(57)【要約】【課題】  放射性物質であるトリウム成分を含有しないタングステン合金部品を提供する。【解決手段】  ＴａをＴａＢ２換算で０．１〜３ｗｔ％含有することを特徴とするタングステン部品。また、Ｔａ、ＴａＢ２、Ｂの少なくとも２種以上を含有することが好ましい。また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、ｘ＜２であることが好ましい。また、タングステン合金部品は、放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種に用いられることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴａをＴａＢ２換算で０．１〜３ｗｔ％含有することを特徴とするタングステン合金部品。
【請求項２】
Ｔａ、ＴａＢ２、Ｂの少なくとも２種以上を含有することを特徴とする請求項１記載のタングステン合金部品。
【請求項３】
Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、ｘ＜２であることを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項４】
Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０＜ｘ＜２であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項５】
Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０．５＜ｘ＜１．５であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項６】
タングステン部品の表面部のホウ素量をＢ１（ｗｔ％）、中心部のホウ素量をＢ２（ｗｔ％）としたとき、Ｂ１＜Ｂ２であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項７】
Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種を０．０１ｗｔ％以下含有したことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項８】
Ｔａ含有量を１００質量部としたときＺｒ含有量が１０質量部以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項９】
タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項１０】
放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種  に用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のタングステン合金部品。
【請求項１１】
請求項１０記載のタングステン合金部品を用いたことを特徴とする放電ランプ。
【請求項１２】
請求項１０記載のタングステン合金部品を用いたことを特徴とする送信管。
【請求項１３】
請求項１０記載のタングステン合金部品を用いたことを特徴とするマグネトロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タングステン合金部品およびそれを用いた放電ランプ、送信管、マグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
タングステン合金部品は、タングステンの高温強度を利用して様々な分野に使われている。その一例として、放電ランプ、送信管、マグネトロンが挙げられる。放電ランプ（ＨＩＤランプ）では、カソード電極、電極支持棒、コイル部品などにタングステン合金部品が使われている。また、送信管では、フィラメントやメッシュグリットなどにタングステン合金部品が使われている。また、マグネトロンでは、コイル部品などにタングステン合金部品が使われている。これらタングステン合金部品は、所定の形状を有する焼結体、線材、線材をコイル状にしたコイル部品の形状を取っている。
