JP2004047365A - Cathode and manufacturing method of the same - Google Patents

Cathode and manufacturing method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2004047365A
JP2004047365A JP2002205755A JP2002205755A JP2004047365A JP 2004047365 A JP2004047365 A JP 2004047365A JP 2002205755 A JP2002205755 A JP 2002205755A JP 2002205755 A JP2002205755 A JP 2002205755A JP 2004047365 A JP2004047365 A JP 2004047365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
layer
electron emission
tungsten carbide
tungsten
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002205755A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4018468B2 (en
Inventor
Misao Izeki
井関 操
Hiroyuki Miyamoto
宮本 洋之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by New Japan Radio Co Ltd filed Critical New Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2002205755A priority Critical patent/JP4018468B2/en
Publication of JP2004047365A publication Critical patent/JP2004047365A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4018468B2 publication Critical patent/JP4018468B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative electrode containing emitter member like tungsten including thorium oxide (hereinafter referred as "material A"), improving electron emitting property by the reducing power of carbon, capable of improving electron emitting property and reliability, and a manufacturing method of the same. <P>SOLUTION: A chip 4 of material A (negative electrode base body) is brazed to the tip of a tungsten wire filament 3 by W<SB>2</SB>C, and W<SB>2</SB>C powder 5 is applied to the gap formed between the chip 4 of material A and the tungsten wire filament 3. A layer, containing Th released from the chip of material A and carbon released from W<SB>2</SB>C powder 5, is formed on the surface of the chip 4 of material A (electron emitting surface). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温動作が可能で、酸化トリウム入りタングステン(以下、トリタンという)、酸化ジルコニウム入りタングステン、酸化ハフニウム入りタングステンなどのエミッタ材入り高融点金属を用いた放電管用陰極や高輝度用あるいは高出力用陰極などの熱陰極およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、電子放出特性を改善し、高電流密度化、長寿命化を達成し得る陰極およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
トリタン陰極は、酸化トリウム(ThO)を1〜2重量%(以下、wt%という)含むタングステンのワイヤやチップをフィラメントや陰極ペレットとして用いたもので、約1500〜2000℃b(輝度温度、以下同じ)に加熱することにより、タングステン中の酸化トリウムがタングステンによって還元され、トリウム原子が生成され、これにより電子放出特性を改善し得る陰極である。すなわち、還元されたトリウム原子は、タングステン中を拡散して、陰極表面に吸着し、陰極表面にトリウム−タングステン(Th−W)単原子層を形成する。この単原子層形成により、仕事関数が下がり、約2.7eVが得られる。これにより、真空度10−5Pa、2000℃bで約1A/cmの電子放出特性が得られる。
【0003】
ここで、トリタン陰極の電子放射面表面を炭化し、一炭化二タングステン(WC)の層(以下、炭化層という)を最大50μm厚形成すると、炭素の還元力により、ThOの還元がより低温で行われる。また同時に、この炭化層が有する柱状結晶のため、表面に対し垂直方向に微細な亀裂が生じ表面積増大にも寄与する。そのため、電子放出特性が飛躍的に向上する。すなわち、炭化しない場合に比べ、同じ動作温度なら電子放出特性を10倍以上改善でき、電子放出特性を同じにすれば、動作温度を約300℃b程度下げることができる。
【0004】
しかし、この炭化層の形成は直熱型陰極(フィラメント状陰極)の場合、機械的強度を非常に低下させるという欠点があり、直径0.1mm以下の細い線には、炭化層形成は困難であった。また、1500〜1800℃bから、脱炭が進行し、電子放出特性が低下してくる。その上、脱炭が進行すると、炭化層(WC)の抵抗値がタングステンのそれよりも高いために、脱炭の進行につれて、フィラメントの抵抗が低くなり、同じフィラメント電圧では加熱電流が増加するため、フィラメントの温度が上昇し、陰極寿命が短くなる要因となる。
【0005】
また、この炭化層を放電管用陰極表面に形成した場合、炭化層が1800℃b以上の高温では脱炭が顕著になるために、放電管ランプの動作中に先端温度が常に3000℃bを越える陰極の先端付近では、一瞬にして脱炭し、電子放出特性が低下する。このために、ランプ輝度の不安定を招くので、放電管用陰極には炭化処理は適さなかった。
【0006】
さらに、炭化層の形成方法にもいくつかの問題がある。すなわち、炭化層の主な形成方法は、(1)真空中で、ヘプタン、ベンゼン、ナフタレンなどの炭素誘導体の蒸気を送り込んで2150℃以上に加熱する方法と、(2)水素雰囲気中で炭素誘導体の蒸気を送り込む、あるいは、水素炉でカーボン治具と接触させて1200℃以上に加熱する方法、が考えられるが、これらのいずれの方法で製造する場合でも、炭化層の厚さ制御が非常に難しいという問題がある。しかも、炭化層の組成は、WCではなくWCとすることが電子放出特性にとって望ましいので、組成制御に留意する必要があるという問題も有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、トリタン陰極に炭化層を形成した場合、炭化層はトリタンの機械的強度を低下させるという問題がある。さらに、1800℃以上では、炭化層の脱炭が顕著になり、炭化層が減少することにより、電子放出能力が低下するという問題もある。さらに、炭化層の厚さとWC生成の制御が難しく、安定したWC層を形成することができないという問題もある。
【0008】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、トリタンなどエミッタ材を含有し、さらに炭素の還元力により電子放出特性を向上させる陰極において、電子放出特性および信頼性を向上させることができる陰極およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明による陰極は、トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物をエミッタ材として含む高融点金属からなる陰極基体と、電子放射面近傍に配置された炭化タングステンとを有する陰極において、前記陰極基体の電子放射面表面に、少なくとも前記エミッタ材から遊離した前記金属と、前記炭化タングステンから遊離した炭素とを含む層を具備することを特徴とする。
【0010】
ここに陰極基体とは、電子放射面を有する陰極を構成する部分をいい、ワイヤ状でヒータと共通にされた、いわゆるフィラメント陰極、ヒータと直接接続されたり、ヒータ近傍に設けられる焼結体や多孔質体からなる陰極ペレットなどを含む。また、高融点金属とは、タングステンまたはモリブデンを意味する。さらに、炭化タングステンには、一炭化二タングステンWCのみならず、一炭化一タングステンWCも含む。
【0011】
この構成にすることにより、トリタンなどのトリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウム、ランタンなどのエミッタ材を含む陰極材料を、電子放射面近傍に設けられた炭化タングステンから供給される炭素によりエミッタ材を還元しているため、仕事関数を下げて電子放射特性を非常に向上させることができる。しかも、電子放射面に炭化タングステン層を形成していないため、陰極材料の機械的強度を弱めることがなく、また、脱炭による炭化タングステンの消滅もないため、常に炭素を供給し続けることができ、安定した電子放射特性を得ることができる。さらに、従来のように電子放射面に柱状結晶を形成するものではないため、一炭化二タングステン(WC)にする必要がなく、材料組成の限定もなく、製造が容易になる。
【0012】
前記層は、前記金属原子の単原子層と前記炭素原子の単原子層とを含む層、あるいはこれらに酸素原子が結合した層であることを特徴とする。
【0013】
本発明による陰極の製造方法は、トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物をエミッタ材として含む高融点金属からなる陰極基体を有し、該陰極基体の電子放射面表面に、少なくとも前記エミッタ材から遊離した前記金属と、前記電子放射面近傍に配置された炭化タングステンから遊離した炭素とを含む層を具備する陰極の製造方法であって、
前記陰極基体の電子放射面近傍に、炭化タングステン粉末を固着あるいは炭化タングステン膜を具備する陰極基体を用意する工程と、
該陰極基体を真空または不活性ガス雰囲気中で、加熱処理を行い、前記電子放射面表面に前記エミッタ材から遊離したトリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属と、前記炭化タングステン粉末あるいは炭化タングステン膜から遊離した炭素とを含む層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0014】
本発明による陰極の製造方法の他の形態は、請求項3記載の陰極の製造方法において、前記陰極基体を用意する工程が、トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物と炭化タングステンとが分散した、高融点金属の焼結体からなる陰極基体を形成することを特徴とする。
【0015】
すなわち、電子放射面の近傍に、炭化タングステン材料を粉末の固着もしくは膜として、または陰極基体内に分散させて設けておき、たとえば1200〜1400℃の熱処理をすることにより、温度上昇と共に炭化タングステンが分解して、炭素原子が陰極基体の電子放射面に拡散する。そして、たとえばトリタンからなる陰極基体から拡散してきたトリウム原子と共に、陰極基体の電子放射面に、トリウム単原子層に炭素の単原子層が結合した層またはトリウム単原子層に炭素の単原子層が結合した層に酸素が結合した層が形成される。前述のように、炭化タングステン材料は、電子放射面の近傍に設けられているため、電子放射面ほど温度は上がらず、高温による脱炭で消滅することがなく、動作中もこの作用が続き、たとえばトリタンチップの電子放射面と反対側に炭化タングステン層を設けた陰極において1A/cmを得るのに、従来の炭化層を設けた構造の陰極より約100℃程度の動作温度を下げることができ、1350℃程度で安定した1A/cmの電流が得られた。
【0016】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の陰極およびその製造方法について説明をする。本発明による陰極は、図1にその一実施形態である、X線管や電子顕微鏡用陰極などに用いられる直熱型陰極の構成例が示されるように、タングステン線フィラメント3の先端に、トリタンチップ(酸化トリウム入りタングステンからなる陰極基体)4が、WCによりロウ接されている。タングステンとWCとの共晶点は、2202℃で、この温度で、真空中にてロウ付を行うことによりロウ接される。
【0017】
そして、トリタンチップ4とタングステン線フィラメント3の隙間にWC粉末5が塗布されて設けられている。この場合、塗布する前に、予め酢酸ブチルにニトロセルロースを溶かしたバインダー(接着剤)にWC粉末5を浸漬し、これを塗布するとWCがよく接着される。バインダーは、タングステン線フィラメント3を加熱すると蒸発する。
【0018】
そして、この陰極を真空壁内などに組み込み、タングステンフィラメント3に通電し、動作温度である1200〜1400℃に設定して加熱することにより、WC粉末の炭素原子が拡散し、トリタンチップ4の表面4a(電子放射面)でトリウム単原子層に炭素の単原子層が結合した層(以下、Th+C単原子層という)あるいは、トリウム単原子層に炭素の単原子層が結合した層に酸素が結合した層(以下、Th+C+O単原子層という)を形成し、陽極との間に電圧が印加されることにより電子を放出する。最初から陰極を動作させるために、動作温度1200〜1400℃にすると、動作の初期において、WCの炭素原子が拡散して電子放出面に到達するのに時間がかかり、電子放出が行われない。そこで、炭素原子をすばやく表面に拡散させるため、動作温度より高く、1500℃以下の温度で活性化を行うとよい。予め陰極表面をTh+C単原子層、あるいはTh+C+O単原子層で被覆することにより、動作温度に下げたときに、電子放出がスムーズに行われる。
【0019】
この陰極の電子放射面(トリタンチップ4の表面4a)は、図2に示されるように、トリタンからなる陰極基体20の表面に拡散してきた炭素原子21がほぼ単原子層を形成するように析出する。この析出した炭素原子は、図示されていないが、前述のように陰極基体から同様に析出するトリウムの単原子層と結合して、Th+C単原子層またはTh+C+O単原子層となって、電子放射面を被覆する。このTh+C単原子層またはTh+C+O単原子層は、数Å厚、厚くても数十Å以下であり、従来の陰極表面に炭化タングステン層を50μm以下の厚さに形成するものとは異なっている。従来の製造方法により形成される陰極は、図3に示されるように、トリタンからなる陰極基体1の表面にWCが柱状結晶の層22として設けられ、その厚さおよび結晶構造からも明らかに本発明とは異なっている。
【0020】
本発明によるトリタン陰極の電子放出特性を、陰極温度を変化させて陰極電流密度の変化を測定することにより調べた。従来構造のトリタン陰極の電子放出特性と対比して図4に示す。図4は、本発明によるトリタン陰極表面に炭素の単原子層を形成したものAと、従来構造のトリタン陰極表面に炭化層(WC層)を50μm程度の厚さ、柱状結晶をなすように形成したものBと、従来構造の炭化層を設けないトリタンのみからなるものCとを、それぞれ対比して陰極温度に対する陰極電流密度の関係で表したものである。図4から明らかなように、トリタンだけの陰極Cでは、動作温度も高く、電流密度も低いが、その表面に炭化層を設けた構造Bにすることにより、動作温度も下がり、電流密度も格段に向上している。しかし、動作温度1300℃で、電流密度は約0.1A/cmであるのに対し、本発明による陰極の裏面にWC粉末を設けて分解し拡散したC+Th(+O)単原子層を形成したものAは、1300℃で、約0.5A/cmの電流密度が得られ、電子放射面に炭化層を形成した場合Bに比べて、約5倍の電子放出特性が得られた。
【0021】
