導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法
【課題】金属導体の脆化を抑制することが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む電極の製造方法を提供する。
【解決手段】導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
【解決手段】導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイエナイト化合物は、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３で表される代表組成を有し、三次元的に連結された直径約０．４ｎｍの空隙（ケージ）を有する特徴的な結晶構造を持つ。このケージを構成する骨格は、正電荷を帯びており、単位格子当たり１２個のケージを形成する。このケージの１／６は、結晶の電気的中性条件を満たすため、内部が酸素イオンで占められている。しかしながら、このケージ内の酸素イオンは、骨格を構成する他の酸素イオンとは化学的に異なる特性を有しており、このため、ケージ内の酸素イオンは、特にフリー酸素イオンと呼ばれている。マイエナイト化合物は、[Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４]４+・２Ｏ２−とも表記される（非特許文献１）。
マイエナイト化合物のケージ中のフリー酸素イオンの一部または全部を電子と置換した場合、マイエナイト化合物に導電性が付与される。これは、マイエナイト化合物のケージ内に包接された電子は、ケージにあまり拘束されず、結晶中を自由に動くことができるためである（特許文献１）。このような導電性を有するマイエナイト化合物は、特に、「導電性マイエナイト化合物」と称される。
【０００３】
導電性マイエナイト化合物は、２．４ｅＶと比較的仕事関数が低く、さらに導電性を有すると言う特徴を有するため、例えば蛍光ランプ等の電極材料としての適用が期待されている。
【０００４】
導電性マイエナイト化合物は、例えば、マイエナイト化合物の成形体をアルミニウムとともに蓋付きアルミナ容器に入れ、真空中で１３００℃で熱処理することにより製造することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０００７４１号
【特許文献２】国際公開第２００６／１２９６７４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｆ．Ｍ．Ｌｅａ，Ｃ．Ｈ．Ｄｅｓｃｈ，Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２ｎｄ ｅｄ．，ｐ．５２，Ｅｄｗａｒｄ Ａｒｎｏｌｄ＆Ｃｏ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、導電性マイエナイト化合物は、還元剤としてアルミニウムを含む高温の真空下において、マイエナイト化合物を含む成形体を還元焼結処理することにより製造することができる。
【０００８】
一方、蛍光ランプ等の電極は、導電性マイエナイト化合物と、該導電性マイエナイト化合物に電気的に接合された導線のような金属導体とで構成され得る。本願発明者らは、このような電極を製造する場合、マイエナイト化合物を含む成形体と金属導体とを予め一体化させておいてから、この一体化物をアルミニウムを含む環境下で熱処理して、導電性マイエナイト化合物を生成させることができることを見出した。
【０００９】
しかしながら、このような方法で電極を製造した場合、導電性マイエナイト化合物と一体化された金属導体には、脆化が生じる場合がある。これは、導電性マイエナイト化合物を生成するための還元焼結処理の際に、条件によっては、金属導体とアルミニウム蒸気とが反応して、脆性の劣る金属アルミナイド（例えばＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、およびＣｏＡｌ等）が生成するためである。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、金属導体の脆化を抑制することが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む電極の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
【００１２】
ここで、本発明による製造方法において、前記金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属または合金であっても良い。
【００１３】
また、本発明による製造方法において、前記金属導体は、ニッケル、モリブデン、およびタングステンのいずれか一つを含んでも良い。
【００１４】
また、本発明による製造方法において、前記遮蔽部材は、マイエナイト化合物を含む部材で構成されても良い。
【００１５】
また、本発明による製造方法において、前記（５）の工程は、１００Ｐａ以下の圧力下、または窒素ガスを除く不活性ガス雰囲気下で実施されても良い。
【００１６】
また、本発明による製造方法において、前記（４）の工程は、前記一体化物および前記アルミニウム蒸気の蒸気源を、カーボンを含む容器に入れた状態で行われても良い。
【００１７】
また、本発明による製造方法において、前記アルミニウム蒸気の蒸気源として、アルミニウム粉末が使用されても良い。
【００１８】
さらに、本発明による製造方法において、
前記一体化物は、底面、側面および開放された上面を有するカップ状の成形体と、前記底面に設置された金属導体とで構成され、
前記一体化物は、複数存在し、
第１の一体化物は、前記カップ状の成形体の底面が、第２の一体化物の前記カップ状の成形体の上面側となるようにして、前記第２の一体化物上に配置され、これにより
前記第１の一体化物の金属導体は、前記第２の一体化物の成形体で覆われても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、金属導体の脆化を抑制することが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による電極の製造方法の一例を示したフロー図である。
【図２】一体化物の金属導体に遮蔽部材を設置する際の形態の一例を模式的に示した図である。
【図３】遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆う際の別の例を模式的に示した図である。
【図４】第１の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示した図である。
【図５】第２の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明では、
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
【００２２】
ここで、本願において、「マイエナイト化合物」とは、ケージ（籠）構造を有する１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ１２Ａ７」ともいう）およびＣ１２Ａ７と同等の結晶構造を有する化合物（同型化合物）の総称である。
【００２３】
また、本願において、「導電性マイエナイト化合物」とは、ケージ中に含まれる「フリー酸素イオン」の一部もしくは全てが電子で置換された、電子密度が１．０×１０１５ｃｍ−３以上のマイエナイト化合物を表す。
【００２４】
本発明では、「導電性マイエナイト化合物」の電子密度は、１．０×１０１８ｃｍ−３以上であることが好ましく、１．０×１０１９ｃｍ−３以上であることがより好ましく、１．０×１０２０ｃｍ−３以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
なお、一般に、導電性マイエナイト化合物の電子密度は、マイエナイト化合物の電子密度により、２つの方法で測定される。電子密度は、１．０×１０１８〜３．０×１０２０ｃｍ−３未満の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルの２．８ｅＶ（波長４４３ｎｍ）の吸光度（クベルカムンク変換値）から算出される。この方法は、電子密度とクベルカムンク変換値が比例関係になることを利用している。以下、検量線の作成方法について説明する。
【００２６】
電子密度の異なる試料を４点作成しておき、それぞれの試料の電子密度を、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）のシグナル強度から求めておく。ＥＳＲで測定できる電子密度は、１．０×１０１４〜１．０×１０１９ｃｍ−３程度である。クベルカムンク値とＥＳＲで求めた電子密度をそれぞれ対数でプロットすると比例関係となり、これを検量線とした。すなわち、この方法では、電子密度が１．０×１０１９〜３．０×１０２０ｃｍ−３では検量線を外挿した値である。
【００２７】
電子密度は、３．０×１０２０〜２．３×１０２１ｃｍ−３の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルのピークの波長（エネルギー）から換算される。関係式は下記の式を用いた：
ｎ＝（−（Ｅｓｐ−２．８３）／０．１９９）０．７８２
ここで、ｎは電子密度（ｃｍ−３）、Ｅｓｐはクベルカムンク変換した吸収スペクトルのピークのエネルギー（ｅＶ）を示す。
【００２８】
また、本発明において、導電性マイエナイト化合物は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）からなるＣ１２Ａ７結晶構造を有している限り、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）の中から選ばれた少なくとも１種の原子の一部が、他の原子や原子団に置換されていても良い。例えば、カルシウム（Ｃａ）の一部は、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されていても良い。また、アルミニウム（Ａｌ）の一部は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ヨーロピウム（Ｅｕ）、イットリビウム（Ｙｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびテリビウム（Ｔｂ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されても良い。また、ケージの骨格の酸素は、窒素（Ｎ）などで置換されていても良い。
【００２９】
前述のように、導電性マイエナイト化合物は、還元剤としてアルミニウムを含む高温の真空下において、マイエナイト化合物を含む成形体を還元焼結処理することにより製造することができる。
【００３０】
通常、蛍光ランプ等の電極は、導電性マイエナイト化合物および金属導体で構成され得る。このような電極を製造しようとした場合、製造条件によっては、金属導体がアルミニウム蒸気と反応してアルミナイド化合物を生成し、脆化することがある。
【００３１】
本発明による電極の製造方法は、マイエナイト化合物を還元焼結処理する際に、成形体と金属導体の一体化物において、金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程を含むという特徴を有する。
【００３２】
この特徴のため、本発明による電極の製造方法では、一体化物の高温処理中に、金属導体がアルミニウム蒸気に晒されることを回避または抑制することができる。従って、本発明による電極の製造方法では、電極の製造後に金属導体が脆化することが有意に抑制される。
【００３３】
（本発明による電極の製造方法）
以下、図面を参照して、本発明による電極の製造方法について、詳しく説明する。
【００３４】
図１には、本発明による電極の製造方法のフローの一例を概略的に示す。
【００３５】
図１に示すように、本発明による電極の製造方法は、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程（工程Ｓ１２０）と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程（工程Ｓ１３０）と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程（工程Ｓ１４０）と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程（工程Ｓ１５０）と、
を有する。以下、それぞれの工程について説明する。
【００３６】
（工程Ｓ１１０：粉末調製工程）
まず、マイエナイト化合物粉末を合成するための原料粉末が調合される。
【００３７】
