放电灯用电极的制造方法以及放电灯技术

放电灯用电极的制造方法以及放电灯。本发明专利技术的放电灯用电极的制造方法是利用固相接合来制造放电灯用电极的方法，在本方法中，使柱状的前端固体部件与柱状的主体固体部件经由彼此的接合面进行固相接合，其中，所述前端固体部件构成电极前端部的至少一部分，且含有发射体，所述主体固体部件至少构成电极主体部，且具有直径比前端固体部件的接合面大的接合面，针对通过固相接合而生成的电极材料，以形成锥状的电极前端部的方式实施切削加工。

Electrode for discharge lamp and discharge lamp

Electrode for discharge lamp and discharge lamp. The discharge lamp of the invention is a manufacturing method for electrode using solid phase bonding electrode of discharge lamp manufacturing method, in this method, the main components of solid solid parts and front column column of the solid phase bonding, bonding face each other through which the front solid parts make up at least part of the front end of the electrode the Ministry, and contains the emitter, the body solid parts constitute at least electrode body portion, and has an engagement surface diameter than the front end parts of the solid joint surface of the electrode material for bonding generated by solid phase, to form a cone shape of the electrode tip cutting implement.

【技术实现步骤摘要】
放电灯用电极的制造方法以及放电灯本申请是申请日为2013年9月9日，申请号为201380048037.5，专利技术名称为“放电灯用电极的制造方法以及具有利用该制造方法制造出的放电灯用电极的放电灯”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及在曝光装置等中使用的放电灯，尤其是，涉及将多个部件接合而成的放电灯用电极的制造方法。
技术介绍
在放电灯中，随着高输出化，使金属种类、晶体特性等不同的部件接合来形成电极。例如，将含有钍等发射体的金属部件作为电极前端部、将纯钨等高熔点金属部件作为主体部，使两个金属部件彼此接合。作为接合方法，已知有作为固相接合之一的扩散接合。在扩散接合中，可以在接合面附近，以使晶体结构朝轴向倾斜或者不使金属晶粒沿着轴向变形的方式进行接合，从而能够抑制接合导致的电极性能的下降(参照专利文献1、2)。在此，按照规定的压力、加压时间、接合温度，进行放电等离子烧结接合(SPS接合)作为扩散接合。在利用这样的扩散接合的电极成型中，利用切削加工来确定电极形状。例如，准备构成电极前端部的圆柱状钍钨(thoriatedtungsten)部件和构成主体部的圆柱状钨部件。进而，使直径彼此相等的接触面彼此抵接，从部件两侧施加压力并进行通电加热。在扩散接合之后，将一体化的部件的前端部侧切削加工为圆锥状，从而得到电极形状(参照专利文献3)。在使不同的金属材料进行固相接合来成型出电极的情况下，由于热膨胀率不同，因而在点亮时，有可能对接合面施加较大的力而使电极破损。为了防止该情况，已知有如下电极：在前端部以及主体部的接合面上设置环状的突起部分，使它们彼此啮合而进行扩散接合(参照专利文献4)。另一方面，还已知有如下方法：通过调整电极侧面的面积比率，使灯的寿命延长(参照专利文献5)。在此，在将钍钨作为电极前端部分而与纯钨的主体部进行扩散接合的放电灯中，设为使钍钨部的侧面积与电极面积之比处于规定范围内的结构，使电弧放电稳定化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-249027号公报专利文献2：日本特开2011-71091号公报专利文献3：日本特开2012-15007号公报专利文献4：日本特开2011-216442号公报专利文献5：日本特开2011-154927号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在将电极主体部分设为包含钍钨等发射体的金属来构成电极的情况下，经由接合面来提供发射体。而且，接合面的尺寸、接合面的平滑度、固相接合时的接合条件、接合面形状这些与接合面相关的结构会影响到该电极的强度、传导性、热传导性这些电极性能。例如，接合面的直径大小自身会给电极性能带来影响。以往，在固相接合时，没有考虑接合面的直径大小带来的影响，因此，电极性能会根据情况而降低。此外，关于接合温度、接合时间、加压力，根据接合面的直径大小的不同，所要求的条件也不同。针对接合温度、接合时间、压力以及接合面的直径，如果没有考虑它们之间的相关性而直接设定，则不能得到期望的电极性能。