図4から明らかなように、1A/cmの電流密度を得るのに、本発明の陰極によれば、従来の炭化層を設ける構造よりも約100℃、陰極の動作温度を下げることができる。しかし、1400℃以上になると、炭素原子Cの拡散速度より蒸発速度の方が大きくなるので、電子放出は減少し、電流密度が低下する。したがって、動作温度は、1200〜1400℃にする必要がある。すなわち、本発明による陰極によれば、低温動作で大きな電流密度が得られ、低温動作であるため、フィラメントの負担が軽減され、トリアの蒸発量も低減するので、陰極の寿命を長くすることができる。
【0022】
図5は、陰極基体をトリタンチップではなく、フィラメント自体をトリタンで形成してフィラメント兼陰極としたもので、この場合には、トリタン線6を図5のように折り曲げ、両端を電極7に溶接などにより固定する。WC粉末5は、電子放出面8以外の周辺部分に塗布する。そして、上例と同様に、フィラメントに通電し、動作温度を1200〜1400℃に設定することにより、電子が放出する。本実施例においても、予め動作温度より高い温度で活性化を行うと、電子放出がスムーズに行われる。
【0023】
この例においても、電子放射面に炭化層を形成するのに比べて、同じ電子放出を得るのに、単原子層を形成させた方が約100℃動作温度を低くすることができ、それだけフィラメントの負担が軽減され、トリアの蒸発量も低減するので、陰極の長寿命化になる。また、炭化層を形成しないので、炭化層形成に伴うタングステン線の機械的強度の劣化もなく、線形0.1mm以下の細線にも適用できる。さらに、脱炭による電子放出の低下がなく、フィラメントの抵抗値が変化しないので、フィラメント電流も終始安定している。
【0024】
図6は、本実施形態のさらに別の例を示す放電管陰極の断面説明図である。この陰極を製造するには、タングステン粉末と最大20wt%程度の酸化トリウムを混合し、図6の陰極基体9の形状に金型で加圧成形する。つぎに、この陰極基体9の凹部にWC粉末10を入れ、押し固める。その陰極基体9を、リード11の凸部に嵌め込み、この状態で、水素雰囲気中2400℃で焼結させると、陰極基体9が焼結により収縮し、リードを締め付けることにより固定される。
【0025】
この場合、陰極基体は、金型でプレスした多孔質焼結体以外に、図7に示されるように、熱間転打したトリタン棒12でも構わない。トリタン棒12の場合には、図7のように、陰極基体となるトリタン棒12とリード11との間に、ロウ材(モリブデン−ルテニウムなど)13を入れ、ロウ付する。
【0026】
その後、図6または図7に示されるような構造の陰極を放電管ランプに組み込む。放電管ランプは、キセノンガス中など不活性ガス中で放電トリガーとして高圧パルスを印加してグロー放電させ、直ちにアーク放電に移行させる。この移行は、雰囲気ガスや陰極にかかる電界の強さなどに由来するプラズマ密度により決まり、放電ランプでは自動的に移行するよう設計されている。アーク放電時の陰極は、放電により陰極の温度が徐々に上昇する。通常、トリタンを使った放電管では、この温度上昇により、ThOがThに還元され、Thが表面に拡散し単原子層を形成し電子放出を行う。トリタンでは、先端部分の温度上昇が3000℃以上に達するため、先端付近のThの拡散は活発に行われるが、先端以外の部分では、温度が下がるため、Thの拡散が低下してくる。そのため、長時間放電動作を行うと、先端付近のThが枯渇し、電子放出能力が低下するにつれ、放電電圧が上昇し、先端温度も上昇し、ついに先端が溶融変形してしまい、ランプの輝度が低下してくる。
【0027】
放電管陰極の表面に炭化層を形成した場合は、形成しない場合に比べて、炭素の還元性により、ThOの還元がより低温で行われ、Th原子の拡散がより活発に行われる。しかし、先端温度が、3000℃以上と高温であるため、非常に短時間で脱炭し、炭化層の減少に伴って、電子放出能力が低下してくる。それに対して、本発明では、先端の温度は3000℃以上であるが、1200〜1400℃となる部分に炭化タングステンを配置すると、炭素原子が炭化タングステン層から常に、表面に供給される。そして、放電動作中、Th+C単原子層あるいはTh+C+O単原子層は維持され、電子放出能力も維持される。したがって、陰極先端の溶融変形もなくランプ輝度も安定する。
【0028】
この放電管陰極の例においても、図1に示される例と同様に、動作初期は、炭化タングステン層から、陰極基体の表面に炭素原子が拡散し、安定に供給されるまでに時間がかかるので、放電ランプの動作条件で、数時間活性化を行う必要がある。放電ランプの場合、陰極温度を制御することは困難であるので、通常の動作条件下で活性化を行う。しかし、現在一般的に流通しているトリタンや含浸型陰極を使用した放電ランプにおいても、ランプ製作工程において、活性化工程は必要であることから、本発明における活性化工程も同様であり、製造における支障はない。
【0029】
図8は、本発明による陰極の他の実施形態を示す図であり、この例は、炭化タングステン層を設けるのではなく、多孔質焼結体の陰極基体9に直接WC14を分散させたものである。この場合、タングステン粉末と、最大20wt%の酸化トリウム粉末と、最大30wt%のWC粉末14を混合し、図6に示される例のように、陰極基体9の形状に加圧成形後、リード11に嵌め込み焼結して、陰極基体9とリード11を固定する。後の動作は、図6に示される例と同様である。ここで、酸化トリウム粉末とWC粉末の混合割合は、酸化トリウムの量が多すぎると導電性が悪くなり、酸化トリウムおよびWCの量が多すぎると焼結が困難となることから、設定されたものである。
【0030】
図9に示されるように、この実施形態においても、焼結ではなく、トリタン棒12に予めWC14を分散させたものを用いても構わない。トリタン棒12とリード11は図7の例と同様のロウ材13により接合される。
【0031】
上記各例においては、トリタンについて述べたが、本発明は、トリタンの代りに、酸化ジルコニウム入りタングステン、酸化ハフニウム入りタングステン、酸化イットリウム入りタングステン、酸化スカンジウム入りタングステン、酸化セリウム入りタングステン、酸化ランタン入りタングステンなどを用いることもできる。また、これらを組み合せたものでも構わない。さらに、タングステンの代りに、モリブデンなど他の高融点金属を用いることもできる。
【0032】
また、上記各例では、X線管や電子顕微鏡などに用いる直熱型陰極と放電管用陰極について述べたが、これらに限らず、電子管用陰極、陰極線管用陰極などでも同様に本発明の陰極を用いることができる。また、前述の各例では、炭化タングステンとして、一炭化二タングステンWCを用いたが、一炭化一タングステンWCを用いても構わない。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、陰極表面に炭素原子を供給し、Th+CもしくはTh+C+Oの単原子層を形成しているため、電子放出能力が向上する。すなわち、従来の炭化層を形成した陰極と比較して、約5倍に電子放出量が増え、同じ電子放出を得るのに、約100℃動作温度を下げることができる。したがって、フィラメントおよび陰極の寿命を向上させることができる。
【0034】
さらに、炭化層を形成しないことにより、炭化層形成による機械的強度の低下、脱炭による電子放出の低下、脱炭による抵抗変化に基づきフィラメント電流が増加し、フィラメント温度が上昇することによる陰極の寿命短縮、などの問題を解消することができると共に、炭化層の厚さと組成制御の必要がないことにより製造が非常に簡単であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の直熱型陰極で、タングステン線フィラメント先端にトリタンチップ(陰極基体)を溶接した例の説明図である。
【図2】電子放射面表面に本発明による単原子層を形成したときの断面説明図である。
【図3】電子放射面表面に従来の炭化層を形成したときの断面説明図である。
【図4】本発明によるTh+C単原子層が形成されたトリタン陰極A、電子放射面に炭化層が形成された従来のトリタン陰極B、および従来の炭化層も形成しないトリタン陰極Cの各温度での、電子放出量を比較して示した図である。
【図5】本発明の一実施形態の直熱型陰極で、陰極基体としてトリタンフィラメントを用いた例の説明図である。
【図6】本発明の他の実施形態である焼結体を用いた放電管陰極に適用した例の断面説明図である。
【図7】本発明の他の実施形態であるトリタン棒を用いた放電管陰極に適用した例の断面説明図である。
【図8】本発明のさらに他の実施形態である放電管陰極で、多孔質焼結体にWCを分散させた例の断面説明図である。
【図9】本発明によるさらに他の実施形態である放電管陰極で、トリタン棒にWCを分散させた例の断面説明図である。
【符号の説明】
3  タングステン線フィラメント
4  トリタンチップ
4a 電子放射面
5  WC粉末
6  トリタン棒
8  電子放射面
9  陰極基体
10  WC層
11  リード
12  トリタン棒
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is capable of operating at a high temperature, and uses a high melting point metal or a cathode for a discharge tube using a high melting point metal containing an emitter material such as tungsten containing thorium oxide (hereinafter referred to as tritan), tungsten containing zirconium oxide, and tungsten containing hafnium oxide. The present invention relates to a hot cathode such as an output cathode and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a cathode capable of improving electron emission characteristics and achieving high current density and long life, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
The tritan cathode uses a tungsten wire or chip containing thorium oxide (ThO 2 ) of 1 to 2% by weight (hereinafter referred to as “wt%”) as a filament or a cathode pellet. By heating to the same value as in the following, the thorium oxide in the tungsten is reduced by the tungsten to generate thorium atoms, which is a cathode capable of improving electron emission characteristics. In other words, the reduced thorium atoms diffuse in the tungsten and are adsorbed on the cathode surface to form a thorium-tungsten (Th-W) monoatomic layer on the cathode surface. Due to the formation of the monoatomic layer, the work function is lowered, and about 2.7 eV is obtained. As a result, electron emission characteristics of about 1 A / cm 2 are obtained at a degree of vacuum of 10 −5 Pa and 2000 ° C. b.
[0003]
Here, when the surface of the electron emission surface of the tritan cathode is carbonized and a layer of ditungsten monocarbide (W 2 C) (hereinafter referred to as a carbonized layer) is formed at a maximum thickness of 50 μm, the reduction of ThO 2 is reduced by the reducing power of carbon. Performed at lower temperatures. At the same time, because of the columnar crystals of the carbonized layer, fine cracks are generated in a direction perpendicular to the surface, which contributes to an increase in surface area. Therefore, the electron emission characteristics are dramatically improved. That is, the electron emission characteristics can be improved by 10 times or more at the same operating temperature as compared with the case without carbonization, and the operating temperature can be lowered by about 300 ° C. b when the electron emission characteristics are the same.
[0004]
However, the formation of the carbonized layer has a disadvantage that the mechanical strength is extremely reduced in the case of a direct-heat type cathode (filamentary cathode), and it is difficult to form the carbonized layer on a thin line having a diameter of 0.1 mm or less. there were. Further, from 1500 to 1800 ° C., decarburization proceeds, and the electron emission characteristics decrease. In addition, as decarburization progresses, the resistance of the filament decreases as decarburization progresses because the resistance of the carbonized layer (W 2 C) is higher than that of tungsten, and the heating current increases at the same filament voltage. As a result, the temperature of the filament increases, which causes a reduction in the life of the cathode.
[0005]
Further, when this carbonized layer is formed on the surface of the cathode for a discharge tube, the decarburization becomes remarkable at a high temperature of 1800 ° C. or more, so that the tip temperature always exceeds 3000 ° C. during operation of the discharge tube lamp. In the vicinity of the tip of the cathode, decarburization occurs instantaneously, and the electron emission characteristics deteriorate. For this reason, the lamp luminance becomes unstable, so that carbonization was not suitable for the discharge tube cathode.
