JP4648527B2 - カソードの製造方法 - Google Patents
カソードの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4648527B2 JP4648527B2 JP2000262091A JP2000262091A JP4648527B2 JP 4648527 B2 JP4648527 B2 JP 4648527B2 JP 2000262091 A JP2000262091 A JP 2000262091A JP 2000262091 A JP2000262091 A JP 2000262091A JP 4648527 B2 JP4648527 B2 JP 4648527B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- refractory metal
- cathode
- tungsten
- hafnium
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material
- H01J1/144—Solid thermionic cathodes characterised by the material with other metal oxides as an emissive material
Description
本発明は、高温動作が可能なカソードの製造方法に関する。さらに詳しくは、含浸型カソードの動作温度より高温(たとえば1400℃以上)で動作可能であり、かつ、環境的に安全材料を用いたカソードの製造方法に関する。
【従来の技術】
従来、たとえば大電力送信設備用電子管、露光装置の光源用ランプなどに用いられ、図10(a)に示されるような中型から大型の電子管に用いられるカソード、または図10(b)に示されるような大電力放電管ランプ用のカソードのように、含浸型カソードが動作不能な温度である1400℃以上の高温で動作可能なカソードとしては、酸化トリウム(ThO2)入り(約2重量%)タングステン(W)カソード(通称トリタンカソード)21が電極20に接続されて一般的に使用されている。中型から大型の電子管用カソードでは管内雰囲気の改善や環境対策に基づく管設計変更によって、含浸型カソードも近年用いられるようになってきているが、大電力放電管ランプ用ではトリタンカソードが唯一の実用的なカソードで、含浸型カソードで置き換えることは難しい。
【0001】
このトリタンカソードは、約1500〜1800℃で、W中のThO2がWやカソード表層の炭素(C)によって還元され、陰極表面にTh-W単原子層を形成する。これにより、仕事関数として、約2.7eVが得られ、真空度10-5Pa、2000℃で約10A/cm2の電子放出特性が得られる。この特性は、同様に取り扱うことが可能なタングステンカソード(仕事関数は約4.5eV)と比較すると、約1000倍以上の電子放出特性の向上が得られる。しかし、トリタンに含有させているThO2は放射性物質であることから、取扱いには厳重な管理を必要とし、健康、環境面で潜在的な問題を抱えている。また、近年の環境対策とも相俟って、トリウム(Th)は供給元である欧州を中心として、使用削減、あるいは使用停止の方向にあり、将来に亘る安定供給の面でも問題がある。
【0002】
さて、トリタン、タングステンカソードの他に、電子顕微鏡や超LSI微細加工用の電子ビーム露光器などの高輝度電子ビーム源として用いられ、図11に示されるような構造の高温動作可能なカソードとして、ホウ化ランタン(LaB6)カソード22がある。金属的な電気伝導性と比較的低い仕事関数(2.68eV)をもち、真空度10-5Pa、動作温度1600℃で約20〜100A/cm2の電子放出特性が得られる。また、イオン衝撃性に比較的強く、大気暴露後においても、容易に元の電子放出特性に回復する。しかし、このLaB6は単結晶であり、充分な電子放出特性を引き出すためには、最適な結晶面(100)、(210)を選ぶ必要がある。また、寿命は500〜2000時間と比較的短い。これは、LaB6組成の安定性に未だ問題があるためである。すなわち、他の希土類ホウ化物(たとえばYB6、GdB6)に比較すれば格段に安定ではあるものの、高温下での表面組成の安定に多くの問題が報告されている。このように、LaB6は、単結晶に由来する取扱いの困難さ、およびその寿命に問題がある。
【0003】
さらに、やや特殊ではあるが、超LSI微細加工用の電子ビーム露光機に一部使用される、図12に示されるようなジルコニウム(Zr)被覆W(単結晶100面)カソード23がある。このZr被覆Wカソードは、水素化ジルコニウムを真空中で熱分解し、W表面にZrを吸着させ、その後に酸素を導入することにより、表面にZr-O-W層24の電気双極子モーメントを形成することによって仕事関数を2.4eV程度に減じ良好な特性が得られる。現在、同様な構造として、Ti-O-W(単結晶100面)の開発が報告されている。動作温度は1500℃程度で、寿命は5000時間と言われているが、必要な真空度は10-7Pa以上である。いずれにしても、W単結晶の結晶面を選ぶ必要がある点、および実用的再現性において、多くの問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、高温動作用に用いられるカソードとして、トリタン陰極は、放射性物質が含まれていることにより、健康面および環境面の点から潜在的な問題を含んでいると共に、材料の安定供給という点からも問題がある。また、含浸型カソードは一般的には、1400℃以上では動作が不可能であり、さらにLaB6やZr被覆W(単結晶100面)カソードは、面方位設定などの取扱いの困難さおよび安定性に問題がある。
【0005】
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、取扱いが容易で、かつ、有害性がなく、1400℃以上の高温で安定、かつ、良好な電子放出特性を得ることができる構造のカソードの製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するために、請求項1に係る発明は、タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料の酸化物粉末と、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物粉末とを、水または有機溶媒中で混合し、ついで焼成することにより高融点金属酸化物を還元し、前記高融点金属材料中に、エミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの群れから選ばれる少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打による線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とする。