原料粉末は、カルシウム（Ｃａ）とアルミニウム（Ａｌ）の割合が、ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３に換算したモル比で、１２．６：６．４〜１１．７：７．３となるように調合される。ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３（モル比）は、約１２：７であることが好ましい。
【００３８】
なお、原料粉末に使用される化合物は、前記割合が維持される限り、特に限られない。
【００３９】
原料粉末は、カルシウムアルミネートを含むか、または、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、およびカルシウムアルミネートからなる群から選定された少なくとも２つを含むことが好ましい。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とアルミニウム化合物とを含む混合粉末であっても良い。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、アルミニウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、カルシウム化合物と、アルミニウム化合物と、カルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。さらに、原料粉末は、例えば、カルシウムアルミネートのみを含む混合粉末であっても良い。
【００４０】
カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、硫酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、およびハロゲン化カルシウムなどが挙げられる。これらの中では、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、および水酸化カルシウムが好ましい。
【００４１】
アルミニウム化合物としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、およびハロゲン化アルミニウムなどが挙げられる。これらの中では、水酸化アルミニウムおよび酸化アルミニウムが好ましい。
【００４２】
次に、原料粉末が高温に保持され、マイエナイト化合物が合成される。合成は、不活性ガス雰囲気下や真空下で行ってもよいが、大気下で行うことが好ましい。合成温度は、特に限られないが、例えば、１２００℃〜１４１５℃の範囲であり、１２５０℃〜１４００℃の範囲であることが好ましく、１３００℃〜１３５０℃の範囲であることがより好ましい。１２００℃〜１４１５℃の温度範囲で合成した場合、Ｃ１２Ａ７の結晶構造を多く含むマイエナイト化合物が得られ易くなる。合成温度が低すぎると、Ｃ１２Ａ７結晶構造が少なくなるおそれがある。一方、合成温度が高すぎると、マイエナイト化合物の融点を超えるため、Ｃ１２Ａ７の結晶構造が少なくなるおそれがある。
【００４３】
高温の保持時間は、特に限られず、これは、合成量および保持温度等によっても変動する。保持時間は、例えば、１時間〜１２時間である。保持時間は、例えば、２時間〜１０時間であることが好ましく、４時間〜８時間であることがより好ましい。原料粉末を１時間以上、高温で保持することにより、固相反応が十分に進行し、均質なマイエナイト化合物を得ることができる。
【００４４】
合成により得られるマイエナイト化合物は、一部または全てが焼結した塊状である。塊状のマイエナイト化合物は、スタンプミル等で、例えば、５ｍｍ程度の大きさまで粉砕処理される。さらに、自動乳鉢や乾式ボールミルで、平均粒径が１０μｍ〜１００μｍ程度まで粉砕処理が行われる。ここで、「平均粒径」は、レーザ回折散乱法で測定して得た値を意味するものとする。以下、粉末の平均粒径は、同様の方法で測定した値を意味するものとする。
【００４５】
さらに微細で均一な粉末を得たい場合は、例えば、ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎは３以上の整数）で表されるアルコール（例えば、イソプロピルアルコールを溶媒として用いた、湿式ボールミル、または循環式ビーズミルなどを用いることにより、粉末の平均粒径を０．５μｍ〜５０μｍまで微細化することができる。
【００４６】
以上の工程により、マイエナイト化合物の粉末が調製される。
【００４７】
粉末として調整されるマイエナイト化合物は、導電性マイエナイト化合物であってもよい。導電性マイエナイト化合物は非導電性の化合物より粉砕性に優れるからである。なお、導電性マイエナイト化合物の粉末を用いても、後の工程において成形体と金属導体との一体化物を調整する際に、酸化され導電性のないマイエナイト化合物となる場合がある。
【００４８】
導電性マイエナイト化合物の合成方法は、特に限定されないが、下記の方法が挙げられる。例えば、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器中に入れて、１６００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２００５／０００７４１号）、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２００６／１２９６７４号）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末から作られる、カルシウムアルミネートなどの粉末を蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２０１０／０４１５５８号）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末を混合した粉末を、蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（特開２０１０−１３２４６７号公報）などがある。
【００４９】
導電性マイエナイト化合物の粉砕方法は、上記マイエナイト化合物の粉砕方法と同様である。
【００５０】
以上の工程により、導電性マイエナイト化合物の粉末が調整される。なお、マイエナイト化合物と導電性マイエナイト化合物の混合粉末を用いても良い。
【００５１】
（工程Ｓ１２０：成形体準備工程）
次に、工程Ｓ１１０で調製したマイエナイト化合物粉末を含む成形体が準備される。
【００５２】
成形体は、粉末または粉末を含む混練物からなる成形材料の加圧成形により、調製しても良い。
【００５３】
成形材料には、必要に応じて、バインダ、潤滑剤、可塑剤または溶媒が含まれる。バインダとしては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂（ニトロセルロース、エチルセルロース）、ポリエチレンオキシド、などが使用できる。潤滑剤としてワックス類やステアリン酸が使用できる。可塑剤としてフタル酸エステルが使用できる。溶媒としては、トルエン、キシレンのような芳香族化合物、酢酸ブチル、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎ＝１〜４）で表されるアルコール（例えばイソプロピルアルコール）等が使用できる。溶媒として水を使用すると、マイエナイト化合物が水和による化学反応を起こすため、安定したスラリーが得られないおそれがある。ｎ＝１、２のアルコール（例えばエタノール）も水和しやすい傾向があり、ｎ＝３、４のアルコールが好ましい。
【００５４】
成形材料をシート成形、押出成形、または射出成形することにより、成形体を得ることができる。ニアネットシェイプ成形が可能である、すなわち、最終製品に近い形状を生産性よく製造可能であることから、射出成形が好ましい。
【００５５】
射出成形では、予めマイエナイト化合物の粉末とバインダを加熱混練して成形材料を用意し、この成形材料を射出成形機へ投入して、所望の形状の成形体を得ることができる。例えば、マイエナイト化合物の粉末をバインダと加熱混練し、冷却することで、大きさ１〜１０ｍｍ程度のペレットまたは粉末状の成形材料を得る。加熱混練では、ラボプラストミルなどが用いられ、せん断力により粉末の凝集がほぐれ、粉末の１次粒子にバインダがコーティングされる。この成形材料を射出成型機に投入し、１２０〜２５０℃に加熱してバインダに流動性を発現させる。金型は予め５０〜８０℃で加熱しておき、３〜１０ＭＰａの圧力で金型へ材料を注入することで、所望の成形体を得ることができる。
【００５６】
あるいは、前述の調製粉末または該粉末を含む混練物からなる成形材料を金型に入れ、この金型を加圧することにより、所望の形状の成形体を形成しても良い。金型の加圧には、例えば、等方静水圧プレス（ＣＩＰ）処理を利用しても良い。ＣＩＰ処理の際の圧力は、特に限られないが、例えば、５０〜２００ＭＰａの範囲である。
【００５７】
成形体の形状は、特に限られない。成形体は、例えば、シート状、ロッド状、ブロック状、またはカップ状等であっても良い。
【００５８】
成形体は、３００μｍ以上の厚みを有することが好ましく、５００μｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以上が特に好ましい。成形体がロッド状の場合、直径は２〜５ｍｍ、長さは１０〜２０ｍｍが好ましい。成形体がカップ状の場合、外径は２〜５ｍｍ、内径は１〜４ｍｍ、長さは１０〜２０ｍｍ、カップの底の厚みは２〜８ｍｍが好ましい。成形体が円柱と円錐が合わさったペンシル形状の場合、円柱部の直径は２〜５ｍｍ、円柱部の長さは２〜１０ｍｍ、円錐部の長さは２〜１０ｍｍが好ましい。
【００５９】
（工程Ｓ１３０：一体化物形成工程）
次に、工程Ｓ１２０で得られた成形体を金属導体と一体化させて、一体化物が構成される。
【００６０】
金属導体の材質は、金属（合金を含む）である限り特に限られず、金属導体は、例えば、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、およびこれらの合金（例えばステンレス鋼、ニッケル基合金など）等であっても良い。ただし、金属導体は、以降の工程Ｓ１５０における熱処理において、溶融したり気化したりしない材料から選定される必要がある。金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属（例えばニッケル、モリブデン、タングステン）または合金（例えば、コバール）が好ましい。
【００６１】
なお、本発明では、後に示す工程Ｓ１４０のため、金属導体の材料として、高温でアルミニウムと合金化してアルミナイド化合物を生成する金属も、選定できることに留意する必要がある。
【００６２】
金属導体の形状は、特に限られず、金属導体は、線状、板状、または棒状等であっても良い。
【００６３】
一体化物を構成する方法は、特に限られない。例えば、ロッド状またはカップ状の成形体の底面に、線状または棒状の金属導体を差し込んで、一体化物を構成しても良い。
【００６４】
（脱媒、脱脂処理）
成形体を調製した場合であって、成形体が溶媒を含む場合は、予め成形体を５０〜２００℃の温度範囲で２０分〜２時間程度保持し、溶媒を揮発させて除去しても良い。また、成形体がバインダを含む場合は、予め成形体を２００〜８００℃の温度範囲で３０分〜６時間程度保持し、バインダを除去しても良い。あるいは、両者の処理を同時に行っても良い。
【００６５】
ただし、この脱媒、脱脂処理は、必ずしもこの段階で実施する必要はない。脱媒、脱脂処理は、以降に示す工程Ｓ１４０の後に実施しても良い。脱媒、脱脂処理したものを、特に「脱脂体」と言う。
【００６６】
（工程Ｓ１４０：金属導体遮蔽工程）
次に、工程Ｓ１３０で得られた一体化物において、金属導体の露出部分が遮蔽部材で覆われる。
【００６７】
遮蔽部材は、金属導体の露出部分を、環境中のアルミニウム蒸気から適正に遮蔽することができる限り、いかなる部材であっても良い。ただし、遮蔽部材は、それ自身がアルミニウムの蒸気源にはならない部材から選定される必要がある。例えば、遮蔽部材は、一体化物を構成する成形体とは別の成形体、または（導電性）マイエナイト化合物で構成されても良い。
【００６８】
また、遮蔽部材の形状は、特に限られず、遮蔽部材は、例えば、蓋状、または一端が密閉された管状（いわゆる「カップ状」）であっても良い。
【００６９】
遮蔽部材は、金属導体と触れないように設置することが好ましい。
【００７０】
図２には、遮蔽部材の設置形態の一例を模式的に示す。
【００７１】
図２に示すように、一体化物１１０は、ロッド状の成形体１２０と、該成形体１２０の上面１２５から、成形体１２０の内部に向かって一部が差し込まれた金属導体１３０とで構成される。
【００７２】
この一体化物１１０の金属導体１３０を覆うため、遮蔽部材１５０が使用される。遮蔽部材１５０は、カップ形状になっており、底面１５５と、側面１５６とを有する。この遮蔽部材１５０の開放された面（上面）を、成形体１２０の上面１２５と合わせるようにして、遮蔽部材１５０を一体化物１１０の上部に配置することにより、遮蔽部材１５０で金属導体１３０を覆うことができる。