従来、これらタングステン合金部品は、特開２００２−２２６９３５号公報（特許文献１）に記載されたようにトリウム（またはトリウム化合物）を含有したタングステン合金が用いられている。トリウム含有タングステン合金は、エミッタ特性や高温での機械的強度に優れていることから、前述の分野に使われている。
しかしながら、トリウムまたはトリウム化合物は放射性物質であることから、環境への影響を考慮してトリウムを使わないタングステン合金部品が望まれている。特開２０１１−１０３２４０号公報（特許文献２）では、トリウムを使わないタングステン合金部品として、ホウ化ランタン（ＬａＢ６）を含有するタングステン合金部品が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２６９３５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、タングステン合金部品の用途の一種である放電ランプは、大きく分けて低圧放電ランプと高圧放電ランプの２種類に分けられる。低圧放電ランプは、一般照明、道路やトンネルなどに使われる特殊照明、塗料硬化装置、ＵＶ硬化装置、殺菌装置、半導体などの光洗浄装置など様々なアーク放電型の放電ランプが挙げられる。また、高圧放電ランプは、上下水の処理装置、一般照明、競技場などの屋外照明、ＵＶ硬化装置、半導体やプリント基板などの露光装置、ウエハ検査装置、プロジェクタなどの高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプなどが挙げられる。
放電ランプは、その用途に応じて、１０Ｖ以上の電圧が印加される。特許文献２に記載されたホウ化ランタンを含有したタングステン合金では、電圧が１００Ｖ未満ではトリウム含有タングステン合金と同等の寿命が得られていた。しかしながら、電圧が１００Ｖ以上と大きくなるにつれエミッション特性が低下し、その結果、寿命も大きく低下した。
送信管やマグネトロンに関しても、同様に印加電圧が上がるにつれて十分な特性が得られないと言った問題があった。
本発明は、このような問題に対応するためのものであり、放射性物質であるトリウムを使用せず、トリウム含有タングステン合金と同等以上のタングステン合金部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のタングステン合金部品は、ＴａをＴａＢ２換算で０．１〜３ｗｔ％含有することを特徴とするものである。
また、Ｔａ、ＴａＢ２、Ｂの少なくとも２種以上を含有することが好ましい。また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、ｘ＜２であることが好ましい。また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０＜ｘ＜２であることが好ましい。また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０．５＜ｘ＜１．５であることが好ましい。また、タングステン部品の表面部のホウ素量をＢ１（ｗｔ％）、中心部のホウ素量をＢ２（ｗｔ％）としたとき、Ｂ１＜Ｂ２であることが好ましい。また、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種を０．０１ｗｔ％以下含有したことが好ましい。また、Ｔａ含有量を１００質量部としたときＺｒ含有量が１０質量部以下であることが好ましい。また、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１〜１００μｍであることが好ましい。
また、放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種に用いられるが好ましい。
また、本発明の放電ランプは、本発明のタングステン合金部品を具備するものである。また、本発明の送信管は、本発明のタングステン合金部品を具備するものである。また、本発明のマグネトロンは、本発明のタングステン合金部品を具備するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のタングステン合金部品は、放射性物質であるトリウムを含有していないことから環境への悪影響がない。その上で、トリウム含有タングステン合金と同等以上の特性を有している。そのため、それを使った放電ランプ、送信管、マグネトロンは環境にやさしい製品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のタングステン合金部品の一例を示す図。
【図２】本発明のタングステン合金部品の他の一例を示す図。
【図３】本発明の放電ランプの一例を示す図。
【図４】本発明のマグネトロン用部品の一例を示す図。
【図５】実施例１および比較例１のエミッション電流密度−印加電圧の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のタングステン合金部品は、ＴａをＴａＢ２換算で０．１〜３ｗｔ％含有することを特徴とするものである。また、Ｔａ、ＴａＢ２、Ｂの少なくとも２種以上を含有することが好ましい。
Ｔａ（タンタル）をＴａＢ２（ホウ化タンタル）換算で０．１〜３ｗｔ％含有することにより、エミッション特性や強度などの特性を向上させることができる。つまり、Ｔａ含有量がＴａＢ２換算で０．１ｗｔ％未満であると添加の効果が不十分であり、３ｗｔ％を超えると特性が低下する。また、Ｔａ成分含有量はＴａＢ２換算で０．５〜２．５ｗｔ％であることが好ましい。
また、タングステン合金に含有されているＴａＢ２成分は、Ｔａ、ＴａＢ２、Ｂの少なくとも２種以上含有していることが好ましい。つまり、ＴａＢ２成分として、ＴａとＴａＢ２の組合せ、ＴａとＢ（ホウ素）の組合せ、ＴａＢ２とＢ（ホウ素）の組合せ、ＴａとＴａＢ２とＢ（ホウ素）の組合せのいずれかでＴａＢ２成分を含有しているのである。また、ＴａＢ２成分には、Ｔａ２Ｂ、Ｔａ３Ｂ２、ＴａＢ、Ｔａ３Ｂ４など価数の異なるホウ化タンタルも含むものとする。また、ホウ素の一部はタングステンと結合して、Ｗ２Ｂ、ＷＢ、Ｗ２Ｂ５、ＷＢ１２などのホウ化タングステンとなっていてもよい。
それぞれ融点を比較すると、金属Ｔａは２９９０℃、ＴａＢ２は３１００℃、タングステンは３４００℃である。また、金属トリウムの融点は１７５０℃、酸化トリウム（ＴｈＯ２）の融点は３２２０±５０℃である。タンタルはトリウムと比べて高融点であることから、トリウム含有タングステン合金と比較して、高温強度を同等以上にすることができる。
【０００９】
また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢ（ホウ素）の合計量をＴａＢｘ換算したとき、ｘ＜２であることが好ましい。ｘ＜２であるということは、タングステン合金中に含有するＴａＢ２成分がすべてＴａＢ２で存在するわけではなく、その一部が金属Ｔａになっていることを意味する。金属Ｔａの仕事関数は４．２５であり、金属Ｔｈの仕事関数３．４と比べて大きいことからエミッション特性は低下すると考えられるが、放電ランプ用などの用途においては特に問題となるものではない。また、金属タンタルはタングステンと固溶体を形成するので強度向上に有効な元素である。
また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０＜ｘ＜２であることが好ましい。ｘ＜２は前述の通りである。また、０＜ｘであるということは、タングステン合金中に含有するＴａＢ２成としてＴａＢ２またはＢのいずれかが存在することを意味している。また、Ｔａ、ＴａＢ２およびＢの合計量をＴａＢｘ換算したとき、０．５＜ｘ＜１．５であることが好ましい。この範囲であると、金属Ｔａ、ＴａＢ２またはＢがバランスよく存在し、エミッション特性、強度、電気抵抗、寿命などの特性が向上する。
【００１０】
また、タングステン合金部品中のＴａ、ＴａＢ２、Ｂの含有量の測定方法はＩＣＰ分析法を用いるものとする。ＩＣＰ分析法であれば、ＴａのＴａ量とＴａＢ２のＴａ量を合計したＴａ量を測定することができる。同様に、ＴａＢ２のホウ素量と単独で存在するホウ素量もしくは他のホウ化物として存在するホウ素量を合計したホウ素量を測定することができる。本発明ではＩＣＰ分析法によりＴａ量、Ｂ量を測定し、ＴａＢｘに換算するものとする。
【００１１】
また、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌの少なくとも１種を０．０１ｗｔ％以下含有してもよい。Ｋ（カリウム）、Ｓｉ（珪素）、Ａｌ（アルミニウム）はいわゆるドープ材であり、これらドープ材を添加することにより再結晶特性を向上させることができる。再結晶特性を向上させることにより、再結晶熱処理を行った際に均一な再結晶組織を得易くなる。また、ドープ材の含有量の下限は特に限定されるものではないが、０．００１ｗｔ％以上であることが好ましい。０．００１ｗｔ％未満では添加の効果が小さく、また、０．０１ｗｔ％を超えると焼結性や加工性が悪くなり量産性が低下する恐れがある。
【００１２】
また、Ｔａ含有量を１００質量部としたときＮｂ含有量が５質量部以下であることが好ましい。このＴａ含有量はＴａおよびＴａＢ２の合計のＴａ量を示すものである。Ｎｂ（ニオブ）は、融点が２４７０℃と高いことからタングステン部品に含有されていたとしても悪影響は少ない。また、市販のＴａ粉などには、粉のグレードによってはＮｂが数％含まれていることもある。不純物を除去した高純度Ｔａ粉または高純度ＴａＣ粉を使うことは特性向上のためには有効である。一方で原料の高純度化はコストアップの要因となる。Ｔａ１００重量部としたとき、Ｎｂ（ニオブ）含有量は５質量部以下であれば、特性を必要以上に低下させずに済む。
【００１３】
また、タングステン合金部品の表面部のホウ素量をＢ１（ｗｔ％）、中心部のホウ素量をＢ２（ｗｔ％）としたとき、Ｂ１＜Ｂ２であることが好ましい。表面部とはタングステン合金の表面から２０μｍまでの部分を示す。また、中心部とはタングステン合金部品の断面における中心部分である。また、このホウ素量は、ＴａＢ２などのホウ化物のホウ素と単独で存在するホウ素の両方を合計した値であり、ＩＣＰ分析法で分析するものとする。表面部のホウ素量Ｂ１＜中心部のホウ素量Ｂ２、であるということは表面部のホウ素がＴａＢ２から分離して系外に出て行ったことを示す。また、表面部のホウ素量が減るということは表面部のＴａ量が相対的に増える状態となる。このため、Ｔａをエミッタ材として使用する場合に特に有効である。
【００１４】
また、タングステンの最大フェレー径の平均は１〜１００μｍであることが好ましい。タングステン合金部品は焼結体であることが好ましい。焼結体であると、成型工程を利用することにより様々な形状の部品を作製することができる。また、焼結体を鍛造工程、圧延工程、線引き工程などを行うことにより、線材（フィラメント含む）、コイル部品などへの加工を行い易い。
また、タングステン結晶は、焼結体のときはアスペクト比３未満の結晶が９０％以上の等方結晶組織となる。また、線引き加工を行うとアスペクト比３以上の結晶が９０％以上の扁平結晶組織となる。また、タングステン結晶の粒径の求め方は、金属顕微鏡などの拡大写真により結晶組織を撮る。そこに写るタングステン結晶一つにて最大フェレー径を測定し、粒径とする。この作業を任意の１００粒について行い、その平均値を平均結晶粒径とする。
また、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１μｍ未満と小さいと、Ｔａ、ＴａＢ２またはＢといった分散成分の分散状態を均一にするのが困難となる。分散成分は、タングステン結晶同士の粒界に存在する。そのため、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１μｍ未満と小さいと粒界が小さくなるため、分散成分を均一分散させるのが困難となる。一方、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１００μｍを超えて大きいと、焼結体としての強度が低下する。そのため、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均が１〜１００μｍ、さらには１０〜６０μｍであることが好ましい。
また、均一分散の観点からＴａ、ＴａＢ２またはＢといった分散成分の最大フェレー径の平均値は、タングステンの最大フェレー径の平均値よりも小さいことが好ましい。また、タングステンの結晶の最大フェレー径の平均値をＡ（μｍ）、分散成分の最大フェレー径の平均値をＢ（μｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．５であることが好ましい。Ｔａ、ＴａＢ２またはＢといった分散成分は、タングステン結晶同士の粒界に存在し、エミッタ材や粒界強化材として機能する。分散成分の平均粒径をタングステンの平均結晶粒径の１／２以下に小さくすることにより、分散成分がタングステン結晶粒界に均一分散し易くすることができ、特性バラツキを低減することができる。
