JPS5821771B2 - イリジウム陰極を有するマイクロ波管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は熱電子管、特に非常に高い周波数での熱電子管
に関し、その性能は熱電子陰極に関連するものである。

非常に高いマイクロ波周波数での電子管の発生する電力
の多数の動作パラメータ群は陰極から得られる熱電子放
出密度によって制限されて来た。

連続波動作するように設計された電子管の最も適当な陰
極は短かいパルス動作用に通常使用される酸化物陰極と
は全く異なっており、その条件は非常番と厳しい。

電子管の能力に対する大きさの関係は容易に定義されな
いが、ある種の電力の規則性は容易に得られる。

例えば、パービアンスと電子ビームの面積収束の値（こ
れらは設計上の考慮から制限される）が一定であるリニ
ア・ビーム電子管においては、最大マイクロ波出力は電
流密度の近来に比例する。

従って、陰靜の放出度が２倍になると、電子放出が制限
要因である周波数範囲内の電力は３２倍に増加する。

〔従来技術の説明〕

活性酸化物質、特に酸化バリウム、を含む多孔性の金属
基体より成る熱電子陰極が長い間知られて来た。

そのような陰極はニッケル粉末と炭酸アルカリ土類の混
合物を圧縮することによって製造された（マツシュ陰極
）。

この陰極が電子管内で加熱されると炭酸塩が酸化物に分
解し、多量の二酸化炭素が発生し、その結果その電子管
を排気することが困難となる。

マツシュ陰極は伝統的な酸化物陰極より高い電流密度で
幾分改良された連続的放出を行なう。

その動作温度でニッケルの蒸気圧は限界に近いほど高い
。

１平方儒につき連続的に１アンペア以上の電流を放出す
る陰極の場合、大電流を伝達するため連続的な金属基体
を使用することが望ましい、ということが確認されて来
た。

Ｌ陰極はタングステン粒子を焼結した基体を用いる。

この基体の内部の空洞内にあるのは炭酸バリウムの分解
によって形成された酸化バリウムである。

動作中、酸化バリウム及び酸化物のタングステンとの反
応によって還元された遊離バリウムは多孔性のタングス
テン体の表面に拡散してそれを活性化し、熱電子放出す
る。

Ｌ陰極は幾つかの本質的な問題によって限られた用途が
あるにすぎなかった。

多孔性タングステンの露出表面が非常に大きいことと、
その細孔を通る拡散路が曲がりくねっている結果、酸化
物と多孔体自体からガスが放出される。

これは排気するのに長い時間かかる。

更に、Ｌ陰極の動作温度は高く、例えば１１００°Ｃ以
上である。

この高温によって信頼性は低下し、絶縁ヒータの寿命は
短縮される。

多孔性金属基体の細孔中に酸化バリウムを直接含浸させ
るため数多くの試みがなされて来た。

溶融した酸化バリウムはタングステンと反応して陰極を
有毒化する、ということが確認されて来た。

改良された含浸型陰極は１９５５年１月１８日に発行さ
れた米国特許第２，７００，０００号明細書に記載され
ている。

この米国特許によると、もし酸化バリウムが酸化アルミ
ニウムと結合してアルミン酸バリウムが形成されると、
溶融混合酸化物はタングステンと反応して有毒なタング
ステン酸バリウムを形成することなくタングステン基体
に含浸させられる、ということである。

１９６５年８月１７Ｂ？こ発行された米国特許第３．２
０１，６３９号は更に、カルシウムのような第２のアル
カリ土類元素の酸化物の添加によって含浸型陰極の放出
の質が向上する、ということを教。

えている。

この陰極の場合、１平方函につき１アンペアの放出は非
常に長い寿命を与え、かつ１平方確につき３アンペアで
の動作も支障ない。

放出を増加させるため温度を上げて動作すると、陰極の
空乏と、絶縁体のような他の部品の蒸発物質による汚染
との両方によって活性物質の蒸発が増加し、電子管の寿
命が短縮する。

１９６６年４月、’Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅＩＥＥＥ“、ＶＯｌ、５４ 、Ｎ１１４．５３３
ページのり、Ｃ。

Ｆｏｒｓｔｅｒ氏による記事、’Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ
：５ｏｕｒｃｅｓ ａｔ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ“（ミリメートル波長域の大
電力源）、にはミリメートル波長電子管で利用できる最
良のものとしての３アンペア／ｄの技術的限界が記載さ
れている。