【００７３】
このような遮蔽部材の設置により、以降の工程Ｓ１５０の加熱処理の際に、金属導体が環境中のアルミニウム蒸気と接触することが抑制され、アルミナイド化合物の生成が抑制される。また、これにより、金属導体の脆化を軽減させることが可能となる。
【００７４】
なお、図２の構成は一例であって、その他の態様で、遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆っても良い。
【００７５】
図３には、遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆う際の別の構成例を示す。
【００７６】
図３に示すように、この構成では、一つの一体化物の金属導体を遮蔽する遮蔽部材は、隣接する別の一体化物の成形体によって構成される。
【００７７】
すなわち、図３に示す組立体２００は、第１の一体化物２１０Ａ、第２の一体化物２１０Ｂ、第３の一体化物２１０Ｃ、および第４の一体化物２１０Ｄと、最下部の遮蔽部材２５０とを有する。各一体化物２１０Ａ〜２１０Ｄは、それぞれ、カップ状の成形体２２０Ａ〜２２０Ｄと、該成形体に一部が挿入された金属導体２３０Ａ〜２３０Ｄとを有する。
【００７８】
第１の一体化物２１０Ａの金属導体２３０Ａは、第２の一体化物２１０Ｂの成形体２２０Ｂによって、環境２６０側から遮蔽されている。また、第２の一体化物２１０Ｂの金属導体２３０Ｂは、第３の一体化物２１０Ｃの成形体２２０Ｃによって、環境２６０側から遮蔽されている。第３の一体化物２１０Ｃの金属導体２３０Ｃも同様である。なお、第４の一体化物２１０Ｄの金属導体２３０Ｄは、最下部のカップ状の遮蔽部材２５０によって覆われる。
【００７９】
このような組立体２００では、複数の一体化物（２１０Ａ〜２１０Ｄ）をまとめて、以降の工程Ｓ１５０の処理を一度に行うことが可能となるため、電極の生産性が向上する。
【００８０】
（工程Ｓ１５０：加熱処理工程）
次に、金属導体部分が遮蔽された一体化物の脱脂体が加熱処理される。なお、加熱処理の方法は、複数存在するため、以下、代表的な２通りの加熱処理方法のそれぞれについて、説明する。
【００８１】
（第１の加熱処理方法）
第１の加熱処理方法では、加熱処理は、アルミニウム蒸気を含む環境下において、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲で行われる。
【００８２】
金属アルミニウムの還元力により、多くのフリー酸素が以下の反応により置換される：
３Ｏ２−＋２Ａｌ → Ａｌ２Ｏ３＋６ｅ− （１）式
処理雰囲気の圧力は、例えば、１００Ｐａ以下（例えば２０Ｐａ）の減圧環境であっても良い。あるいは、処理雰囲気は、大気圧の不活性ガス雰囲気であっても良い。ただし、不活性ガスとして、窒素ガスを使用することは好ましくない。高温では、窒素ガスは、アルミニウムと反応して、窒化アルミニウムを生成する。このため、雰囲気中に窒素が含まれる場合、この窒素によってアルミニウム蒸気が消費されてしまい、アルミニウム蒸気の還元剤としての効果が失われるからである。
【００８３】
なお、アルミニウム蒸気源としては、特に限られないが、例えばアルミニウム粉末が使用されても良い。
【００８４】
図４には、第１の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示す。
【００８５】
この処理装置４００は、密閉空間４１０内に配置された耐熱容器４２０を有する。耐熱容器４２０の底部には、アルミニウム蒸気源として、アルミニウム粉末が層状に敷き詰められ、これによりアルミニウム層４３０が形成されている。また、耐熱容器４２０内には、複数の貫通孔を有する台４４０が配置される。台４４０は、アルミニウム層４３０の上部に、アルミニウム層４３０から離間して配置され、台の上部には、金属導体４５５の部分が遮蔽部材４６０で覆われた、一体化物４５０が置載される。
【００８６】
このような処理装置４００において、真空処理により、例えば、密閉空間４１０内を１００Ｐａ以下の減圧状態にする。あるいは、密閉空間４１０内に、窒素以外の不活性ガスを流通させ、密閉空間４１０内を不活性ガス環境とする。
【００８７】
次に、密閉空間４１０を１２３０℃〜１３６０℃まで加熱すると、アルミニウム層４３０からアルミニウム蒸気が放出される。アルミニウム蒸気は、密閉空間４１０内の酸素を除去し、密閉空間４１０内を「還元性雰囲気」とする役割を果たす。
【００８８】
従って、この加熱処理により、脱脂体４５７中のマイエナイト化合物粉末が焼結して、焼結体が形成されると同時に、このマイエナイト化合物が還元され、導電性マイエナイト化合物が生成される。
【００８９】
ここで、金属導体４５５は、遮蔽部材４６０で覆われているため、アルミニウム蒸気とは直接接触しない。従って、金属導体４５５のアルミナイド化合物の形成反応が抑制され、加熱処理後に、金属導体４５５が脆化することが回避される。
【００９０】
最高温度における保持時間は、５分〜４８時間の範囲であることが好ましく、３０分〜１２時間の範囲であることがより好ましく、１時間〜１０時間の範囲であることがさらに好ましく、２時間〜８時間の範囲であることが最も好ましい。保持時間が５分未満の場合、十分な導電性を得ることができなくなるおそれがある。また、保持時間を長くしても、特性上は特に問題はないが、作製コストを考えると、保持時間は、６時間以内が好ましい。
【００９１】
（第２の加熱処理方法）
次に、第２の加熱処理方法について説明する。
【００９２】
第２の加熱処理方法においても、加熱処理は、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲で行われる。
【００９３】
ただし、この第２の加熱処理方法では、還元剤として、アルミニウム蒸気の他、ＣＯ（一酸化炭素）ガスが利用される。この場合、環境中の酸素分圧をより低くすることが可能になり、マイエナイト化合物（非導電性）から導電性マイエナイト化合物への生成反応を促進することができる。
【００９４】
なお、ＣＯ源は、例えば、カーボンであっても良い。また、カーボンは、例えば、一体化物と金属アルミニウムとを、蓋付きカーボン容器内に配置することにより、環境中に配置しても良い。
【００９５】
図５には、第２の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示す。
【００９６】
この処理装置５００は、密閉空間５１０を有するカーボン容器５７０を有する。密閉空間５１０内には、蓋５２５付きの耐熱容器５２０が配置される。耐熱容器５２０の底部には、アルミニウム粉末を層状に敷き詰めることにより構成されたアルミニウム層５３０が配置されている。また、耐熱容器５２０内には、複数の貫通孔を有する台５４０が配置される。台５４０は、アルミニウム層５３０の上部に、アルミニウム層５３０から離間して配置され、台５４０の上部には、金属導体５５５の部分が遮蔽部材５６０で覆われた、一体化物５５０が置載される。
【００９７】
このような処理装置５００において、真空処理により、例えば、密閉空間５１０内を１００Ｐａ以下の減圧状態にする。あるいは、密閉空間５１０内に、窒素以外の不活性ガスを流通させ、密閉空間５１０内を不活性ガス環境とする。
【００９８】
次に、密閉空間５１０を１２３０℃〜１３６０℃まで加熱すると、アルミニウム層５３０からアルミニウム蒸気が放出される。アルミニウム蒸気は、密閉空間５１０内の酸素を除去し、密閉空間５１０内を「還元性雰囲気」とする役割を果たす。
【００９９】
また、この加熱処理中に、金属アルミニウムの還元力により、多くのフリー酸素が電子に置換される。
【０１００】
従って、この加熱処理により、脱脂体５５７中のマイエナイト化合物粉末が焼結して、焼結体が形成されると同時に、このマイエナイト化合物が還元され、導電性マイエナイト化合物の焼結体を生成することができる。
【０１０１】
なお、前述の第１の加熱処理方法の場合と同様、金属導体５５５は、遮蔽部材５６０で覆われているため、アルミニウム蒸気とは直接接触しない。従って、金属導体５５５において、アルミナイド化合物の形成反応が抑制され、加熱処理後に、金属導体５５５が脆化することが回避される。
【０１０２】
高温での保持時間は、第１の加熱処理方法と同様である。
【０１０３】
以上の加熱処理により、マイエナイト化合物粉末が焼結して焼結体が形成されるとともに、マイエナイト化合物が導電性マイエナイト化合物に還元される。
【０１０４】
第２の加熱処理方法では、電子密度が、例えば１．０×１０２１ｃｍ−３以上の、極めて高い電子密度を有する導電性マイエナイト化合物を含む電極を容易に得ることができる。このような高電子密度の導電性マイエナイト化合物を含む電極を、蛍光ランプ等に使用した場合、電極の抵抗によるエネルギー損失が減少するため、蛍光ランプの発光効率を高めることが可能となる。
【０１０５】
以上、２通りの加熱処理方法について説明した。しかしながら、これらは一例であって、その他の方法で加熱処理を実施しても良いことは、当業者には明らかである。
【０１０６】
以上の工程Ｓ１１０〜Ｓ１５０により、脆化が有意に抑制された金属導体と、導電性マイエナイト化合物とを含む電極を製造することができる。
【実施例】
【０１０７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１０８】
（実施例１）
以下の方法で、導電性マイエナイト化合物および金属導体からなる電極を製造した。
【０１０９】
（マイエナイト化合物粉末の作製）
酸化カルシウム（ＣａＯ）：酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のモル比換算で１２：７となるように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末３１３．５ｇと、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末１８６．５ｇとを混合した。次に、この混合粉末を、大気中、３００℃／時間の昇温速度で１３５０℃まで加熱し、１３５０℃に６時間保持した。その後、これを３００℃／時間の冷却速度で降温し、約３６２ｇの白色塊体を得た。
【０１１０】
次に、アルミナ製スタンプミルにより、この白色塊体を大きさが約５ｍｍの破片になるよう粉砕した後、さらに、アルミナ製自動乳鉢で粗粉砕し、白色粒子（以下、粒子「Ａ１」と称する）を得た。レーザ回折散乱法（ＳＡＬＤ−２１００、島津製作所社製）により、得られた粒子Ａ１の粒度を測定したところ、平均粒径は、２０μｍであった。
【０１１１】
次に、粒子Ａ１を３５０ｇと、直径５ｍｍのジルコニアボール３ｋｇと、粉砕溶媒としての工業用ＥＬグレードのイソプロピルアルコール３５０ｍｌとを、２リットルのジルコニア製容器に入れ、容器にジルコニア製の蓋を載せてから、回転速度９４ｒｐｍで、１６時間、ボールミル粉砕処理を実施した。
【０１１２】
処理後、得られたスラリーを用いて吸引ろ過を行い、粉砕溶媒を除去した。また、残りの物質を８０℃のオーブンに入れ、１０時間乾燥させた。これにより、白色粉末（以下、粉末「Ｂ１」と称する）を得た。Ｘ線回折分析の結果、得られた粉末Ｂ１は、Ｃ１２Ａ７構造であることが確認された。また、前述のレーザ回折散乱法により得られた粉末Ｂ１の平均粒径は、３．３μｍであることがわかった。
【０１１３】
（マイエナイト化合物の成形体の作製）
前述の方法で得られたマイエナイト化合物の粉末Ｂ１を７９．８ｇ、成形用バインダとしてポリエチレンオキサイドを１３．０ｇ、可塑剤としてフタル酸ジブチルを０．２ｇ、潤滑剤としてステアリン酸を７．０ｇを配合し、１５０℃に加熱させて混練させた。得られた混練物を射出成形用の成形型に流し込み、室温まで冷却させた。
【０１１４】
これにより、直径３．４ｍｍ、長さ１５ｍｍのロッド状の成形体Ｃ１を得た。同様に、外径３．４ｍｍ、内径２．８ｍｍ、長さ１５ｍｍ、深さ１０ｍｍのカップ状の成形体Ｄ１を得た。
【０１１５】
（一体化物の形成）
次に、以下の方法で、ロッド状の成形体Ｃ１と金属ニッケル線とからなる一体化物を形成した。
【０１１６】
まず、リューターを使って、成形体Ｃ１の一つの底面の中心に、直径０．５ｍｍ、深さ２．５ｍｍの穴を形成した。
【０１１７】
次に、この穴内に、１５０℃に加熱した線径０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍのニッケル線を挿入した。ニッケル線は、加熱されているため、成形体Ｃ１との接触部分の樹脂は軟化し、ニッケル線を容易に挿入することができた。ニッケル線の挿入深さは、２．５ｍｍとした。
【０１１８】
（脱バインダ処理）
次に、得られた一体化物の脱バインダ処理を行った。
【０１１９】
一体化物をアルミナ板上に置いた状態で電気炉内に設置し、大気中で、４０分間で２００℃まで加熱した。さらに８時間で６００℃まで加熱した後、２時間で室温まで冷却させた。得られた脱脂体Ｅ１は、白色であり、ロッド形状を維持していた。また、ニッケル線に脆化は認められなかった。
【０１２０】
同様の方法で、カップ状の成形体Ｄ１についても脱バインダ処理を行い、カップ状の脱脂体Ｆ１を得た。