【００１５】
以上のようなタングステン合金部品は、放電ランプ用部品、送信管用部品、マグネトロン用部品の少なくとも１種に用いることが好ましい。
放電ランプ用部品とは、放電ランプに用いるカソード電極、電極支持棒、コイル部品が挙げられる。図１および図２に放電ランプ用カソード電極の一例を示した。図中、１はカソード電極、２は電極胴体部、３は電極先端部、である。カソード電極１はタングステン合金の焼結体で形成されている。また、電極先端部３は図１のように先端が台形状であってもよいし、図２のように先端が三角状であってもよい。必要に応じ、先端部は研磨加工を行うものとする。また、電極胴体部２は直径２〜３５ｍｍの円柱状、また、電極胴体部２の長さは１０〜６００ｍｍであることが好ましい。
図３に放電ランプの一例を示した。図中、１はカソード電極、４は放電ランプ、５は電極支持棒、６はガラス管、である。放電ランプ４は、一対のカソード電極１を電極先端部を向い合せになるように配置する。カソード電極１は電極支持棒５に接合されている。また、ガラス管６の内部には、図示しない蛍光体層が設けられている。また、ガラス管の内部には、必要に応じ、水銀、ハロゲン、アルゴンガス（またはネオンガス）などが封入されている。
また、本発明のタングステン合金部品を電極支持棒５として使う場合、電極支持棒全体が本発明のタングステン合金であってもよいし、カソード電極と接合する部分について本発明のタングステン合金を使い、残りの部分を他のリード材と接合する形状であってもよい。
また、放電ランプは、その種類によっては、電極支持棒にコイル部品を取り付けて電極とするものもある。このコイル部品に本発明のタングステン合金を適用することも可能である。
【００１６】
また、本発明の放電ランプは、本発明のタングステン合金部品を用いたものである。放電ランプの種類は特に限定されるものではなく、低圧放電ランプと高圧放電ランプのどちらにも適用できる。また、低圧放電ランプは、一般照明、道路やトンネルなどに使われる特殊照明、塗料硬化装置、ＵＶ硬化装置、殺菌装置、半導体などの光洗浄装置など様々なアーク放電型の放電ランプが挙げられる。また、高圧放電ランプは、上下水の処理装置、一般照明、競技場などの屋外照明、ＵＶ硬化装置、半導体やプリント基板などの露光装置、ウエハ検査装置、プロジェクタなどの高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプなどが挙げられる。
また、本発明のタングステン合金部品は、送信管用部品にも好適である。送信管用部品としては、フィラメントまたはメッシュグリッドが挙げられる。また、メッシュグリッドは線材をメッシュ状に編んだものや、焼結体板に複数の穴を形成したものであってもよい。
本発明の送信管は、送信管用部品として本発明のタングステン合金部品を使用しているのでエミッション特性などがよい。
【００１７】
また、本発明のタングステン合金部品は、マグネトロン用部品にも好適である。マグネトロン用部品としては、コイル部品が挙げられる。図４にマグネトロン用部品の一例として、マグネトロン用陰極構体を示した。図中、７はコイル部品、８は上部支持部材、９は下部支持部材、１０は支持棒、１１はマグネトロン用陰極構体、である。上部支持部材８と下部支持部材９は支持棒１０を介して一体化されている。また、支持棒１０の周囲にはコイル部品７が配置され、上部支持部材８と下部支持部材９に一体化されている。このようなマグネトロン用部品は、電子レンジに好適である。また、コイル部品は、用いるタングステン線材の線径０．１〜１ｍｍが好ましい。また、コイル部品としての直径は２〜６ｍｍが好ましい。本発明のタングステン合金部品は、マグネトロン用部品に用いたとき、優れたエミッション特性と高温強度を示す。そのため、それを用いたマグネトロンの信頼性を向上させることができる。
【００１８】
次に本発明のタングステン合金部品の製造方法について説明する。本発明のタングステン合金部品は前述の構成を有すればその製造方法は特に限定されるものではないが、効率のよい製造方法として以下の方法が挙げられる。
まず、原料となるタングステン粉末を用意する。タングステン粉末は平均粒径１〜１０μｍが好ましい。平均粒径が１μｍ未満では、タングステン粉末が凝集し易く、ＴａＢ２成分を均一分散させ難い。また、１０μｍを超えると焼結体としての平均結晶粒径が１００μｍを超えてしまう恐れがある。また、純度は、目的とする用途にもあるが９９．０ｗｔ％以上、さらには９９．９ｗｔ％以上の高純度タングステン粉末であることが好ましい。
次に、ＴａＢ２成分として、ＴａＢ２粉末を用意する。また、ＴａＢ２粉末の代わりに、Ｔａ粉末およびホウ素粉末の混合物を用いてもよい。また、ＴａＢ２粉末単独ではなく、ＴａＢ２粉末に、Ｔａ粉末またはホウ素粉末の１〜２種を混合したものであってもよい。この中では、ＴａＢ２粉末を用いることが好ましい。ＴａＢ２粉末は、焼結工程において、一部のＴａＢ２が分解して系外に放出され、タングステン合金の均一化に貢献するので好ましい。Ｔａ粉末とホウ素粉末の混合粉末で対応した場合、Ｔａ粉末とホウ素粉末の両方を均一混合しないといけないので製造工程の負荷が増える。また、金属Ｔａは酸化し易いのでＴａＢ２粉末を用いることが好ましい。
また、ＴａＢ２成分粉末は、平均粒径０．５〜５μｍであることがこのましい。平均粒径が０．５μｍ未満ではＴａＢ２粉末の凝集が大きく均一分散させ難い。また、５μｍを超えるとタングステン結晶の粒界に均一分散させ難くなる。また、均一分散という観点からすると、ＴａＢ２粉末の平均粒径≦タングステン粉末の平均粒径、であることが好ましい。
【００１９】
また、ＴａＢ２粉末またはＴａ粉末は、そのＴａ量を１００質量部としたとき、Ｎｂが５質量部以下であることが好ましい。ＴａＢ２粉末またはＴａ粉末にはＮｂ成分が不純物として含まれる場合がある。Ｔａ量に対し、Ｎｂ量が５質量部以下であればＴａ成分の特性に良さを阻害しないで済む。また、Ｎｂ量は少ないほど好ましいが、原料の高純度化はコストアップの要因となる。そのため、Ｎｂ量は０．１〜３質量部がさらに好ましい範囲である。
【００２０】
また、必要に応じ、Ｋ、Ｓｉ、Ａｌから選ばれる少なくとも１種以上のドープ材を添加するものとする。添加量は０．０１ｗｔ％以下が好ましい。
次に、各原料粉末を均一混合する。混合工程は、ボールミルなどの混合機を用いて行うことが好ましい。混合工程は８時間以上、さらには２０時間以上行うことが好ましい。また、必要に応じ、有機バインダーや有機溶媒と混合してスラリーとしてもよい。また、必要に応じ、造粒工程を行ってもよい。
【００２１】
次に、金型でプレスし、成形体を作製する。必要に応じ、成形体に脱脂工程を行う。次に、焼結工程を行う。焼結工程は、水素、窒素などの不活性雰囲気または真空中で行うことが好ましい。また、焼結条件は温度１４００〜３０００℃×１〜２０時間で行うことが好ましい。焼結温度が１４００℃未満または焼結時間が１時間未満では焼結が不十分であり、焼結体の強度が低下する。また、焼結温度が３０００℃を超えるまたは焼結時間が２０時間を超えるとタングステン結晶が粒成長し過ぎる恐れがある。また、水素、不活性雰囲気または真空中で焼結を行うことにより、焼結体表面部の炭素を系外に放出し易くできる。また、焼結工程は、通電焼結、常圧焼結、加圧焼結など特に限定されるものではない。
次に、焼結体を部品に加工するための工程を行う。部品に加工するための工程は、鍛造工程、圧延工程、線引き工程、切断工程、研磨工程などが挙げられる。また、コイル部品にする場合はコイリング工程が挙げられる。また、送信管用部品としてメッシュグリッドを作製する場合は、フィラメントをメッシュ状に組み上げる工程が挙げられる。
次に、部品に加工した後、必要に応じ、歪取り熱処理を行うものとする。歪取り熱処理は、還元雰囲気、不活性雰囲気または真空中で、１３００〜２５００℃の範囲で行うことが好ましい。歪取り熱処理を行うことにより、部品への加工工程で発生した内部応力を緩和し、部品の強度を向上させることができる。
【００２２】
（実施例）
（実施例１）
原料粉末として、平均粒径２．５μｍのタングステン粉末（純度９９．９９ｗｔ％）に、平均粒径２μｍのＴａＢ２粉末（純度９９．０％）を１．５ｗｔ％となるように添加した。なお、ＴａＢ２粉末にはＴａ量を１００質量部としたとき不純物Ｎｂ量は１質量部であった。
原料粉末をボールミルにより２０時間混合して混合原料粉末を調製した。次に、混合原料粉末を金型に入れて、成形体を作製した。得られた成形体を水素雰囲気中で１８５０℃×１２時間の炉焼結を行った。この工程により、縦１６ｍｍ×横１６ｍｍ×長さ４２０ｍｍの焼結体を得た。
鍛造加工などにより径が断面四角形状の棒を作成し、次に、直径２．４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱体の試料を切り出した。試料に対し、センタレス研磨加工を施し、表面粗さＲａを５μｍ以下にした。次に、歪取り熱処理として、水素中にて１６００℃の熱処理を施した。
これにより、実施例１に係るタングステン合金部品としてエミッション特性測定用電極を作成し、エミッション電流測定を行った。
（比較例１）
ＴｈＯ２を２ｗｔ％含有するタングステン合金からなる同サイズの放電ランプ用カソード部品を作製した。
【００２３】
実施例１に係るタングステン合金部品に関して、ＴａＢ２成分の含有量、表面部と中心部の炭素量、タングステン結晶の平均粒径を調べた。ＴａＢ２成分の含有量の分析は、ＩＣＰ分析法により、Ｔａ量、ホウ素量を分析し、ＴａＢｘ換算した。また、表面部と中心部のホウ素量の分析は、表面から１０μｍの範囲および円柱断面から測定用試料を切り取り、それぞれホウ素量を測定した。また、タングステンの平均結晶粒径は、任意の断面組織において最大フェレー径を１００粒測定し、その平均値を平均結晶粒径とした。その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
次に、実施例１および比較例１に係る放電ランプ用カソード部品のエミッション特性を調べた。エミッション特性の測定は、印加電圧（Ｖ）を１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖと変化させ、エミッション電流密度（ｍＡ／ｍｍ２）を測定した。カソード部品への印加電流負荷１８±０．５Ａ／Ｗ、印加時間２０ｍｓで測定した。その結果を図５に示す。
図５から分かる通り、実施例１は比較例１と比べて、エミッション特性が同等であることが分かった。この結果、実施例１の放電ランプ用カソード部品は放射性物質である酸化トリウムを使わずに、優れたエミッション特性を示すことが分かる。なお、測定時は、カソード部品は２１００〜２２００℃になっていた。このため、実施例１に係るカソード部品は高温強度や寿命なども優れていることが分かる。
【００２６】
（実施例２〜５）
次に、ＴａＢ２の添加量、ドープ材としてＫ添加量を表２のように変えた原料混合粉末を調製した。各原料混合粉末を金型成形し、水素雰囲気中にて１５００〜１９００℃×７〜１６時間焼結して焼結体を得た。なお、実施例２〜３は必要に応じ、鍛造加工などを行って焼結体サイズを実施例１と同様にして、切り出し工程を行った。また、実施例４〜５は、成形体サイズを調製して直径２．４ｍｍ×長さ１５０ｍｍの焼結体を直接得たものである。
各試料に対し、センタレス研磨加工を施し、表面粗さＲａを５μｍ以下にした。次に、歪取り熱処理として、水素雰囲気中にて１４００〜１７００℃の熱処理を施した。これにより、実施例２〜５に係る放電ランプ用カソード部品を作製し、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表３に示す。
【００２７】
【表２】
2013133493.tif 000004
【００２８】
【表３】
2013133493.tif 000005
【００２９】
次に、実施例１と同様の条件にて、エミッション特性を評価した。その結果を表４に示す。
【００３０】
【表４】
2013133493.tif 000006
【００３１】
表から分かる通り、本実施例に係る放電ランプ用カソード部品は、いずれも優れた特性を示した。なお、測定時は、カソード部品は２１００〜２２００℃になっていた。このため、実施例２〜５に係るカソード部品は高温強度や寿命なども優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００３２】
１…カソード部品
２…胴体部
３…先端部
４…放電ランプ
５…電極支持棒
６…ガラス管
７…コイル部品
８…上部支持部材
９…下部支持部材
１０…支持棒
１１…マグネトロン用陰極構体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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