JPH0118537B2 - - Google Patents

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JPH0118537B2
JPH0118537B2 JP7018883A JP7018883A JPH0118537B2 JP H0118537 B2 JPH0118537 B2 JP H0118537B2 JP 7018883 A JP7018883 A JP 7018883A JP 7018883 A JP7018883 A JP 7018883A JP H0118537 B2 JPH0118537 B2 JP H0118537B2
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JP
Japan
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cathode
weight
sintered body
cesium
aluminosilicate
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JP7018883A
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Japanese (ja)
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JPS59203356A (en
Inventor
Ibanobuna Baranoba Barenteina
Petorobuna Dorozudetsukaya Rideia
Sandeinobichi Kan Heeden
Samoirobuna Kurubarusukaya Buronisuraba
Ibanobichi Teimofuefu Buradeimiru
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.)
INSUCHI RAJIOTEFUNIKI I EREKUTORONIKI AN SSSR
Original Assignee
INSUCHI RAJIOTEFUNIKI I EREKUTORONIKI AN SSSR
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Publication date
Application filed by INSUCHI RAJIOTEFUNIKI I EREKUTORONIKI AN SSSR filed Critical INSUCHI RAJIOTEFUNIKI I EREKUTORONIKI AN SSSR
Publication of JPS59203356A publication Critical patent/JPS59203356A/en
Publication of JPH0118537B2 publication Critical patent/JPH0118537B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details 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
    • H01J1/02Main electrodes
    • H01J1/13Solid thermionic cathodes
    • H01J1/14Solid thermionic cathodes characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/067Main electrodes for low-pressure discharge lamps
    • H01J61/0675Main electrodes for low-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode
    • H01J61/0677Main electrodes for low-pressure discharge lamps characterised by the material of the electrode characterised by the electron emissive material

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子放出エレクトロニツクス、さらに
特定すればガス放電管用陰極に関する。 本発明はガス放電装置たとえばフラツシユバル
ブ用のフラツシユガス放電管、ガス放電避雷器、
および電子管などに使用することができる。 セシウム膜で被覆したタングステン陰極が従来
知られている(例えばDobretsov L.N.、
Gomoiunova M.V.Emission Electronics、
Moscow、Nauka Publ.、1966、P195参照)。 この陰極は比較的作業関数が高くて、陰極温度
600℃において約1.36eVであり、従つてどちらか
というと放出能が低く、この温度において0.1m
A/cm2をこえない。さらにこの陰極の電子放出特
性は動作中に十分に安定でない、特に強力なイオ
ン衝撃において安定でなく、上記の条件のもとで
その表面のセシウム膜を破壊する。ガス放電管、
特にフラツシユガス放電管は放電開始電圧が高す
ぎ、その寿命が短い。 さらに困難なことは、上記の陰極を製造する工
程において、陰極表面に沈着したセシウムを測定
することがきわめて困難である。 セシウムを正確に測定することは必要である。
なぜならば陰極表面上にあるセシウム量が陰極の
電子放出能を決定するからである。セシウムの測
定は技術的に複雑であるので、ガス放電管および
エレクトロニツクス真空管においてこのような陰
極を使用することを妨げている。 陰極は焼結体として製造するが、これは製造す
ることがはるかに単純である。このような公知の
陰極の中でセシウム化合物を電子放出物質として
使用する陰極は放出能が最高である。このような
陰極を有するガス放電管は放電開始電圧がもつと
も低い。 従来技術で知られているように、陰極は耐火性
金属たとえばモリブデン、タングステン、タンタ
ル、ニオブまたはこれらの混合物を耐火性金属と
して含み、またガス吸収性金属、および焼成工程
を改良する添加物を含む焼結体として陰極を作
り、電子放出性物質たとえば炭酸セシウムまたは
クロム酸セシウムの層を焼結体に付着させて行な
う(西ドイツ特許出願第3002033号C1.HOIJ61/
06 1980年7月24日公開参照)。 ガス吸収性金属はチタン、ジルコニウム、バナ
ジウム、ハフニウムまたはこれらの混合物であ
る。焼結工程を改良する添加物はアルミニウムま
たはけい素の酸化物である。 上記陰極を有するガス放電管の放電開始電圧は
150〜190Vで、焼結体の組成によつて変化し、
10000回のフラツシユののちに放電開始電圧は155
〜200Vであり、実質的に陰極物質のスパタリン
グがおきない(前記西ドイツ特許出願参照)。 公知のように陰極は耐火性金属、またはこのよ
うな金属を含む混合物および電子放出性金属を含
む焼結体からなる陰極が知られている(たとえば
西ドイツ特許出願第3008518号Class HOIJ61/
06、1980年9月11日公開)。 この陰極において焼結体に含まれる電子放出性
物質はバイウムイオンを有する物質からなり、他
の電子放出性物質は焼結体の細孔内に分散してい
るCs2MO4で、Mは耐火性金属を示す。上記耐火
性金属は通常周期率表の第族、第族または第
族に属する重い遷移金属であり、たとえばジル
コニウム、タングステン、タンタルまたはモリブ
デンである。 また従来技術において、ガス放電管はイオン化
されたガスを充填し、管内に隔設して配置した二
つの電極を有する。この電極の一つは陰極であ
り、上記陰極からつくられている(前記西ドイツ
特許出願参照)。 この放電管は内径5mmで、陰極は陽極から37mm
離れている。キセノンを圧力125mmHgに充填し、
この放電管はパルス放電開始電圧4.5KV、放電電
圧190Vであり、パルス放電開始電圧9.0KVで
132Vである。 他の放電管において、同様な極間距離は20mm、
内径は2.5mmであり、キセノンを圧力520mmHgに
充填し、フラツシユエネルギーは11.5Jで、パル
ス放電開始電圧3.3KV、放電開始電圧176Vであ
る。この場合、放電電圧は1500回のフラツシユの
のちに最初の電圧を保持した。 この陰極は放電動作工程において、セシウム化
合物が焼結体の一部を形成する金属と反応する。
その結果遊離のセシウムが生成して、陰極の作業
関数を減少し、従つて陰極の放出能を増加させ
る。動作工程においてセシウムは連続的に陰極表
面から蒸発し、これはイオン衝撃中はいつそう強
力である。蒸発したセシウムは上記反応の結果と
して陰極体内から来るセシウム原子によつて補給
される。陰極のセシウム量はこうして次第に減少
し、これにともなつて陰極の放出能は減少する。
またこれはこの陰極を使用するガス放電管の放電
開始電圧を高め、その結果放電管の寿命を短くす
る。 本発明の目的は長期間の動作中に高い放出能を
安定に保持する陰極を提供することである。 本発明の効果は上記陰極を使用するガス放電管
であつて、長期間の動作において放電開始電圧が
安定して低い放電圧を提供することである。 本発明の陰極は耐火性金属またはその混合物
と、セシウムまたはルビジウムのアルミノけい酸
塩を含む電子放出性物質とを含む焼結体からなる
陰極である。 焼結体はセシウムまたはルビジウムのアルミノ
けい酸塩0.5〜25重量%を含み、残部が耐火性金
属またはその混合物であり、陰極の放出能を十分
に高くすることに貢献し、強力なイオン衝撃のも
とでも長期間にわたつて安定に動作することがで
きる。 放射能を高く達成するために、セシウムまたは
ルビジウムのアルミノけい酸塩は次の組成を有す
ることが望ましい。 xM2O・yAl2O3・zSiO2 式中、MはCsまたはRbであり、 x=1〜3、y=1〜2、z=1〜6である。 さらに陰極の放出能を最大にするためには、焼
結体がニツケル85重量%と、セシウムアルミノけ
い酸塩15重量%とを含み、塩は次の組成物が有利
である。 Cs2O Al2O3 2SiO2 また安価な電子放出性物質を含む陰極の放出を
高めるために、焼結体はニツケル85重量%と、ル
ビジウムアルミノけい酸塩15重量%とを含み、塩
は次の組成が便宜である。 Rb2O Al2O3 2SiO2 また強力なガス放電管で使用する陰極の放出能
を高めるために、焼結体はタンタル90重量%と、
セシウムアルミノけい酸塩10重量%とを含み、塩
は次の組成が好ましい。 Cs2O Al2O3 2SiO2 イオン衝撃に耐える陰極の放出能を高めるため
に、焼結体はジルコニウム−ニオブの1:1混合
物90重量%と、セシウムアルミノけい酸塩10重量
%とを含み、塩は次の組成が推奨される。 Cs2O Al2O3 2SiO2 本発明はイオン化されたガスを充填し、隔設し
た二つの電極を管内に有するガス放電管をも提供
する。この電極の一つは陰極であり、上記陰極に
よつて作られているものである。 本発明の陰極は長期間にわたつて強力なイオン
衝撃のもとにおいても放出能を安定して高く保つ
ことができる。この様な陰極を使用するガス放電
管は、長期間にわたつて放電開始電圧が安定して
低く保つことができ、その寸法が小さいという便
利がある。 添付図面を参照して本発明をさらに詳細に例示
する。 本発明の陰極1(第1図)は耐火性金属または
その混合物と、電子放出性物質とを含む焼結体で
ある。ここで言う耐火性金属は次の金属のいずれ
かである、すなわちニツケル(融点=1728K)、
ジルコニウム(T=2128K)、ハフニウム(T=
2250K)、タンタル(T=3270K)、ニオブ(T=
2770K)、レニウム(T=3308K)、モリブデン
(T=2890K)、タングステン(T=3650K)また
はこれらの混合物である。 電子放出性物質はセシウムまたはルビジウムの
アルミノけい酸塩を含む。 陰極1の焼結体はセシウムまたはルビジウムの
アルミノけい酸塩0.5〜25重量%を含み、残部は
耐火性金属またはその混合物である。 この成分比率は陰極に高い放出能を与えること
ができる。もしセシウムまたはルビジウムのアル
ミノけい酸塩含量が0.5重量%より少ないときは、
捕集された放出電流は1/1000μA/cm2の程度を
こえることができない。このような化合物は明ら
かに実際に使用する利益がない。セシウムまたは
ルビジウムのアルミノけい酸塩含量が25重量%を
こえる場合は、捕集された放出電流は数10mA/
cm2をこえるが、焼結体の成分は合金を形成するこ
とができないので、陰極は全体として実際に使用
することができない。 セシウムまたはルビジウムのアルミノけい酸塩
は次の組成を有する。 xM2O・yAl2O3・zSiO2 式中MはCsまたはRbであり、x=1〜3、y
=1〜2、z=1〜6である。 陰極1から捕集された放出電流はx、yおよび
zの特定な値の関数である。これを説明するため
に次の表はセシウムアルミノけい酸塩の電子放出
特性を示す。
The present invention relates to electron emitting electronics, and more particularly to cathodes for gas discharge tubes. The present invention provides a flash gas discharge tube for a gas discharge device such as a flash valve, a gas discharge lightning arrester,
It can also be used in electronic tubes, etc. Tungsten cathodes coated with a cesium film are conventionally known (e.g. Dobretsov LN,
Gomoiunova MVEmission Electronics,
Moscow, Nauka Publ., 1966, p. 195). This cathode has a relatively high work function, and the cathode temperature
It is about 1.36eV at 600℃, so the emission power is rather low, and at this temperature 0.1m
Do not exceed A/ cm2 . Moreover, the electron emission properties of this cathode are not sufficiently stable during operation, especially under strong ion bombardment, which destroys the cesium film on its surface under the conditions mentioned above. gas discharge tube,
In particular, flash gas discharge tubes have too high a discharge starting voltage and have a short lifespan. Even more difficult is that it is extremely difficult to measure cesium deposited on the surface of the cathode in the process of manufacturing the cathode. It is necessary to measure cesium accurately.
This is because the amount of cesium on the cathode surface determines the electron emission ability of the cathode. The technical complexity of measuring cesium precludes the use of such cathodes in gas discharge tubes and electronic vacuum tubes. The cathode is manufactured as a sintered body, which is much simpler to manufacture. Among such known cathodes, a cathode using a cesium compound as an electron emitting material has the highest emission ability. A gas discharge tube having such a cathode has a low discharge starting voltage. As is known in the art, the cathode comprises a refractory metal such as molybdenum, tungsten, tantalum, niobium or mixtures thereof as refractory metal, and also gas absorbing metals and additives to improve the firing process. The cathode is made as a sintered body and a layer of an electron-emitting substance such as cesium carbonate or cesium chromate is deposited on the sintered body (West German Patent Application No. 3002033 C1.HOIJ61/
06 Published on July 24, 1980). The gas-absorbing metal is titanium, zirconium, vanadium, hafnium or mixtures thereof. Additives that improve the sintering process are aluminum or silicon oxides. The discharge starting voltage of a gas discharge tube with the above cathode is
150-190V, varies depending on the composition of the sintered body,
After 10,000 flashes, the discharge start voltage is 155
~200V, and virtually no sputtering of the cathode material occurs (see the above-mentioned West German patent application). As is known, cathodes are made of refractory metals or mixtures containing such metals and sintered bodies containing electron-emitting metals (for example, West German Patent Application No. 3008518 Class HOIJ61/
06, released on September 11, 1980). In this cathode, the electron-emitting substance contained in the sintered body is a substance containing biomium ions, and the other electron-emitting substance is Cs 2 MO 4 dispersed within the pores of the sintered body, and M is a fire-resistant material. indicates a metal. The refractory metals are usually heavy transition metals belonging to groups 1, 2 or 3 of the periodic table, such as zirconium, tungsten, tantalum or molybdenum. In the prior art, gas discharge tubes are filled with ionized gas and have two electrodes spaced apart within the tube. One of these electrodes is a cathode, which is made from the cathode described above (see the above-mentioned West German patent application). This discharge tube has an inner diameter of 5 mm, and the cathode is 37 mm from the anode.
is seperated. Filled with xenon to a pressure of 125mmHg,
This discharge tube has a pulse discharge starting voltage of 4.5KV, a discharge voltage of 190V, and a pulse discharge starting voltage of 9.0KV.
It is 132V. In other discharge tubes, the similar distance between poles is 20mm,
The inner diameter is 2.5mm, it is filled with xenon at a pressure of 520mmHg, the flash energy is 11.5J, the pulse discharge starting voltage is 3.3KV, and the discharge starting voltage is 176V. In this case, the discharge voltage remained at the initial voltage after 1500 flashes. During the discharge operation of this cathode, the cesium compound reacts with the metal forming part of the sintered body.
As a result, free cesium is produced, reducing the work function of the cathode and thus increasing its emissive capacity. During the operating process, cesium is continuously evaporated from the cathode surface, which is more intense during ion bombardment. The evaporated cesium is replenished by cesium atoms coming from the cathode body as a result of the above reaction. The amount of cesium in the cathode thus gradually decreases, and the emission capacity of the cathode decreases accordingly.
It also increases the firing voltage of gas discharge tubes using this cathode, thereby shortening the life of the discharge tube. An object of the present invention is to provide a cathode that stably maintains a high emission capacity during long-term operation. An advantage of the present invention is that, in a gas discharge tube using the above-mentioned cathode, the discharge starting voltage is stable and low discharge voltage is provided during long-term operation. The cathode of the present invention is a cathode made of a sintered body containing a refractory metal or a mixture thereof and an electron-emitting substance containing an aluminosilicate of cesium or rubidium. The sintered body contains 0.5-25% by weight of aluminosilicate of cesium or rubidium, and the remainder is a refractory metal or a mixture thereof, which contributes to sufficiently high emission capacity of the cathode and allows strong ion bombardment. It can operate stably for a long period of time even under low conditions. In order to achieve high radioactivity, it is desirable that the cesium or rubidium aluminosilicate has the following composition: xM2O.yAl2O3.zSiO2 In the formula, M is Cs or Rb, x= 1-3 , y = 1-2, z=1-6. Furthermore, in order to maximize the emission capacity of the cathode, the sintered body contains 85% by weight of nickel and 15% by weight of cesium aluminosilicate, and the following salt composition is advantageous. Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 In order to enhance the emission of the cathode, which also contains inexpensive electron-emitting materials, the sintered body contains 85% by weight of nickel and 15% by weight of rubidium aluminosilicate; The following composition is convenient. Rb 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 Also, in order to increase the emission performance of the cathode used in powerful gas discharge tubes, the sintered body contains 90% by weight of tantalum.
10% by weight of cesium aluminosilicate, and the salt preferably has the following composition. Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 In order to increase the emissivity of the cathode to withstand ion bombardment, the sintered body contains 90% by weight of a 1:1 mixture of zirconium-niobium and 10% by weight of cesium aluminosilicate. The following composition of salt is recommended: Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 The present invention also provides a gas discharge tube filled with an ionized gas and having two spaced apart electrodes within the tube. One of the electrodes is a cathode, which is made up of the cathode described above. The cathode of the present invention can maintain stable and high emission performance even under strong ion bombardment over a long period of time. A gas discharge tube using such a cathode has the advantage of being able to maintain a stable and low discharge starting voltage over a long period of time, and of being small in size. The invention will be illustrated in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. The cathode 1 (FIG. 1) of the present invention is a sintered body containing a refractory metal or a mixture thereof and an electron-emitting substance. The refractory metal referred to here is one of the following metals: nickel (melting point = 1728K);
Zirconium (T=2128K), Hafnium (T=
2250K), tantalum (T=3270K), niobium (T=
2770K), rhenium (T=3308K), molybdenum (T=2890K), tungsten (T=3650K) or a mixture thereof. Electron-emissive materials include cesium or rubidium aluminosilicates. The sintered body of the cathode 1 contains 0.5 to 25% by weight of cesium or rubidium aluminosilicate, the remainder being a refractory metal or a mixture thereof. This component ratio can provide the cathode with high emission performance. If the cesium or rubidium aluminosilicate content is less than 0.5% by weight,
The collected emission current cannot exceed the order of 1/1000 μA/cm 2 . Such compounds are clearly of no practical use. If the cesium or rubidium aluminosilicate content exceeds 25% by weight, the collected emission current will be several tens of mA/
cm 2 , but the components of the sintered body cannot form an alloy, so the cathode as a whole cannot be practically used. Cesium or rubidium aluminosilicates have the following composition: xM 2 O・yAl 2 O 3・zSiO 2In the formula, M is Cs or Rb, x=1 to 3, y
=1-2, z=1-6. The emission current collected from cathode 1 is a function of the particular values of x, y and z. To illustrate this, the following table shows the electron emission properties of cesium aluminosilicate.