１９６４年１１月１２田こ発行された米国特許。

第３，３７３，３０７号によると、アルミン酸バリウム
を含浸したタングステン陰極の放出表面を金属オスミウ
ムで被覆することにより一定の温度で熱電子放出を増加
させることができる、あるいは逆に放出密度を一定にす
ると温度を低下することが１できる、という。

この低下した温度では放出表面からの活性物質の蒸発は
減少し、電子管の寿命は延びる。

同様の放出増大特性を有すると主張されている他の元素
はルテニウム、イリジウム及びレニウムである。

米国特許第３，４９７，７５７号はこ。れら金属の合金
、特にオスミウムの合金、の使用を教えている。

オスミウム層による放出の増加のメカニズムは十分に解
明されていない。

オスミウムは活性バリウム原子を密に保持すると共にこ
れら原子を分極して仕事関数を低下させる表面引力を有
する、と考えられている。

そのようなオスミウム層は薄膜を陰極放出表面にスパッ
ターすることによって製造されて来た。

オスミウム膜被覆含浸型陰極には幾つかの欠点がある。

オスミウムは猛毒である揮発性の酸化物を形成する、と
いうことが知られている。

また動作中、オスミウムの層は陰極表面に到達する電気
アークによって、またはガス分子との電子の衝突により
大電力管内に絶えず生ずる高エネルギー正イオンのボン
バードメントの結果として陰極表面からのスパッタリン
グによってオスミウム層が除去される。

また、薄い被覆が陰極本体内に徐々に拡散することもあ
り得る。

いずれにしても、長い動作の後これらの陰極は活性を失
ない、通常の含浸型陰極の特性に戻ってしまう。

米国海軍の開発研究所の実験によると細孔内に酸化バリ
ウムを含む純粋なイリジウムの基体より成る陰極は有望
な結果を示したという。

前記の開発研究所によるとタングステンとイリジウムの
混合物はより低コストで同一の結果を示した、というこ
とである。

前記の開発研究所の実験においては基体にはＢａ：Ｃａ
：Ｓｒアセテート混合物のような水溶性アルカリ土類塩
が含浸させられた。

次に基体はアセテートを酸化物に分解するため乾燥され
、高温で焼成された。

本願発明者は前記の開発研究所の教えるところに従って
陰極を製造した。

そして本願発明者は基体の細孔内に拡散した水溶性有機
化合物の分解生成物は非実用的なほど長時間ガスを放出
する、ということを確認した。

また、結果として生ずる酸化物はアセテート溶液以下で
あるため、細孔は単に一部が酸化物で充満されるだけで
ある。

〔本発明の概要〕

本発明の一目的は、電子流密度を相当に増大させた真空
管を提供することである。

他の目的は、寿命の相当に長い電子管を提供することで
ある。

更に他の目的は、迅速に脱ガスが可能な電子管を提供す
ることである。

更に他の目的は、陰極と陽極の間のアークによっては信
頼性が劣化されない電子管を提供することである。

更に他の目的は、マイクロ波周波数で大電力を発生する
電子管を提供することである。

更に他の目的は、従来入手できた陰極より高い電流密度
を放出することのできる、改良された熱電子陰極を提供
することである。

更に他の目的は、１平方αにつき１０アンペア連続的に
放出する陰極を提供することである。

更に他の目的は、容易に脱ガス可能な陰極を提供するこ
とである。

更に他の目的は、長寿命であり、かつ活性物質の蒸発の
速度が遅い陰極を提供することである。

コ更に他の目的は、アークとイオン・ボンバードメント
による劣化に耐える陰極を提供することである。

これらの目的を達成するため、本発明に基つく電子管は
、イリジウムが単なる表面層ではなく構１成要素の全体
を占める多孔性金属基体より成る熱電子陰極を具備する
。

この基体は溶融したアルミン酸アルカリ土類で完全に含
浸される。

基体の細孔の完全な充満の結果、迅速に脱ガスが可能な
構造物が得られる。

イリジウムとタングステンの粒ノ子の混合物より成る基
体は良好であると確認された。

イリジウムの混合されたモリブデンのような他の金属も
使用することができよう。

しかし、純粋なイリジウムの基体は別の実施態様である
。

金属粒子は圧縮され、そして軽く焼結される。

焼結ニするには含浸に必要な温度にまで加熱するだけで
十分である。

含浸剤は主としてアルミン酸バリウムである。

あるいは、アルミン酸バリウムに小量の別のアルカリ土
類酸化物を添加することもできる。

これらの陰極を具備する電子管は、放出電流二密度が３
アンペア／ｄである従来の陰極に比較して最大１０アン
ペアまたはそれ以上で動作することができることが確認
された。

