三酸化タングステンの水素還元過程で、アルカリ金属元素の存在はタングステン粉結晶粒の粗大に目覚しく影響できる。国内に、この現象を利用し、平均粒度40～60umの粗結晶タングステン粉を取った生産者があった。しかし、アルカリ元素起こったタングステン粉異常な粗大化現象の詳細研究はまだ見えなかった。

【実験方法】

それぞれの混合試薬は蒸留水に溶けて、三酸化タングステン粉末とミックスする。還元時試料昇温時間は約20minほど、恒温時間は物料還元程度によって違う。還元した粉末は研磨などのような加工処理を通じないで、スクリーニングしたテストし、直接の効果を観察することに便利である。

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【タングステン電球の改新歴史3】

原因がわかれば対策としては、このラングミュア＝サイクルを断ち切る工夫をすれば良いわけだね。ラングミュアは、圧力は低い程良いという従来の常識を破り、管球内に不活性ガス(希ガス)を封入した。

この希ガス入り電球の発明(１９１３年)により、白熱電球の寿命は著しく向上し、ジェネラルエレクトリック社とラングミュアに巨額の富をもたらしたそうである。 もっと明るく、もっと高温にするための工夫として、微量のハロゲンガスを入れたハロゲン電球が開発された。

フィラメントから蒸発して、ガラス管壁にくっついたタングステン原子をハロゲンガス分子がフィラメントへ回収するという、ラングミュア＝サイクルと全く逆のメカニズムを利用したものである。

この工夫により、フィラメントを高温にして、蒸発が激しくなっても、電球壁面の汚染による輝度の低下を防ぎ(自己浄化作用)、フィラメント寿命を伸ばすことが可能になった。 

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酸化タングステン増加した酸化チタン光機能特性の改善では，表面へのタングステン付与及びイオン注入を用いた二つの方法で検討を行っている．

酸化チタンへのタングステン付与については既にいくつかの報告があるが，これまで反応性スパッタリング法でタングステン添加された酸化チタンはアモルファスまたはアナターゼに関するもので，可視光化に有利とされるルチルについての報告は少ない．特に光伝導特性は，価電子帯や不純物準位にある電子が光子のエネルギーを吸収し伝導帯へ励起され導電性が増すとされている．

そこに金属添加をした場合，主に伝導帯の位置が変化するだけでバンドギャップが小さくなっても還元力が減少してしまう問題がある．しかし付与したタングステンは酸素供給を受け一部酸化タングステンへ移行するため，酸化チタンより狭いバンドギャップを持つタングステン酸化物も形成されることで，酸化チタンが持つ吸収波長より長波長側での光反応も可能になると考えている．

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【タングステン電球の改新歴史2】

当初の頃、技術者達は次のように考えていた。『ガラス管球内から完全に水や酸素を取り除いてしまうことは不可能である。しかし、ある程度少なくなってしまえば、例えば、水分子１０個まで減らすことができたとすると、その１０個の水分子は１０個のタングステン原子と結び付いて、フィラメント表面から蒸発させるが、それによって管球内の水分子は０個となり、それ以上タングステンフィラメントが消耗することはないであろう。』 
 

ところが実際には、充分に低いと思われる真空度まで排気してもフィラメントの寿命はあまり変わらなかった。当時、ジェネラルエレクトリック社の研究者であったラングミュア は管球内のガスの成分を詳細に調べ(残留ガス分析)、この謎を解明した。水分子が永続的にリサイクル使用されることにより、たとえ微量であっても水分子が存在する限りタングステンフィラメントは消耗していた。(ラングミュア＝サイクル) 
 

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