JPH0421977B2 - - Google Patents
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- JPH0421977B2 JPH0421977B2 JP12490983A JP12490983A JPH0421977B2 JP H0421977 B2 JPH0421977 B2 JP H0421977B2 JP 12490983 A JP12490983 A JP 12490983A JP 12490983 A JP12490983 A JP 12490983A JP H0421977 B2 JPH0421977 B2 JP H0421977B2
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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
- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は含浸型陰極に関し、特に陰極表面を改
良し、電気的特性を改良した含浸型陰極に関す
る。
良し、電気的特性を改良した含浸型陰極に関す
る。
含浸型陰極は例えば空孔率20〜25％の空孔を有
する多孔質の高融点金属で形成した陰極基体に、
酸化バリウム（BaO）、酸化カルシユウム
（CaO）、酸化アルミニウム（Al2O3）等の混合物
からなる電子放射性物質の材料を真空中または水
素中の非酸化性雰囲気中で1600〜1700℃に加熱し
て溶融含浸し陰極ペレツトを形成し、例えば第１
図に示すように、この陰極ペレツト１を隔絶板２
と共に陰極スリーブ３の先端に固着して陰極スリ
ーブ３内にヒータ４を挿入して構成されている。
この含浸型陰極を電子管に封入して排気し陰極温
度を950℃〜1050℃程度に加熱すると電子放射性
物質が陰極ペレツトの基体金属と還元反応して遊
離バリウムが生成し、それが陰極表面に拡散して
バリウム単原子層を作り、陰極表面の仕事函数を
低下させて電子放射が起る。
する多孔質の高融点金属で形成した陰極基体に、
酸化バリウム（BaO）、酸化カルシユウム
（CaO）、酸化アルミニウム（Al2O3）等の混合物
からなる電子放射性物質の材料を真空中または水
素中の非酸化性雰囲気中で1600〜1700℃に加熱し
て溶融含浸し陰極ペレツトを形成し、例えば第１
図に示すように、この陰極ペレツト１を隔絶板２
と共に陰極スリーブ３の先端に固着して陰極スリ
ーブ３内にヒータ４を挿入して構成されている。
この含浸型陰極を電子管に封入して排気し陰極温
度を950℃〜1050℃程度に加熱すると電子放射性
物質が陰極ペレツトの基体金属と還元反応して遊
離バリウムが生成し、それが陰極表面に拡散して
バリウム単原子層を作り、陰極表面の仕事函数を
低下させて電子放射が起る。
この含浸型陰極は電子管に広く使用されている
酸化物陰極と比較して、動作温度が950℃〜1050
℃と約200℃高い反面、電流密度は10A／cm2と20
倍以上の高電流密度を得ることができるという特
徴を持つており、高電流密度を必要としたり、使
用条件の厳しい電子管に利用されている。しかし
この含浸型陰極は動作温度が高いことに起因し、
陰極からの蒸発量が酸化物陰極より約２桁多いと
いう欠点がある。即ちこの陰極からの蒸発量が多
いと、例えば進行波管や撮像管のようなグリツド
を装置している電子管では、グリツドに蒸発した
電子放射性物質が付着し、グリツドエミツシヨン
が発生し特性劣化を引き起す。
酸化物陰極と比較して、動作温度が950℃〜1050
℃と約200℃高い反面、電流密度は10A／cm2と20
倍以上の高電流密度を得ることができるという特
徴を持つており、高電流密度を必要としたり、使
用条件の厳しい電子管に利用されている。しかし
この含浸型陰極は動作温度が高いことに起因し、
陰極からの蒸発量が酸化物陰極より約２桁多いと
いう欠点がある。即ちこの陰極からの蒸発量が多
いと、例えば進行波管や撮像管のようなグリツド
を装置している電子管では、グリツドに蒸発した
電子放射性物質が付着し、グリツドエミツシヨン
が発生し特性劣化を引き起す。
また高精細度の撮像管や映像管では非常に小さ
な孔を有するグリツドにより電子ビームを制御し
て細い電子ビームを形成しているが、このような
電子銃で電子放射性物質が蒸発するとグリツドに
設けた小さな孔が電子放射性物質により埋没して
しまい動作しなくなつてしまう。また蒸発量が多
いと動作不能に迄は至らなくても真空度が低下し
て電子管の電気特性に悪影響を及ぼすという欠点
もある。
な孔を有するグリツドにより電子ビームを制御し
て細い電子ビームを形成しているが、このような
電子銃で電子放射性物質が蒸発するとグリツドに
設けた小さな孔が電子放射性物質により埋没して
しまい動作しなくなつてしまう。また蒸発量が多
いと動作不能に迄は至らなくても真空度が低下し
て電子管の電気特性に悪影響を及ぼすという欠点
もある。
一方含浸型陰極は多孔質高融点金属の陰極基体
に電子放射性物質を含浸させた後陰極スリーブと
の接合あるいはその後の電子管への封入等多くの
途中工程があり、電子管が排気されて陰極周囲が
真空となる迄に相当の時間を要し、その間水分を
含んだ空気中に含浸型陰極が曝される機会が多
い。電子放射性物質は一般に水分と反応し易いも
のが多く、また一度水分と反応すると電子放射性
物質としての機能を有しなくなり電子放射特性に
悪影響を及ぼす。そのため電子管製造の途中工程
により電子放射特性が変動し、バラツキの多い信
頼性の悪いものとなる欠点がある。
に電子放射性物質を含浸させた後陰極スリーブと
の接合あるいはその後の電子管への封入等多くの
途中工程があり、電子管が排気されて陰極周囲が
真空となる迄に相当の時間を要し、その間水分を
含んだ空気中に含浸型陰極が曝される機会が多
い。電子放射性物質は一般に水分と反応し易いも
のが多く、また一度水分と反応すると電子放射性
物質としての機能を有しなくなり電子放射特性に
悪影響を及ぼす。そのため電子管製造の途中工程
により電子放射特性が変動し、バラツキの多い信
頼性の悪いものとなる欠点がある。
本発明はこのような状況に鑑みなされたもの
で、電子管の電気的特性が劣化せず、信頼性のよ
い電子管用の含浸型陰極を提供することを目的と
するもので、具体的には多数の空孔を有する多孔
質高融点金属の陰極基体の前記空孔内に電子放射
性物質を溶融含浸させた後、陰極表面に露出する
前記空孔内の電子放射性物質を陰極表面から5μ
ｍ〜15μｍの厚さ除去して空隙を形成し、電子放
射性物質が陰極表面に存在しない構造としたもの
である。以下図面により詳細に説明する。
で、電子管の電気的特性が劣化せず、信頼性のよ
い電子管用の含浸型陰極を提供することを目的と
するもので、具体的には多数の空孔を有する多孔
質高融点金属の陰極基体の前記空孔内に電子放射
性物質を溶融含浸させた後、陰極表面に露出する
前記空孔内の電子放射性物質を陰極表面から5μ
ｍ〜15μｍの厚さ除去して空隙を形成し、電子放
射性物質が陰極表面に存在しない構造としたもの
である。以下図面により詳細に説明する。
まず本発明の一実施例である含浸型陰極の製造
方法について説明する。まず例えば平均粒径が
5μのタングステン粉末のような高融点金属粉末
を所望の陰極形状に焼結するかまたは大きな形状
に焼結した焼結体の空孔部に銅などを含浸させて
所望の陰極形状に機械加工した後含浸させた銅を
除去して空孔率が20〜25％の空孔を有する陰極基
体を形成し、その陰極基体に予め生成した電子放
射性物質例えばBaO、CaO、Al2O3からなる化合
物、または電子放射性物質の原材料例えば
BaCO3、CaCO3、Al2O3を適当なモル比で混合し
たものを塗布して1600〜1700℃に加熱し溶融含浸
する。この原材料を使用する場合は電子放射性物
質の生成と含浸を同時に行なうものである。その
後陰極基体の空孔以外で陰極表面に付着している
余剰の電子放射性物質を研磨により除去して陰極
ペレツトとする。この陰極ペレツトを陰極スリー
ブに固着などして陰極を形成すれば従来の含浸型
陰極となるが、本発明では余剰の電子放射性物質
を除去した陰極ペレツトの状態から陰極ペレツト
表面に露出している空孔内の電子放射性物質を更
に5μｍから15μｍの厚さ除去して空孔表面に空隙
を形成した点に特徴がある。この状態を拡大誇張
して第２図に従来の陰極ペレツトと比較して断面
図を示す。即ち第２図ａは従来の空孔５内全域に
電子放射性物質６が充填されている陰極ペレツト
１で、第２図ｂは本発明の陰極表面に露出する空
孔５の陰極表面部７の電子放射性物質６を除去し
て空隙８を形成したものである。
方法について説明する。まず例えば平均粒径が
5μのタングステン粉末のような高融点金属粉末
を所望の陰極形状に焼結するかまたは大きな形状
に焼結した焼結体の空孔部に銅などを含浸させて
所望の陰極形状に機械加工した後含浸させた銅を
除去して空孔率が20〜25％の空孔を有する陰極基
体を形成し、その陰極基体に予め生成した電子放
射性物質例えばBaO、CaO、Al2O3からなる化合
物、または電子放射性物質の原材料例えば
BaCO3、CaCO3、Al2O3を適当なモル比で混合し
たものを塗布して1600〜1700℃に加熱し溶融含浸
する。この原材料を使用する場合は電子放射性物
質の生成と含浸を同時に行なうものである。その
後陰極基体の空孔以外で陰極表面に付着している
余剰の電子放射性物質を研磨により除去して陰極
ペレツトとする。この陰極ペレツトを陰極スリー
ブに固着などして陰極を形成すれば従来の含浸型
陰極となるが、本発明では余剰の電子放射性物質
を除去した陰極ペレツトの状態から陰極ペレツト
表面に露出している空孔内の電子放射性物質を更
に5μｍから15μｍの厚さ除去して空孔表面に空隙
を形成した点に特徴がある。この状態を拡大誇張
して第２図に従来の陰極ペレツトと比較して断面
図を示す。即ち第２図ａは従来の空孔５内全域に
電子放射性物質６が充填されている陰極ペレツト
１で、第２図ｂは本発明の陰極表面に露出する空
孔５の陰極表面部７の電子放射性物質６を除去し
て空隙８を形成したものである。
この陰極表面部７の空孔５内電子放射性物質６
を除去する方法は種々の方法が考えられるが、例
えば陰極ペレツトを回転させながら刷毛状のもの
でブラツシングして機械的に除去するとか、処理
液などにより化学的に除去するとか、あるいは高
真空中で長時間加熱などによる熱的除去などが適
用できる。このようにして形成した陰極ペレツト
を陰極スリーブなどと固着しヒータを挿入して含
浸型陰極としたものを電子管内に封入し排気すれ
ば陰極としての機能を発揮する。
を除去する方法は種々の方法が考えられるが、例
えば陰極ペレツトを回転させながら刷毛状のもの
でブラツシングして機械的に除去するとか、処理
液などにより化学的に除去するとか、あるいは高
真空中で長時間加熱などによる熱的除去などが適
用できる。このようにして形成した陰極ペレツト
を陰極スリーブなどと固着しヒータを挿入して含
浸型陰極としたものを電子管内に封入し排気すれ
ば陰極としての機能を発揮する。
上述した本発明の含浸型陰極によれば、電子放
射性物質が直接陰極表面近辺にないため電子放射
性物質と陽極あるいはグリツドとの距離が大きく
なること、陰極ペレツト表面で外気の水分を吸つ
て蒸発し易くなつた表面部分の電子放射性物質が
除去されていること、などの理由により非常に蒸
発し難い陰極が得られると共に、基体金属と還元
反応して生成した遊離バリウムは液状となつて陰
極表面に拡散するため電子放射特性には全然悪影
響を及ぼさない。この本発明による含浸型陰極の
蒸発量を従来の含浸型陰極と比較して第３図に示
す。即ち第３図中のＡが従来の含浸型陰極の蒸発
特性で、第３図中のＢが本発明の含浸型陰極の蒸
発特性であり、図からも明らかなように従来の含
浸型陰極では、使用初期に非常に大きな蒸発量が
あり（半減期約20時間）使用と共に蒸発量は減つ
て、約100時間後には、蒸発速度が一定となる。
これに対し、本発明による含浸型陰極によれば、
使用初期から蒸発量が非常に少なく、使用初期か
ら、従来の含浸型陰極の使用開始後約100時間後
の蒸発量と同程度の蒸発量にとどまる。これは、
陰極表面の蒸発しやすい電子放射性物質が、本発
明の含浸型陰極では、陰極表面に存在しないため
と考えられる。また本発明による含浸型陰極は陰
極の製造工程で陰極表面部の水分を吸収して電子
放射特性に悪影響を及ぼす電子放射性物質を除去
している為、電子放射特性のバラツキの生じない
品質の安定したものとなる。この為にも表面部の
電子放射性物質を除去する工程はできるだけ遅い
工程で行なうことが望ましい。
射性物質が直接陰極表面近辺にないため電子放射
性物質と陽極あるいはグリツドとの距離が大きく
なること、陰極ペレツト表面で外気の水分を吸つ
て蒸発し易くなつた表面部分の電子放射性物質が
除去されていること、などの理由により非常に蒸
発し難い陰極が得られると共に、基体金属と還元
反応して生成した遊離バリウムは液状となつて陰
極表面に拡散するため電子放射特性には全然悪影
響を及ぼさない。この本発明による含浸型陰極の
蒸発量を従来の含浸型陰極と比較して第３図に示
す。即ち第３図中のＡが従来の含浸型陰極の蒸発
特性で、第３図中のＢが本発明の含浸型陰極の蒸
発特性であり、図からも明らかなように従来の含
浸型陰極では、使用初期に非常に大きな蒸発量が
あり（半減期約20時間）使用と共に蒸発量は減つ
て、約100時間後には、蒸発速度が一定となる。
これに対し、本発明による含浸型陰極によれば、
使用初期から蒸発量が非常に少なく、使用初期か
ら、従来の含浸型陰極の使用開始後約100時間後
の蒸発量と同程度の蒸発量にとどまる。これは、
陰極表面の蒸発しやすい電子放射性物質が、本発
明の含浸型陰極では、陰極表面に存在しないため
と考えられる。また本発明による含浸型陰極は陰
極の製造工程で陰極表面部の水分を吸収して電子
放射特性に悪影響を及ぼす電子放射性物質を除去
している為、電子放射特性のバラツキの生じない
品質の安定したものとなる。この為にも表面部の
電子放射性物質を除去する工程はできるだけ遅い
工程で行なうことが望ましい。
以上説明したように、本発明によれば、蒸発量
の少ない、しかも品質の安定した含浸型陰極が得
られ、高精細度の電子管でもトラブルなく使用で
き、本発明による含浸型陰極を使用した電子管は
真空度や電気的特性の劣化しない信頼性のよい電
子管にできるという効果がある。
の少ない、しかも品質の安定した含浸型陰極が得
られ、高精細度の電子管でもトラブルなく使用で
き、本発明による含浸型陰極を使用した電子管は
真空度や電気的特性の劣化しない信頼性のよい電
子管にできるという効果がある。
第１図は従来の含浸型陰極の一例を示す断面
図、第２図は電子放射性物質を含浸させた陰極ペ
レツトの部分拡大断面図でａが従来のもの、ｂが
本発明のもの、第３図は含浸型陰極の蒸発量を動
作時間に対して表わしたものでＡが従来のもの、
Ｂが本発明に係るものである。 １……陰極ペレツト、５……空孔、６……電子
放射性物質、７……陰極表面部、８……空隙。
図、第２図は電子放射性物質を含浸させた陰極ペ
レツトの部分拡大断面図でａが従来のもの、ｂが
本発明のもの、第３図は含浸型陰極の蒸発量を動
作時間に対して表わしたものでＡが従来のもの、
Ｂが本発明に係るものである。 １……陰極ペレツト、５……空孔、６……電子
放射性物質、７……陰極表面部、８……空隙。
Claims (1)
- １ 多数の空孔を有し高融点金属で形成した陰極
基体と、該陰極基体の前記空孔内に含浸させた電
子放射性物質と、該陰極基体の近辺に配置した加
熱用ヒーターとからなる含浸型陰極において、前
記陰極基体の陰極表面に露出する前記空孔内の前
記電子放射性物質を前記陰極表面から5μｍ〜15μ
ｍの厚さ除去して空隙を形成したことを特徴とす
る含浸型陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124909A JPS6017831A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | 含浸型陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124909A JPS6017831A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | 含浸型陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017831A JPS6017831A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0421977B2 true JPH0421977B2 (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=14897107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58124909A Granted JPS6017831A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | 含浸型陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017831A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2985467B2 (ja) * | 1992-01-22 | 1999-11-29 | 三菱電機株式会社 | 含浸型カソードの製造方法 |
| FR2840450A1 (fr) * | 2002-05-31 | 2003-12-05 | Thomson Licensing Sa | Corps cathodo-emissif pour cathode impregnee de tube electronique |
-
1983
- 1983-07-09 JP JP58124909A patent/JPS6017831A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017831A (ja) | 1985-01-29 |
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