【表】 ルビジウムのアルミノけい酸塩は、電子放出値
がこれにきわめて類似しており、捕集した放出電
流はやゝ低い。 従つてアルミノけい酸塩のx、y、zの値が上
記範囲である時には、電子放出性物質としてルビ
ジウムアルミノけい酸塩を使用することができ
る。他の組成のアルミノけい酸塩は電子放射活性
が少ないので放出性物質として使用するには適当
でない。 陰極特性は電子放出性物質の成分のみの関数で
はなくて、焼結体に含まれる耐火性金属の化学的
性質にも依存する。 次の金属、Ni、Zr、Hf、Ta、Nb、Re、Mo
およびWは三つの群に区分けされる。もつとも活
性のある金属はNi、ZrおよびHfであり、次に
Ta、NbおよびReであり、最後にMo、Wであ
る。 その結果陰極1は焼結体が、ニツケルの群から
選択した金属を含むことがもつとも有効であり、
これはタンタル群から選択した金属を含む焼結体
を有する陰極1より優れている。しかしこのタン
タル群から選択した場合は、モリブデン群から選
択した金属を含む焼結体を有する陰極より有効で
ある。 焼結体がニツケル85重量%と、セシウムアルミ
ノけい酸塩15重量%とを含み、塩の組成が
Cs2O Al2O3 2SiO2である焼結体からなる陰極の
場合は、放出能がもつとも高い。 ニツケル85重量%と、ルビジウムアルミノけ
い酸塩15重量%とを含み、塩の組成がRb2O
Al2O3 2SiO2である焼結体からなる陰極はやゝ高
い放出能を有する。 ルビジウムアルミノけい酸塩を含む陰極1はセ
シウムアルミノけい酸塩を含む陰極1よりも放出
能が劣るけれども、ある場合にはセシウムよりル
ビジウムが安くて容易に入手できる物質であるた
めに好ましい。 焼結体の組成にニツケルを含む陰極1は放出電
流が800Aをこえないガス放電管で有利に使用す
ることができる。これより放出電流が高い場合に
はニツケルが急速にスパツターされる。高出力の
ガス放電管用の陰極はタンタルまたはモリブデン
の群から選択した金属を含む焼結体とすべきであ
るこの金属は融点がニツケルよりもはるかに高
い。 このような陰極において、タンタル90重量%
と、セシウムアルミノけい酸塩10重量%とを含
み、塩の組成がCs2O Al2O3 2SiO2である焼結体
からなる陰極1は放出能が高い。 陰極1の焼結体としては、これらの金属によつ
て形成される合金が、金属原子の量が等しい重量
比とした耐火性金属の混合物を含むことができ
る。陰極の効率は混合物中のもつとも活性な金属
に依存する。従つてこのような陰極はもつとも有
効なニツケルを含む陰極の放出能にほぼ等しい高
い放出能を有することができる。これは同時に強
力なイオン衝撃に対する抵抗性を有する。こ目的
で焼結体がニツケルの群から選択した金属の混合
物を含むべきであつて、この金属はニツケル−ジ
ルコニウムまたはハフニウムなぞより融点が高い
金属とし、例えばタンタルまたはモリブデンの群
から選択した金属の混合物とすることが好まし
い。 これらのうちでもつとも好ましいものは、焼結
体がジルコニウムとニオブとの重量比1:1の混
合物90重量%と、セシウムアルミノけい酸塩10重
量%とを含み、塩の組成が、Cs2O Al2O3 2SiO2
である焼結体の陰極である。 この陰極は高い放出能を有し、イオン衝撃に対
する抵抗性はニツケルを含む焼結体の陰極にまさ
る。さらにジルコニウム−ニオブの混合物はニツ
ケルにくらべて塑性が大きいので、陰極を容易に
製造することができる。 本発明の陰極1(第2図)は、ガス放電管にお
いて有利に使用することができ、この放電管はイ
オン化したガス、たとえばキセノンを充填し、管
2の内に隔設した二つの電極、すなわち陰極1お
よび陽極3を配置する。陰極1は支持体4に取付
ける。管2の外面は図示しない透明な導体で被覆
する。 この放電管の特殊な例は、フラツシユガス放電
管である。しかし陰極はガス放電避電器および真
空電子管において使用することができる。 本発明の陰極はどのような大きさおよび形状と
しても製造することができる。例えば第1図およ
び第2図に示すように円筒とすることもできる
が、円板、棒または球の形状とし、公知の圧縮成
形方法によつて、耐火性金属またはその混合物お
よび電子放出性物質を成形し、真空または保護雰
囲気中で焼結する。 この圧縮成形は混合物の組成によつて変化する
が、一般に10T/cm2をこえない。焼結温度は混合
物の成分によつて1000〜2000Kの間で変化する。 次に本発明の理解を深めるために実施例を示
す。 実施例 1 陰極1(第1図)はNi99.5重量%と、Cs2O
Al2O3 2SiO20.5重量%とを含む焼結体であり、次
のようにして製造する。 粉末ニツケルおよびセシウムアルミノけい酸塩
は上記組成であり、これを上記の重量比で混合し
た。圧縮成形体は圧力約10-4mmHgの真空中で温
度1000Kで10分間焼成した。 こうして製造して陰極1の放出電流は0.6m
A/cm2で、有効作業関数=0.89eVであつた。
測定は圧力10-8〜10-9mmHgの真空中で、陰極の
温度を室温(300K)、電場の強さE=2×
104V/cmとして測定した。有効な陰極の作業関
数はRichardson−Dushmanの式の電子放出定数
A=120A/cm2・degr2であつた。この放出パラメ
ーターは陰極の温度が700Kになつても実質的に
変化しなかつた。 焼結体の成分が異なる組成を有する陰極1は、
圧縮圧力、焼成温度および期間を上記の方法と異
にして製造した。 実施例 2 Ni85重量%と、Cs2O Al2O3 2SiO215重量%を
含む焼結体である陰極1は実施例1と同様にして
製造した。ここで圧縮圧力は5T/cm2、焼成温度
は1300Kとして30分間持続した。 上記のようにして製造した陰極1は放出電流が
101.6mA/cm2であり、有効な作業関数=
0.67eVであつた。測定条件は実施例1と同一と
した。 実施例 3 Ni85重量%と、Rb2O Al2O3 2SiO215重量%と
を含む焼結体の陰極1は実施例1と同様にして製
造した。焼成圧力は5T/cm2、焼成温度1300Kを
25分間持続した。 こうして製造した陰極1は放出電流が76.5m
A/cm2であつた。その有効作業関数=0.72eV
で、測定条件は実施例1と同様であつた。 実施例 4 陰極1はZr75重量%と、Rb2O Al2O3 SiO225
重量%とを含む焼結体であつて、実施例1と同様
にして製造した。圧縮圧力は7T/cm2で焼成温度
1500Kを50分間持続した。 このようにして製造した陰極は放出電流が4m
A/cm2で、測定条件は実施例1と同様であつた。 実施例 5 Hf90重量%と、3Rb2O 2Al2O3 6SiO210重量%
とを含む焼結体の陰極1を実施例1と同様にして
製造した。圧縮圧力は6T/cm2で焼成温度1200K
を20分間持続した。 上記のようにして製造した陰極は、室温におけ
る放出電流6.9mA/cm2で、この時電場の強さE
=1.5×104V/cmであつた。 実施例 6 ZrおよびHfの重量比1:2の混合物99.5重量
%と、Rb2O・Al2O3・2SiO20.5重量%とを含む焼
結体である陰極1は実施例1と同様にして製造し
た。圧縮圧力は3T/cm2で、焼結温度1000Kを10
分間接続した。 陰極は放出電流が0.2mA/cm2で、測定条件は
実施例1と同様であつた。 実施例 7 Nb99.5重量%と、Cs2O・Al2O3・2SiO20.5重量
%とを含む焼結体である陰極1は実施例1と同様
にして製造した。圧縮圧力は4T/cm2で焼結温度
1100Kを8分間持続した。 陰極の放出電流は0.2mA/cm2で、測定条件は
実施例1と同様であつた。 実施例 8 Ta90重量%と、Cs2O・Al2O3・2SiO210重量%
とを含む焼結体である陰極1は実施例1と同様に
して製造した。圧縮圧力は6T/cm2で、焼成温度
1300Kを10分間持続した。 陰極の放出電流は30.5mA/cm2で、有効作業関
数=0.75eVであり、測定条件は実施例1と同
様であつた。 実施例 9 Re90重量%と、2Rb2O・Al2O3・5SiO210重量
%とを含む焼結体である陰極1は実施例1と同様
にして製造した。圧縮圧力は6T/cm2で、焼成温
度1300Kを10分間持続した。 陰極の放出電流は7.2mA/cm2で、測定条件は
実施例1と同様であつた。 実施例 10 TaおよびReの重量比1:1の混合物90重量%
と、2Cs2O Al2O3 5SiO210重量%とを含む焼結体
である陰極1を実施例1と同様にして製造した。
圧縮圧力は6T/cm2で、焼成温度1300Kを10分間
持続した。 陰極の放出電流は電場の強さE=1.5×104V/
cmにおいて室温で9.3mA/cm2であつた。 実施例 11 ZrおよびNbを重量比1:1で含む混合物90重
量%と、Cs2O Al2O3 2SiO210重量%とを含む焼
結体である陰極1は実施例1と同様にして製造し
た。圧縮圧力は5T/cm2で、焼成温度1300Kを10
分間持続した。 陰極の放出電流は80mA/cm2で、有効作業関数
=0.71eV、測定条件は実施例1と同様であつ
た。 実施例 12 Mo90重量%と3Cs2O Al2O3 6SiO210重量%と
を含む焼結体からなる陰極1を次のようにして製
造した。 粉末モリブデン85.5重量%、上記組成のセシウ
ムアルミノけい酸塩9.5重量%、およびポリビニ
ルアルコール5重量%を混合した。ポリビニルア
ルコールは圧縮および焼成を容易にするための可
塑剤である。この混合物を粉砕したのちに圧力
8T/cm2で圧縮した。次に真空10-4mmHg、1400K
において15分間圧縮体を焼成した。 陰極の放出電流は電場の強さE=1.5×104V/
cmにおいて室温で0.31mA/cm2であつた。 実施例 13 W70重量%と、2Cs2O 2Al2O3 5SiO225重量%
とを含む焼結体の陰極1を次のようにして製造し
た。 タングテン71.25重量%、セシウムアルミノけ
い酸塩23.75重量%およびポリビニルアルコール
5重量%を含む混合物を調製した。この混合物を
圧力10T/cm2で圧縮し、これを真空10-4mmHgで、
焼成温度1800Kを20分間持続した。 陰極の放出電流は0.11mA/cm2で、測定条件は
実施例12と同様であつた。 実施例 14 MoおよびTaの重量比1:2の混合物90重量%
と、Cs2O Al2O3 SiO210重量%とを含む焼結体の
陰極1を実施例1と同様に製造した。圧縮圧力は
6T/cm2で、焼成温度1300Kを10分間持続した。 陰極の放出電流は17.7mA/cm2で、測定条件は
実施例1と同様であつた。 実施例 15 HfおよびMoの重量比1:2の混合物90重量%
と、2Rb2O 2Al2O3 5SiO210重量%と含む焼結体
である陰極1を実施例1と同様にして製造した。
圧縮圧力は5T/cm2で、焼成温度1300Kを20分間
持続した。陰極の放出電流は4.5mA/cm2で、測
定条件は実施例12と同様であつた。 実施例2と同様にして製造した陰極は第2図の
ガス放電管、特にフラツシユバルブで、使用する
のに有用である。 しかし本発明のガス放電管は上記陰極のどれを
も有用に使用することができた。 陰極1を使用するガス放電管は次のように動作
した。 管2の内のガスは公知の方法で予めイオン化し
た。特にガスをイオン化するのに十分な電圧の放
電開始パルスを管の透明な導電性被覆に印加し
た。さらに放電開始電圧と等しい振幅またはこれ
をこえる振幅を有するパルスからなる電圧を陰極
1および陽極3に印加した。印加電圧によつて陰
極から電子を放出し、電極の間での放電をおこ
し、これにともなつて強力な発光放射すなわちフ
ラツシユを生じた。 この提案の放電管は、本発明の陰極の作業関数
とともに放電開始電圧およびその動作電圧を変化
した。その結果陰極の作業関数が小さいほど、上
記の放電管の電気的特性が低かつた。放電管の放
電開始電圧および動作電圧が低下すると、陰極の
熱負荷が動作中に減少する。 要約すればガス放電管の電気的特性は管内で使
用する陰極の作業関数に依存する。 上記の実施例において、本発明の陰極は作業関
数が陰極の室温において1eVより低く、しかも放
射能が高かつた。これはセシウムまたはルビジウ
ムのアルミノけい酸塩を含む電子放出性物質が約
1eVの低い作業関数を有し、これはアルカリ金属
すなわちセシウムまたはルビジウムのイオンが存
在するためである。これらのイオンはアルミノけ
い酸塩の結晶格子の侵入型位置に、イオンが均一
に分布しており、その静電力によつてその位置に
保たれている。アルカリ金属すなわちセシウムま
たはルビジウムの陰極からの蒸発は少ないので、
長期間にわたつて陰極の放出特性を安定化するの
に貢献しており、一般にこのような陰極を使用す
るガス放電管の寿命を長くしている。 本発明のガス放電管の特殊な実施例の1つとし
て、フラツシユエネルギーが15Jのフラツシユバ
ルブ用のパルスガス放電管がある。この放電管は
内径が2mmである。陰極1と陽極3との間隔は16
mmで、この管は圧力600mmHgのイオン化されたキ
セノンを充填する。陰極1は実施例2と同様にし
て製造し、その外径は1.5mmであつた。 放電管は放電開始電圧180V、放電開始パルス
電圧4.5KV、動作電圧200V、放電電流500Aであ
つた。40000回のフラツシユのあとでこれらの特
性は実質的に変化しなかつた。 また放電管の他の実施態様として、フラツシユ
エネルギーが40Jのパルスガス放電管がある。こ
の放電管は内径が3.2mmで、陰極1と陽極3の間
隔は30mmであり、圧力230〜250mmHgでイオン化
したガスすなわちキセノンを充填した。陰極1は
実施例2と同様にして製造し、外径は2.4mmであ
つた。 この放電管は放電開始電圧80V、放電開始パル
ス電圧4.5KV、動作電圧110V、放電電流500Aで
あつた。40000回のフラツシユののちにこれらの
特性値は実質的に変化しなかつた。 本発明の陰極の利点は作業関数がきわめて低い
ことであつて、室温において=0.6〜0.9eVであ
つた。これによつて電場の強さが2×104V/cm
において陰極から放出する電流を100mA/cm2
で捕集することができた。 この陰極の他の利点はイオン衝撃に対する抵抗
がきわめて強いことである。たとえばこの陰極を
ガス放電管に使用すると、イオン化されたガス圧
が約600mmHgと高くても、その放出能は40000回
のフラツシユののちにも最初の値と変らない。陰
極の劣化は65000回のフラツシユののちにようや
く認めることができた。特に記しておきたいこと
は、この陰極の焼結体がニツケル85〜90%を含
み、この金属は焼結陰極の中で使用するもつとも
容易にスパツターされる金属であることである。
他の高融点の金属はたとえばタンタル、タングス
テンなどがあるが、これらを陰極の焼結体の組成
に使用すると、この陰極のイオン衝撃に対する抵
抗が非常に増加する。 陰極の上記の利益はガス放電管に使用すると、
動作特定値を高く保つことができる。たとえば発
光量が多くて、ガス放電開始電圧が低く、寸法が
小さくて、かつ寿命が長い。たとえば本発明のパ
ルスガス放電管はフラツシユエネルギーが15Jで、
放電開始電圧が180Vであり、発光部2の直径は
15mmであり、寿命は40000回のフラツシユをこえ
る。
[Table] Rubidium aluminosilicate has very similar electron emission values, with a slightly lower collected emission current. Therefore, when the x, y, and z values of the aluminosilicate are within the above ranges, rubidium aluminosilicate can be used as the electron-emitting substance. Aluminosilicates of other compositions have low electron emissive activity and are therefore not suitable for use as emissive materials. The cathode properties are not only a function of the composition of the electron-emitting material, but also depend on the chemical properties of the refractory metal contained in the sintered body. The following metals, Ni, Zr, Hf, Ta, Nb, Re, Mo
and W are divided into three groups. The most active metals are Ni, Zr and Hf, followed by
Ta, Nb and Re, and finally Mo and W. As a result, it is also advantageous for the cathode 1 to have a sintered body containing a metal selected from the group of nickel.
This is superior to the cathode 1 having a sintered body containing a metal selected from the tantalum group. However, a selection from the tantalum group is more effective than a cathode having a sintered body containing a metal selected from the molybdenum group. The sintered body contains 85% by weight of nickel and 15% by weight of cesium aluminosilicate, and the salt composition is
A cathode made of a sintered body of Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 has a high emission ability. Contains 85% by weight of nickel and 15% by weight of rubidium aluminosilicate, with a salt composition of Rb 2 O.
A cathode made of a sintered body of Al 2 O 3 2SiO 2 has a rather high emission capacity. Although the cathode 1 comprising rubidium aluminosilicate has inferior emission performance than the cathode 1 comprising cesium aluminosilicate, rubidium is preferred over cesium in some cases because it is a cheaper and more readily available material. The cathode 1 whose sintered body contains nickel can be advantageously used in gas discharge tubes whose emission current does not exceed 800 A. If the emission current is higher than this, the nickel will spatter rapidly. The cathode for high-power gas discharge tubes should be a sintered body containing a metal selected from the group of tantalum or molybdenum, whose melting point is much higher than that of nickel. In such a cathode, 90% by weight of tantalum
and 10% by weight of cesium aluminosilicate, and the cathode 1 is made of a sintered body having a salt composition of Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 and has a high emission ability. The sintered body of the cathode 1 may include a mixture of refractory metals in which the alloy formed by these metals has an equal weight ratio of metal atoms. The efficiency of the cathode depends on the most active metal in the mixture. Such a cathode can therefore have a high emission power approximately equal to that of an effective nickel-containing cathode. It has at the same time resistance to strong ion bombardment. For this purpose, the sintered body should contain a mixture of metals selected from the group of nickel, which metals have a higher melting point than nickel-zirconium or hafnium, for example metals selected from the group of tantalum or molybdenum. A mixture is preferred. The most preferred of these is that the sintered body contains 90% by weight of a mixture of zirconium and niobium in a weight ratio of 1:1 and 10% by weight of cesium aluminosilicate, and the salt composition is Cs 2 O. Al2O32SiO2 _ _
This is a sintered body cathode. This cathode has a high emissivity and is more resistant to ion bombardment than a sintered cathode containing nickel. Furthermore, since the zirconium-niobium mixture has greater plasticity than nickel, the cathode can be easily manufactured. The cathode 1 (FIG. 2) according to the invention can be advantageously used in a gas discharge tube, which is filled with an ionized gas, for example xenon, and has two electrodes spaced apart within the tube 2. That is, a cathode 1 and an anode 3 are arranged. The cathode 1 is attached to a support 4. The outer surface of the tube 2 is covered with a transparent conductor (not shown). A special example of this discharge tube is a flash gas discharge tube. However, cathodes can be used in gas discharge arresters and vacuum electron tubes. The cathode of the present invention can be manufactured in any size and shape. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the refractory metal or mixture thereof and the electron-emissive material are formed into the shape of a disc, rod or sphere, although they can be cylindrical, and are formed by known compression molding methods. is shaped and sintered in a vacuum or in a protective atmosphere. This compression molding varies depending on the composition of the mixture, but generally does not exceed 10 T/cm 2 . The sintering temperature varies between 1000 and 2000 K depending on the components of the mixture. Next, examples will be shown for better understanding of the present invention. Example 1 Cathode 1 (Figure 1) was made of 99.5% by weight Ni and Cs 2 O.
It is a sintered body containing 0.5% by weight of Al 2 O 3 2SiO 2 and is manufactured as follows. Powdered nickel and cesium aluminosilicate had the above compositions and were mixed in the above weight ratio. The compression molded body was fired at a temperature of 1000K for 10 minutes in a vacuum with a pressure of about 10 -4 mmHg. The emission current of cathode 1 produced in this way is 0.6m.
At A/cm 2 , the effective work function was 0.89 eV.
The measurement was carried out in a vacuum with a pressure of 10 -8 to 10 -9 mmHg, the cathode temperature was room temperature (300K), and the electric field strength E = 2 ×
Measured as 10 4 V/cm. The effective cathode work function was the electron emission constant A=120 A/cm 2 ·degr 2 of the Richardson-Dushman equation. This emission parameter remained virtually unchanged even when the cathode temperature reached 700K. The cathode 1 has a sintered body having a different composition,
The compression pressure, firing temperature and period were different from the above method. Example 2 The cathode 1, which is a sintered body containing 85% by weight of Ni and 15% by weight of Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 , was manufactured in the same manner as in Example 1. Here, the compression pressure was 5T/cm 2 , the firing temperature was 1300K, and the firing was continued for 30 minutes. The cathode 1 manufactured as described above has an emission current of
101.6mA/ cm2 , effective work function =
It was 0.67eV. The measurement conditions were the same as in Example 1. Example 3 A cathode 1 of a sintered body containing 85% by weight of Ni and 15% by weight of Rb 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 was manufactured in the same manner as in Example 1. Firing pressure is 5T/cm 2 and firing temperature is 1300K.
Lasted 25 minutes. The cathode 1 manufactured in this way has an emission current of 76.5 m
It was A/ cm2 . Its effective work function = 0.72eV
The measurement conditions were the same as in Example 1. Example 4 Cathode 1 contains 75% by weight of Zr and Rb 2 O Al 2 O 3 SiO 2 25
% by weight, and was produced in the same manner as in Example 1. Compression pressure is 7T/cm 2 and firing temperature
1500K was maintained for 50 minutes. The cathode produced in this way has an emission current of 4 m
The measurement conditions were the same as in Example 1 . Example 5 90% by weight of Hf and 10 % by weight of 3Rb 2 O 2Al 2 O 3 6SiO 2
A sintered body cathode 1 containing the following was produced in the same manner as in Example 1. Compression pressure is 6T/cm 2 and firing temperature is 1200K.
lasted for 20 minutes. The cathode manufactured as described above has an emission current of 6.9 mA/cm 2 at room temperature, and the electric field strength E
= 1.5×10 4 V/cm. Example 6 The cathode 1, which is a sintered body containing 99.5% by weight of a mixture of Zr and Hf in a weight ratio of 1: 2 and 0.5% by weight of Rb 2 O.Al 2 O 3 .2SiO 2 , was prepared in the same manner as in Example 1. Manufactured by The compression pressure was 3T/ cm2 , and the sintering temperature was 1000K.
Connected for minutes. The cathode had an emission current of 0.2 mA/cm 2 and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 7 Cathode 1, which is a sintered body containing 99.5% by weight of Nb and 0.5 % by weight of Cs 2 O.Al 2 O 3 .2SiO 2 , was produced in the same manner as in Example 1. Compression pressure is 4T/ cm2 and sintering temperature
1100K was maintained for 8 minutes. The emission current of the cathode was 0.2 mA/cm 2 , and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 8 Ta 90% by weight and Cs 2 O・Al 2 O 3・2SiO 2 10% by weight
The cathode 1, which is a sintered body containing the following, was manufactured in the same manner as in Example 1. The compression pressure is 6T/ cm2 , and the firing temperature is
1300K was maintained for 10 minutes. The emission current of the cathode was 30.5 mA/cm 2 , the effective work function was 0.75 eV, and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 9 The cathode 1, which is a sintered body containing 90% by weight of Re and 10% by weight of 2Rb 2 O.Al 2 O 3 .5SiO 2 , was produced in the same manner as in Example 1. The compression pressure was 6T/cm 2 and the firing temperature was 1300K for 10 minutes. The emission current of the cathode was 7.2 mA/cm 2 , and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 10 90% by weight mixture of Ta and Re in a weight ratio of 1:1
A cathode 1, which is a sintered body containing 10% by weight of 2Cs 2 O Al 2 O 3 5SiO 2 , was produced in the same manner as in Example 1.
The compression pressure was 6T/cm 2 and the firing temperature was 1300K for 10 minutes. The emission current of the cathode is determined by the electric field strength E=1.5×10 4 V/
cm at room temperature was 9.3 mA/cm 2 . Example 11 Cathode 1, which is a sintered body containing 90% by weight of a mixture containing Zr and Nb at a weight ratio of 1:1 and 10% by weight of Cs 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 , was prepared in the same manner as in Example 1. Manufactured. The compression pressure was 5T/ cm2 , and the firing temperature was 1300K.
Lasted for minutes. The emission current of the cathode was 80 mA/cm 2 , the effective work function was 0.71 eV, and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 12 A cathode 1 made of a sintered body containing 90% by weight of Mo and 10% by weight of 3Cs 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 was manufactured as follows. 85.5% by weight of powdered molybdenum, 9.5% by weight of cesium aluminosilicate having the above composition, and 5% by weight of polyvinyl alcohol were mixed. Polyvinyl alcohol is a plasticizer to facilitate compaction and firing. After crushing this mixture, pressure
Compressed at 8T/ cm2 . Then vacuum 10 -4 mmHg, 1400K
The compressed body was fired for 15 minutes. The emission current of the cathode is determined by the electric field strength E=1.5×10 4 V/
cm at room temperature was 0.31 mA/cm 2 . Example 13 W70% by weight and 2Cs 2 O 2Al 2 O 3 5SiO 2 25% by weight
A sintered body cathode 1 containing the following was manufactured as follows. A mixture was prepared containing 71.25% by weight tungten, 23.75% by weight cesium aluminosilicate and 5% by weight polyvinyl alcohol. This mixture was compressed at a pressure of 10 T/cm 2 and then vacuumed at 10 -4 mmHg.
The firing temperature was maintained at 1800K for 20 minutes. The emission current of the cathode was 0.11 mA/cm 2 , and the measurement conditions were the same as in Example 12. Example 14 90% by weight mixture of Mo and Ta in a weight ratio of 1:2
A cathode 1 of a sintered body containing 10% by weight of Cs 2 O Al 2 O 3 SiO 2 was produced in the same manner as in Example 1. The compression pressure is
A firing temperature of 1300K was maintained for 10 minutes at 6T/cm 2 . The emission current of the cathode was 17.7 mA/cm 2 , and the measurement conditions were the same as in Example 1. Example 15 90% by weight mixture of Hf and Mo in a weight ratio of 1:2
A cathode 1, which is a sintered body containing 10% by weight of 2Rb 2 O 2Al 2 O 3 5SiO 2 , was produced in the same manner as in Example 1.
The compression pressure was 5T/cm 2 and the firing temperature was 1300K for 20 minutes. The emission current of the cathode was 4.5 mA/cm 2 , and the measurement conditions were the same as in Example 12. A cathode prepared similarly to Example 2 is useful for use in the gas discharge tube of FIG. 2, particularly in a flash bulb. However, the gas discharge tube of the present invention could usefully use any of the above cathodes. A gas discharge tube using cathode 1 was operated as follows. The gas in tube 2 was previously ionized in a known manner. A firing pulse of sufficient voltage to specifically ionize the gas was applied to the transparent conductive coating of the tube. Further, a voltage consisting of a pulse having an amplitude equal to or exceeding the discharge starting voltage was applied to the cathode 1 and the anode 3. The applied voltage caused electrons to be emitted from the cathode, causing a discharge between the electrodes, resulting in a strong luminescent emission, or flash. In this proposed discharge tube, the discharge starting voltage and its operating voltage were varied along with the work function of the cathode of the present invention. As a result, the smaller the work function of the cathode, the lower the electrical characteristics of the discharge tube. As the firing voltage and operating voltage of the discharge tube decrease, the thermal load on the cathode decreases during operation. In summary, the electrical characteristics of a gas discharge tube depend on the working function of the cathode used within the tube. In the above examples, the cathode of the present invention had a work function lower than 1 eV at the room temperature of the cathode, and had high radioactivity. This means that electron-emitting materials containing cesium or rubidium aluminosilicates are approximately
It has a low work function of 1 eV, due to the presence of ions of alkali metals, namely cesium or rubidium. These ions are uniformly distributed in interstitial positions in the crystal lattice of the aluminosilicate and are held in place by electrostatic forces. There is little evaporation of alkali metals, ie cesium or rubidium, from the cathode;
It contributes to stabilizing the emission characteristics of the cathode over a long period of time and generally extends the life of gas discharge tubes using such a cathode. A special embodiment of the gas discharge tube according to the invention is a pulsed gas discharge tube for a flash valve with a flash energy of 15 J. This discharge tube has an inner diameter of 2 mm. The distance between cathode 1 and anode 3 is 16
mm, this tube is filled with ionized xenon at a pressure of 600 mmHg. Cathode 1 was manufactured in the same manner as in Example 2, and its outer diameter was 1.5 mm. The discharge tube had a discharge starting voltage of 180V, a discharge starting pulse voltage of 4.5KV, an operating voltage of 200V, and a discharge current of 500A. After 40,000 flashes these properties remained virtually unchanged. Another embodiment of the discharge tube is a pulsed gas discharge tube with a flash energy of 40 J. This discharge tube had an inner diameter of 3.2 mm, the distance between the cathode 1 and the anode 3 was 30 mm, and was filled with ionized gas, ie, xenon, at a pressure of 230 to 250 mmHg. Cathode 1 was manufactured in the same manner as in Example 2, and had an outer diameter of 2.4 mm. This discharge tube had a discharge starting voltage of 80V, a discharge starting pulse voltage of 4.5KV, an operating voltage of 110V, and a discharge current of 500A. After 40,000 flashes, these characteristic values remained virtually unchanged. The advantage of the cathode of the invention is its very low working function, which was =0.6-0.9 eV at room temperature. This increases the electric field strength to 2×10 4 V/cm
It was possible to collect up to 100 mA/cm 2 of current emitted from the cathode. Another advantage of this cathode is that it is extremely resistant to ion bombardment. For example, when this cathode is used in a gas discharge tube, even if the ionized gas pressure is as high as about 600 mmHg, its emission capacity remains unchanged from its initial value even after 40,000 flashes. Deterioration of the cathode was only noticed after 65,000 flashes. Of particular note is that the sintered body of this cathode contains 85-90% nickel, a metal that is easily sputtered for use in the sintered cathode.
Other high melting point metals such as tantalum, tungsten, etc., when used in the composition of the sintered body of the cathode, greatly increase the resistance of this cathode to ion bombardment. The above benefits of cathode are when used in gas discharge tubes.
Operation specific values can be kept high. For example, it emits a large amount of light, has a low gas discharge starting voltage, is small in size, and has a long life. For example, the pulsed gas discharge tube of the present invention has a flash energy of 15J,
The discharge starting voltage is 180V, and the diameter of the light emitting part 2 is
It is 15mm and has a lifespan of over 40,000 flashes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の陰極の縦断面図であり、第2
図は第1図の陰極を有する本発明のガス放電管の
縦断面図である。 1……陰極、2……管、3……陽極、4……支
持体。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the cathode of the present invention, and the second
1 is a longitudinal sectional view of a gas discharge tube according to the invention having a cathode according to FIG. 1; FIG. 1... cathode, 2... tube, 3... anode, 4... support.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 耐化性金属またはその混合物と、電子放出性
材料とを含む焼結体からなる陰極であつて、電子
放出性材料がセシウムまたはルビジウムのアルミ
ノけい酸塩を含むことを特徴とするガス放電管用
陰極。 2 焼結体がセシウムまたはルビジウムのアルミ
ノけい酸塩0.5〜25重量%を含み、残部が耐火性
金属またはその混合物である、特許請求の範囲第
1項記載の陰極。 3 セシウムまたはルビシウムのアルミノけい酸
塩が、 式 xM2O・yAl2O3・zSiO2 (式中、MはCsまたはRb、 x=1〜3、y=1〜2、z=1〜6である) で表わされる組成を有する、特許請求の範囲第1
または2項記載の陰極。 4 焼結体がニツケル85重量%と、セシウムアル
ミノけい酸塩15重量%とを含み、この塩の組成が 式 Cs2O・Al2O3・2SiO2 に対応する、特許請求の範囲第3項記載の陰極。 5 焼結体がニツケル85重量%と、ルビジウムア
ルミノけい酸塩とを含み、この塩の組成が 式 Rb2O・Al2O3・2SiO2 に対応する、特許請求の範囲第3項記載の陰極。 6 焼結体がタンタル90重量%と、セシウムアル
ミノけい酸塩10重量%とを含み、この塩の組成が 式 Cs2O・Al2O3・2SiO2 に対応する、特許請求の範囲第3項記載の陰極。 7 焼結体がジルコニウム−ニオブの重量比1:
1混合物90重量%と、セシウムアルミノけい酸塩
10重量%とを含み、この塩の組成が 式 Cs2O・Al2O3・2SiO2 に対応する、特許請求の範囲第3項記載の陰極。
[Claims] 1. A cathode made of a sintered body containing a resistance-resistant metal or a mixture thereof and an electron-emitting material, wherein the electron-emitting material contains an aluminosilicate of cesium or rubidium. Characteristic cathodes for gas discharge tubes. 2. The cathode according to claim 1, wherein the sintered body contains 0.5 to 25% by weight of an aluminosilicate of cesium or rubidium, and the remainder is a refractory metal or a mixture thereof. 3 Cesium or rubicium aluminosilicate has the formula xM 2 O・yAl 2 O 3・zSiO 2 (where M is Cs or Rb, x=1-3, y=1-2, z=1-6 Claim 1 having the composition represented by
Or the cathode described in item 2. 4. Claim 3, wherein the sintered body contains 85% by weight of nickel and 15% by weight of cesium aluminosilicate, and the composition of this salt corresponds to the formula Cs 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2 Cathode as described in section. 5 The sintered body contains 85% by weight of nickel and rubidium aluminosilicate, and the composition of this salt corresponds to the formula Rb 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2 cathode. 6 Claim 3, wherein the sintered body contains 90% by weight of tantalum and 10% by weight of cesium aluminosilicate, and the composition of this salt corresponds to the formula Cs 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2 Cathode as described in section. 7 The weight ratio of zirconium to niobium in the sintered body is 1:
1 mixture 90% by weight and cesium aluminosilicate
10% by weight, and the composition of this salt corresponds to the formula Cs 2 O.Al 2 O 3.2SiO 2 .
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