【０１２１】
（還元焼結処理）
次に、脱脂体Ｅ１を高温に保持することにより、マイエナイト化合物の粉末を還元焼結させ、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。
【０１２２】
まず、前述の脱脂体Ｅ１に、カップ状の脱脂体Ｆ１を被せ、ニッケル線部分が脱脂体Ｆ１で被覆された組立体を形成した。この際には、ニッケル線が脱脂体Ｆ１とは直接接触しないようにして、脱脂体Ｆ１を設置した。さらに、この組立体を、脱脂体Ｆ１の側が下側となるようにして、外径４０ｍｍ×内径３０ｍｍ×高さ５０ｍｍの第１のカーボン容器内に設置した。
【０１２３】
次に、外径１６ｍｍ×内径１０ｍｍ×高さ２０ｍｍのアルミナ坩堝の底部に、２ｇのアルミニウム粉末を敷き詰めた。また、このアルミナ坩堝を、前述の第１のカーボン容器内に配置した。この際には、アルミナ坩堝は、組立体の横に離間して配置した。また、第１のカーボン容器の上部には、カーボン製の蓋をした。
【０１２４】
さらに、第１のカーボン容器を、外径８０ｍｍ×内径７０ｍｍ×高さ７５ｍｍの第２のカーボン容器内に入れ、第２のカーボン容器の上部に、カーボン製の蓋をした。
【０１２５】
次に、第２のカーボン容器を電気炉内に設置した。ロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプで電気炉内を真空引きし、炉内の圧力を５Ｐａ以下になるまで減圧した。
【０１２６】
その後、炉内を３００℃／時間の昇温速度で１２５０℃まで加熱した。この温度で６時間保持した後、３００℃／時間の降温速度で室温まで冷却させた。
【０１２７】
これにより、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、元の脱脂体Ｆ１に相当するカップ状部分を分離することにより、ニッケル線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ１」と称する）を採取した。
【０１２８】
（金属線の脆化状態評価）
得られた一体化焼結体Ｇ１のニッケル線の脆化状態について評価した。
【０１２９】
脆化状態の評価は、金属線を指で数回曲げた際に、金属線が破損するかどうかで判定した。すなわち、金属線を数回曲げても破損しなかった場合、および金属線を曲げることができなかった場合を「脆化未発生」とした。
【０１３０】
脆化状態の評価の結果、一体化焼結体Ｇ１のニッケル線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１３１】
なお、ニッケル線を挿入していないロッド状の成形体Ｃ１を用いて、同様の還元焼結処理を実施した。これにより、黒色物質（以下、黒色物質Ｇ１'と称する）が得られた。黒色物質Ｇ１'の相対密度は、９７．２％であった。
【０１３２】
また、この黒色物質Ｇ１'の電子密度測定を行うため、アルミナ製スタンプミルにより、黒色物質Ｇ１'を、大きさが約５ｍｍの破片になるよう粉砕した後、アルミナ製自動乳鉢で粗粉砕した。
【０１３３】
得られた粉末は、焦げ茶色をしており、Ｘ線回折分析の結果、黒色物質Ｇ１'は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有することがわかった。また、得られた粉末の光拡散反射スペクトルからクベルカムンク法により求められた電子密度は、１．６×１０２１ｃｍ−３であり、導電率は、１７Ｓ／ｃｍであった。このことから、黒色物質Ｇ１'は、導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
【０１３４】
（実施例２）
前述の実施例１と同様の方法により、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例２では、使用する金属線を、ニッケル線の代わりに、ニッケル基合金（コバール）線とした。コバール線の線径は、０．７ｍｍであり、長さは１０ｍｍとした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。
【０１３５】
これにより、前述の（還元焼結処理）の工程後に、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、コバール線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ２」と称する）を採取した。
【０１３６】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ２を用いて、金属線の脆化状態評価を行った。その結果、コバール線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１３７】
（実施例３）
前述の実施例１と同様の方法により、金属導体と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例３では、前述の（還元焼結処理）において、カップ状の脱脂体Ｆ１の代わりに、同形状の焼結体Ｆ３を使用した。すなわち、脱脂体Ｅ１のニッケル線部分を、カップ状の脱脂体Ｆ１ではなく、焼結部材Ｆ３で遮蔽した。
【０１３８】
この焼結部材Ｆ３は、導電性マイエナイト化合物で構成され、相対密度は、９７．２％であり、電子密度は１．６×１０２１ｃｍ−３であり、導電率は、１７Ｓ／ｃｍである。
【０１３９】
その他の条件は、実施例１の場合と同様である。
【０１４０】
これにより、前述の（還元焼結処理）の工程後に、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、焼結部材Ｆ３を取り外し、ニッケル線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ３」と称する）を採取した。
【０１４１】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ３を用いて、金属線の脆化状態評価を行った。その結果、ニッケル線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１４２】
なお、焼結部材Ｆ３を数回使用しても、結果は同様であり、焼結部材Ｆ３は、繰り返し使用することができることがわかった。
【０１４３】
（実施例４）
前述の実施例１と同様の方法により、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例４では、ニッケル線の代わりに、ニッケル板を使用し、前述の（マイエナイト化合物の成形体の作製）の工程以降を、以下のように変更した。
【０１４４】
（マイエナイト化合物粉末のグリーンシートの作製）
前述の方法で得られた粉末Ｂ１を４０ｇ、トルエン１０ｇ、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）６ｇ、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）２．４ｇ、および分散剤（ＢＹＫ１８０、ビッグケミー社製）０．４ｇを、２５０ｍＬの蓋付きプラスチック容器に入れ、さらに、メディアとして、２ｍｍφのジルコニアボールを２５０ｇ添加した。この混合溶液を９０ｒｐｍで１時間混合した後、メディアを除去した。この混合溶液に、予めビヒクル状に調製したポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を固形分換算で１４ｇ加えて混合し、脱泡することで、スラリーを得た。ビヒクルの固形分は２５重量％で、溶媒はトルエン：ＩＰＡを５：３の重量比で混合したものであった。
【０１４５】
得られたスラリーを、厚さ２００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し、ステンレス鋼製のアプリケーターを使用して、これを膜状にした。さらにこの膜を、８０℃で乾燥させることにより、平均厚さ２００μｍのグリーンシートを得た。
【０１４６】
（積層体の作製）
このグリーンシートを１２ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断し、このグリーンシートを６枚積層し、積層体を構成した。
【０１４７】
次に、幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの短冊状のニッケル板を準備し、このニッケル板をグリーンシートの積層体の上部に設置した。さらに、ニッケル板の上部に、下側のグリーンシートの積層体と重なるようにして、別の６枚のグリーンシートを積層した。これにより、ニッケル板の上面（２ｍｍ×１０ｍｍの表面の一方）および下面（２ｍｍ×１０ｍｍの表面の他方）は、いずれもグリーンシートで完全に覆われ、露出部分は存在しなくなった。
【０１４８】
この積層体を、積層方向から一軸プレスした。一軸プレスの際の圧力は、１ＭＰａとし、温度は、８０℃とした。
【０１４９】
（脱バインダ処理）
その後、得られた積層体を使用して、前述の実施例１の場合と同様の（脱バインダ処理）を行った。
【０１５０】
（還元焼結処理）
次に、得られた脱脂体を使用して、前述の実施例１の場合と同様の（還元焼結処理）を行った。これにより、黒色の焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ４」と称する）を得た。
【０１５１】
得られた一体化焼結体Ｇ４の一部を剥がすことにより、ニッケル板の上面の約半分の領域、および下面の約半分の領域を露出させた。
【０１５２】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ４を用いて、ニッケル板の脆化状態評価を行った。その結果、ニッケル板には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１５３】
また、ニッケル板を挿入していない積層体を用いて、同様の還元焼結処理を実施した。これにより、黒色物質Ｇ４'が得られた。黒色物質Ｇ４'のＸ線回折分析の結果、黒色物質Ｇ４'は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有する導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、蛍光ランプの電極等に使用され得る、導電性マイエナイト化合物の製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１１０ 一体化物
１２０ 成形体
１２５ 上面
１３０ 金属導体
１５０ 遮蔽部材
１５５ 底面
１５６ 側面
２００ 組立体
２１０Ａ〜２１０Ｄ 一体化物
２２０Ａ〜２２０Ｄ 成形体
２３０Ａ〜２３０Ｄ 金属導体
２５０ 遮蔽部材
２６０ 環境
４００ 処理装置
４１０ 密閉空間
４２０ 耐熱容器
４３０ アルミニウム層
４４０ 台
４５０ 一体化物
４５５ 金属導体
４５７ 脱脂体
４６０ 遮蔽部材
５００ 処理装置
５１０ 密閉空間
５２０ 耐熱容器
５２５ 蓋
５３０ アルミニウム層
５４０ 台
５５０ 一体化物
５５５ 金属導体
５５７ 脱脂体
５６０ 遮蔽部材
５７０ カーボン容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイエナイト化合物は、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３で表される代表組成を有し、三次元的に連結された直径約０．４ｎｍの空隙（ケージ）を有する特徴的な結晶構造を持つ。このケージを構成する骨格は、正電荷を帯びており、単位格子当たり１２個のケージを形成する。このケージの１／６は、結晶の電気的中性条件を満たすため、内部が酸素イオンで占められている。しかしながら、このケージ内の酸素イオンは、骨格を構成する他の酸素イオンとは化学的に異なる特性を有しており、このため、ケージ内の酸素イオンは、特にフリー酸素イオンと呼ばれている。マイエナイト化合物は、[Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４]４+・２Ｏ２−とも表記される（非特許文献１）。
マイエナイト化合物のケージ中のフリー酸素イオンの一部または全部を電子と置換した場合、マイエナイト化合物に導電性が付与される。これは、マイエナイト化合物のケージ内に包接された電子は、ケージにあまり拘束されず、結晶中を自由に動くことができるためである（特許文献１）。このような導電性を有するマイエナイト化合物は、特に、「導電性マイエナイト化合物」と称される。
【０００３】
導電性マイエナイト化合物は、２．４ｅＶと比較的仕事関数が低く、さらに導電性を有すると言う特徴を有するため、例えば蛍光ランプ等の電極材料としての適用が期待されている。
【０００４】
導電性マイエナイト化合物は、例えば、マイエナイト化合物の成形体をアルミニウムとともに蓋付きアルミナ容器に入れ、真空中で１３００℃で熱処理することにより製造することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０００７４１号
【特許文献２】国際公開第２００６／１２９６７４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｆ．Ｍ．Ｌｅａ，Ｃ．Ｈ．Ｄｅｓｃｈ，Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２ｎｄ ｅｄ．，ｐ．５２，Ｅｄｗａｒｄ Ａｒｎｏｌｄ＆Ｃｏ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、導電性マイエナイト化合物は、還元剤としてアルミニウムを含む高温の真空下において、マイエナイト化合物を含む成形体を還元焼結処理することにより製造することができる。
【０００８】
一方、蛍光ランプ等の電極は、導電性マイエナイト化合物と、該導電性マイエナイト化合物に電気的に接合された導線のような金属導体とで構成され得る。本願発明者らは、このような電極を製造する場合、マイエナイト化合物を含む成形体と金属導体とを予め一体化させておいてから、この一体化物をアルミニウムを含む環境下で熱処理して、導電性マイエナイト化合物を生成させることができることを見出した。
【０００９】
しかしながら、このような方法で電極を製造した場合、導電性マイエナイト化合物と一体化された金属導体には、脆化が生じる場合がある。これは、導電性マイエナイト化合物を生成するための還元焼結処理の際に、条件によっては、金属導体とアルミニウム蒸気とが反応して、脆性の劣る金属アルミナイド（例えばＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、およびＣｏＡｌ等）が生成するためである。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、金属導体の脆化を抑制することが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む電極の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
【００１２】
ここで、本発明による製造方法において、前記金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属または合金であっても良い。
【００１３】
また、本発明による製造方法において、前記金属導体は、ニッケル、モリブデン、およびタングステンのいずれか一つを含んでも良い。
【００１４】
また、本発明による製造方法において、前記遮蔽部材は、マイエナイト化合物を含む部材で構成されても良い。
【００１５】
また、本発明による製造方法において、前記（５）の工程は、１００Ｐａ以下の圧力下、または窒素ガスを除く不活性ガス雰囲気下で実施されても良い。
【００１６】
また、本発明による製造方法において、前記（４）の工程は、前記一体化物および前記アルミニウム蒸気の蒸気源を、カーボンを含む容器に入れた状態で行われても良い。
【００１７】
また、本発明による製造方法において、前記アルミニウム蒸気の蒸気源として、アルミニウム粉末が使用されても良い。
【００１８】
さらに、本発明による製造方法において、
前記一体化物は、底面、側面および開放された上面を有するカップ状の成形体と、前記底面に設置された金属導体とで構成され、
前記一体化物は、複数存在し、
第１の一体化物は、前記カップ状の成形体の底面が、第２の一体化物の前記カップ状の成形体の上面側となるようにして、前記第２の一体化物上に配置され、これにより
前記第１の一体化物の金属導体は、前記第２の一体化物の成形体で覆われても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、金属導体の脆化を抑制することが可能な、導電性マイエナイト化合物を含む電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による電極の製造方法の一例を示したフロー図である。
【図２】一体化物の金属導体に遮蔽部材を設置する際の形態の一例を模式的に示した図である。
【図３】遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆う際の別の例を模式的に示した図である。
【図４】第１の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示した図である。
【図５】第２の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明では、
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
【００２２】
ここで、本願において、「マイエナイト化合物」とは、ケージ（籠）構造を有する１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ１２Ａ７」ともいう）およびＣ１２Ａ７と同等の結晶構造を有する化合物（同型化合物）の総称である。
【００２３】
また、本願において、「導電性マイエナイト化合物」とは、ケージ中に含まれる「フリー酸素イオン」の一部もしくは全てが電子で置換された、電子密度が１．０×１０１５ｃｍ−３以上のマイエナイト化合物を表す。
【００２４】
本発明では、「導電性マイエナイト化合物」の電子密度は、１．０×１０１８ｃｍ−３以上であることが好ましく、１．０×１０１９ｃｍ−３以上であることがより好ましく、１．０×１０２０ｃｍ−３以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
なお、一般に、導電性マイエナイト化合物の電子密度は、マイエナイト化合物の電子密度により、２つの方法で測定される。電子密度は、１．０×１０１８〜３．０×１０２０ｃｍ−３未満の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルの２．８ｅＶ（波長４４３ｎｍ）の吸光度（クベルカムンク変換値）から算出される。この方法は、電子密度とクベルカムンク変換値が比例関係になることを利用している。以下、検量線の作成方法について説明する。
【００２６】
電子密度の異なる試料を４点作成しておき、それぞれの試料の電子密度を、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）のシグナル強度から求めておく。ＥＳＲで測定できる電子密度は、１．０×１０１４〜１．０×１０１９ｃｍ−３程度である。クベルカムンク値とＥＳＲで求めた電子密度をそれぞれ対数でプロットすると比例関係となり、これを検量線とした。すなわち、この方法では、電子密度が１．０×１０１９〜３．０×１０２０ｃｍ−３では検量線を外挿した値である。
【００２７】
電子密度は、３．０×１０２０〜２．３×１０２１ｃｍ−３の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルのピークの波長（エネルギー）から換算される。関係式は下記の式を用いた：
ｎ＝（−（Ｅｓｐ−２．８３）／０．１９９）０．７８２
ここで、ｎは電子密度（ｃｍ−３）、Ｅｓｐはクベルカムンク変換した吸収スペクトルのピークのエネルギー（ｅＶ）を示す。
【００２８】
また、本発明において、導電性マイエナイト化合物は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）からなるＣ１２Ａ７結晶構造を有している限り、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）の中から選ばれた少なくとも１種の原子の一部が、他の原子や原子団に置換されていても良い。例えば、カルシウム（Ｃａ）の一部は、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されていても良い。また、アルミニウム（Ａｌ）の一部は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ヨーロピウム（Ｅｕ）、イットリビウム（Ｙｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびテリビウム（Ｔｂ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されても良い。また、ケージの骨格の酸素は、窒素（Ｎ）などで置換されていても良い。
【００２９】
前述のように、導電性マイエナイト化合物は、還元剤としてアルミニウムを含む高温の真空下において、マイエナイト化合物を含む成形体を還元焼結処理することにより製造することができる。
【００３０】
通常、蛍光ランプ等の電極は、導電性マイエナイト化合物および金属導体で構成され得る。このような電極を製造しようとした場合、製造条件によっては、金属導体がアルミニウム蒸気と反応してアルミナイド化合物を生成し、脆化することがある。
【００３１】
本発明による電極の製造方法は、マイエナイト化合物を還元焼結処理する際に、成形体と金属導体の一体化物において、金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程を含むという特徴を有する。
【００３２】
この特徴のため、本発明による電極の製造方法では、一体化物の高温処理中に、金属導体がアルミニウム蒸気に晒されることを回避または抑制することができる。従って、本発明による電極の製造方法では、電極の製造後に金属導体が脆化することが有意に抑制される。
【００３３】
（本発明による電極の製造方法）
以下、図面を参照して、本発明による電極の製造方法について、詳しく説明する。
【００３４】
図１には、本発明による電極の製造方法のフローの一例を概略的に示す。
【００３５】
図１に示すように、本発明による電極の製造方法は、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程（工程Ｓ１２０）と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程（工程Ｓ１３０）と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程（工程Ｓ１４０）と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程（工程Ｓ１５０）と、
を有する。以下、それぞれの工程について説明する。
【００３６】
（工程Ｓ１１０：粉末調製工程）
まず、マイエナイト化合物粉末を合成するための原料粉末が調合される。
【００３７】
原料粉末は、カルシウム（Ｃａ）とアルミニウム（Ａｌ）の割合が、ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３に換算したモル比で、１２．６：６．４〜１１．７：７．３となるように調合される。ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３（モル比）は、約１２：７であることが好ましい。
【００３８】
なお、原料粉末に使用される化合物は、前記割合が維持される限り、特に限られない。
【００３９】
原料粉末は、カルシウムアルミネートを含むか、または、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、およびカルシウムアルミネートからなる群から選定された少なくとも２つを含むことが好ましい。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とアルミニウム化合物とを含む混合粉末であっても良い。原料粉末は、例えば、カルシウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、アルミニウム化合物とカルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。また、原料粉末は、例えば、カルシウム化合物と、アルミニウム化合物と、カルシウムアルミネートとを含む混合粉末であっても良い。さらに、原料粉末は、例えば、カルシウムアルミネートのみを含む混合粉末であっても良い。
【００４０】
カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、硫酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、およびハロゲン化カルシウムなどが挙げられる。これらの中では、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、および水酸化カルシウムが好ましい。
【００４１】
アルミニウム化合物としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、およびハロゲン化アルミニウムなどが挙げられる。これらの中では、水酸化アルミニウムおよび酸化アルミニウムが好ましい。
【００４２】
次に、原料粉末が高温に保持され、マイエナイト化合物が合成される。合成は、不活性ガス雰囲気下や真空下で行ってもよいが、大気下で行うことが好ましい。合成温度は、特に限られないが、例えば、１２００℃〜１４１５℃の範囲であり、１２５０℃〜１４００℃の範囲であることが好ましく、１３００℃〜１３５０℃の範囲であることがより好ましい。１２００℃〜１４１５℃の温度範囲で合成した場合、Ｃ１２Ａ７の結晶構造を多く含むマイエナイト化合物が得られ易くなる。合成温度が低すぎると、Ｃ１２Ａ７結晶構造が少なくなるおそれがある。一方、合成温度が高すぎると、マイエナイト化合物の融点を超えるため、Ｃ１２Ａ７の結晶構造が少なくなるおそれがある。
【００４３】
高温の保持時間は、特に限られず、これは、合成量および保持温度等によっても変動する。保持時間は、例えば、１時間〜１２時間である。保持時間は、例えば、２時間〜１０時間であることが好ましく、４時間〜８時間であることがより好ましい。原料粉末を１時間以上、高温で保持することにより、固相反応が十分に進行し、均質なマイエナイト化合物を得ることができる。
【００４４】
合成により得られるマイエナイト化合物は、一部または全てが焼結した塊状である。塊状のマイエナイト化合物は、スタンプミル等で、例えば、５ｍｍ程度の大きさまで粉砕処理される。さらに、自動乳鉢や乾式ボールミルで、平均粒径が１０μｍ〜１００μｍ程度まで粉砕処理が行われる。ここで、「平均粒径」は、レーザ回折散乱法で測定して得た値を意味するものとする。以下、粉末の平均粒径は、同様の方法で測定した値を意味するものとする。
【００４５】
さらに微細で均一な粉末を得たい場合は、例えば、ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎは３以上の整数）で表されるアルコール（例えば、イソプロピルアルコールを溶媒として用いた、湿式ボールミル、または循環式ビーズミルなどを用いることにより、粉末の平均粒径を０．５μｍ〜５０μｍまで微細化することができる。
【００４６】
以上の工程により、マイエナイト化合物の粉末が調製される。
【００４７】
粉末として調整されるマイエナイト化合物は、導電性マイエナイト化合物であってもよい。導電性マイエナイト化合物は非導電性の化合物より粉砕性に優れるからである。なお、導電性マイエナイト化合物の粉末を用いても、後の工程において成形体と金属導体との一体化物を調整する際に、酸化され導電性のないマイエナイト化合物となる場合がある。
【００４８】
導電性マイエナイト化合物の合成方法は、特に限定されないが、下記の方法が挙げられる。例えば、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器中に入れて、１６００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２００５／０００７４１号）、マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２００６／１２９６７４号）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末から作られる、カルシウムアルミネートなどの粉末を蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（国際公開第２０１０／０４１５５８号）、炭酸カルシウム粉末と酸化アルミニウム粉末を混合した粉末を、蓋付きカーボン坩堝に入れて、窒素中１３００℃で熱処理して作製する方法（特開２０１０−１３２４６７号公報）などがある。
【００４９】
導電性マイエナイト化合物の粉砕方法は、上記マイエナイト化合物の粉砕方法と同様である。
【００５０】
以上の工程により、導電性マイエナイト化合物の粉末が調整される。なお、マイエナイト化合物と導電性マイエナイト化合物の混合粉末を用いても良い。
【００５１】
（工程Ｓ１２０：成形体準備工程）
次に、工程Ｓ１１０で調製したマイエナイト化合物粉末を含む成形体が準備される。
【００５２】
成形体は、粉末または粉末を含む混練物からなる成形材料の加圧成形により、調製しても良い。
【００５３】
成形材料には、必要に応じて、バインダ、潤滑剤、可塑剤または溶媒が含まれる。バインダとしては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂（ニトロセルロース、エチルセルロース）、ポリエチレンオキシド、などが使用できる。潤滑剤としてワックス類やステアリン酸が使用できる。可塑剤としてフタル酸エステルが使用できる。溶媒としては、トルエン、キシレンのような芳香族化合物、酢酸ブチル、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨ（ｎ＝１〜４）で表されるアルコール（例えばイソプロピルアルコール）等が使用できる。溶媒として水を使用すると、マイエナイト化合物が水和による化学反応を起こすため、安定したスラリーが得られないおそれがある。ｎ＝１、２のアルコール（例えばエタノール）も水和しやすい傾向があり、ｎ＝３、４のアルコールが好ましい。
【００５４】
成形材料をシート成形、押出成形、または射出成形することにより、成形体を得ることができる。ニアネットシェイプ成形が可能である、すなわち、最終製品に近い形状を生産性よく製造可能であることから、射出成形が好ましい。
【００５５】
射出成形では、予めマイエナイト化合物の粉末とバインダを加熱混練して成形材料を用意し、この成形材料を射出成形機へ投入して、所望の形状の成形体を得ることができる。例えば、マイエナイト化合物の粉末をバインダと加熱混練し、冷却することで、大きさ１〜１０ｍｍ程度のペレットまたは粉末状の成形材料を得る。加熱混練では、ラボプラストミルなどが用いられ、せん断力により粉末の凝集がほぐれ、粉末の１次粒子にバインダがコーティングされる。この成形材料を射出成型機に投入し、１２０〜２５０℃に加熱してバインダに流動性を発現させる。金型は予め５０〜８０℃で加熱しておき、３〜１０ＭＰａの圧力で金型へ材料を注入することで、所望の成形体を得ることができる。
【００５６】
あるいは、前述の調製粉末または該粉末を含む混練物からなる成形材料を金型に入れ、この金型を加圧することにより、所望の形状の成形体を形成しても良い。金型の加圧には、例えば、等方静水圧プレス（ＣＩＰ）処理を利用しても良い。ＣＩＰ処理の際の圧力は、特に限られないが、例えば、５０〜２００ＭＰａの範囲である。
【００５７】
成形体の形状は、特に限られない。成形体は、例えば、シート状、ロッド状、ブロック状、またはカップ状等であっても良い。
【００５８】
成形体は、３００μｍ以上の厚みを有することが好ましく、５００μｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以上が特に好ましい。成形体がロッド状の場合、直径は２〜５ｍｍ、長さは１０〜２０ｍｍが好ましい。成形体がカップ状の場合、外径は２〜５ｍｍ、内径は１〜４ｍｍ、長さは１０〜２０ｍｍ、カップの底の厚みは２〜８ｍｍが好ましい。成形体が円柱と円錐が合わさったペンシル形状の場合、円柱部の直径は２〜５ｍｍ、円柱部の長さは２〜１０ｍｍ、円錐部の長さは２〜１０ｍｍが好ましい。
【００５９】
（工程Ｓ１３０：一体化物形成工程）
次に、工程Ｓ１２０で得られた成形体を金属導体と一体化させて、一体化物が構成される。
【００６０】
金属導体の材質は、金属（合金を含む）である限り特に限られず、金属導体は、例えば、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、およびこれらの合金（例えばステンレス鋼、ニッケル基合金など）等であっても良い。ただし、金属導体は、以降の工程Ｓ１５０における熱処理において、溶融したり気化したりしない材料から選定される必要がある。金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属（例えばニッケル、モリブデン、タングステン）または合金（例えば、コバール）が好ましい。
【００６１】
なお、本発明では、後に示す工程Ｓ１４０のため、金属導体の材料として、高温でアルミニウムと合金化してアルミナイド化合物を生成する金属も、選定できることに留意する必要がある。
【００６２】
金属導体の形状は、特に限られず、金属導体は、線状、板状、または棒状等であっても良い。
【００６３】
一体化物を構成する方法は、特に限られない。例えば、ロッド状またはカップ状の成形体の底面に、線状または棒状の金属導体を差し込んで、一体化物を構成しても良い。
【００６４】
（脱媒、脱脂処理）
成形体を調製した場合であって、成形体が溶媒を含む場合は、予め成形体を５０〜２００℃の温度範囲で２０分〜２時間程度保持し、溶媒を揮発させて除去しても良い。また、成形体がバインダを含む場合は、予め成形体を２００〜８００℃の温度範囲で３０分〜６時間程度保持し、バインダを除去しても良い。あるいは、両者の処理を同時に行っても良い。
【００６５】
ただし、この脱媒、脱脂処理は、必ずしもこの段階で実施する必要はない。脱媒、脱脂処理は、以降に示す工程Ｓ１４０の後に実施しても良い。脱媒、脱脂処理したものを、特に「脱脂体」と言う。
【００６６】
（工程Ｓ１４０：金属導体遮蔽工程）
次に、工程Ｓ１３０で得られた一体化物において、金属導体の露出部分が遮蔽部材で覆われる。
【００６７】
遮蔽部材は、金属導体の露出部分を、環境中のアルミニウム蒸気から適正に遮蔽することができる限り、いかなる部材であっても良い。ただし、遮蔽部材は、それ自身がアルミニウムの蒸気源にはならない部材から選定される必要がある。例えば、遮蔽部材は、一体化物を構成する成形体とは別の成形体、または（導電性）マイエナイト化合物で構成されても良い。
【００６８】
また、遮蔽部材の形状は、特に限られず、遮蔽部材は、例えば、蓋状、または一端が密閉された管状（いわゆる「カップ状」）であっても良い。
【００６９】
遮蔽部材は、金属導体と触れないように設置することが好ましい。
【００７０】
図２には、遮蔽部材の設置形態の一例を模式的に示す。
【００７１】
図２に示すように、一体化物１１０は、ロッド状の成形体１２０と、該成形体１２０の上面１２５から、成形体１２０の内部に向かって一部が差し込まれた金属導体１３０とで構成される。
【００７２】
この一体化物１１０の金属導体１３０を覆うため、遮蔽部材１５０が使用される。遮蔽部材１５０は、カップ形状になっており、底面１５５と、側面１５６とを有する。この遮蔽部材１５０の開放された面（上面）を、成形体１２０の上面１２５と合わせるようにして、遮蔽部材１５０を一体化物１１０の上部に配置することにより、遮蔽部材１５０で金属導体１３０を覆うことができる。
【００７３】
このような遮蔽部材の設置により、以降の工程Ｓ１５０の加熱処理の際に、金属導体が環境中のアルミニウム蒸気と接触することが抑制され、アルミナイド化合物の生成が抑制される。また、これにより、金属導体の脆化を軽減させることが可能となる。
【００７４】
なお、図２の構成は一例であって、その他の態様で、遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆っても良い。
【００７５】
図３には、遮蔽部材を用いて、一体化物の金属導体を覆う際の別の構成例を示す。
【００７６】
図３に示すように、この構成では、一つの一体化物の金属導体を遮蔽する遮蔽部材は、隣接する別の一体化物の成形体によって構成される。
【００７７】
すなわち、図３に示す組立体２００は、第１の一体化物２１０Ａ、第２の一体化物２１０Ｂ、第３の一体化物２１０Ｃ、および第４の一体化物２１０Ｄと、最下部の遮蔽部材２５０とを有する。各一体化物２１０Ａ〜２１０Ｄは、それぞれ、カップ状の成形体２２０Ａ〜２２０Ｄと、該成形体に一部が挿入された金属導体２３０Ａ〜２３０Ｄとを有する。
【００７８】
第１の一体化物２１０Ａの金属導体２３０Ａは、第２の一体化物２１０Ｂの成形体２２０Ｂによって、環境２６０側から遮蔽されている。また、第２の一体化物２１０Ｂの金属導体２３０Ｂは、第３の一体化物２１０Ｃの成形体２２０Ｃによって、環境２６０側から遮蔽されている。第３の一体化物２１０Ｃの金属導体２３０Ｃも同様である。なお、第４の一体化物２１０Ｄの金属導体２３０Ｄは、最下部のカップ状の遮蔽部材２５０によって覆われる。
【００７９】
このような組立体２００では、複数の一体化物（２１０Ａ〜２１０Ｄ）をまとめて、以降の工程Ｓ１５０の処理を一度に行うことが可能となるため、電極の生産性が向上する。
【００８０】
（工程Ｓ１５０：加熱処理工程）
次に、金属導体部分が遮蔽された一体化物の脱脂体が加熱処理される。なお、加熱処理の方法は、複数存在するため、以下、代表的な２通りの加熱処理方法のそれぞれについて、説明する。
【００８１】
（第１の加熱処理方法）
第１の加熱処理方法では、加熱処理は、アルミニウム蒸気を含む環境下において、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲で行われる。
【００８２】
金属アルミニウムの還元力により、多くのフリー酸素が以下の反応により置換される：
３Ｏ２−＋２Ａｌ → Ａｌ２Ｏ３＋６ｅ− （１）式
処理雰囲気の圧力は、例えば、１００Ｐａ以下（例えば２０Ｐａ）の減圧環境であっても良い。あるいは、処理雰囲気は、大気圧の不活性ガス雰囲気であっても良い。ただし、不活性ガスとして、窒素ガスを使用することは好ましくない。高温では、窒素ガスは、アルミニウムと反応して、窒化アルミニウムを生成する。このため、雰囲気中に窒素が含まれる場合、この窒素によってアルミニウム蒸気が消費されてしまい、アルミニウム蒸気の還元剤としての効果が失われるからである。
【００８３】
なお、アルミニウム蒸気源としては、特に限られないが、例えばアルミニウム粉末が使用されても良い。
【００８４】
図４には、第１の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示す。
【００８５】
この処理装置４００は、密閉空間４１０内に配置された耐熱容器４２０を有する。耐熱容器４２０の底部には、アルミニウム蒸気源として、アルミニウム粉末が層状に敷き詰められ、これによりアルミニウム層４３０が形成されている。また、耐熱容器４２０内には、複数の貫通孔を有する台４４０が配置される。台４４０は、アルミニウム層４３０の上部に、アルミニウム層４３０から離間して配置され、台の上部には、金属導体４５５の部分が遮蔽部材４６０で覆われた、一体化物４５０が置載される。
【００８６】
このような処理装置４００において、真空処理により、例えば、密閉空間４１０内を１００Ｐａ以下の減圧状態にする。あるいは、密閉空間４１０内に、窒素以外の不活性ガスを流通させ、密閉空間４１０内を不活性ガス環境とする。
【００８７】
次に、密閉空間４１０を１２３０℃〜１３６０℃まで加熱すると、アルミニウム層４３０からアルミニウム蒸気が放出される。アルミニウム蒸気は、密閉空間４１０内の酸素を除去し、密閉空間４１０内を「還元性雰囲気」とする役割を果たす。
【００８８】
従って、この加熱処理により、脱脂体４５７中のマイエナイト化合物粉末が焼結して、焼結体が形成されると同時に、このマイエナイト化合物が還元され、導電性マイエナイト化合物が生成される。
【００８９】
ここで、金属導体４５５は、遮蔽部材４６０で覆われているため、アルミニウム蒸気とは直接接触しない。従って、金属導体４５５のアルミナイド化合物の形成反応が抑制され、加熱処理後に、金属導体４５５が脆化することが回避される。
【００９０】
最高温度における保持時間は、５分〜４８時間の範囲であることが好ましく、３０分〜１２時間の範囲であることがより好ましく、１時間〜１０時間の範囲であることがさらに好ましく、２時間〜８時間の範囲であることが最も好ましい。保持時間が５分未満の場合、十分な導電性を得ることができなくなるおそれがある。また、保持時間を長くしても、特性上は特に問題はないが、作製コストを考えると、保持時間は、６時間以内が好ましい。
【００９１】
（第２の加熱処理方法）
次に、第２の加熱処理方法について説明する。
【００９２】
第２の加熱処理方法においても、加熱処理は、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲で行われる。
【００９３】
ただし、この第２の加熱処理方法では、還元剤として、アルミニウム蒸気の他、ＣＯ（一酸化炭素）ガスが利用される。この場合、環境中の酸素分圧をより低くすることが可能になり、マイエナイト化合物（非導電性）から導電性マイエナイト化合物への生成反応を促進することができる。
【００９４】
なお、ＣＯ源は、例えば、カーボンであっても良い。また、カーボンは、例えば、一体化物と金属アルミニウムとを、蓋付きカーボン容器内に配置することにより、環境中に配置しても良い。
【００９５】
図５には、第２の加熱処理方法に使用され得る処理装置の一例を模式的に示す。
【００９６】
この処理装置５００は、密閉空間５１０を有するカーボン容器５７０を有する。密閉空間５１０内には、蓋５２５付きの耐熱容器５２０が配置される。耐熱容器５２０の底部には、アルミニウム粉末を層状に敷き詰めることにより構成されたアルミニウム層５３０が配置されている。また、耐熱容器５２０内には、複数の貫通孔を有する台５４０が配置される。台５４０は、アルミニウム層５３０の上部に、アルミニウム層５３０から離間して配置され、台５４０の上部には、金属導体５５５の部分が遮蔽部材５６０で覆われた、一体化物５５０が置載される。
【００９７】
このような処理装置５００において、真空処理により、例えば、密閉空間５１０内を１００Ｐａ以下の減圧状態にする。あるいは、密閉空間５１０内に、窒素以外の不活性ガスを流通させ、密閉空間５１０内を不活性ガス環境とする。
【００９８】
次に、密閉空間５１０を１２３０℃〜１３６０℃まで加熱すると、アルミニウム層５３０からアルミニウム蒸気が放出される。アルミニウム蒸気は、密閉空間５１０内の酸素を除去し、密閉空間５１０内を「還元性雰囲気」とする役割を果たす。
【００９９】
また、この加熱処理中に、金属アルミニウムの還元力により、多くのフリー酸素が電子に置換される。
【０１００】
従って、この加熱処理により、脱脂体５５７中のマイエナイト化合物粉末が焼結して、焼結体が形成されると同時に、このマイエナイト化合物が還元され、導電性マイエナイト化合物の焼結体を生成することができる。
【０１０１】
なお、前述の第１の加熱処理方法の場合と同様、金属導体５５５は、遮蔽部材５６０で覆われているため、アルミニウム蒸気とは直接接触しない。従って、金属導体５５５において、アルミナイド化合物の形成反応が抑制され、加熱処理後に、金属導体５５５が脆化することが回避される。
【０１０２】
高温での保持時間は、第１の加熱処理方法と同様である。
【０１０３】
以上の加熱処理により、マイエナイト化合物粉末が焼結して焼結体が形成されるとともに、マイエナイト化合物が導電性マイエナイト化合物に還元される。
【０１０４】
第２の加熱処理方法では、電子密度が、例えば１．０×１０２１ｃｍ−３以上の、極めて高い電子密度を有する導電性マイエナイト化合物を含む電極を容易に得ることができる。このような高電子密度の導電性マイエナイト化合物を含む電極を、蛍光ランプ等に使用した場合、電極の抵抗によるエネルギー損失が減少するため、蛍光ランプの発光効率を高めることが可能となる。
【０１０５】
以上、２通りの加熱処理方法について説明した。しかしながら、これらは一例であって、その他の方法で加熱処理を実施しても良いことは、当業者には明らかである。
【０１０６】
以上の工程Ｓ１１０〜Ｓ１５０により、脆化が有意に抑制された金属導体と、導電性マイエナイト化合物とを含む電極を製造することができる。
【実施例】
【０１０７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１０８】
（実施例１）
以下の方法で、導電性マイエナイト化合物および金属導体からなる電極を製造した。
【０１０９】
（マイエナイト化合物粉末の作製）
酸化カルシウム（ＣａＯ）：酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のモル比換算で１２：７となるように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末３１３．５ｇと、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末１８６．５ｇとを混合した。次に、この混合粉末を、大気中、３００℃／時間の昇温速度で１３５０℃まで加熱し、１３５０℃に６時間保持した。その後、これを３００℃／時間の冷却速度で降温し、約３６２ｇの白色塊体を得た。
【０１１０】
次に、アルミナ製スタンプミルにより、この白色塊体を大きさが約５ｍｍの破片になるよう粉砕した後、さらに、アルミナ製自動乳鉢で粗粉砕し、白色粒子（以下、粒子「Ａ１」と称する）を得た。レーザ回折散乱法（ＳＡＬＤ−２１００、島津製作所社製）により、得られた粒子Ａ１の粒度を測定したところ、平均粒径は、２０μｍであった。
【０１１１】
次に、粒子Ａ１を３５０ｇと、直径５ｍｍのジルコニアボール３ｋｇと、粉砕溶媒としての工業用ＥＬグレードのイソプロピルアルコール３５０ｍｌとを、２リットルのジルコニア製容器に入れ、容器にジルコニア製の蓋を載せてから、回転速度９４ｒｐｍで、１６時間、ボールミル粉砕処理を実施した。
【０１１２】
処理後、得られたスラリーを用いて吸引ろ過を行い、粉砕溶媒を除去した。また、残りの物質を８０℃のオーブンに入れ、１０時間乾燥させた。これにより、白色粉末（以下、粉末「Ｂ１」と称する）を得た。Ｘ線回折分析の結果、得られた粉末Ｂ１は、Ｃ１２Ａ７構造であることが確認された。また、前述のレーザ回折散乱法により得られた粉末Ｂ１の平均粒径は、３．３μｍであることがわかった。
【０１１３】
（マイエナイト化合物の成形体の作製）
前述の方法で得られたマイエナイト化合物の粉末Ｂ１を７９．８ｇ、成形用バインダとしてポリエチレンオキサイドを１３．０ｇ、可塑剤としてフタル酸ジブチルを０．２ｇ、潤滑剤としてステアリン酸を７．０ｇを配合し、１５０℃に加熱させて混練させた。得られた混練物を射出成形用の成形型に流し込み、室温まで冷却させた。
【０１１４】
これにより、直径３．４ｍｍ、長さ１５ｍｍのロッド状の成形体Ｃ１を得た。同様に、外径３．４ｍｍ、内径２．８ｍｍ、長さ１５ｍｍ、深さ１０ｍｍのカップ状の成形体Ｄ１を得た。
【０１１５】
（一体化物の形成）
次に、以下の方法で、ロッド状の成形体Ｃ１と金属ニッケル線とからなる一体化物を形成した。
【０１１６】
まず、リューターを使って、成形体Ｃ１の一つの底面の中心に、直径０．５ｍｍ、深さ２．５ｍｍの穴を形成した。
【０１１７】
次に、この穴内に、１５０℃に加熱した線径０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍのニッケル線を挿入した。ニッケル線は、加熱されているため、成形体Ｃ１との接触部分の樹脂は軟化し、ニッケル線を容易に挿入することができた。ニッケル線の挿入深さは、２．５ｍｍとした。
【０１１８】
（脱バインダ処理）
次に、得られた一体化物の脱バインダ処理を行った。
【０１１９】
一体化物をアルミナ板上に置いた状態で電気炉内に設置し、大気中で、４０分間で２００℃まで加熱した。さらに８時間で６００℃まで加熱した後、２時間で室温まで冷却させた。得られた脱脂体Ｅ１は、白色であり、ロッド形状を維持していた。また、ニッケル線に脆化は認められなかった。
【０１２０】
同様の方法で、カップ状の成形体Ｄ１についても脱バインダ処理を行い、カップ状の脱脂体Ｆ１を得た。
【０１２１】
（還元焼結処理）
次に、脱脂体Ｅ１を高温に保持することにより、マイエナイト化合物の粉末を還元焼結させ、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。
【０１２２】
まず、前述の脱脂体Ｅ１に、カップ状の脱脂体Ｆ１を被せ、ニッケル線部分が脱脂体Ｆ１で被覆された組立体を形成した。この際には、ニッケル線が脱脂体Ｆ１とは直接接触しないようにして、脱脂体Ｆ１を設置した。さらに、この組立体を、脱脂体Ｆ１の側が下側となるようにして、外径４０ｍｍ×内径３０ｍｍ×高さ５０ｍｍの第１のカーボン容器内に設置した。
【０１２３】
次に、外径１６ｍｍ×内径１０ｍｍ×高さ２０ｍｍのアルミナ坩堝の底部に、２ｇのアルミニウム粉末を敷き詰めた。また、このアルミナ坩堝を、前述の第１のカーボン容器内に配置した。この際には、アルミナ坩堝は、組立体の横に離間して配置した。また、第１のカーボン容器の上部には、カーボン製の蓋をした。
【０１２４】
さらに、第１のカーボン容器を、外径８０ｍｍ×内径７０ｍｍ×高さ７５ｍｍの第２のカーボン容器内に入れ、第２のカーボン容器の上部に、カーボン製の蓋をした。
【０１２５】
次に、第２のカーボン容器を電気炉内に設置した。ロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプで電気炉内を真空引きし、炉内の圧力を５Ｐａ以下になるまで減圧した。
【０１２６】
その後、炉内を３００℃／時間の昇温速度で１２５０℃まで加熱した。この温度で６時間保持した後、３００℃／時間の降温速度で室温まで冷却させた。
【０１２７】
これにより、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、元の脱脂体Ｆ１に相当するカップ状部分を分離することにより、ニッケル線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ１」と称する）を採取した。
【０１２８】
（金属線の脆化状態評価）
得られた一体化焼結体Ｇ１のニッケル線の脆化状態について評価した。
【０１２９】
脆化状態の評価は、金属線を指で数回曲げた際に、金属線が破損するかどうかで判定した。すなわち、金属線を数回曲げても破損しなかった場合、および金属線を曲げることができなかった場合を「脆化未発生」とした。
【０１３０】
脆化状態の評価の結果、一体化焼結体Ｇ１のニッケル線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１３１】
なお、ニッケル線を挿入していないロッド状の成形体Ｃ１を用いて、同様の還元焼結処理を実施した。これにより、黒色物質（以下、黒色物質Ｇ１'と称する）が得られた。黒色物質Ｇ１'の相対密度は、９７．２％であった。
【０１３２】
また、この黒色物質Ｇ１'の電子密度測定を行うため、アルミナ製スタンプミルにより、黒色物質Ｇ１'を、大きさが約５ｍｍの破片になるよう粉砕した後、アルミナ製自動乳鉢で粗粉砕した。
【０１３３】
得られた粉末は、焦げ茶色をしており、Ｘ線回折分析の結果、黒色物質Ｇ１'は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有することがわかった。また、得られた粉末の光拡散反射スペクトルからクベルカムンク法により求められた電子密度は、１．６×１０２１ｃｍ−３であり、導電率は、１７Ｓ／ｃｍであった。このことから、黒色物質Ｇ１'は、導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
【０１３４】
（実施例２）
前述の実施例１と同様の方法により、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例２では、使用する金属線を、ニッケル線の代わりに、ニッケル基合金（コバール）線とした。コバール線の線径は、０．７ｍｍであり、長さは１０ｍｍとした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。
【０１３５】
これにより、前述の（還元焼結処理）の工程後に、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、コバール線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ２」と称する）を採取した。
【０１３６】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ２を用いて、金属線の脆化状態評価を行った。その結果、コバール線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１３７】
（実施例３）
前述の実施例１と同様の方法により、金属導体と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例３では、前述の（還元焼結処理）において、カップ状の脱脂体Ｆ１の代わりに、同形状の焼結体Ｆ３を使用した。すなわち、脱脂体Ｅ１のニッケル線部分を、カップ状の脱脂体Ｆ１ではなく、焼結部材Ｆ３で遮蔽した。
【０１３８】
この焼結部材Ｆ３は、導電性マイエナイト化合物で構成され、相対密度は、９７．２％であり、電子密度は１．６×１０２１ｃｍ−３であり、導電率は、１７Ｓ／ｃｍである。
【０１３９】
その他の条件は、実施例１の場合と同様である。
【０１４０】
これにより、前述の（還元焼結処理）の工程後に、黒色の焼結体が得られた。この黒色の焼結体から、焼結部材Ｆ３を取り外し、ニッケル線と一体化された黒色焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ３」と称する）を採取した。
【０１４１】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ３を用いて、金属線の脆化状態評価を行った。その結果、ニッケル線には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１４２】
なお、焼結部材Ｆ３を数回使用しても、結果は同様であり、焼結部材Ｆ３は、繰り返し使用することができることがわかった。
【０１４３】
（実施例４）
前述の実施例１と同様の方法により、金属線と一体化された導電性マイエナイト化合物の電極を作製した。ただし、この実施例４では、ニッケル線の代わりに、ニッケル板を使用し、前述の（マイエナイト化合物の成形体の作製）の工程以降を、以下のように変更した。
【０１４４】
（マイエナイト化合物粉末のグリーンシートの作製）
前述の方法で得られた粉末Ｂ１を４０ｇ、トルエン１０ｇ、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）６ｇ、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）２．４ｇ、および分散剤（ＢＹＫ１８０、ビッグケミー社製）０．４ｇを、２５０ｍＬの蓋付きプラスチック容器に入れ、さらに、メディアとして、２ｍｍφのジルコニアボールを２５０ｇ添加した。この混合溶液を９０ｒｐｍで１時間混合した後、メディアを除去した。この混合溶液に、予めビヒクル状に調製したポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を固形分換算で１４ｇ加えて混合し、脱泡することで、スラリーを得た。ビヒクルの固形分は２５重量％で、溶媒はトルエン：ＩＰＡを５：３の重量比で混合したものであった。
【０１４５】
得られたスラリーを、厚さ２００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し、ステンレス鋼製のアプリケーターを使用して、これを膜状にした。さらにこの膜を、８０℃で乾燥させることにより、平均厚さ２００μｍのグリーンシートを得た。
【０１４６】
（積層体の作製）
このグリーンシートを１２ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断し、このグリーンシートを６枚積層し、積層体を構成した。
【０１４７】
次に、幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの短冊状のニッケル板を準備し、このニッケル板をグリーンシートの積層体の上部に設置した。さらに、ニッケル板の上部に、下側のグリーンシートの積層体と重なるようにして、別の６枚のグリーンシートを積層した。これにより、ニッケル板の上面（２ｍｍ×１０ｍｍの表面の一方）および下面（２ｍｍ×１０ｍｍの表面の他方）は、いずれもグリーンシートで完全に覆われ、露出部分は存在しなくなった。
【０１４８】
この積層体を、積層方向から一軸プレスした。一軸プレスの際の圧力は、１ＭＰａとし、温度は、８０℃とした。
【０１４９】
（脱バインダ処理）
その後、得られた積層体を使用して、前述の実施例１の場合と同様の（脱バインダ処理）を行った。
【０１５０】
（還元焼結処理）
次に、得られた脱脂体を使用して、前述の実施例１の場合と同様の（還元焼結処理）を行った。これにより、黒色の焼結体（以下、「一体化焼結体Ｇ４」と称する）を得た。
【０１５１】
得られた一体化焼結体Ｇ４の一部を剥がすことにより、ニッケル板の上面の約半分の領域、および下面の約半分の領域を露出させた。
【０１５２】
実施例１と同様の方法により、得られた一体化焼結体Ｇ４を用いて、ニッケル板の脆化状態評価を行った。その結果、ニッケル板には、脆化が生じていないことが確認された。
【０１５３】
また、ニッケル板を挿入していない積層体を用いて、同様の還元焼結処理を実施した。これにより、黒色物質Ｇ４'が得られた。黒色物質Ｇ４'のＸ線回折分析の結果、黒色物質Ｇ４'は、Ｃ１２Ａ７構造だけを有する導電性マイエナイト化合物であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、蛍光ランプの電極等に使用され得る、導電性マイエナイト化合物の製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１１０ 一体化物
１２０ 成形体
１２５ 上面
１３０ 金属導体
１５０ 遮蔽部材
１５５ 底面
１５６ 側面
２００ 組立体
２１０Ａ〜２１０Ｄ 一体化物
２２０Ａ〜２２０Ｄ 成形体
２３０Ａ〜２３０Ｄ 金属導体
２５０ 遮蔽部材
２６０ 環境
４００ 処理装置
４１０ 密閉空間
４２０ 耐熱容器
４３０ アルミニウム層
４４０ 台
４５０ 一体化物
４５５ 金属導体
４５７ 脱脂体
４６０ 遮蔽部材
５００ 処理装置
５１０ 密閉空間
５２０ 耐熱容器
５２５ 蓋
５３０ アルミニウム層
５４０ 台
５５０ 一体化物
５５５ 金属導体
５５７ 脱脂体
５６０ 遮蔽部材
５７０ カーボン容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属または合金であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記金属導体は、ニッケル、モリブデン、およびタングステンのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、マイエナイト化合物を含む部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記（５）の工程は、１００Ｐａ以下の圧力下、または窒素ガスを除く不活性ガス雰囲気下で実施されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項６】
前記（４）の工程は、前記一体化物および前記アルミニウム蒸気の蒸気源を、カーボンを含む容器に入れた状態で行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項７】
前記アルミニウム蒸気の蒸気源として、アルミニウム粉末が使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項８】
前記一体化物は、底面、側面および開放された上面を有するカップ状の成形体と、前記底面に設置された金属導体とで構成され、
前記一体化物は、複数存在し、
第１の一体化物は、前記カップ状の成形体の底面が、第２の一体化物の前記カップ状の成形体の上面側となるようにして、前記第２の一体化物上に配置され、これにより
前記第１の一体化物の金属導体は、前記第２の一体化物の成形体で覆われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１】
導電性マイエナイト化合物および金属導体を含む電極の製造方法であって、
（１）マイエナイト化合物の粉末を調製する工程と、
（２）前記マイエナイト化合物の粉末を含む成形体を準備する工程と、
（３）前記成形体を金属導体と組み合わせて、一体化物を得る工程と、
（４）前記一体化物において、前記金属導体の露出部分を、遮蔽部材で覆う工程と、
（５）前記一体化物を、アルミニウム蒸気を含む環境下で、１２３０℃〜１３６０℃の温度範囲に保持する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記金属導体は、導電性マイエナイト化合物の融点より高い融点を有する金属または合金であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記金属導体は、ニッケル、モリブデン、およびタングステンのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、マイエナイト化合物を含む部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記（５）の工程は、１００Ｐａ以下の圧力下、または窒素ガスを除く不活性ガス雰囲気下で実施されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項６】
前記（４）の工程は、前記一体化物および前記アルミニウム蒸気の蒸気源を、カーボンを含む容器に入れた状態で行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項７】
前記アルミニウム蒸気の蒸気源として、アルミニウム粉末が使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項８】
前記一体化物は、底面、側面および開放された上面を有するカップ状の成形体と、前記底面に設置された金属導体とで構成され、
前記一体化物は、複数存在し、
第１の一体化物は、前記カップ状の成形体の底面が、第２の一体化物の前記カップ状の成形体の上面側となるようにして、前記第２の一体化物上に配置され、これにより
前記第１の一体化物の金属導体は、前記第２の一体化物の成形体で覆われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３８５２３（Ｐ２０１２−２３８５２３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７９０５（Ｐ２０１１−１０７９０５）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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