧结体被埋设在阴极内部，因此不会直接暴露于放电电弧中、可抑制因电 弧导致的过热，因而不会发生过度地蒸发、发射体不会在早期枯竭。
[0039] 另外，在规定时间的点灯后关灯、阴极被冷却时，在点灯时从烧结体扩散出去的发 射体在前端部内滞留，因而在之后的再次点灯时，该前端部内的发射体可使其起动性及点 灯性变得良好。
[0040]另外，阴极内部的烧结体中的发射体在形成前端部的鹤的晶界中扩散（晶界扩 散）而被供至阴极前端，但使用姉作为发射体时，其扩散迅速、可获得发射体向阴极前端的 充分供给速度。
[0041] 而且，通常发射体W氧化物的方式（姉的情况下为Ce〇2)含有在烧结体中，但由于 Ce〇2的吸湿性低，因此在灯的制造工序中还具有可W减少会进入到灯内的水分量的优点。
[0042] 另外，通过使阴极的距离圆锥台形状的前端为0. 5mm的位置的截面积S与灯电流 I之间的关系为165 >I/S(A/mm2)，可W获得高的电流密度，实现灯的高亮度化。
[0043] 另外，烧结体通过在其内部含有稀±类复合氧化物，可在较通常的氧化物状态更 低的溫度下将其还原成发射体（金属）的状态。由此，从较电极溫度更低的状态、即灯的点 灯起动时开始，发射体自烧结体的供给顺杨地进行，从点灯初期开始即不会发生发射体枯 竭，可获得稳定的灯点灯状态。
[0044] 另外，通过使前端部的比电阻P为0. 65~0. 77 y Q 'em,可W实现灯的闪变寿命 的长期化。
[0045] 另外，通过在烧结体周围的区域形成有沿阴极的轴方向延伸的纤维状金属组织， 烧结体中所含的发射体（稀±类元素）难W向阴极的径方向扩散、强制地向前端侧扩散，因 此向阴极前端的供给顺杨且迅速地进行，防止发射体在前端部处的枯竭，同时抑制发射体 从阴极中未被电弧覆盖的侧面进行蒸发、防止发光管的失透。
[0046] 另外，在由于电弧变为极高溫的前端部处，虽然有时晶粒的重结晶化进行、晶界消 失，但通过在其前端部的与阳极相向的前端面上设置鍊-鹤合金部，在相比较于通常的鹤、 发生重结晶化的溫度更高的鍊-鹤合金部中，即便是高溫的状态下也可抑制重结晶化、确 保晶界，因此不会阻碍发射体从烧结体的晶界扩散。
[0047] 另外，由于前端部的鹤的晶界密度A(mmi)与上述前端部的从抵接于上述烧 结体的部位至前端面的发射体的浓度梯度B(mol/mm4)之积（AXB)为260X10 9(mol/ mfflS)《AXB《 670Xl〇9(mol/mm5)的范围，因此可W实现进行长时间稳定的发射体的供 给、灯寿命长的放电灯。
【附图说明】
[004引图1是具有本发明实施方式1的阴极结构的放电灯的整体图。
[0049] 图2是表示本发明实施方式1的实施例的阴极结构图。
[0050] 图3是本发明实施方式1的阴极的制造工序图。
[0051] 图4是表示本发明实施方式1的其他多个实施例的阴极结构图。
[0052] 图5是表示本发明实施方式2的实验结果的表1。
[0053] 图6是表不本发明实施方式3的实验结果的表3。
[0054] 图7是表3的图表1。
[00巧]图8是表示本发明实施方式4的稀±类氧化物的烙点的一个例子的表4。
[0056] 图9是本发明实施方式5的阴极前端部的放大图。
[0057] 图10是表示前端部的比电阻值所带来的灯寿命的倾向的表5。
[0058] 图11是本发明实施方式6的阴极的前端部的截面图（A)与X-X截面图度）。
[0059] 图12是纤维状金属组织的形成前的截面图（A)和形成后的截面图度）。
[0060] 图13是本发明实施方式7的阴极结构图。
[006。 图14是本发明实施方式7的作用说明图，（A)为本发明、做为比较例。
[0062] 图15是本发明实施方式7的阴极的制造工序图。
[0063] 图16是本发明实施方式8的阴极前端部的放大图。
[0064] 图17是表示本发明实施方式8的实验结果的表8。
[006引 图18是表8的图表2。
[0066] 图19是表不现有技术的截面图。
[0067] 图20是表示其他现有技术的截面图。
【具体实施方式】
[0068] 图1表示具有本发