従って、高いマイクロ波周波数で発生する電力を何倍に
も増大させることができる。

〔好適な実施例の説明〕

第１図には本発明に従う陰極の構造が概略的に図示され
ている。

この陰極は純粋なタングステンの粒子１２と無秩序に混
合された純粋なイリジウムの粒子１０を有する。

これら金属粒子は大きさ。が２ないし８μｍであるのが
望ましい。

これら金属粒子は連続的な基体を形成し、この基体の多
孔度は２０ないし２５％であるのが望ましい。

これら金属粒子は互いに接触しており、そして圧縮と多
少の焼結の結果結合されるのが望ましい。

異な・つた金属の合金も、もちろんあり得ようが、最適
な結果を得ようとするときには合金は不完全であると考
えられる。

金属基体内の細孔はほぼアルミン酸アルカリ土類活性物
質１４で満たされている。

平らな放出表面１６は、第３図に関連して後に説明する
含浸を行なう前に機械加工によって形成される。

第１図の陰極の動作の物理的化学的性質は十分には理解
されていない。

オスミウム、イリジウム及びレニウムより成る部類の金
属で被覆された従来の陰極の場合、放出表面はタングス
テンを除いてこれら物質で完全に形成されるはずである
と考えられている。

しかし本願発明者はタングステン粒子とイリジウム粒子
の混合物は純粋なイリジウム基体からの放出をしのぐほ
ど放出が太きい、ということを発見した。

高価なイリジウムが１０％はどである混合物は効果的で
あると考えられ、約２０％の場合最適である。

従って驚くべきことに、放出表面のイリジウム被覆は必
要なく、シかもイリジウムは金属基体の有効な構成要素
として体積全体に分散されたとき効果を生ずる。

このように、必要不可欠なイリジウムは正イオンのボン
バードメントまたは陰極を衝撃するアークによる放出表
面からのスパッタリングによっては、あるいは基体中へ
の拡散によっては失われない。

放出表面からのバリウムの損失分はその下の酸化物で満
たされた細孔からの拡散によって直ちに補充される。

５０％のイリジウムを含む第１図の陰極を１０５σの輝
度温度で２００時間動作させた後の動作試験結果による
と、同一試験条件の標準的なタングステン含浸陰極がわ
ずか５アンペア／ｃｒＡ示したのに比較して本発明の陰
極は１０アンペア／ｄの完全空間電荷制限放出電流を得
た。

第２図には本発明の別の実施例が図示され、この実施例
においてはイリジウム粒子１０′が陰極の放出表面１６
′の近くに集中している。

陰極の最深層はタングステン粒子のみより成る。

この様に、放出特性を決定すると考えられる表面近くの
領域でのイリジウムの濃度を高くしながら高価なイリジ
ウムの量は最小限にとどめられている。

そのような構造物は適当な層内の圧縮型内部に金属粒子
を入れることによって製造することができる。

第３図は第１図に示されているような陰極を製□造する
諸工程を説明するものである。

第３ａ図は型内に置かれたイリジウム粒子１０とタング
ステン粒子１２の混合物の断面を概略的に示しているも
のである。

これら粒子は点のみで互いに接触している。

第３ｂ図は例え（ｆ５０，０００ｐｓｉ（約３５００ｋ
ｇ／ｆｆ１）で圧縮された後の混合物を示しているもの
である。

この混合物は比較的密に、しかし空隙を有する多孔性の
固体に固められたものである。

粒子１０と１２の間の接触部分は当接面を形成するため
拡大された。

第３ｃ図において多孔性基体はメチルメタクリレートの
ような重合可能な有機単量体の液体を含浸されたもので
あり、そしてこの構造物は密な固体を形成するため加熱
されて有機単量体の液体１８が重合される。

第３ｄ図において、含浸された基体は要求される正確な
寸法の滑らかな表面１６を得るように機械加工された。

プラスチック製の含浸剤１８は基体が機械加工可能であ
るように粒子１０，１２を保持する働きをする。

陰極基体を機械加工する際の有機含浸剤の使用は１９６
３年２月５日発行の米国特許第３，０７６，９１６号明
細書に記載されている。

第３ｅ図において、プラスチック製の単量体１８は高温
での蒸発などによって除去され、そしてその最後の活性
化のための含浸に備えてアルミン酸アルカリ土類のかた
まり２０が基体の上に置かれる。

アルミン酸アルカリ土類は均一な混合物を形成するため
あらかじめ溶融される。

最終工程の結果は第１図に示されている。

詳説すると、アルミン酸アルカリ土類２０は溶融されて
流れ、毛管引力によって基体内の細孔１４を充満した。

余分なアルミン酸アルカリ土類は放出表面１６から機械
的に除去された。

第４図は完全なボタン形状の陰極の断面図である。

活性金属基体２２は横板２６を有しモリブテンのような
物質より成る円筒のかん２４に入れられている。

タングステン・ワイヤのようなものより成る二線ヒータ
２８は放射によって陰極を加熱する。

ヒータ２８は図示の脚部２９に支持されるか、アルミナ
絶縁物（図示せず）で被覆されてかん２４の内部に配置
される。

横板２６はヒータ２８を活性物質から保護する。

基体２２はかん２４内部に直接圧入されるか、第３図に
関連して説明したように製造されてからかん２４内部に
挿入される。

基体２２はかん２４への取付けの後、溶融酸化物を含浸
させられる。

第５図は試験用電子管内で２５０時間動作させた後の実
験用陰極の放出を示しているものである。

この陰極はタングステン５０％、イリジウム５０％の基
体を有する。

温度はガラス外囲についての補正を行なわずに輝度で読
み取った。

前記の幾つかの例は本発明で使用される特定の陰極の構
造と製造方法を説明したものである。

当業者には他の多くの変更と実施例が可能である、とい
うことが明らかであろう。

例えば、オスミウム、ルテニウム及びレニウムといった
元素はすべてイリジウムに非常に類似した特性を有する
。

少なくともこれら元素の最初の２つ、またはそれらの合
金は前述の純粋なイリジウムに取って代わることができ
る。

所望の特定の特性によって多くのアルミン酸アルカリ土
類を含浸型陰極に使用することができる、ということが
確認された。

本発明に基づく陰極を製造する際にもう１つの工程を挿
入することができる。

即ち、圧縮された基体は機械加工のため含浸される前に
真空中でまたは低圧下で焼結される。

焼結によって基体の密度と機械的強度が増す。

本願発明者は１９００℃での焼結は効果的であるが、含
浸に必要な温度は適切であろうと確認した。

しかしながら本願発明者は過度の焼結が放出特性に悪影
響に及ぼす、ということを確認した。

第６図は本発明のクライストロン増幅管の実施例を概略
的に示しているものである。

熱電子陰極エミッタは絶縁ブッシング３０から胴部２４
’によって支持されている。

陰極２２′は絶縁外囲シール３２からの脚部２９′に支
持されたヒータ・フィラメント２８′から放射によって
加熱される。

電子流３４はエミッタ２２′に対して正の電圧によって
陰極エミッタ２２′の凹面形正面３６から陽極３８に引
出される。

電子流３４は収束電界によって直径すまで収束されて陽
極３８の開口４０を通過する。

この開口から電子流は直径ａを有する相互作用トンネル
（ドリフト管）４２内を進行する。

ソレノイド磁石４４は鉄製の磁極片４６の間に軸方向の
磁界を発生して電子流３４を円柱状の外形に集束し続け
る。

磁場を通り過ぎた後、電子流３４はそれ自身の空間電荷
反発力によって広がり、金属製のコレクタ４８により遮
断される。

ドリフト管４２に沿って離間しているのは相互作用ギャ
ップ５０，５１，５２であり、これらギャップは金属製
の中空空胴５８．５９．６０のすエンドラント・ノーズ
５４．５５．５６の間に形成されている。

空胴５８，５９，６０は所望の動作周波数近くの周波数
で共振する。

第１の空胴５８は結合された伝送線６２を介して外部信
号源（図示せず）から励振される。

その結果ギャップ５０を横切る共振電界は電子ビーム３
４を速度変調する。

このビームがドリフト管４２を通過するとき速度変調に
よって電子の束が生する、即ち電流変調が生する。

間の浮き空胴５９は電流変調によって励振され、今度は
速度変調が増大する。

増幅された電流の交流成分は出力空胴６０に壁電流を誘
発する。

増幅されたマイクロ波エネルギーはこの出力空胴６０か
ら、結合された出力導波管６４を通して取り出される。

第６図のクライストロンのような電子管が発生した電力
はもちろんビーム内の直流電力以下の値にまで制限され
、マイクロ波電力はそれから変換される。

ビーム３４の直径すはドリフト管４２の直径ａ以下でな
ければならない。

実際上ｂ＝２／３ａが典型的な値である。

ドリフト管の直径ａはマイクロ波電界をビーム３４に効
率的に結合するのに十分なほど小さくなければならない
。

従ってその最大直径はビームの電子波長λｅ１つまり１
無線周波サイクル内の電子ビームの移動距離によって決
定される。

実際上ａ ＝ １ ／ ４λｅがおおよその実行可能な
最大値である。

これからｂ＝１／６λｅが得られる。速度Ｖｅが相対論
的範囲以下であるビームにおいて電子の速度は で与えられる。

上式でｅ ／ ｍは電子の比電荷、■は加速直流電圧で
ある。

またが成立する。

上式でｆはマイクロ波周波数である。上式から が得られる。

全ビーム電流はである。

上式でｉ は陰極の放出度によって制限される電流密度
である。

従ってビーム電力はである。

空間電荷制限電流における■とＶの関係はパービアンス
に＝１７Ｖ′／２で与えられる。

実際にはパービアンスの利用できる範囲はガンの設計上
の問題と電子管の必要な帯域幅によって制限される。

非常に島い周波数の電子管において、代表的な値はに＝
１０−’アンペア／■％である。

ビーム電流の式と組合せて、 が得られる。

上式からそして が得られる。

陰極の面積から収束されるビームの面積の比Ｒは設計上
の考慮によって約１００に制限される。

ビーム電流密度ｉ。は陰極放出密度ｌｃに比例する。

従ってである。

これにより得られるエネルギーは陰極の放出密度の万乗
に比例して変化する。

従って本発明に従って製造された電子管で得ることので
きる少なくとも２倍の改良は、電流密度が制限的要素で
ある範囲内に設計上のパラメータがあるとき、従来の電
子管の電力出力の２５倍すなわち３２倍の増大をもたら
す。

これは非常に高いマイクロ波周波数、例えば１０ＧＨｚ
以上、でしばしばあることである。

上の式で周波数に対する電力の極度に速い十乗の依存性
は注目に値する。

放出が最もクリテカルであるのは高い周波数域であると
いうことがこれによって更に強調される。

本発明から得ることのできるすべての利点は単に従来の
電子管の陰極を置換するだけでは得ることができない、
ということが理解されるべきである。

大きな放出を利用するためには電子管はそれに合わせて
設計しなければならない。

一般に電圧がより高くなると、それによって絶縁と隔離
能力を増す必要がある。

電力密度が増大すると冷却能力を向上させなければなら
ない。

ドリフト管、相互作用回路のような電子相互作用領域の
寸法を大電子流に適合させなければならない。

第７図のグラフは陰極温度（℃）に対する有能放出密度
（アンペア／ｄ）を示すものである。

上の方の曲線は金属基体がイリジニウム２０％、タング
ステン８０％である、本発明の代表的な陰極からのデー
タである。

下の方の曲線は純粋なタン。ゲステン基体より成る同一
の大きさの陰極からのデータである。

いずれの曲線の場合にも含浸物質はＢａｘＣａ、Ａ１０
．という組成を有するアルミン酸バリウムカルシウムで
ある。

一定の温度で本発明の陰極は２倍以上の放出が得られる
、ということが理解できよう。

あるいは、数百度低い温度で従来の陰極と同じ放出を得
ることができる、とも表現でき、その結果活性物質の蒸
発の大幅な減少とヒータ温度の低下によって電子管の寿
命が延びる。

実験用電子管について１０００℃で２０００時間以上の
動作をさせて寿命テストを行なったところ、放出の低下
と温度の蒸発は見い出されなかった。

第８図はタングステンに対するイリジウムの重量比が異
なる多数のテスト用陰極についての１１００゜０Ｃでの
放出密度のグラフである。

いずれの場合にも金属粒子は圧縮される前に完全に混ぜ
合わせられたためイリジウムの分布は無秩序であると考
えられる。

予期に反して最適の放出は純粋なイリジウムからではな
かった。

最大値は約２０％のイリジウムで得られる。

この驚くべき結果は非常に有益である。

なぜなら、それによって最適な放出が得られながら高価
なイリジウムの必要量が減少したからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う陰極エミッタの一部の概略断面図
、第２図は本発明の別の実施例の一部の概略断面図、第
３図は第１図の陰極エミッタを製造する諸工程を説明す
る図、第４図は完全な陰極エミッタの断面図、第５図は
試験用陰極からの放出のグラフ、第６図は本発明を具体
化するクライストロンの概略断面図、第７図は従来の陰
極と本発明に基つく新規な陰極についての温度に対する
放出のグラフ、第８図は種々の組成の陰極からの放出の
グラフである。 １０・・・純粋なイリジウムの粒子、１２・・・純粋な
タングステンの粒子、１４・・・アルミン酸アルカリ土
類活性物質、１６・・・放出表面、１８・・・有機単量
体の液体、２０・・・アルミン酸アルカリ土類のかたま
り、２２・・・活性金属基体、２８・・・ヒータ、３４
・・・電子流、３８・・・陽極、４２・・・ドリフト管
、４４・・・ソレノイド磁石、４８・・・コレクタ、５
０，５１゜５２・・・相互作用ギャップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱されたときに高電流密度の電子の流れを生成す
   るために電子管において使用される改良された陰極であ
   って： 固められた金属粒子でつくられ、空隙が形成された基体
   ； 並びに 少なくともアルミン酸バリウムを含むアルミン酸アルカ
   リ土類から成り、前記基体の空隙を充満して前記基体と
   ともに多孔度のほとんどない中実陰極体を形成する、電
   子放出材料； から成り、 前記空隙は、基体の至るところに実質的一様に分散され
   、前記基体は、タングステン及びモリブデンの群から選
   択された第１の金属の金属粒子と、イリジウム、オスミ
   ウム、ルテニウム及びレニウムの群から選択された第２
   の金属の金属粒子と、の混合物から成り、 前記第２の金属粒子の重量百分率は、前記基体の１０％
   〜９０％であり、 前記基体は圧縮処理された物であり、前記粒子混合物が
   近密な粒子間接触をなし、接触領域において前記粒子が
   互いに結合し、各金属成分はそれぞれの特性を保持し、
   前記空隙によって前記基体の至るところに実質的中空容
   積がもたらされており、前記陰極体は、前記の粒子基体
   及び充満空隙の露出に当り基体金属粒子混合物の露出表
   面の至るところに複数のアルカリ土類露出部分を画成す
   る構造を有する、電子放出表面が形成され、前記陰極体
   は、第２の金属及びアルミン酸アルカリ土類が相互作用
   して前記表面での電子放出の仕事関数を減少させるとこ
   ろの電子放出温度、に加熱されるようにされ、陰極全体
   の構造体によって第２の金属が前記表面からスパッタ除
   去されることが防止されている； ところの陰極。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された陰極であって： 前記基体の体積中の空隙が、前記体積の約２０％〜２５
   ％である； ところの陰極。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載された陰極であって： 前記アルミン酸アルカリ土類がカルシウム−バリウムア
   ルミン酸である； ところの陰極。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載された陰極であって： 前記第２の金属が、イリジウムであり、その量の重量百
   分率が前記基体の１０％〜３０％である：ところの陰極
   。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載された陰極であって： 前記第２の金属イリジウムの重量百分率が、前記基体の
   約２０％である； ところの陰極。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載された陰極であって： 前記アルミン酸アルカリ土類がカルシウム−バリウムア
   ルミン酸である； ところの陰極。 ７ マイクロ波電子管であって： 加熱されたときに高電流密度の電子の流れを生成するた
   めに当該電子管において使用される改良された陰極であ
   り、 固められた金属粒子でつくられ、空隙が形成された基体
   、 及び 少なくともアルミン酸バリウムを含むアルミン酸アルカ
   リ土類から成り、前記基体の空隙を充満して前記基体と
   ともに多孔度のほとんどない中実陰極体を形成する、電
   子放出材料、 から成り、 前記空隙は、基体の至るところに実質的一様に分散され
   、 前記基体は、タングステン及びモリブデンの群から選択
   された第１の金属の金属粒子と、イリジウム、オスミウ
   ム、ルテニウム及びレニウムの群から選択された第２の
   金属の金属粒子と、の混合物から成り、 前記第２の金属粒子の重量百分率は、前記基体の１０％
   〜９０％であり、 前記基体は圧縮処理された物であり、前記粒子混合物が
   近密な粒子間接触をなし、接触領域において前記粒子が
   互いに結合し、各金属成分はそれぞれの特性を保持し、
   前記空隙によって前記基体の至るところに実質的中空容
   積がもたらされており、 前記陰極体は、前記の粒子基体及び充満空隙の露出に当
   り基体金属粒子混合物の露出表面の至るところに複数の
   アルカリ土類露出部分を画成する構造を有する、電子放
   出表面が形成され、前記陰極体は、第２の金属及びアル
   ミン酸アルカリ土類が相互作用して前記表面での電子放
   出の仕事関数を減少させるところの電子放出温度、に加
   熱されるようにされ、陰極体全体の構造体によつ゛Ｃ第
   ２の金属が前記表面からスパッタ除去されることか防止
   されている、 ところの陰極； 前記陰極を加熱して電子を放出せしめる加熱手段； 前記陰極から隔置された陽極であり、放出された電子を
   加速して、該陽極に向う電子ビームへと形成するための
   陽極； 当該電子管内に配置され、マイクロ波周波数において電
   子ビームの変調を生じさせるための、相互作用構造体；
   並びに 当該電子管からマイクロ波電力を引出すための手段； から成るマイクロ波電子管。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載されたマイクロ波電子
   管であって： 前記相互作用構造体がクライストロン型であり、前記変
   調が速度変調である； ところの電子管。 ９ 特許請求の範囲第７項に記載されたマイクロ波電子
   管であって： 前記第２の金属が、イリジウムであり、その量の重量百
   分率が前記基体の１０％〜３０％である；ところの電子
   管。 １０電子管であって： 加熱されたときに高電流密度の電子の流れを生成するた
   めに当該電子管において使用される改良された陰極であ
   り、 固められた金属粒子でつくられ、空隙が形成された基体
   、 及び 少なくともアルミン酸バリウムを含むアルミン酸アルカ
   リ土類から成り、前記基体の空隙を充満して前記基体と
   ともに多孔度のほとんどない中実陰極体を形成する、電
   子放出材料、 から成り、 前記空隙は、基体の至るところに実質的一様に分散され
   、 前記基体は、タングステン及びモリブデンの群から選択
   された第１の金属の金属粒子と、イリジウム、オスミウ
   ム、ルテニウム及びレニウムの群から選択された第２の
   金属の金属粒子と、の混合物から成り、 前記第２の金属粒子の重量百分率は、前記基体の１０％
   〜９０％であり、 前記基体は圧縮処理された物であり、前記粒子混合物が
   近接な粒子間接触をなし、接触領域において前記粒子が
   互いに結合し、各金属成分はそれぞれの特性を保持し、
   前記空隙によって前記基体の至るところに実質的中空容
   積がもたらされており、 前記陰極体は、前記の粒子基体及び充満空隙の露出に当
   り基体金属粒子混合物の露出表面の至るところに複数の
   アルカリ土類露出部分を画成する構造を有する、電子放
   出表面が形成され、前記陰極体は、第２の金属及びアル
   ミン酸アルカリ土類が相互作用して前記表面での電子放
   出の仕事関数を減少させるところの電子放出温度、に加
   熱されるようにされ、陰極体全体の構造体によって第２
   の金属が前記表面からスパッタ除去されることが防止さ
   れている、 ところの陰極； 前記陰極を加熱して電子を放出せしめる加熱手段； 前記陰極から隔置された陽極であり、放出されシた電子
   を加速して、該陽極に向う電子ビームへと形成するため
   の陽極； 並びに 前記電子ビームの移動を制御するための手段；から成る
   電子管 １１ 特許請求の範囲第７項に記載された電子管であっ
   て： 前記第２の金属が、イリジウムであり、その量の重量百
   分率が前記基体の１０％〜３０％である；ところの電子
   管。