[0006]
Further, there are some problems in the method of forming the carbonized layer. That is, the main methods of forming the carbonized layer are: (1) a method in which a vapor of a carbon derivative such as heptane, benzene, or naphthalene is fed in a vacuum and heated to 2150 ° C. or higher; Or heating it to 1200 ° C. or higher by bringing it into contact with a carbon jig in a hydrogen furnace. However, in any of these methods, the thickness of the carbonized layer is extremely controlled. There is a problem that is difficult. In addition, since the composition of the carbonized layer is desirably made of W 2 C instead of WC for the electron emission characteristics, there is a problem that it is necessary to pay attention to composition control.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when a carbonized layer is formed on a tritan cathode, there is a problem that the carbonized layer lowers the mechanical strength of tritan. Further, at 1800 ° C. or higher, there is a problem that the decarburization of the carbonized layer becomes remarkable, and the carbonized layer is reduced, so that the electron emission capability is reduced. Furthermore, there is the thickness of the carbide layer and W 2 C is difficult to control the production, a problem that it is impossible to form a stable W 2 C layer.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and in a cathode containing an emitter material such as tritan and further improving the electron emission characteristics by the reducing power of carbon, the electron emission characteristics and reliability are improved. And a method for manufacturing the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The cathode according to the present invention includes a cathode substrate made of a refractory metal containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum as an emitter material, and an electron emission surface. In a cathode having tungsten carbide disposed in the vicinity, a surface containing at least the metal released from the emitter material and carbon released from the tungsten carbide is provided on the surface of the electron emission surface of the cathode substrate. Features.
[0010]
Here, the cathode base refers to a part constituting a cathode having an electron emission surface, and is commonly used as a wire-shaped heater, a so-called filament cathode, which is directly connected to the heater or a sintered body provided near the heater or Includes cathode pellets made of porous material. The high melting point metal means tungsten or molybdenum. Further, the tungsten carbide includes not only ditungsten monocarbide W 2 C but also monotungsten monocarbide WC.
[0011]
With this configuration, the cathode material including the emitter material such as tritium such as tritan, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum can be converted into an emitter by carbon supplied from tungsten carbide provided near the electron emission surface. Since the material is reduced, the work function can be reduced and the electron emission characteristics can be greatly improved. In addition, since a tungsten carbide layer is not formed on the electron emission surface, the mechanical strength of the cathode material is not reduced, and the tungsten carbide does not disappear due to decarburization, so that carbon can be continuously supplied. And stable electron emission characteristics can be obtained. Furthermore, since columnar crystals are not formed on the electron emission surface as in the related art, there is no need to use ditungsten monocarbide (W 2 C), and there is no limitation on the material composition, and the production is facilitated.
[0012]
The layer is a layer including a monoatomic layer of the metal atom and a monoatomic layer of the carbon atom, or a layer in which an oxygen atom is bonded thereto.
[0013]
The method for manufacturing a cathode according to the present invention includes a cathode substrate made of a refractory metal containing, as an emitter material, an oxide of at least one metal selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum. And a method of manufacturing a cathode comprising a layer containing at least the metal released from the emitter material and carbon released from tungsten carbide disposed near the electron emission surface on the surface of the electron emission surface of the cathode substrate. So,
A step of preparing a cathode base having a tungsten carbide powder or a tungsten carbide film in the vicinity of the electron emission surface of the cathode base;
The cathode substrate is subjected to heat treatment in a vacuum or an inert gas atmosphere, and at least one selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum released from the emitter material on the surface of the electron emission surface. A step of forming a layer containing one kind of metal and carbon released from the tungsten carbide powder or the tungsten carbide film.
[0014]
Another embodiment of the method for producing a cathode according to the present invention is the method for producing a cathode according to claim 3, wherein the step of preparing the cathode substrate is performed using a group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum. The present invention is characterized in that a cathode substrate made of a sintered body of a refractory metal in which at least one selected metal oxide and tungsten carbide are dispersed is formed.
[0015]
That is, in the vicinity of the electron emission surface, a tungsten carbide material is provided in the form of a fixed powder or a film or dispersed in a cathode base, and is subjected to a heat treatment at, for example, 1200 to 1400 ° C., so that the tungsten carbide becomes Upon decomposition, the carbon atoms diffuse to the electron emitting surface of the cathode substrate. Then, together with the thorium atoms diffused from the cathode substrate made of, for example, tritan, on the electron emission surface of the cathode substrate, a layer in which a monolayer of carbon is bonded to a monolayer of thorium or a monolayer of carbon is formed in a monolayer of thorium. A layer in which oxygen is bonded to the bonded layer is formed. As described above, since the tungsten carbide material is provided near the electron emission surface, the temperature does not rise as high as the electron emission surface, does not disappear by decarburization due to high temperature, and this action continues during operation, For example, in order to obtain 1 A / cm 2 in a cathode provided with a tungsten carbide layer on the side opposite to the electron emission surface of a tritan chip, it is necessary to lower the operating temperature by about 100 ° C. compared to a conventional cathode provided with a carbonized layer. As a result, a stable current of 1 A / cm 2 was obtained at about 1350 ° C.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the cathode of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings. The cathode according to the present invention is, as shown in FIG. 1, an example of the configuration of a direct-heating type cathode used for an X-ray tube, a cathode for an electron microscope, or the like, as shown in FIG. The chip (cathode base made of tungsten containing thorium oxide) 4 is brazed by W 2 C. The eutectic point of tungsten and W 2 C is 2202 ° C., and brazing is performed at this temperature by performing brazing in a vacuum.
[0017]
Then, a W 2 C powder 5 is applied and provided in a gap between the tritan chip 4 and the tungsten wire filament 3. In this case, before application, the W 2 C powder 5 is immersed in a binder (adhesive) in which nitrocellulose is dissolved in butyl acetate in advance, and when this is applied, W 2 C is adhered well. The binder evaporates when the tungsten wire filament 3 is heated.
[0018]
Then, this cathode is incorporated in a vacuum wall or the like, and the tungsten filament 3 is energized and heated at an operating temperature of 1200 to 1400 ° C., whereby carbon atoms of the W 2 C powder are diffused and the tritan chip 4 A layer in which a monolayer of carbon is bonded to a monolayer of thorium (hereinafter referred to as a Th + C monolayer) or a layer in which a monolayer of carbon is bonded to a monolayer of thorium on the surface 4a (electron emission surface) of (Hereinafter referred to as a Th + C + O monoatomic layer), and electrons are emitted when a voltage is applied between the anode and the anode. When the operating temperature is set to 1200 to 1400 ° C. to operate the cathode from the beginning, it takes time for the carbon atoms of W 2 C to diffuse and reach the electron emission surface in the early stage of the operation, and the electron emission is performed. Absent. Therefore, in order to quickly diffuse carbon atoms to the surface, the activation is preferably performed at a temperature higher than the operating temperature and equal to or lower than 1500 ° C. By previously covering the cathode surface with a Th + C monoatomic layer or a Th + C + O monoatomic layer, when the operating temperature is lowered, electron emission is performed smoothly.
[0019]
As shown in FIG. 2, the electron emission surface of the cathode (the surface 4a of the tritan chip 4) is deposited such that the carbon atoms 21 diffused on the surface of the cathode substrate 20 made of tritan form a substantially monoatomic layer. I do. Although not shown, the deposited carbon atoms combine with the monolayer of thorium similarly deposited from the cathode substrate as described above to form a monolayer of Th + C or a monolayer of Th + C + O to form an electron emission surface. Is coated. This Th + C monoatomic layer or Th + C + O monoatomic layer has a thickness of several 、, and at most tens of Å or less, which is different from a conventional tungsten carbide layer formed on a cathode surface to a thickness of 50 μm or less. As shown in FIG. 3, the cathode formed by the conventional manufacturing method has W 2 C provided as a columnar crystal layer 22 on the surface of a cathode substrate 1 made of tritan, and is apparent from the thickness and the crystal structure. This is different from the present invention.
[0020]
The electron emission characteristics of the tritan cathode according to the present invention were examined by changing the cathode temperature and measuring the change in cathode current density. FIG. 4 shows a comparison with the electron emission characteristics of the conventional tritan cathode. FIG. 4 shows a tritane cathode according to the present invention in which a monoatomic layer of carbon is formed on a surface A, and a conventional structure of a tritane cathode having a carbonized layer (W 2 C layer) on the surface of a tritane cathode having a thickness of about 50 μm and forming columnar crystals. In this figure, the relationship between the cathode current density and the cathode temperature is shown by comparing the sample B formed in Example 1 with the sample C formed of only the tritan having no carbonized layer of the conventional structure. As is clear from FIG. 4, the cathode C made of only tritan has a high operating temperature and a low current density. However, the structure B in which the carbonized layer is provided on the surface thereof has a lowered operating temperature and a markedly lower current density. Has improved. However, while the operating temperature is 1300 ° C. and the current density is about 0.1 A / cm 2 , the C + Th (+ O) monoatomic layer which is decomposed and diffused by providing W 2 C powder on the back surface of the cathode according to the present invention is used. Formed A obtained a current density of about 0.5 A / cm 2 at 1300 ° C., and obtained about 5 times the electron emission characteristics as compared to B when a carbonized layer was formed on the electron emitting surface. .
[0021]
As is clear from FIG. 4, in order to obtain a current density of 1 A / cm 2 , according to the cathode of the present invention, the operating temperature of the cathode can be reduced by about 100 ° C. as compared with the conventional structure in which the carbonized layer is provided. . However, when the temperature is 1400 ° C. or higher, the evaporation rate is higher than the diffusion rate of carbon atoms C, so that the electron emission decreases and the current density decreases. Therefore, the operating temperature needs to be 1200-1400 ° C. That is, according to the cathode according to the present invention, a large current density can be obtained at a low temperature operation, and since the operation is at a low temperature, the burden on the filament is reduced and the amount of thoria evaporated is reduced, so that the life of the cathode can be extended. it can.
[0022]
FIG. 5 shows that the cathode substrate is not a tritan chip, but the filament itself is made of tritan to form a filament and cathode. In this case, the tritan wire 6 is bent as shown in FIG. Fix with such as. The W 2 C powder 5 is applied to a peripheral portion other than the electron emission surface 8. Then, in the same manner as in the above example, electrons are emitted by energizing the filament and setting the operating temperature to 1200 to 1400 ° C. Also in this embodiment, if activation is performed at a temperature higher than the operating temperature in advance, electron emission is performed smoothly.
[0023]
Also in this example, forming the monoatomic layer can lower the operating temperature by about 100 ° C. to obtain the same electron emission as compared to forming the carbonized layer on the electron emission surface, and the filament Is reduced and the amount of thoria evaporated is also reduced, so that the cathode has a longer life. Further, since the carbonized layer is not formed, there is no deterioration in mechanical strength of the tungsten wire due to the formation of the carbonized layer, and the present invention can be applied to a thin line having a linear shape of 0.1 mm or less. Further, since there is no decrease in electron emission due to decarburization and the resistance value of the filament does not change, the filament current is stable throughout.
[0024]
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a discharge tube cathode showing still another example of the present embodiment. In order to manufacture this cathode, tungsten powder and thorium oxide at a maximum of about 20 wt% are mixed, and pressed into a shape of the cathode base 9 shown in FIG. 6 using a metal mold. Next, the W 2 C powder 10 is put into the concave portion of the cathode substrate 9 and pressed. When the cathode base 9 is fitted into the projection of the lead 11 and sintered in this state at 2400 ° C. in a hydrogen atmosphere, the cathode base 9 contracts due to sintering and is fixed by tightening the lead.
[0025]
In this case, the cathode substrate may be a hot-rolled tritan rod 12 as shown in FIG. 7 in addition to the porous sintered body pressed by the mold. In the case of the tritan rod 12, as shown in FIG. 7, a brazing material (such as molybdenum-ruthenium) 13 is put between the tritan rod 12 serving as the cathode base and the lead 11, and brazed.