【0007】
請求項2に係る発明は、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属の硝酸塩を水または有機溶媒に溶かした溶液と、タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料の酸化物粉末とを混合し、ついで焼成することにより高融点金属酸化物を還元すると共に前記硝酸塩を分解し、前記高融点金属材料中に、エミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの群れから選ばれる少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打による線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とする。
【0008】
請求項3に係る発明は、タングステンまたはモリブデンの高融点金属粉末に、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキシドを被覆し、ついで焼成することにより前記アルコキシドを分解して酸化物とし、該酸化物により被覆される前記高融点金属粉末を成形することにより、タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料中にエミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打よる線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の高温動作カソードの製造方法について説明をする。本発明のカソードの製造方法による高温動作カソードは、図1にその一実施形態である、X線管用および大電力放電管ランプ用のカソードの断面説明図がそれぞれ示されるように、たとえばWからなる高融点金属材料の多結晶体1または多結晶多孔質体と、その多結晶体1中に、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの群れから選ばれる少なくとも1種が0.1〜30重量%分散されたエミッタ材、または該エミッタ材にハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、およびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種が混合されたエミッタ材2とからなっている。なお、4はカソードスリーブ、5はヒータ、20は電極をそれぞれ示している。図1に示される例は、高融点金属材料からなる多結晶体1中へのエミッタ材2の分散が、高融点金属材料粉末とエミッタ材粉末の混合により形成された例である。
【0010】
高融点金属材料としては、前述のWの他に、Moなどを用いることができる。また、これらWやMo中に還元材としてHf、ZrまたはTiなどを0.01〜1重量%程度の割合で添加した合金を用いることにより一層還元力を向上させることができるため好ましい。エミッタ材2は、前述のように、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化チタンなどを用いることができるが、これらのエミッタ材にハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、チタンなどが混合していてもよい。
【0011】
このカソードを製造するには、たとえば図2にそのフローチャートの一例が示されるように、酸化タングステンWO3粉末と、酸化ハフニウムHfO2粉末とを、アルコール中で混合してから乾燥する(S1)。アルコールは、表面エネルギーの高い微粉末の表面エネルギーを下げ、微粉末同士が凝集するのを防止して均質混合しやすくするために用いるもので、アルコールでなくても他の有機溶媒、または水でもよい。しかし、蒸発しやすい有機溶媒の方が乾燥しやすく好ましい。このときの混合方法は、まず酸化ハフニウム粉末と同量の酸化タングステン粉末を混ぜ、つぎにその混合物と同量の酸化タングステン粉末を追加するという具合に、常に被混合物を同量の割合で混ぜ合せてゆく。これにより、酸化ハフニウムが1重量%と少量の場合でも、均質な混合物が得られ、カソードとしての特性の再現性が向上する。
【0012】
つぎに、水素炉で800℃程度、10分程度の仮焼きをして酸化タングステンを還元し、粒径が0.1〜1μm程度のタングステン微粉末と酸化ハフニウム粉末との混合粉末を作製する(S2)。これをさらにアルコール中で充分に混合した(S3)後、ダイスで錠剤形状に圧粉し(S4)、続いてCIP(冷間静水圧加工)処理により、所望の形状のカソードを形成する(S5)。
【0013】
最後に、水素炉で、1800℃以上の熱処理を施すことによりカソードが形成される(S6)。この熱処理は、タングステンを焼結(粒界を再構築)し、機械的強度を上げるためのもので、カソードの活性化温度以下で行うことが望ましい。すなわち、本実施例の酸化ハフニウムを用いた場合、2200℃、20分の条件で処理をした。これにより、酸化ハフニウムの無駄な蒸発、および最終生成物の生成を抑制することができる。なお、この過程で、エミッタ材にHfなどが生成して混入しても差し支えない。
【0014】
図2に示される例で、WO3に代えて、酸化モリブデンを用いても同様であり、また、Hf、ZrまたはTiを添加したタングステン粉末またはモリブデン粉末を用いることにより、Hf、ZrまたはTi入りのタングステン合金またはモリブデン合金に、エミッタ材を分散させたカソードが得られる。
【0015】
このタングステン酸化物粉末と、エミッタ材との混合により製造する方法は、図3に示されるような工程で行うこともできる。すなわち、まず硝酸ハフニウムHf(NO3)2をアルコールに溶かした溶液を作製する(S11)。この場合も、アルコールに代えて他の有機溶剤または水を使用することができる。この溶液に酸化タングステンWO3粉末を投入し、よく混合し、乾燥する(S12)。つぎに、水素炉で、800℃、10分程度の仮焼きを行う(S13)。このとき、酸化タングステンの還元と硝酸ハフニウムの熱分解が生じ、タングステン微粉末と酸化ハフニウム微粉末の混合粉末を得ることができる。この後、もう一度アルコール中でよく混合する(S14)。
【0016】
そして、ダイスで圧粉錠剤化し(S15)、続いてCIP(冷間静水圧加工)処理を施し(S16)、所望のカソード形状にする。最後に、水素炉で、1800℃以上、20分程度の熱処理を行うことにより、カソードが得られる(S17)。この場合も、前述の例と同様に、カソードの活性化温度以下で行うことが望ましい。これにより、酸化ハフニウムの無駄な蒸発、およびを抑制することができる。この方法を用いることにより、より一層エミッタ材が均一に分散したカソードが得られる。
【0017】
この場合も、この過程で、エミッタ材にHfなどが生成して混入しても差し支えないし、WO3に代えて、酸化モリブデンを用いても同様であり、また、Hf、ZrまたはTiを添加したタングステン粉末またはモリブデン粉末を用いることにより、Hf、Zr、またはTi入りのタングステン合金またはモリブデン合金に、エミッタ材を分散させたカソードが得られる。
【0018】
このようにして作製されたカソードを図1(a)および(b)に示されるようにヒータ5や電極20に固着することにより、電子管や放電管ランプなどに組み込まれる。そして、動作させる際には、ヒータ5の点灯により、一旦2400℃程度でカソードを活性化した後、カソード温度を1800℃程度に設定する。これにより、タングステンにより還元された酸化ハフニウムが、カソード表面でハフニウム、または酸素を介したハフニウムすなわち酸化ハフニウムの単原子層3(たとえばHf-W層またはHf-O-W層)を形成し、仕事関数を減ずることができる。そして、1800℃で、約0.5A/cm2の電子放出特性が得られた。なお、放電管ランプの場合は、たとえば、キセノン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、雰囲気ガス圧やカソード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、放電管ランプでは自動的に移行するように設計されている。アーク放電時のカソードは、前述と同様にタングステン表面に単原子層を形成し電子放出を行ないアーク放電を維持する。
【0019】
図4は、高融点金属材料1中へのエミッタ材2の分散が、たとえばタングステン粉末からなる高融点金属粉末の粒界を、たとえば酸化ハフニウムのようなエミッタ材2でコーティングして焼成した例の断面説明図である。このカソードを作製するには、図5にフローチャートが示されるように、まず、アルコキシド溶液中に、粒径が0.1〜1μm程度のタングステン粉末を投入し混合する(S31)。これを乾燥し(S32)、水素炉で、1000℃、20分程度の焼成をし(S33)、粉砕する(S34)ことにより、個々のタングステン粒界表面上に酸化ハフニウムをコーティングした粉末を得る。これにさらにタングステン粉末を混合し(S35)、ダイス圧粉(S36)、CIP処理(S37)により成形した後に、本焼成として水素炉で、2200℃、20分程度の焼成を行う(S38)ことにより、図4に示されるカソードが得られる。
【0020】
前述の例では、S35で、タングステン粒界表面上に酸化ハフニウムをコーティングした粉末に、さらに新たなタングステン粉末を混合したが、このようにタングステン粉末を混ぜることにより、成形体の機械的強度を改善することができるため好ましいが、ステップS33の焼成後、直接ダイス圧粉(S36)に進んでも(S34、S35を省略)、高融点金属粉末の粒界を、たとえば酸化ハフニウムのようなエミッタ材2でコーティングした構造のカソードを得ることができる。
【0021】
前述の各例に示されるカソードにより電子放出特性の優れたカソードが得られるが、前述の図1および4の各例で示されるカソードの、少なくとも電子放射面にイリジウム(Ir)層または炭化タングステン(W2C)層を設けることにより、さらにカソードの特性を向上させることができる。
【0022】
図6は、カソード表面に炭化タングステン(W2C)層7が設けられた例で、取付構造は図1(a)に示される例と同様である。このW2C層7は、たとえば図7に示されるような炭化炉ベルジャー14内の所定の位置にカソード8をセッティングし、つぎのように行うことにより設けられる。まず、ベルジャー内圧を133×10-7Pa以下まで真空にし、ヘプタン入りボンベ17からヘプタン蒸気をベルジャー14内に導入する。ヘプタンは、室温で約133×50Paの飽和蒸気圧を有するので、ガス導入バルブ15により少しづつ導入する。このとき、メインバルブ16を適度に絞り、ベルジャー内圧を133×5×10-4Paで安定するように調整する。
【0023】
その後、炭化炉ヒータ13でカソード8を2200℃に加熱すると、約5分で約15μm厚のW2C炭化層7(図6参照)が得られる。W2Cは柱状結晶をなしているので、図8に拡大して示されるように、微細な亀裂が生じることによってカソード表面積が増大し、内部からの酸化ハフニウム2の拡散を容易にする。この際、ヘプタンをベルジャー内圧で133×10-3Pa以上にすると、WCとW2Cが混在した炭化層が形成され、図8に示されるような柱状結晶が得られないので注意を要する。WC粒界は結晶が肥大化し、カソード表面を増大させる図8の状態が得られにくいと共に、必要以上の炭化は仕事関数を上げてしまう。
【0024】
また、加熱温度は2100℃以上2450℃以下とすることが、炭化層を生成する上で効率的である。2100℃未満では、炭化層の形成に時間がかかり、さらにカソード表面に非晶質炭素が堆積し、局所的に炭素濃度が増大し、WCが形成されてしまう。また、2475℃を超えると、WとW2Cの共晶温度により融解してしまう。さらに、炭化層の厚さは、余り厚くするとカソードの機械的強度が低下するため、カソード厚さの20%以下にすることが好ましい。
【0025】
図1(a)に示される例と同様に、電子管に組み込んだ後に、活性化のため、一旦2400℃程度まで加熱することにより、カソード表面は清浄化され、また、酸化ハフニウムの一部は還元され、単原子層形成の準備が完了する。ここで、W2Cの役割は、より低温度で酸化ハフニウムが還元されることを可能とするもので、1800℃の動作温度で、W2C層がない場合よりも還元が促進されているので、電子放出特性を向上させる効果がある。すなわち、タングステン金属だけでなく、炭素によっても酸化ハフニウムは還元され、単原子層を形成するハフニウムの供給を増大できる。なお、実際の動作温度は、寿命時間を考慮して1800℃程度で使用することが望ましい。前述のW2C層をカソードの表面に形成した結果、1800℃で、0.3A/cm2であった電子放出特性が5A/cm2以上に増大した。また、この炭化処理は、エミッタ材蒸発の抑制にも効果があった。
【0026】
この例では、炭化タングステン層をカソードの表面に設けたが、炭化タングステンに代えて、炭化モリブデンでも同様に電子放出特性を向上させることができる。
【0027】
図9は、本発明のカソードの製造方法の説明図である。これは、圧粉・焼成により、塊状となった多結晶多孔質状態のタングステンを1500〜1800℃で熱間転打することにより、タングステン粒界が繊維状に発達した状態を示している。この粒界構造により、靭性が向上し、加工も容易になる。また、このカソードを炭化した場合、その緻密構造により、最表面のみ炭化層が形成され、内部は炭化されていない理想的な構造となる。実際はこの熱間転打で塊状の多結晶多孔質タングステンを棒状に形成し、このタングステン棒をさらに加工し、図1(a)、(b)のカソード形状を得る。本実施形態は、タングステンの代わりにモリブデンを用いた場合も同様に行うことができる。
【0028】
以上、種々の実施形態で説明をしたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。たとえば、上記各例では、エミッタ材として酸化ハフニウムを使用したが、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化チタン、のいずれか1種または複数を、またはこれらエミッタ材にハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンなどのいずれか1種または複数を混合して用いることができる。
【0029】
さらに、前記エミッタ材の出発材料として、タングステン酸ハフニウム,タングステン酸ジルコニウム、タングステン酸ランタン、タングステン酸セリウム、タングステン酸チタンをタングステン中に混合させたカソードを作製してもよい。この場合、高温真空雰囲気のカソード動作条件下では前記タングステン酸化合物は、タングステンと酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化チタンに熱分解されて行く。すなわち、動作機構は前述のカソードと同じとなるが、タングステン酸化合物から出発すると、タングステンとの均質性向上により、エミッタ材の還元作用が円滑で寿命時間に有意となる。
【0030】
さらに、高融点金属として、タングステン或いはモリブデン中に0.01〜1重量%の割合でハフニウム、ジルコニウムまたはチタンを添加した合金としてもよい。このように添加材を入れると、タングステン単体よりも接触還元力が向上し、より低温からエミッタ材を還元でき単原子層形成に寄与する。さらに、前述の各例では、カソード形状を錠剤形状にしたが、線状など種々の形状にすることがきることも言うまでもない。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、含浸型カソードでは動作させられない1400℃以上の高温で動作しながら、非常に電子放出特性の優れたカソードを得ることができる。しかも、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化チタンは蒸気圧が低く、かつ、充分な電子放出特性が得られるので、高温でも蒸発が少ない、高特性のカソードが得られる。
【0032】
さらに、本発明の製造方法によれば、高融点金属とエミッタが均質に分散し、エミッタ材の還元作用が円滑に行われる。また、熱間転打により加工が容易になり、炭化処理したときに理想的な構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカソードの製造方法の説明図である。
【図2】図1に示されるカソードの製造方法を示すフローチャートである。
【図3】図1に示されるカソードの他の製造方法を示すフローチャートである。
【図4】本発明のカソードの他の製造方法の説明図である。
【図5】図4に示されるカソードの製造方法を示すフローチャートである。
【図6】本発明のカソードの製造方法の説明図である。
【図7】図6に示されるカソードの炭化工程の一例を説明する図である。
【図8】本発明のカソードの製造方法の説明図である。
【図9】本発明のカソードの製造方法の説明図である。
【図10】従来のトリタンカソードの説明図である。
【図11】従来の高輝度電子ビーム源用のLaB 6 カソードを示す断面説明図である。
【図12】従来の超LSI微細加工用の電子ビーム露光機に用いられるZr被覆Wカソードの説明図である。
【符号の説明】
1 W多結晶体(多孔質体)
2 エミッタ材
5 ヒータ
6 Ir層
7 W 2 C層
Claims (3)
- タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料の酸化物粉末と、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物粉末とを、水または有機溶媒中で混合し、ついで焼成することにより高融点金属酸化物を還元し、前記高融点金属材料中に、エミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの群れから選ばれる少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、
該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打による線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、
前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とするカソードの製造方法。 - ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属の硝酸塩を水または有機溶媒に溶かした溶液と、タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料の酸化物粉末とを混合し、ついで焼成することにより高融点金属酸化物を還元すると共に前記硝酸塩を分解し、前記高融点金属材料中に、エミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの群れから選ばれる少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、
該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打による線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、
前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とするカソードの製造方法。 - タングステンまたはモリブデンの高融点金属粉末に、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、セリウムおよびチタンの群れから選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキシドを被覆し、ついで焼成することにより前記アルコキシドを分解して酸化物とし、該酸化物により被覆される前記高融点金属粉末を成形することにより、タングステンまたはモリブデンからなる高融点金属材料中にエミッタ材としての酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化チタンの少なくとも1種を有するエミッタ材を0.1〜30重量%の割合で分散させ、
該エミッタ材を分散させた高融点金属材料に、水素中で熱間転打よる線引工程を行なうことにより、前記高融点金属材料の結晶粒を等軸方向に繊維構造化させるカソードの製造方法であって、
前記繊維構造化させた後に、その表面の少なくともその電子放射面に炭化タングステン層または炭化モリブデン層を形成することを特徴とするカソードの製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000262091A JP4648527B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | カソードの製造方法 |
US09/934,212 US20020024280A1 (en) | 2000-08-31 | 2001-08-21 | Cathode and process for producing the same |
DE10142396A DE10142396B4 (de) | 2000-08-31 | 2001-08-30 | Kathode und Verfahren zu ihrer Herstellung |
NL1018865A NL1018865C2 (nl) | 2000-08-31 | 2001-08-31 | Kathode en werkwijze voor de vervaardiging ervan. |
US09/971,226 US6559582B2 (en) | 2000-08-31 | 2001-10-03 | Cathode and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000262091A JP4648527B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | カソードの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002075165A JP2002075165A (ja) | 2002-03-15 |
JP4648527B2 true JP4648527B2 (ja) | 2011-03-09 |
Family
ID=18749823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000262091A Expired - Fee Related JP4648527B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | カソードの製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20020024280A1 (ja) |
JP (1) | JP4648527B2 (ja) |
DE (1) | DE10142396B4 (ja) |
NL (1) | NL1018865C2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10209426A1 (de) * | 2002-03-05 | 2003-09-18 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Kurzbogen-Hochdruckentladungslampe |
JP2005259606A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Anelva Corp | 熱電子放出用フィラメント |
JP4815839B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-11-16 | ウシオ電機株式会社 | 高負荷高輝度放電ランプ |
US8431049B2 (en) * | 2005-05-19 | 2013-04-30 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Tin oxide-based electrodes having improved corrosion resistance |
US7633226B2 (en) * | 2005-11-30 | 2009-12-15 | General Electric Company | Electrode materials for electric lamps and methods of manufacture thereof |
JP4951477B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2012-06-13 | 電気化学工業株式会社 | 電子放出源 |
US8183756B2 (en) * | 2007-07-24 | 2012-05-22 | Koninklijke Philips Electronics Nv | Thermionic electron emitter, method for preparing same and X-ray source including same |
JP6098271B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2017-03-22 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
JP6285254B2 (ja) * | 2014-04-02 | 2018-02-28 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | 電子ビーム生成用カソード部材およびその製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0794072A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-04-07 | Nec Kansai Ltd | 電子ビーム照射用の熱陰極およびその熱陰極の製造方法およびその熱陰極を用いた電子ビーム加工装置 |
JPH09129177A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Tdk Corp | 電極およびその製造方法 |
JPH11354007A (ja) * | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Hitachi Ltd | 電子源およびそれを用いた電子線装置 |
JP2000011854A (ja) * | 1998-06-08 | 2000-01-14 | General Electric Co <Ge> | フィラメント、エミッタ製造方法及びフィラメント支持系 |
JP2000106095A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Toshiba Corp | 電子放射部材、マグネトロン用陰極構体およびマグネトロン |
JP2000215785A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Toshiba Corp | 含浸型陰極基体、その製造方法および陰極構体 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3284657A (en) * | 1963-06-03 | 1966-11-08 | Varian Associates | Grain-oriented thermionic emitter for electron discharge devices |
JPS5816737B2 (ja) * | 1978-04-24 | 1983-04-01 | 株式会社日立製作所 | 電子管用酸化物陰極 |
US4379250A (en) * | 1979-10-19 | 1983-04-05 | Hitachi, Ltd. | Field emission cathode and method of fabricating the same |
JPS60202633A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-14 | Toshiba Corp | 熱陰極およびその製造方法 |
JPH0690907B2 (ja) * | 1988-02-02 | 1994-11-14 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
DE3807324A1 (de) * | 1988-03-05 | 1988-06-23 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gluehkathodenmaterial fuer eine nachlieferungs-reaktionskathode fuer elektronenroehren und verfahren zu dessen herstellung |
KR0170221B1 (ko) * | 1989-12-30 | 1999-02-01 | 김정배 | 디스펜서 음극 |
FR2683090A1 (fr) * | 1991-10-25 | 1993-04-30 | Europ Composants Electron | Cathode a reserve et procede de fabrication d'une telle cathode. |
US5284614A (en) * | 1992-06-01 | 1994-02-08 | General Electric Company | Method of forming fine dispersion of ceria in tungsten |
GB2279495A (en) * | 1993-06-22 | 1995-01-04 | Thorn Microwave Devices Limite | Thermionic cathode |
JP2876591B2 (ja) * | 1996-11-29 | 1999-03-31 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
US5911919A (en) * | 1997-09-08 | 1999-06-15 | Integrated Thermal Sciences, Inc. | Electron emission materials and components |
US6051165A (en) * | 1997-09-08 | 2000-04-18 | Integrated Thermal Sciences Inc. | Electron emission materials and components |
KR100249714B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2000-03-15 | 손욱 | 전자총용 음극 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000262091A patent/JP4648527B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-08-21 US US09/934,212 patent/US20020024280A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-30 DE DE10142396A patent/DE10142396B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-31 NL NL1018865A patent/NL1018865C2/nl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0794072A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-04-07 | Nec Kansai Ltd | 電子ビーム照射用の熱陰極およびその熱陰極の製造方法およびその熱陰極を用いた電子ビーム加工装置 |
JPH09129177A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Tdk Corp | 電極およびその製造方法 |
JP2000011854A (ja) * | 1998-06-08 | 2000-01-14 | General Electric Co <Ge> | フィラメント、エミッタ製造方法及びフィラメント支持系 |
JPH11354007A (ja) * | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Hitachi Ltd | 電子源およびそれを用いた電子線装置 |
JP2000106095A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Toshiba Corp | 電子放射部材、マグネトロン用陰極構体およびマグネトロン |
JP2000215785A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Toshiba Corp | 含浸型陰極基体、その製造方法および陰極構体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL1018865C2 (nl) | 2004-01-08 |
US20020024280A1 (en) | 2002-02-28 |
DE10142396A1 (de) | 2002-03-14 |
JP2002075165A (ja) | 2002-03-15 |
DE10142396B4 (de) | 2009-10-22 |
NL1018865A1 (nl) | 2002-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11075049B2 (en) | Thermionic tungsten/scandate cathodes and method of making the same | |
JP4648527B2 (ja) | カソードの製造方法 | |
JPS6191821A (ja) | スカンジウムディスペンサ陰極の製造方法 | |
US2389060A (en) | Refractory body of high electronic emission | |
JP2003217438A (ja) | 陰極およびその製造方法 | |
US6559582B2 (en) | Cathode and process for producing the same | |
JP2584534B2 (ja) | ディスペンサー陰極 | |
US3269804A (en) | Dispenser cathode and method for the production thereof | |
JPH0765694A (ja) | 電子管用の陰極 | |
JP4471431B2 (ja) | 綿状高融点金属材料の製造方法およびその材料を用いた陰極 | |
JP4018468B2 (ja) | 陰極およびその製造方法 | |
JP2001006521A (ja) | カソード構体およびカラーブラウン管 | |
JP3683932B2 (ja) | 陰極及びその製造方法 | |
JP3462818B2 (ja) | 電子放出材料およびその製造方法、電極ならびに放電灯 | |
JPH1140046A (ja) | 陰極部材の製造方法およびこの陰極部材を用いた電子管 | |
JP3402191B2 (ja) | 放電ランプ用陰極の製造方法 | |
JPH0630214B2 (ja) | 含浸カソードおよびその製造方法 | |
JP4476662B2 (ja) | マトリックス材料の製造方法ならびにマトリックス型陰極構体およびその製造方法 | |
JPS58192237A (ja) | 含浸形陰極 | |
RU2278438C1 (ru) | Способ изготовления импрегнированного катода | |
Kuznetsov | Cathodes for electron guns | |
JP3757270B2 (ja) | MgB2超電導材料の製造方法 | |
US20120104930A1 (en) | Core-shell electron emission material | |
KR920007414B1 (ko) | 저장형 음극의 제조방법 | |
CN113889388A (zh) | 一种压制式阴极及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100817 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101012 |
|
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: 20101130 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101210 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |