放電灯などに使われる電極材料として、純タングステンの他に、トリウムタングステンがあります。これはタングステンに酸化トリウムを添加した材料で、仕事関数が低く電子放出性がよく安定した放電特性が得られます。また融点・昇華点などの観点からも、ハロゲン化物などに対する相性の問題からも放電灯での使用に最適な材料となっています。

しかし、酸化トリウムは放射性物質であり、材料の製造においても審査・認可が必要で、また、含有する完成品もＮＯＲＭガイドラインによる規制の対象となっています。その為、安全管理上の観点からも、トリウムタングステンに変わる材料を開発する必要性が出ています。

仕事関数を低くする観点から、酸化ルテチウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化サマリウム、酸化ネオジウム、酸化イットリウム等の希土類酸化物が添加物候補として上げられます（図表１　添加物の物性（希土類酸化物））。それらの中から、入手性、取り扱い性、焼結条件、耐ハロ性、融点、脆化性などの観点から候補を絞り、開発対象を絞り込みました。その結果、酸化ネオジウム、酸化ハフニウムを中心に開発を行い、電極、及びランプ製造過程における結晶成長や強度と毒性（写真1　熱処理温度と結晶粒と折れ強度）及び、放電特性・黒化有無・寿命などのランプ点灯評価において、従前のトリウムタングステンと同程度の評価結果を得ることができました。