[0026]
Thereafter, a cathode having a structure as shown in FIG. 6 or 7 is incorporated in the discharge lamp. The discharge tube lamp applies a high-voltage pulse as a discharge trigger in an inert gas such as xenon gas to cause glow discharge, and immediately shifts to arc discharge. This transition is determined by the plasma density derived from the atmospheric gas and the strength of the electric field applied to the cathode, and the discharge lamp is designed to automatically transition. During the arc discharge, the temperature of the cathode gradually increases due to the discharge. Normally, in a discharge tube using tritan, this temperature rise causes ThO 2 to be reduced to Th, and Th diffuses to the surface to form a monoatomic layer and emit electrons. In the case of tritan, since the temperature rise at the tip reaches 3000 ° C. or more, Th diffusion near the tip is actively performed. However, in other parts, the temperature is reduced, so that the Th diffusion is reduced. Therefore, when the discharge operation is performed for a long time, the Th near the tip is depleted, and as the electron emission ability decreases, the discharge voltage increases, the tip temperature also increases, and finally the tip melts and deforms. Decreases.
[0027]
In the case where a carbonized layer is formed on the surface of the discharge tube cathode, the reduction of ThO 2 is performed at a lower temperature and the diffusion of Th atoms is performed more actively than in the case where the carbonized layer is not formed. However, since the tip temperature is as high as 3000 ° C. or more, decarburization is performed in a very short time, and the electron emission capability is reduced as the carbonized layer is reduced. On the other hand, in the present invention, the temperature at the tip is 3000 ° C. or higher, but if tungsten carbide is arranged in a portion where the temperature becomes 1200 to 1400 ° C., carbon atoms are always supplied to the surface from the tungsten carbide layer. During the discharging operation, the Th + C monoatomic layer or the Th + C + O monoatomic layer is maintained, and the electron emission capability is also maintained. Therefore, the lamp brightness is stabilized without melting deformation of the cathode tip.
[0028]
In the case of this discharge tube cathode as well, as in the example shown in FIG. 1, it takes a long time for carbon atoms to diffuse from the tungsten carbide layer to the surface of the cathode substrate and to be stably supplied from the tungsten carbide layer. It is necessary to activate for several hours under the operating conditions of the discharge lamp. In the case of a discharge lamp, it is difficult to control the cathode temperature, so activation is performed under normal operating conditions. However, even in a discharge lamp using tritan or an impregnated cathode which is currently generally distributed, an activation step is necessary in the lamp manufacturing process, and thus the activation step in the present invention is the same. There is no problem in.
[0029]
FIG. 8 is a view showing another embodiment of the cathode according to the present invention. In this example, W 2 C14 was directly dispersed in the porous sintered body cathode substrate 9 instead of providing a tungsten carbide layer. Things. In this case, a tungsten powder, a maximum of 20 wt% of thorium oxide powder, and a maximum of 30 wt% of W 2 C powder 14 are mixed, and as shown in FIG. The cathode base 9 and the lead 11 are fixed by being fitted into the lead 11 and sintered. The subsequent operation is the same as in the example shown in FIG. Here, the mixing ratio of the thorium oxide powder and the W 2 C powder is such that if the amount of thorium oxide is too large, the conductivity becomes poor, and if the amounts of thorium oxide and W 2 C are too large, sintering becomes difficult. Is set.
[0030]
As shown in FIG. 9, also in this embodiment, instead of sintering, one in which W 2 C 14 is dispersed in the tritan rod 12 in advance may be used. The tritan rod 12 and the lead 11 are joined by the same brazing material 13 as in the example of FIG.
[0031]
Although in each of the above examples, tritan was described, the present invention uses, instead of tritan, tungsten containing zirconium oxide, tungsten containing hafnium oxide, tungsten containing yttrium oxide, tungsten containing scandium oxide, tungsten containing cerium oxide, tungsten containing lanthanum oxide, and tungsten containing lanthanum oxide. Etc. can also be used. Further, a combination of these may be used. Further, other high melting point metals such as molybdenum can be used instead of tungsten.
[0032]
Further, in each of the above examples, the direct heating type cathode and the discharge tube cathode used for an X-ray tube, an electron microscope, and the like have been described. However, the present invention is not limited thereto, and the cathode of the present invention may be similarly used for an electron tube cathode, a cathode ray tube cathode, and the like. Can be used. Further, in each of the above-mentioned examples, ditungsten monocarbide W 2 C is used as tungsten carbide, but monotungsten monocarbide WC may be used.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since carbon atoms are supplied to the cathode surface to form a monolayer of Th + C or Th + C + O, the electron emission ability is improved. That is, the amount of electron emission is increased about five times as compared with the conventional cathode having a carbonized layer, and the operating temperature can be lowered by about 100 ° C. to obtain the same electron emission. Therefore, the life of the filament and the cathode can be improved.
[0034]
Furthermore, by not forming a carbonized layer, the filament current increases due to a decrease in mechanical strength due to the formation of the carbonized layer, a decrease in electron emission due to decarburization, and a change in resistance due to decarburization, and the cathode temperature increases due to an increase in filament temperature. There are advantages in that problems such as shortening of service life can be solved and the production is very simple because there is no need to control the thickness and composition of the carbonized layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an example in which a tritan tip (cathode base) is welded to the tip of a tungsten wire filament in a direct-heating type cathode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view when a monoatomic layer according to the present invention is formed on the surface of an electron emitting surface.
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view when a conventional carbonized layer is formed on the surface of an electron emission surface.
FIG. 4 shows the temperature of a tritan cathode A having a Th + C monoatomic layer according to the present invention, a conventional tritan cathode B having a carbonized layer formed on the electron emission surface, and a conventional tritan cathode C having no carbonized layer. FIG. 3 is a diagram showing a comparison of the amount of electron emission.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example in which a tritan filament is used as a cathode substrate in the direct-heat cathode according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory sectional view of an example applied to a discharge tube cathode using a sintered body according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional explanatory view of an example applied to a discharge tube cathode using a tritan rod according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional explanatory view of an example in which W 2 C is dispersed in a porous sintered body in a discharge tube cathode according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view of a discharge tube cathode according to still another embodiment of the present invention, in which W 2 C is dispersed in a tritan rod.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 3 Tungsten wire filament 4 Tritan tip 4a Electron emission surface 5 W 2 C powder 6 Tritan rod 8 Electron emission surface 9 Cathode substrate 10 W 2 C layer 11 Lead 12 Tritan rod

Claims (4)

トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物をエミッタ材として含む高融点金属からなる陰極基体と、電子放射面近傍に配置された炭化タングステンとを有する陰極において、前記陰極基体の電子放射面表面に、少なくとも前記エミッタ材から遊離した前記金属と、前記炭化タングステンから遊離した炭素とを含む層を具備することを特徴とする陰極。A cathode substrate made of a refractory metal containing, as an emitter material, an oxide of at least one metal selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum; A cathode comprising tungsten, comprising: a layer containing at least the metal released from the emitter material and carbon released from the tungsten carbide, on a surface of the electron emission surface of the cathode base. 請求項1記載の陰極において、前記層は、前記金属原子の単原子層と前記炭素原子の単原子層とを含む層、あるいはこれらに酸素原子が結合した層であることを特徴とする陰極。2. The cathode according to claim 1, wherein the layer is a layer including a monoatomic layer of the metal atoms and a monoatomic layer of the carbon atoms, or a layer in which oxygen atoms are bonded to these. トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物をエミッタ材として含む高融点金属からなる陰極基体を有し、該陰極基体の電子放射面表面に、少なくとも前記エミッタ材から遊離した前記金属と、前記電子放射面近傍に配置された炭化タングステンから遊離した炭素とを含む層を具備する陰極の製造方法であって、
前記陰極基体の電子放射面近傍に、炭化タングステン粉末を固着あるいは炭化タングステン膜を具備する陰極基体を用意する工程と、
該陰極基体を真空または不活性ガス雰囲気中で、加熱処理を行い、前記電子放射面表面に前記エミッタ材から遊離したトリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属と、前記炭化タングステン粉末あるいは炭化タングステン膜から遊離した炭素とを含む層を形成する工程とを含むことを特徴とする陰極の製造方法。
A cathode substrate made of a refractory metal containing, as an emitter material, at least one oxide of a metal selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum; A method for manufacturing a cathode, comprising a layer containing at least a metal released from the emitter material and carbon released from tungsten carbide disposed near the electron emission surface,
A step of preparing a cathode base having a tungsten carbide powder or a tungsten carbide film in the vicinity of the electron emission surface of the cathode base;
The cathode substrate is subjected to heat treatment in a vacuum or an inert gas atmosphere, and at least one selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum released from the emitter material on the surface of the electron emission surface. Forming a layer containing one kind of metal and carbon liberated from the tungsten carbide powder or the tungsten carbide film.
請求項3記載の陰極の製造方法において、前記陰極基体を用意する工程は、トリウム、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、スカンジウム、セリウムおよびランタンよりなる群れから選ばれる少なくとも1種類の金属の酸化物と炭化タングステンとが分散した、高融点金属の焼結体からなる陰極基体を形成することを特徴とする陰極の製造方法。4. The method for producing a cathode according to claim 3, wherein the step of preparing the cathode base comprises: an oxide of at least one metal selected from the group consisting of thorium, zirconium, hafnium, yttrium, scandium, cerium, and lanthanum; and tungsten carbide. Forming a cathode substrate made of a sintered body of a high-melting-point metal in which is dispersed.
JP2002205755A 2002-07-15 2002-07-15 Cathode and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4018468B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002205755A JP4018468B2 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Cathode and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002205755A JP4018468B2 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Cathode and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004047365A true JP2004047365A (en) 2004-02-12
JP4018468B2 JP4018468B2 (en) 2007-12-05

Family

ID=31710973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002205755A Expired - Fee Related JP4018468B2 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Cathode and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4018468B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009526366A (en) * 2006-02-08 2009-07-16 ヴァリアン メディカル システムズ インコーポレイテッド Improved cathode structure for X-ray tubes
JP2010146989A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Ushio Inc Discharge lamp
JP2011154927A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Ushio Inc Discharge lamp
JP2012015008A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Ushio Inc Short arc discharge lamp
WO2015049995A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 ウシオ電機株式会社 Short-arc discharge lamp and short-arc discharge lamp cathode production method
CN107507747A (en) * 2017-08-17 2017-12-22 太仓劲松智能化电子科技有限公司 Vacuum electronic tube preparation method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009526366A (en) * 2006-02-08 2009-07-16 ヴァリアン メディカル システムズ インコーポレイテッド Improved cathode structure for X-ray tubes
US9384935B2 (en) 2006-02-08 2016-07-05 Varian Medical Systems, Inc. Cathode structures for X-ray tubes
JP2010146989A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Ushio Inc Discharge lamp
JP2011154927A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Ushio Inc Discharge lamp
JP2012015008A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Ushio Inc Short arc discharge lamp
WO2015049995A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 ウシオ電機株式会社 Short-arc discharge lamp and short-arc discharge lamp cathode production method
TWI609407B (en) * 2013-10-02 2017-12-21 牛尾電機股份有限公司 Method for producing cathodes for short arc discharge lamps and short arc discharge lamps
CN107507747A (en) * 2017-08-17 2017-12-22 太仓劲松智能化电子科技有限公司 Vacuum electronic tube preparation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4018468B2 (en) 2007-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5293172B2 (en) Discharge lamp
CN105340054B (en) Discharge lamp
KR19980042827A (en) Cathode for electron tube
JP2004047365A (en) Cathode and manufacturing method of the same
JP5584093B2 (en) Cathode for short arc discharge lamp and method for producing the same
JP2002260520A (en) Metal cathode and heat radiating cathode structural body having the same
JP2584534B2 (en) Dispenser cathode
JP3260204B2 (en) Thermal field emission cathode
JPH11154487A (en) Cathode for discharge tube
JPH02288045A (en) Scandete cathode
JP3246387B2 (en) Method of manufacturing cathode for discharge lamp
US6545397B2 (en) Cathode for electron tube
JP4368501B2 (en) Usage of electron emission cathode
JPS6134218B2 (en)
JP4040531B2 (en) Diffusion-supplemented electron source and electronic application device
JP2010192136A (en) Discharge lamp
JPS58192237A (en) Impregnation type cathode
JPS62133632A (en) Impregnated type cathode
JPH11213948A (en) Cathode for discharge tube and arc lamp
KR20030078385A (en) Novel metal cathode
JPH1092293A (en) Electron tube cathode
JP2004241249A (en) Impregnation type cathode and its manufacturing method
JPS63187527A (en) Electron tube cathode structure body
JPH06150881A (en) Electrode for discharge lamp
KR20030047055A (en) Metal cathode for electron tube

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070417

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070920

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130928

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees