JPH0433232A - 陰極構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として高出力のマイクロ波電子管、ミリ波
電子管等に使用する焼結型又は含浸型の陰極の陰極構体
に関する。

〔従来の技術〕

従来高電流を必要とする電子管や、衝替の激しい使用状
態が苛酷な電子管の陰極には、焼結型や含浸型の陰極が
使用され、この種の陰極の陰極構体の例を第２図に示す
。

同図において、１は焼結型の陰極、２はモリブデン製の
支持スリーブ、３はモリブデン・ルテニウムのろう材、
４はヒータである。焼結型の陰極１は例えば平均粒径３
〜６μｍのタングステン粉末と酸化トリウム（ＴｈＯ□
）粉末を所定の比率で混合し、プレス成形した後水素等
の還元雰囲気中にて２０００〜２５００°Ｃで３０〜６
０分間の加熱を行うことにより、タングステン粉末間の
間隙の割合である気孔率が１５〜２５％の陰極が得られ
る。この陰極１をモリブデン棒を機械加工してパイプ状
に形成した支持スリーブ２の外周に挿入し、モリブデン
・ルテニウムのろう材３を塗布して１９００〜２１００
°Ｃに加熱することによりろう材３で両者を固着する。

支持スリーブ２の内部にヒータ４を挿入し、通常はその
一端を支持スリーブ２に溶接し、他端をヒータ端子とし
て外部に引き出すことにより陰極部分が構成される。

上記陰極１が含浸型の陰極の場合は、タングステン粉末
等の高融点金属粉末を焼結して必要形状のものを形成し
た後、粉末間の空孔に電子放射性物質を含浸して陰極１
を形成し、同様に支持スリーブ２に挿入してろう付固着
するものである。

従来この種の陰極１の高融点金属粉末には粒子間の結合
力を一定の値に保つという理由でタングステン粉末が多
用されているが、その場合でも支持スリーブ２としては
モリブデンパイプを使用している。これはタングステン
材でパイプを形成することは機械加工上非常に困難を伴
うのに反し、モリブデン材は比較的機械加工し易いから
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の上記構造の陰極構体では、陰極１を支持スリーブ
２に固着する際、モリブデン・ルテニウムなどのろう材
３の融点近くの温度（約２０００°Ｃ）になると、タン
グステンとモリブデンの膨張係数が異なると共に陰極１
の収縮と支持スリーブ２の膨張により、高温状態では陰
極１内面と支持スリーブ２外面との間に隙間がなくなり
、ろう材３が流れなくなり、冷却されると膨張分は元に
戻るため第２図に示すように、ろう材３が行き渡らない
部分５ができ、信軌性上好ましくないという問題があっ
た。

また、陰極１には、ろう材３の融点近くの温度（約２０
００°Ｃ）になると、支持スリーブ２と押し合う応力が
加わり、冷却する際は支持スリーブ２と引っ張り合う応
力が加わるため、ひずみが発生し、このひずみが発達し
て、第３図に示すように、陰極１の端面及び外周面にク
ラック６が発生するという問題があった。

また、ろう付は後、クラック６が認められない場合でも
、使用中の熱サイクルにより、クラック６が発生し、動
作不安定となるという問題があった。

本発明は上記の問題を解消するためになされたもので、
陰極１と支持スリーブ２の間にできるだけ隙間が生じな
いような、更には陰極にクラックが生じないような陰極
構体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の陰極構体は、上記の問題を解消するため、支持
スリーブを陰極と同様に高融点金属粉末を焼結させた多
孔質体により構成したことにある。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。

同図において１〜４は第２図の同一符号と同一または相
当するものを示し、本実施例では支持スリーブ２をタン
グステンまたはタングステンを主成分とする高融点金属
粉末を焼結して形成した多孔質体により構成したもので
ある。

この支持スリーブ２は、陰極１に用いたものと同様の平
均粒径３〜６μｍのタングステン粉末を陰極１の場合と
ほぼ同じ圧力でプレス成形し、還元性雰囲気中にて２０
００〜２５００°Ｃで約１時間焼結し、気孔率２０〜２
５％の多孔質タングステンのパイプ状焼結体を得、この
焼結体に銅又はプラスティックを含浸させて加工性をよ
くし、機械加工により所定の寸法に仕上げ、その後、１
　（）　−’Ｔｏｒｒオーダーの真空中で約１５００〜
１８００″Ｃに加熱し、銅又はプラスチックを除去して
得る。

この焼結体の製造方法は焼結のみで精度よく形成できれ
ば、銅又はプラスチックを含浸して加工する必要はなく
、また多孔質体に銅又はグラスチックを含浸した後の機
械加工は非常に容易になるめた、棒状の多孔質焼結体を
形成した後、中心部を切削してパイプ状に形成すること
もできる。

上記陰極１と支持スリーブ２とをろう付けする場合、焼
結体のままでもろう付けすることができるが、陰極１及
び支持スリーブ２のろう付は部分を＃６００〜＃　１０
００のアルミナ製研磨紙により研磨を行い、その後還元
性雰囲気又は真空中にて約１８００℃；３０分間の加熱
を行う方法で表面処理して、表面から５〜２０μｍの深
さまでを再結晶化させておくと、ろう付けの固着力が上
る。

陰極１内径と支持スリーブ２外径の寸法差を０．０２〜
０．１ｆｉにすると、ろう材３が接着面全面に行き渡る
。

そのうえ、適当な粘度を得るため有機溶剤と混合したモ
リブデン・ルテニウム粉末を、支持スリ−ブ２に陰極１
を挿入する前に、陰極１の内面及び支持スリーブ２の外
面に塗布するとともに、挿入後、陰極１の両端面に塗布
し、還元性雰囲気中で加熱することとすると、ろう材３
の接着面全面への完全な行き渡りを期することができる
。

本発明の陰極構体は、支持スリーブ２をタングステンも
しくはタングステンを主成分とする金属粉末、又はその
他の高融点金属粉末の焼結体で構成しているため、陰極
１と支持スリーブ２の膨張、収縮が一致し、陰極１に応
力が加わることがなく、陰極１のクラック発生もなくな
り、長時間の安定な動作が期待できる。

上記実施例では、陰極１と支持スリーブ２を同種の金属
で共に多孔質体を用いる例で説明したが、多孔質体の気
孔率をも考慮すると更に特性が向上し、電子放射特性を
考慮すると、陰極１の気孔率を２０％〜２５％、支持ス
リーブ２の気孔率を１５％〜２０％に選ぶと一層効果的
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、焼結型又は含浸
型の陰極を支持スリーブに高温ろう材で固着する陰極構
体においても、陰極にクラックが発生したり、陰極と支
持スリーブ間に隙間が生じたりすることがなくなり、信
顧性の高い陰極構体が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
のこの種の陰極構体の一例の構造を示す断面図、第３図
は従来のこの種の陰極構体におけるクラックの発生状態
を示す説明図である。 １・・・陰極、２・・・支持スリーブ、３・・・ろう材
、４・・・ヒータ 特許出願人　新日本無線株式会社 図 第 図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高融点金属粉末を焼結して基体金属とする焼結型
   又は含浸型の陰極と、該陰極を一端側に固着支持する支
   持スリーブと、該支持スリーブ内部に配置したヒータと
   からなる陰極構体において、該支持スリーブを該陰極と
   同種の高融点金属粉末の焼結体で構成したことを特徴と
   する陰極構体。
2. （２）該陰極と該支持スリーブの固着部分を再結晶化さ
   せて固着したことを特徴とする請求項（１）記載の陰極
   構体。