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JPH05275065A - 高圧ナトリウムランプ - Google Patents

高圧ナトリウムランプ

Info

Publication number
JPH05275065A
JPH05275065A JP7139392A JP7139392A JPH05275065A JP H05275065 A JPH05275065 A JP H05275065A JP 7139392 A JP7139392 A JP 7139392A JP 7139392 A JP7139392 A JP 7139392A JP H05275065 A JPH05275065 A JP H05275065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peak
cao
ratio
glass solder
12cao
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7139392A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Okamura
和好 岡村
Akira Ito
彰 伊藤
Kazuo Uchida
一生 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP7139392A priority Critical patent/JPH05275065A/ja
Publication of JPH05275065A publication Critical patent/JPH05275065A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガラスソルダーとナトリウムとの反応を防止
し、接着強度を強く保つことができる高圧ナトリウムラ
ンプを提供する。 【構成】発光管バルブ1の開口端を、CaO・Al2
3 、3CaO・Al2 3 および12CaO・7Al2
3 の結晶構造をもつガラスソルダー3を用いて閉塞板
2により気密に接合した高圧ナトリウムランプにおい
て、上記結晶体の混合割合をX線結晶回折角におけるピ
ークの比率で、12CaO・7Al2 3 の第2ピーク
/CaO・Al2 3 の第1ピーク≧0.25および1
2CaO・7Al2 3 の第2ピーク/3CaO・Al
2 3 の第2ピーク≧0.25としたことを特徴とす
る。 【作用】結晶体の混合比率が最適な組合せとなり、長期
に亘り高い発光効率を維持することができ、接合強度を
高く保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透光性セラミックスよ
りなる発光管の開口端部をガラスソルダーを用いて閉塞
板により閉塞した高圧ナトリウムランプに関する。
【0002】
【従来の技術】高圧ナトリウムランプの発光管は、多結
晶アルミナAl2 3 または単結晶アルミナなどのよう
な透光性セラミックチュ−ブからなるバルブの両端開口
部を、多結晶アルミナまたは単結晶アルミナなどのセラ
ミックス、あるいはニオビウムNbなどからなる閉塞板
(エンドプレート)により気密に閉塞し、この閉塞板に
電極を封装して構成されている。上記閉塞板はバルブの
開口端部に対して、Al2 3 −CaO系のガラスソル
ダーにより気密に接合されている。
【0003】ガラスソルダーは、接着強度を増すため、
およびアルミナやニオビウムなどとの熱膨脹率を近似さ
せるため、上記Al2 3 −CaOに加えてBaなどを
混合するなどの手段も採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高演色
性の高圧ナトリウムランプにおいては、一般の高圧ナト
リウムランプに比べて管壁負荷を高くしてあるととも
に、ナトリウムNaの蒸気圧を高くしてあり、このよう
なランプは寿命中に上記ガラスソルダーの成分がナトリ
ウムと反応し、ナトリウムが消失してナトリウムの蒸気
圧が下がり、発光効率および演色性が低下し、色特性が
劣化したり接着強度が低下するなどの不具合がある。
【0005】上記のようなガラスソルダーの使用を極力
少なくするため、小形発光管の場合には、バルブの端部
に端部壁を一体に形成したモノシリック形状の発光管バ
ルブを使用する研究も進められているが、このような閉
塞バルブの場合は、端部が閉止されているのでバルブの
内面を化学研磨して透明にすることが困難になる不具合
もある。
【0006】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、ガラスソルダーを
改善してナトリウムとの反応を防止し、接着強度を強く
保つことができるようにした高圧ナトリウムランプを提
供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、発光管バルブの開口端を、CaO・Al2
3 、3CaO・Al2 3 および12CaO・7Al2
3 の結晶構造をもつAl2 3 −CaO系のガラスソ
ルダーを用いて閉塞板により気密に接合した高圧ナトリ
ウムランプにおいて、上記CaO・Al2 3 、3Ca
O・Al2 3 および12CaO・7Al23 の結晶
体の混合割合は、X線結晶回折角におけるピークの比率
で、 12CaO・7Al2 3 の第2ピーク/CaO・Al
2 3 の第1ピーク≧0.25 12CaO・7Al2 3 の第2ピーク/3CaO・A
2 3 の第2ピーク≧0.25 としたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によると、結晶体の混合比率が最適な組
合せに規制されるから、ガラスソルダーとナトリウムと
の反応が防止され、ナトリウムの消失が軽減され、長期
に亘り高い発光効率を維持することができるとともに、
接合強度を高く保つことができる。
【0009】
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。
【0010】図面は高圧ナトリウムランプの発光管を示
し、1はバルブである。この発光管バルブ1は、多結晶
アルミナまたは単結晶アルミナなどのような透光性セラ
ミックチュ−ブからなり、両端開口部を多結晶アルミナ
または単結晶アルミナなどのセラミックスからなる閉塞
板(エンドプレート)2,2にて気密に閉塞されてい
る。上記閉塞板2、2は、後述するが、Al2 3 −C
aO系のガラスソルダー3、3により発光管バルブ1に
気密に接合されている。なお、閉塞板はニオビウムプレ
ートにより構成してもよい。
【0011】上記閉塞板2、2には封着線4、4が貫通
されている。これら封着線4、4は、Nb−Zr合金線
により形成されており、閉塞板閉塞板2、2に対し上記
ガラスソルダー3、3と同質のガラスソルダー5、5に
よって気密に接合されている。
【0012】封着線4、4の内側端部には電極6、6が
溶接されている。電極6は、タングステンからなる電極
軸7の先端部にタングステンからなる電極コイル8を巻
回して構成してあり、この電極コイル8には、例えばD
2 3 −Y2 3 −La23 などのような電子放射
物質(エミッタ)が塗布されている。
【0013】上記ガラスソルダー3、3は、CaO・A
2 3 (以下CAと称す)、3CaO・Al2
3 (以下3CAと称す)および12CaO・7Al2
3 (以下12C7Aと称す)の結晶構造をもっており、
これら結晶の占める割合はX線結晶回折角におけるピー
クの比率で、 12C7Aの第2ピーク/CAの第1ピーク ≧0.25 12C7Aの第2ピーク/3CAの第2ピーク≧0.25 とされている。
【0014】なお、12C7Aの第2ピークは格子面間
隔dが4.89オングストロームであり、CAの第1ピ
ークは格子面間隔dが2.97オングストロームであ
り、かつ3CAの第2ピークは格子間隔dが1.91オ
ングストロームである。上記組成の混合割合は本発明者
等の実験によるもので、以下これについて説明する。
【0015】150W定格の高圧ナトリウムランプにお
いて、内径8.0mmの発光管バルブ内に電極間距離を3
3mmとして電極を封装し、バルブの端部をガラスソルダ
ーを用いて閉塞体で封止した。発光管内には、76 mol
%の水銀アマルガムを25mg封入してある。ガラスソル
ダーはAl2 3 −CaO−Ba系を用いた。上記ガラ
スソルダーは、Al2 3 とCaOを所定の割合で調合
したのち、1000℃以上の温度で焙焼することにより
得られる。
【0016】ところで、この焙焼工程を終了したガラス
ソルダーをX線回折装置で測定してみると、Al2 3
とCaOを成分とした結晶が形成されていることが判
る。この結晶は上記CA(CaO・Al2 3 )、3C
A(3CaO・Al2 3 )および12C7A(12C
aO・7Al2 3 )である。
【0017】そこで、これら結晶の混合割合を調べてみ
る。この種の結晶体の組成割合はX線回折測定法により
測定するのが一番適切であり、このため、まずこれら結
晶体の結晶面間隔dを調べた。これら結晶体の結晶面間
隔dは種々の文献に記載されているので周知であり、こ
れを下記表1に示す。
【0018】
【表1】 上記表1に示した結晶面間隔dを、波長λが1.540
51オングストロームのX線を照射した場合の散乱角
(2θ)に換算すると表2になる。 なお、換算式は、 d=λ/2 sinθ θ= sinθ-1(λ/2d) により求められる。
【0019】
【表2】 そして、X線散乱角(2θ)に対する回折反応強度を測
定してみると、例えば図2のような回折特性が得られ
る。
【0020】図2の特性における各ピーク値に対応する
X線散乱角(2θ)は、上記表2に示す散乱角(2θ)
に該当し、すなわち、2θ=18前後に存在するピーク
値は上記表2から12C7Aの第2ピークに相当するも
のと読み取ることができる。同様に、図2の2θ=30
前後に存在するピーク値は上記表2からCAの第1ピー
クに相当し、かつ、2θ=47前後に存在するピーク値
は上記表2から3CAの第2ピークに相当するものと読
み取ることができる。
【0021】ここで、図2の特性における2θ=33前
後に存在するピーク値は表2から12C7Aの第1ピー
クおよび3CAの第1ピークに相当し、これらは重なり
あって現れる。このため、2θ=33前後に発生するピ
ーク値では、これら12C7Aと3CAとを区別して読
み取ることができない。よって、12C7Aは第2ピー
ク(格子面間隔が4.89オングストローム)を用いる
とともに、3CAも第2ピーク(格子面間隔が1.91
オングストローム)を用いるものである。上記のような
各結晶CA、3CAおよび12C7Aはそれぞれ、融
点、吸水性、ナトリウムの吸着性などの性能面で互いに
差をもっている。
【0022】したがって、これら異なる結晶が混在する
ガラスソルダーは、これら結晶CA、3CAおよび12
C7Aの混合割合により融点、吸水性、ナトリウムの吸
着性などの諸性質が異なり、このようなガラスソルダー
にて気密接合された発光管はガラスソルダーの影響度合
が異なることが予想される。
【0023】そして、これら結晶CA、3CAおよび1
2C7Aは、焙焼温度を変化させると組成割合に差が生
じるものであり、これらの結晶組成割合は上記図2に示
すようなX線の回折角における強度を調べることにより
知ることができる。つまり、焙焼温度を変化させると、
結晶CA、3CAおよび12C7Aの結晶組成割合が変
化し、このためX線回折角のピーク比率が変化する。
【0024】そこで、本発明者等はAl2 3 −CaO
系のガラスソルダーの焙焼温度を変えてX線回折角のピ
ーク比率を異ならせたガラスソルダーを試作し、その結
晶状態などや上記ランプに用いた場合の特性を調べた。
その結果、Al2 3 界面での結晶の成長状態は、C
A、3CAおよび12C7AのX線回折角のピーク比率
によって異なることが確認された。
【0025】また、ランプの寿命特性について、ランプ
を定格の200%ワットの過負荷状態で30分オン−3
0分オフの点滅テストを行い、1000回でのリーク発
生率を調べた。各テストはそれぞれ同一ランプを3本ず
つテストして評価した。
【0026】この結果、X線回折ピーク比率によってリ
ーク発生率が0/3の場合と3/3の場合に顕著に分か
れた。なお、このX線回折ピーク比率を測定するに際
し、前述した通り、12C7Aの第1ピークと3CAの
第1ピークは格子面間隔が近似しているので比較が困難
であり、したがって12C7Aおよび3CAはそれぞれ
第2ピークを用いたものである。この実験結果を図3に
示す。
【0027】図3より、CAおよび3CAに対して12
C7Aの占める比率がリーク発生率に大きく影響するこ
とが判った。すなわち、12C7A/CAおよび12C
7A/3CAの値が0.25以上のガラスソルダーを使
えばリークの発生を大幅に低減できることが判明した。
【0028】12C7Aの比率が大きい場合と、比率が
小さい場合とにおけるAl2 3 界面での結晶の成長を
比較してみると、12C7Aの比率が大きいものは結晶
が均一にバランスよく成長しているのに対し、12C7
Aの比率が小さいものは結晶の成長していない部分が混
在しているのが見られた。そして、12C7AはCAお
よび3CAに比べて融点が低い特性がある。このため1
2C7Aの比率が小さいものは濡れ性が悪く、Al2
3 との共晶を形成し難い部分が生じたものと考えられ、
しかもこの部分が発光金属であるナトリウムと反応して
リークし易くなり、ナトリウムの消失につながるものと
推察される。このようなことから、12C7Aの占める
比率を相対的に低くし、具体的には 12C7Aの第2ピーク/CAの第1ピーク ≧0.25 12C7Aの第2ピーク/3CAの第2ピーク≧0.25
【0029】に設定すれば、結晶が均一にバランスよく
成長して濡れ性が良くなり、接合強度が向上するととも
に、ナトリウムとの反応を抑制してナトリウムの消失を
防止することになると考えられる。なお、12C7Aの
比率は、高温で処理すれば小さくなる傾向にあることも
判った。
【0030】そして、35ワットや50ワットなどのよ
うな小ワットクラスのランプや、Naの封入量を極小量
にしたランプの場合は、発光管内への不純物の取込みを
抑制するために、封止前にバルブを高温加熱して不純ガ
スを叩き出す熱処理を行う場合があり、このような厳し
い条件で使用されるランプでは、12C7Aの比率が大
きいもの程結晶が均一に成長していることおよび濡れ性
が良いことから、12qwA/CAおよび12C7A/
3CAの値が0.50以上のガラスソルダーを用いるこ
とが望ましいといえる。
【0031】なお、上記実施例ではガラスソルダーとし
てAl2 3 −CaO−Ba系を用いたが、Al2 3
−CaO−Y2 3 −SrO系のものであってもよく、
要すればAl2 3 −CaOを主体としたガラスソルダ
ーであればよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、X
線の結晶回折角によるピーク比率によってAl2 3
CaO系ガラスソルダーによる結晶体の混合割合を最適
割合に規制したので、結晶が均一に成長し、濡れ性が良
くなり、接合強度が向上するとともに、ナトリウムとの
反応を抑制してナトリウムの消失を防止することがで
き、長期に亘り高い発光効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す高圧ナトリムランプの
発光管の断面図。
【図2】X線の散乱角と回折強度の関係を説明する特性
図。
【図3】回折強度ピーク比とリーク発生率との関係を示
す特性図。
【符号の説明】
1…発光管、2…閉塞体、3…ガラスソルダー、4…封
着線、5…ガラスソルダー、6…電極、7…電極軸、8
…電極コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性セラミックスよりなる発光管の開
    口端部に、電極を取着してなる閉塞板を、CaO・Al
    2 3 、3CaO・Al2 3 および12CaO・7A
    2 3 の結晶構造をもつAl2 3 −CaO系のガラ
    スソルダーにより気密に接合した高圧ナトリウムランプ
    において、 上記CaO・Al2 3 、3CaO・Al2 3 および
    12CaO・7Al23 の結晶体の混合割合を、 X線結晶回折角におけるピークの比率で、 12CaO・7Al2 3 の第2ピーク/CaO・Al
    2 3 の第1ピーク≧0.25 12CaO・7Al2 3 の第2ピーク/3CaO・A
    2 3 の第2ピーク≧0.25 としたことを特徴とする高圧ナトリウムランプ。
JP7139392A 1992-03-27 1992-03-27 高圧ナトリウムランプ Pending JPH05275065A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7139392A JPH05275065A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 高圧ナトリウムランプ

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JP7139392A JPH05275065A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 高圧ナトリウムランプ

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JP7139392A Pending JPH05275065A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 高圧ナトリウムランプ

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JP (1) JPH05275065A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836991A (ja) * 1994-07-25 1996-02-06 Japan Storage Battery Co Ltd 不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプ
WO2009145200A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 旭硝子株式会社 蛍光ランプ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836991A (ja) * 1994-07-25 1996-02-06 Japan Storage Battery Co Ltd 不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプ
WO2009145200A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 旭硝子株式会社 蛍光ランプ
US8304974B2 (en) 2008-05-30 2012-11-06 Asahi Glass Company, Limited Fluorescent lamp

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