專利名稱：高壓放電燈用發(fā)光容器及多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是高壓鈉燈、金屬鹵化燈等高壓放電燈使用的高壓放電燈用發(fā)光容器以及適用于該發(fā)光容器的多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法。特別涉及的是向氧化鋁中添加最佳的燒結輔助劑的種類以及添加量并適用于高壓放電燈發(fā)光容器的多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法。
背景技術：
多晶透明氧化鋁燒結體，由于具有良好的透光性、耐熱性、耐腐蝕性，做為高壓鈉燈、金屬鹵化燈等高壓放電燈的發(fā)光容器被廣泛使用。
為了使這些多晶透明氧化鋁燒結體具有良好的光透過率或強度，可添加例如MgO、La2O3、Y2O3等燒結輔助劑而形成。象這樣的燒結輔助劑，例如在特公昭60-48466號公報，特公昭61-6023號公報或德國專利2042379號公報等中均記載了有效添加量。
特公昭60-48466號公報中將MgO定為0.001～0.1重量％、La2O3定為0.001～0.05重量％、Y2O3定為001～0.05重量％、且MgO/(La2O3+Y2O3)定為0.5～2.0，在該比率下，能夠低溫燒結，形成的物質具有良好的光透光率及強度。
另外，特公昭61-6023號公報中，通過將MgO設為150ppm(0.015重量％)以下，使其具有提高直線透過率的結構；德國專利2042379號公報記載了MgO為0.01～0.1重量％、La2O3為0.05～0.5重量％、Y2O3為0.05～0.5重量％的比率。
但是，上述現(xiàn)有技術都是MgO的添加量一旦增多，會與氧化鋁固溶，在晶粒邊界形成氧晶格缺陷，成為黑化的原因。另外MgO的吸水性強、會出現(xiàn)進入到容器中的水分中的氫將放電電弧消弧、氧促進電極的氧化等缺陷。
相反，如果MgO的添加量少的話，則無法發(fā)揮作為燒結輔助劑的效果，會出現(xiàn)不能控制結晶粒子、喪失粒子均勻性、由強度低下以及粒子內(nèi)的氣泡排出不完全而導致的透光性低下等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所涉及的高壓放電燈用發(fā)光容器的的特征是，由多晶透明氧化鋁燒結體構成其中多晶透明氧化鋁燒結體是將0.002～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La2O3且MgO和La2O3合計為0.030重量％以下、并且0.2≤MgO/La2O3≤0.5添加到氧化鋁中、燒結形成。
本發(fā)明者等通過試驗得出了適用于氧化鋁制高壓放電燈用發(fā)光容器的燒結輔助劑的種類以及添加量的最佳值，添加MgO和La2O3對于氧化鋁結晶粒子直徑或燒結溫度的控制以及放電燈的壽命的延長雖然是必要的，但如果添加量的合計超過0.030重量％，則會導致容器黑化或全光線透過率惡化。另外，如果MgO和La2O3之比脫離了上述范圍，可以看到粒子的均勻性或光束維持率(發(fā)光容器黑化)惡化。因此，通過在上述條件下添加燒結輔助劑，能夠得到具有良好的粒子均勻性、全光線透過率、光束維持率以及耐久性的適合于高壓放電燈的發(fā)光容器。
另外，本發(fā)明涉及的多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法的特征是，具有以下工序向純度為99.9％以上的氧化鋁粉中，加入0.002～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La2O3、且MgO和La2O3的合計在0.030重量％以下、并且0.2≤MgO/La2O3≤0.5，并進行混合的混合工序，將混合后的氧化鋁在900～1200℃下暫時焙燒的暫時焙燒工序，將暫時焙燒后的氧化鋁進行成形的成形工序，將成形體在還原氛圍中進行常壓燒成的燒成工序。
通過該制造方法，利用簡單的常壓燒成就能夠得到具有良好的粒子均勻性以及透光性的多晶透明氧化鋁燒結體。


圖1是表示一例高壓放電燈的發(fā)光容器的截面說明圖。
圖2是代替本發(fā)明涉及的多晶透明氧化鋁燒結體擴大到400倍的圖紙的截面相片。
圖3是代替現(xiàn)有的多晶透明氧化鋁燒結體擴大到400倍的圖紙的截面相片。
具體實施例方式
對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。本發(fā)明涉及的多晶透明氧化鋁燒結體通過下述工序作成。
首先，向99.9％以上的高純度氧化鋁粉末中，添加用規(guī)定量的碳酸鹽或硝酸鹽溶解在純水中的燒結輔助劑，使其中的MgO為0.0005～0.015重量％、La2O3為0.0025～0.025重量％，而MgO和La2O3合計為0.030％重量以下，并用球磨機混合10個小時以上。
然后，將從球磨機取出的混合物干燥，并在900～1200℃下暫時焙燒2～5個小時。該工序中，使添加劑從鹽變成氧化物。
暫時焙燒后，加入粘接劑、分散劑，用球磨機混合后除去其中的氣泡，通過澆鑄成型法成形。得到例如圖1所示形狀的高壓放電燈用發(fā)光容器。圖1表示的是高壓放電燈用發(fā)光容器的截面說明圖，左右直徑被減小的端部是電極安裝部1a、1b，安裝了電極后，發(fā)光管被密封，而直徑被擴大的中央部是發(fā)光空間2，用于填充鈉或水銀等發(fā)光物質。
成形后，在空氣中以700～1300℃的溫度暫時焙燒1個小時以上，除去粘合劑、擴散劑等。而且，由于澆鑄成型使用的是石膏劑，所以暫時焙燒后，為了除去不純物質的金屬離子，使用EDTA等進行螯合處理，將其中的不純物質的金屬離子除去。然后，用純水洗凈。
洗凈后，進入干燥燒成工序。燒成在真空、氨分解氣體、氫等還原氛圍中進行，在1650～1900℃的溫度下至少保持燃燒1個小時以上較好。另外，添加的MgO、La2O3在燒成工序中作為控制氧化鋁粒子直徑的控制材料發(fā)揮作用，而且La2O3還具有降低燒結溫度的作用。
表1中表示的是對于這樣形成的多晶透明氧化鋁燒結體的評價。表1


表1中○表示良好，×表示不良，是基于表2的基準進行評價的。
表2


另外，光束維持率表示的是在250W的金屬鹵化燈的點燈試驗中，經(jīng)過1000小時后的光束維持率。
從表1中看出，MgO/La2O3＝0.667時的第4號試驗中，光束維持率惡化，MgO/La2O3＝0.6時的第11號試驗中，全光線透過率以及光束維持率惡化。另外，還可以看出，MgO/La2O3＝0.02時的第2，13，14號試驗中，至少全光線透過率惡化。雖然MgO/La2O3＝0.02時的第7號試驗中的評價良好，但這是因為添加劑的絕對量不同。
表3表示的是在此結果基礎之上的更加詳細的評價結果。
表3


表中◎表示的是對其的評價特別良好。
通過表1、3，對于粒子的均勻性以及全光線透過率進行評價，可以發(fā)現(xiàn)MgO和La2O3的比MgO/La2O3定在0.2≤MgO/La2O3≤0.5范圍內(nèi)較好，在該范圍內(nèi)，通過添加0.0020～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La2O3，能夠得到粒子均勻性、全光線透過率、還有光束維持率都良好的高壓放電燈用發(fā)光容器。特別是添加的MgO為0.0030～0.0075重量％、La2O3為0.0100～0.0150重量％，且0.33≤MgO/La2O3≤0.47的范圍時，可知作為高壓放電燈用發(fā)光容器是最優(yōu)選的。
圖2(相片1)表示的是0.2≤MgO/La2O3≤0.5范圍內(nèi)的、表1中的第6號試驗的多晶透明氧化鋁燒結體的截面的擴大相片。另外，圖3(相片2)是用來與其比較的、表示第13號試驗中的粒子的均勻性不好狀態(tài)的截面擴大相片，圖2、圖3都是擴大到400倍的相片。正如圖2所示那樣，能夠明白本發(fā)明的多晶透明氧化鋁燒結體的粒子均勻，具有高強度且全光線透過率良好。
這樣，通過將添加的MgO定為0.0020～0.010重量％、La2O3定為0.005～0.020重量％、且將MgO和La2O3合計定為0.030重量％以下、并且使0.2≤MgO/La2O3≤0.5，就能夠制出全光線透過率、光束維持率良好的高壓放電燈用發(fā)光容器，通過常壓燒成得到粒子均勻性以及透光性良好的多晶透明氧化鋁燒結體。
另外，將MgO和La2O3的合計定在0.030重量％以下是由于La2O3的添加量一旦增多，則La2O3與MgO會失衡，產(chǎn)生第2相，透過率降低，而如果MgO增多的話，則出現(xiàn)黑化現(xiàn)象的緣故，所以定在0.030重量％以下較好。
另外，上述實施方式中采用的是澆鑄成型法成形，發(fā)光容器的成形還可以采用熔膜鑄造法，粉末沖壓成形法、擠壓成形法、冷凍成形法、注塑成形法、或凝膠化成形法。
權利要求
1.一種高壓放電燈用發(fā)光容器，其特征是由多晶透明氧化鋁燒結體構成，其中，多晶透明氧化鋁燒結體由向氧化鋁中添加0.002～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La2O3、且MgO和La2O3合計為0.030重量％以下、并且0.2≤MgO/La2O3≤0.5，經(jīng)燒結形成的。
2.一種多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法，其特征是具有以下工序在純度為99.9％以上的氧化鋁粉中，添加0.002～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La2O3、且MgO和La2O3合計為0.030重量％以下、并且0.2≤MgO/La2O3≤0.5，并進行混合的混合工序，將混合后的氧化鋁在900～1200℃下暫時焙燒的暫時焙燒工序，將暫時焙燒后的氧化鋁進行成形的成形工序，將成形體在還原氛圍中進行常壓燒成的燒成工序。
全文摘要
燒結輔助劑的種類以及添加量最佳、并適用于高壓放電燈的發(fā)光容器的多晶透明氧化鋁燒結體的制造方法。向純度為99.9％以上的氧化鋁粉中，添加0.002～0.010重量％的MgO、0.005～0.020重量％的La
文檔編號C04B35/111GK1444250SQ0312013
公開日2003年9月24日 申請日期2003年3月7日 優(yōu)先權日2002年3月7日
發(fā)明者淺野修 申請人:日本礙子株式會社