因此，在使多个部件进行固相接合来形成电极的情况下，需要将接合温度、接合时间、压力以及接合面的直径相互关联起来进行设定，从而设定为实现优异的电极性能的值。另一方面，与钨部件的截面相比，钍钨部件的截面的平滑度较低。直径越大，该平滑度之差越显著。因此在接合面中，接合强度不均匀，不能得到稳定的接合强度。此外，在利用通电加热来进行扩散接合的情况下，根据接合条件等，会产生电流容易流向表面侧的情况，从而接合面的周缘附近的接合强度大于中心部。因此，在进行扩散接合之后利用切削加工形成前端部分时，接合强度较大的表面附近部分被切削得较多，使得接合强度下降。因此，需要使构成含有钍钨等发射体的前端部的部件和构成主体部的部件在接合强度稳定的状态下进行固相接合。此外，关于发射体的移动，接合面的结构也会带来影响。灯点亮时发射体朝向电极前端部的前端面侧的移动基于从电极内部向表面扩散的晶界扩散、和沿着电极表面扩散的浓度扩散。晶界扩散在其移动方向上不具有指向性，因此，移动到了电极表面的发射体的分布变得不均匀。此外，在朝向沿着前端部的周向的表面移动后因表面浓度扩散而朝向电极前端部的前端面侧移动时，发射体的提供耗费时间。扩散速度根据电极温度而不同，因此，朝电极前端部的前端面侧移动的发射体的提供量也不稳定，使得在电极前端部附近，发射体浓度产生偏差。其结果是，电弧放电的辉点容易移动到发射体的浓度高的部位，照明发生闪烁而变得不稳定。因此，需要始终稳定地向电极前端部的前端面侧高效且提前地提供发射体，使得电极前端部中的发射体浓度均匀化。用于解决问题的手段本专利技术的放电灯用电极的制造方法的特征在于，使柱状的前端固体部件与柱状的主体固体部件经由彼此的接合面进行固相接合，其中，所述前端固体部件构成电极前端部的至少一部分，且含有发射体，所述主体固体部件至少构成电极主体部，且具有直径比前端固体部件的接合面大的接合面，针对通过固相接合而生成的电极材料，以形成锥状的电极前端部的方式实施切削加工。例如，制造出阴极，将其作为电极在放电灯中使用。作为发射体，可以应用钍钨等，前端固体部件、主体固体部件的形状是任意的，此外，作为材质，可以应用金属材料或陶瓷材料等。此外，作为固相接合方法，可以应用各种扩散接合，尤其是，可以通过SPS接合进行固相接合。在本专利技术中，前端固体部件的直径小于主体固体部件的直径。而且，通过在固相接合后进行切削加工，能够构成仅高效地将容易生成楔部分、且接合强度较弱的接合面端部去除后的电极。例如，可以是，在进行切削工序时，在电极材料中，至少切削前端固体部件与主体固体部件的接合面周缘部分。尤其是，可以以如下方式进行切削加工：在电极材料中，将在前端固体部件的接合面周缘部分处形成的楔部分去除。此外，也可以以如下方式进行切削加工：在电极材料中仅保留前端固体部件的接合面中央部。为了能够实现这样的切削加工，可以构成为：前端固体部件的接合面的直径与主体固体部件的接合面的直径之比满足0.05＜D1/D2＜1。另一方面，本专利技术的其它方式的放电灯用电极的制造方法形成具有凸部或凹部(以下记作凸部/凹部)的前端部和具有与前端部的凸部/凹部嵌合的凹部/凸部的主体部，使前端部与主体部抵接，实施SPS接合，该制造方法的特征在于，在SPS接合中，使前端部与主体部局部地进行固相接合。为了进行局部的固相接合，例如，对在使电极前端部与主体部的整个相对面进行固相接合的情况下设定的接合时间、烧结/接合温度、施加电压中的至少任意一项进行变更/抑制。由此，进行局部的固相接合，至少在凸部、凹部中产生没有固相接合的部分。该凸部、凹部形成有除了沿着与电极轴垂直的方向的面以外的相对的面。利用这样的制造方法制造出的放电灯具有电极前端部和主体部，其中，所述电极前端部含有发射体且具有凸部或凹部，所述主体部具有与电极前端部的凸部或凹部嵌合的凹部或凸部。电极前端部具有作为电弧放电的辉点的前端面，构成圆锥形状等电极直径缩小部的至少一部分。主体部例如为柱状，也可以使其一部分构成电极前端部。电极前端部例如可以由钍钨构成，主体部可以由纯钨等构成。凸部、凹部的形成部位是任意的，只要沿着电极轴向形成凹部、凸部，且沿着与电极轴垂直的方向以外的方向形成彼此相对的面即可。此外，凸部、凹部只要为彼此嵌合的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯用电极的制造方法，形成具有凸部/凹部的前端部和具有与所述前端部的凸部/凹部嵌合的凹部/凸部的主体部，使所述前端部与所述主体部抵接，来实施SPS接合，所述制造方法的特征在于，在SPS接合中，使所述前端部与所述主体部局部地进行固相接合。

【技术特征摘要】
2012.09.21 JP JP2012-208372;2012.09.26 JP JP2012-21.一种放电灯用电极的制造方法，形成具有凸部/凹部的前端部和具有与所述前端部的凸部/凹部嵌合的凹部/凸部的主体部，使所述前端部与所述主体部抵接，来实施SPS接合，所述制造方法的特征在于，在SPS接合中，使所述前端部与所述主体部局部地进行固相接合。2.根据权利要求1所述的放电灯用电极的制造方法，其特征在于，在SPS接合中，使所述电极前端部的凸部/凹部和所述主体部的凹部/凸部之外的、沿着与电极轴垂直的方向而...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川壮则，馆林和人，芹泽和泉，小平宏，石锅荣彦，本多友彦，古畑肇，小松丰，泷泽秀一，
申请(专利权)人：株式会社ORC制作所，长野县，
类型：发明
国别省市：日本,JP