JPH0810578B2 - 六硼化ランタン熱陰極 - Google Patents
六硼化ランタン熱陰極Info
- Publication number
- JPH0810578B2 JPH0810578B2 JP14483586A JP14483586A JPH0810578B2 JP H0810578 B2 JPH0810578 B2 JP H0810578B2 JP 14483586 A JP14483586 A JP 14483586A JP 14483586 A JP14483586 A JP 14483586A JP H0810578 B2 JPH0810578 B2 JP H0810578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lanthanum hexaboride
- carbon
- cathode
- thin plate
- filament
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子顕微鏡，電子線描画装置等の電子ビーム
応用機器において有用な熱電子放出陰極に関するもので
ある。とくに、高輝度電子線源として知られている六硼
化ランタン陰極の長寿命化に好適な熱陰極を提供するも
のである。
応用機器において有用な熱電子放出陰極に関するもので
ある。とくに、高輝度電子線源として知られている六硼
化ランタン陰極の長寿命化に好適な熱陰極を提供するも
のである。
六硼化ランタン陰極は1500〜1700℃に加熱して用い
る。六硼化ランタンは金属元素と反応し易いため、通
常、炭素フイラメントが使用されている。従来の陰極構
造は特公昭47−25911に記載のように、陰極チツプをパ
イロリテツクグラフアイト棒２本で挟み、これをスプリ
ングアクシヨンで機械的に圧着する構成になつている。
る。六硼化ランタンは金属元素と反応し易いため、通
常、炭素フイラメントが使用されている。従来の陰極構
造は特公昭47−25911に記載のように、陰極チツプをパ
イロリテツクグラフアイト棒２本で挟み、これをスプリ
ングアクシヨンで機械的に圧着する構成になつている。
上記従来技術の陰極チツプ周辺の外観を示したのが第
３図（Ａ）である。１は六硼化ランタン陰極チツプ、２
は炭素フイラメントである。しかし、この方式では、炭
素フイラメントと接触している陰極チツプの最も高温と
なる部分が露出しているため、六硼化ランタンの蒸発消
耗に対して全く無防備である問題があつた。そのため、
長時間使用すると、第３図（Ｂ）のように、六硼化ラン
タンが異常に消耗してしまう。加熱は炭素フイラメント
と結晶に通電した際に生じるジユール熱を利用してい
る。したがつて、陰極チツプの断面積が減少してくる
と、結晶体の抵抗が大きくなり、ますます高温に加熱さ
れるようになり、蒸発速度も大きくなり、チツプ消耗速
度が加速度的に大きくなつてしまう問題があつた。ま
た、炭素フイラメントとの密着部が減少すると、チツプ
固定の機械的な力に不均一を生じるようになり、チツプ
のセンターずれを引きおこす原因にもなつた。本発明の
目的はこれらの問題点を解決することにある。
３図（Ａ）である。１は六硼化ランタン陰極チツプ、２
は炭素フイラメントである。しかし、この方式では、炭
素フイラメントと接触している陰極チツプの最も高温と
なる部分が露出しているため、六硼化ランタンの蒸発消
耗に対して全く無防備である問題があつた。そのため、
長時間使用すると、第３図（Ｂ）のように、六硼化ラン
タンが異常に消耗してしまう。加熱は炭素フイラメント
と結晶に通電した際に生じるジユール熱を利用してい
る。したがつて、陰極チツプの断面積が減少してくる
と、結晶体の抵抗が大きくなり、ますます高温に加熱さ
れるようになり、蒸発速度も大きくなり、チツプ消耗速
度が加速度的に大きくなつてしまう問題があつた。ま
た、炭素フイラメントとの密着部が減少すると、チツプ
固定の機械的な力に不均一を生じるようになり、チツプ
のセンターずれを引きおこす原因にもなつた。本発明の
目的はこれらの問題点を解決することにある。
上記目的は、六硼化ランタン陰極チップと、六硼化ラ
ンタン陰極チップを加熱する薄板状炭素フィラメント
と、六硼化ランタン陰極チップを薄板状炭素フィラメン
トに押しつけるように両者の接合部を覆っている炭素樹
脂からなる接合剤を用いて構成し、六硼化ランタン陰極
チップ下部にその全周囲にわたって溝を設け、六硼化ラ
ンタン陰極チップと薄板状炭素フィラメントとを、その
溝の一部分内で互いに交差し、かつ薄板状炭素フィラメ
ントの側面が六硼化ランタン陰極チップの電子放出端側
の溝の段差部に当るように配置し、炭素樹脂接合剤が溝
の中で連続的に存在するようにして接合部を覆うことに
より解決できる。
ンタン陰極チップを加熱する薄板状炭素フィラメント
と、六硼化ランタン陰極チップを薄板状炭素フィラメン
トに押しつけるように両者の接合部を覆っている炭素樹
脂からなる接合剤を用いて構成し、六硼化ランタン陰極
チップ下部にその全周囲にわたって溝を設け、六硼化ラ
ンタン陰極チップと薄板状炭素フィラメントとを、その
溝の一部分内で互いに交差し、かつ薄板状炭素フィラメ
ントの側面が六硼化ランタン陰極チップの電子放出端側
の溝の段差部に当るように配置し、炭素樹脂接合剤が溝
の中で連続的に存在するようにして接合部を覆うことに
より解決できる。
第１図（Ａ）は本発明の陰極チツプ１の外観を示す。
陰極チップのフィラメントとの接合部である陰極チップ
下部に、その全周にわたって溝６を設け、その他の部分
より細くしてある。第１図（Ｂ）は本発明の陰極チツプ
を薄板状フイラメント４に、溝により生じる段差を利用
してフイラメントを接合した図である。フイラメントと
接合の陰極下部はLaB6表面が露出しないように、炭素系
樹脂５で覆つてある。
陰極チップのフィラメントとの接合部である陰極チップ
下部に、その全周にわたって溝６を設け、その他の部分
より細くしてある。第１図（Ｂ）は本発明の陰極チツプ
を薄板状フイラメント４に、溝により生じる段差を利用
してフイラメントを接合した図である。フイラメントと
接合の陰極下部はLaB6表面が露出しないように、炭素系
樹脂５で覆つてある。
本発明によれば、次の理由により上記目的を解決でき
る。まず、陰極チップの安定な固定についてその理由を
列挙する。陰極チップの溝の段差部に薄板状炭素フィラ
メントを当てることにより、機械的な位置決めを精度良
くできる。また、陰極チップ使用時に、この段差部で陰
極チップが薄板状炭素フィラメントにぶら下がった格好
になるので、両者が引っ付く向きに力が働く。また、炭
素樹脂は溝の中に食い込む形になっており接着力が大き
くなる。さらには、溝を設けて陰極チップ寸法を小さく
したことは、陰極チップと薄板炭素フィラメントの熱膨
張率の違いによる高温加熱動作中の炭素樹脂割れ防止に
効果がある。特に、本発明の実施例のように、炭素樹脂
割れの確率の高い大型の結晶を用いる場合には、この効
果は大きい。
る。まず、陰極チップの安定な固定についてその理由を
列挙する。陰極チップの溝の段差部に薄板状炭素フィラ
メントを当てることにより、機械的な位置決めを精度良
くできる。また、陰極チップ使用時に、この段差部で陰
極チップが薄板状炭素フィラメントにぶら下がった格好
になるので、両者が引っ付く向きに力が働く。また、炭
素樹脂は溝の中に食い込む形になっており接着力が大き
くなる。さらには、溝を設けて陰極チップ寸法を小さく
したことは、陰極チップと薄板炭素フィラメントの熱膨
張率の違いによる高温加熱動作中の炭素樹脂割れ防止に
効果がある。特に、本発明の実施例のように、炭素樹脂
割れの確率の高い大型の結晶を用いる場合には、この効
果は大きい。
次に、LaB6の蒸発防止についてその理由を列挙する。
後述の参考例１に示すように、炭素フィラメントとの接
合部のLaB6の表面積を小さくすることは、LaB6の蒸発防
止に効果があり、本発明の溝には同様の効果がある。La
B6は活性な化合物のため、通常の1500℃の動作温度では
ほとんどの金属材料と反応してしまう。そのため、一般
にフィラメントの材料として炭素を用いている。本発明
では、溝の露出部をさらにLaB6と反応しない炭素樹脂で
覆っているので、LaB6の蒸発防止の効果がさらに大き
い。
合部のLaB6の表面積を小さくすることは、LaB6の蒸発防
止に効果があり、本発明の溝には同様の効果がある。La
B6は活性な化合物のため、通常の1500℃の動作温度では
ほとんどの金属材料と反応してしまう。そのため、一般
にフィラメントの材料として炭素を用いている。本発明
では、溝の露出部をさらにLaB6と反応しない炭素樹脂で
覆っているので、LaB6の蒸発防止の効果がさらに大き
い。
さらには、本発明ではフィラメントとして薄板状のも
のを用いるので、電流通路の段面積がブロック状のフィ
ラメントに比べて小さく、加熱消費電力を低減できる。
また、ブロック状のフィラメントはそれを保持するため
のバネが必要であるが、本発明では不要であり、構造が
単純であるため、信頼性の高い陰極を安価で作製でき
る。
のを用いるので、電流通路の段面積がブロック状のフィ
ラメントに比べて小さく、加熱消費電力を低減できる。
また、ブロック状のフィラメントはそれを保持するため
のバネが必要であるが、本発明では不要であり、構造が
単純であるため、信頼性の高い陰極を安価で作製でき
る。
以下、本発明の効果を実施例で詳述する。
実施例１ 大きさが0.5mm角×1.5mm長のLaB6単結晶体を、第１図
（Ａ）に示すように、一端を曲率半径200μｍの丸味を
もつ円錐形に、他端（下部）を全周に溝を設けて0.4mm
角×0.5mm長の角柱形に加工した。これを、第１図
（Ｂ）に示すように、幅5mm、厚さ0.2mm、長さ3mmの薄
板状炭素フィラメントに、LaB6単結晶体の溝の段差部が
当るように配置して、次のようにして炭素系樹脂でこれ
に取り付けた。接合部のLaB6結晶露出部に、フルフリル
アルコールに0.8重量％のＰ−トルエン・スルホン酸エ
チルを添加した炭素系樹脂を塗布した。これを真空中で
約1500℃の高温に加熱することで、塗布樹脂を炭化し炭
化樹脂とした。つぎに、結晶を薄板状炭素フィラメント
を通して、通電加熱した。約3V×4Aの消費電力で結晶を
陰極として使用しうる1600℃に加熱できた。この状態
で、約8000hの加熱実験を続けたが、真空中に露出のLaB
6表面部のみが蒸発するだけで、第２図（Ｂ）に示した
ような炭素フィラメントとの接合部のLaB6結晶の異常蒸
発はとくに観察されなかつた。
（Ａ）に示すように、一端を曲率半径200μｍの丸味を
もつ円錐形に、他端（下部）を全周に溝を設けて0.4mm
角×0.5mm長の角柱形に加工した。これを、第１図
（Ｂ）に示すように、幅5mm、厚さ0.2mm、長さ3mmの薄
板状炭素フィラメントに、LaB6単結晶体の溝の段差部が
当るように配置して、次のようにして炭素系樹脂でこれ
に取り付けた。接合部のLaB6結晶露出部に、フルフリル
アルコールに0.8重量％のＰ−トルエン・スルホン酸エ
チルを添加した炭素系樹脂を塗布した。これを真空中で
約1500℃の高温に加熱することで、塗布樹脂を炭化し炭
化樹脂とした。つぎに、結晶を薄板状炭素フィラメント
を通して、通電加熱した。約3V×4Aの消費電力で結晶を
陰極として使用しうる1600℃に加熱できた。この状態
で、約8000hの加熱実験を続けたが、真空中に露出のLaB
6表面部のみが蒸発するだけで、第２図（Ｂ）に示した
ような炭素フィラメントとの接合部のLaB6結晶の異常蒸
発はとくに観察されなかつた。
参考例１ 大きさが0.5mm角×1.5mm長のLaB6単結晶体を、第２図
（Ａ）に示すように、一端が曲率半径200μｍの丸味を
もつ円錐形に、他端が0.5mm×0.3mm×0.5mm長の角柱形
に加工した。これを、第２図（Ｂ）に示すように、断面
が0.5mm角×1mm長のブロック状炭素フィラメントで挾み
こんだ。このとき、陰極の一部に段差があるため、フィ
ラメントとの機械的な位置決めを精度良くすることが可
能であつた。つぎに、結晶を炭素フィラメントを通し
て、通電加熱した。約3V×4Aの消費電力で結晶を陰極と
して使用しうる1600℃に加熱できた。この状態で、約80
00hの加熱実験を続けたが、電極部の真空中に露出したL
aB6表面の面積が小さいため第３図（Ｂ）に示したよう
な炭素フィラメントと接合部のLaB6結晶の異常蒸発は少
なく、溝加工するだけでも、その効果が認められた。
（Ａ）に示すように、一端が曲率半径200μｍの丸味を
もつ円錐形に、他端が0.5mm×0.3mm×0.5mm長の角柱形
に加工した。これを、第２図（Ｂ）に示すように、断面
が0.5mm角×1mm長のブロック状炭素フィラメントで挾み
こんだ。このとき、陰極の一部に段差があるため、フィ
ラメントとの機械的な位置決めを精度良くすることが可
能であつた。つぎに、結晶を炭素フィラメントを通し
て、通電加熱した。約3V×4Aの消費電力で結晶を陰極と
して使用しうる1600℃に加熱できた。この状態で、約80
00hの加熱実験を続けたが、電極部の真空中に露出したL
aB6表面の面積が小さいため第３図（Ｂ）に示したよう
な炭素フィラメントと接合部のLaB6結晶の異常蒸発は少
なく、溝加工するだけでも、その効果が認められた。
本発明によれば、陰極のチップ下部の全周にわたって
溝を設けることで、フイラメントとチップの機械的な接
合強度と精度を高めることができ、さらに、フイラメン
トとの接合部のLaB6結晶の蒸発消耗も防止でき、寿命も
著しく長くすることができる効果がある。
溝を設けることで、フイラメントとチップの機械的な接
合強度と精度を高めることができ、さらに、フイラメン
トとの接合部のLaB6結晶の蒸発消耗も防止でき、寿命も
著しく長くすることができる効果がある。
第１図は本発明の実施例１のLaB6陰極の外観図、第２図
は参考例１のLaBb陰極の外観図、第３図は従来のLaB6陰
極の外観図である。 １……LaB6単結晶陰極チップ、２……ブロック状炭素フ
イラメント、3,5……炭素系樹脂、４……薄板状炭素フ
イラメント、６……溝。
は参考例１のLaBb陰極の外観図、第３図は従来のLaB6陰
極の外観図である。 １……LaB6単結晶陰極チップ、２……ブロック状炭素フ
イラメント、3,5……炭素系樹脂、４……薄板状炭素フ
イラメント、６……溝。
Claims (1)
- 【請求項１】六硼化ランタン陰極チップと、該六硼化ラ
ンタン陰極チップを加熱する薄板状炭素フィラメント
と、上記六硼化ランタン陰極チップを上記薄板状炭素フ
ィラメントに押しつけるように両者の接合部を覆ってい
る炭素樹脂からなる接合剤を有し、上記六硼化ランタン
陰極チップと上記薄板状炭素フィラメントとは、上記六
硼化ランタン陰極チップ下部にその全周囲にわたって設
けられた溝の一部分内で互いに交差し、かつ上記薄板状
炭素フィラメントの側面が上記六硼化ランタン陰極チッ
プの電子放出端側の上記溝の段差部に当るように配置さ
れ、上記炭素樹脂接合剤は上記溝の中で連続的に存在し
て上記接合部を覆っていることを特徴とする六硼化ラン
タン熱陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14483586A JPH0810578B2 (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 六硼化ランタン熱陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14483586A JPH0810578B2 (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 六硼化ランタン熱陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632222A JPS632222A (ja) | 1988-01-07 |
| JPH0810578B2 true JPH0810578B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=15371542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14483586A Expired - Lifetime JPH0810578B2 (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 六硼化ランタン熱陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810578B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176610B2 (en) * | 2004-02-10 | 2007-02-13 | Toshiba Machine America, Inc. | High brightness thermionic cathode |
| JP4951477B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2012-06-13 | 電気化学工業株式会社 | 電子放出源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177227A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Hitachi Ltd | 熱電子放出陰極 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP14483586A patent/JPH0810578B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS632222A (ja) | 1988-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0636680A (ja) | ダイヤモンドフイルム電子源を用いた電子素子 | |
| JPH0263300B2 (ja) | ||
| JPH0810578B2 (ja) | 六硼化ランタン熱陰極 | |
| JP2903101B2 (ja) | 熱電子発電素子 | |
| JPH0963489A (ja) | 電子管 | |
| JPS6177227A (ja) | 熱電子放出陰極 | |
| JPS6120764Y2 (ja) | ||
| JP3193283B2 (ja) | ナトリウム２次電池 | |
| JP3608822B2 (ja) | 電子銃 | |
| JPH0213819B2 (ja) | ||
| JPS6347977A (ja) | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ装置 | |
| JPS61125143A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2674183B2 (ja) | 熱陰極 | |
| JPH0634246U (ja) | 圧接型半導体素子 | |
| JPS6033559Y2 (ja) | 電子銃 | |
| JPS5991636A (ja) | 電子銃 | |
| JPH01120741A (ja) | Ｘ線管装置 | |
| JPS6235527A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH01157045A (ja) | 電子線測定装置用電子線発生装置 | |
| JPH06325686A (ja) | 電子銃 | |
| JPS6345734Y2 (ja) | ||
| JPS6115544B2 (ja) | ||
| JPS63110537A (ja) | 電子源 | |
| JPH03238738A (ja) | 陰極線管用電子銃 | |
| JPS6381805A (ja) | 半導体素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |