JPS5936381B2 - 電子管用ヒ−タの製造方法 - Google Patents
電子管用ヒ−タの製造方法Info
- Publication number
- JPS5936381B2 JPS5936381B2 JP7548076A JP7548076A JPS5936381B2 JP S5936381 B2 JPS5936381 B2 JP S5936381B2 JP 7548076 A JP7548076 A JP 7548076A JP 7548076 A JP7548076 A JP 7548076A JP S5936381 B2 JPS5936381 B2 JP S5936381B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- insulating layer
- heater
- electrical insulation
- electron tube
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は機械的強度、電気的絶縁特性及び立ち上がり時
間特性のすぐれたアルミナ絶縁層を有する電子管用ヒー
タの製造方法に関するものである。
間特性のすぐれたアルミナ絶縁層を有する電子管用ヒー
タの製造方法に関するものである。
従来、電子管用ヒータ、例えば傍熱型陰極のヒータは第
１図に示すように陰極構体１の一端の閉端面に被着され
た代表的には酸化バリウムを主成分とする電子放射物質
２を加熱するためのものでヘリカルコイル状に形成され
た高融点金属線、代表的にはタングステンからなる芯線
３とこの芯線３の上に被覆されるアルミナ絶縁層４とで
構成されており前記陰極構体１の内部に挿入されている
。
１図に示すように陰極構体１の一端の閉端面に被着され
た代表的には酸化バリウムを主成分とする電子放射物質
２を加熱するためのものでヘリカルコイル状に形成され
た高融点金属線、代表的にはタングステンからなる芯線
３とこの芯線３の上に被覆されるアルミナ絶縁層４とで
構成されており前記陰極構体１の内部に挿入されている
。
前記ヒータ５の芯線３を被覆するアルミナ絶縁層４は、
ニトロセルロースを主成分とするバインダーと粒子状ア
ルミナを混合攪拌して芯線３の所要部にスプレー法又は
電着法で被着させ、これを高温下で焼結することによっ
て形成される。
ニトロセルロースを主成分とするバインダーと粒子状ア
ルミナを混合攪拌して芯線３の所要部にスプレー法又は
電着法で被着させ、これを高温下で焼結することによっ
て形成される。
そしてアルミナ絶縁層４で被覆された芯線３に通電加熱
し、この熱を陰極構体１から電子放射物質２へ伝導させ
て、電子放射物質２から熱電子放出を行なわせしめるも
のである。
し、この熱を陰極構体１から電子放射物質２へ伝導させ
て、電子放射物質２から熱電子放出を行なわせしめるも
のである。
ここでアルミナ絶縁層４は上記芯線３の通電加熱によっ
て１０００℃以上に達する高温下において、ヒータの機
械的強度と電気的絶縁特性及び加熱開始から熱電子の放
出が開始するまでのいわゆる立ち上り時間特性に大きな
影響を与える。
て１０００℃以上に達する高温下において、ヒータの機
械的強度と電気的絶縁特性及び加熱開始から熱電子の放
出が開始するまでのいわゆる立ち上り時間特性に大きな
影響を与える。
従来電子管用ヒータのアルミナ絶縁層の主成分として用
いられる粒子状アルミナは低ソーダアルミナと言われる
アルミナ粒子の焼結晶、即ち原料ボーキサイトを熱カセ
イソーダ（ＮａＯＨ）で処理するいわゆるバイヤー法に
よりＡｔ（ＯＨ）３を形成させ、これを熱処理してアル
ミナ（Ａｔ２０３ ）を形成し粉砕ふるい分けして粒子
状アルミナとし、更に塩酸（ＨＣｌ）で処理清浄したも
のである。
いられる粒子状アルミナは低ソーダアルミナと言われる
アルミナ粒子の焼結晶、即ち原料ボーキサイトを熱カセ
イソーダ（ＮａＯＨ）で処理するいわゆるバイヤー法に
よりＡｔ（ＯＨ）３を形成させ、これを熱処理してアル
ミナ（Ａｔ２０３ ）を形成し粉砕ふるい分けして粒子
状アルミナとし、更に塩酸（ＨＣｌ）で処理清浄したも
のである。
しかしながらその製造工程にカセイソーダ（ＮａＯＨ）
を使用する以上ナトリウム化合物を相当量含有しており
表１の低ソーダアルミナの欄に示すように少く共０．０
５重量％以上のナトリウム化合物の混入は避は難い現状
にある。
を使用する以上ナトリウム化合物を相当量含有しており
表１の低ソーダアルミナの欄に示すように少く共０．０
５重量％以上のナトリウム化合物の混入は避は難い現状
にある。
アルミナ絶縁層中に含まれるこのような不純物としての
す） ＩＪウム化合物は１０００ ℃以上の高温下でア
ルミナ絶縁層中を肩山に拡散・移動しアルミナ絶縁層の
電気的絶縁特性を低下せしめ遂にはヒータとしての寿命
にも大きな影響を及ぼす。
す） ＩＪウム化合物は１０００ ℃以上の高温下でア
ルミナ絶縁層中を肩山に拡散・移動しアルミナ絶縁層の
電気的絶縁特性を低下せしめ遂にはヒータとしての寿命
にも大きな影響を及ぼす。
一方アルミナの粒子径はアルミナ絶縁層の機械的強度と
電気的絶縁特性とに影響を与えている。
電気的絶縁特性とに影響を与えている。
即ち微粒子アルミナを用いるほど焼結現象がより進行し
て機械的強度の大きいアルミナ絶縁層が得られるが一方
焼結現象の進行によってナトリウム化合物のようなアル
カリ金属化合物のアルミナ粒子間での拡散・移動が容易
とかり従って電気的絶縁特性は低下する。
て機械的強度の大きいアルミナ絶縁層が得られるが一方
焼結現象の進行によってナトリウム化合物のようなアル
カリ金属化合物のアルミナ粒子間での拡散・移動が容易
とかり従って電気的絶縁特性は低下する。
また焼結現象が進行しすぎるとアルミナ絶縁層は過度に
収縮してクラックを生じアルミナ絶縁層の局部的欠落を
誘発して電気的絶縁特性や寿命の低下を更に助長するこ
ととなる。
収縮してクラックを生じアルミナ絶縁層の局部的欠落を
誘発して電気的絶縁特性や寿命の低下を更に助長するこ
ととなる。
また、アルミナ絶縁層の被覆厚みは電気的絶縁特性や寿
命特性に影響を与えるとともに、立上り時間特性に最も
影響を与える。
命特性に影響を与えるとともに、立上り時間特性に最も
影響を与える。
すなわち被覆厚みが小さい程立上り時間は短かくなる。
以上のようなアルミナ絶縁層中に含まれるナトリウム化
合物の量・アルミナ粒子の径及び被覆厚みに起因する諸
特性の相関関係は表２の従来例から也明白である。
合物の量・アルミナ粒子の径及び被覆厚みに起因する諸
特性の相関関係は表２の従来例から也明白である。
因みに電気的絶縁特性の実用的値は約０．９ＫＶ以上を
必要とする。
必要とする。
現状では種々の７信を鑑みて表２の試験例（Ｂ）に相当
するも・の或はこれに近いもの、即ち粗粒子品を、主体
とし平均粒子径約６μで被覆厚み１００μのアルミナ絶
縁層が一般に用いられているが、例えば立ち上り時間の
短縮の要望にこたえるためアルミナ層の被覆厚みを小さ
くしようとすれば電気的絶縁特性が低下するなど甚々不
満足なものであった。
するも・の或はこれに近いもの、即ち粗粒子品を、主体
とし平均粒子径約６μで被覆厚み１００μのアルミナ絶
縁層が一般に用いられているが、例えば立ち上り時間の
短縮の要望にこたえるためアルミナ層の被覆厚みを小さ
くしようとすれば電気的絶縁特性が低下するなど甚々不
満足なものであった。
〔発明の目的〕
本発明はアルミナ絶縁層中のナトリウム化合物の量を抑
制し、充分な機械的強度と電気的絶縁特性及び立ち上り
時間特性を有する電子管用ヒータの製造方法を得んとす
るものである。
制し、充分な機械的強度と電気的絶縁特性及び立ち上り
時間特性を有する電子管用ヒータの製造方法を得んとす
るものである。
本発明の電子管用ヒータは水中放電法によって得たアル
ミナ絶縁層を用いるところに特徴があり、従来のヒータ
よりもアルミナ絶縁層中の不純物が少々いので絶縁耐圧
特性の高いヒータを実現することが出来る。
ミナ絶縁層を用いるところに特徴があり、従来のヒータ
よりもアルミナ絶縁層中の不純物が少々いので絶縁耐圧
特性の高いヒータを実現することが出来る。
以下に本発明の実施例について説明する。
本発明の電子管用ヒータの構成はその従来例として、第
１図に示した傍熱型陰極と同一構成要素からなっている
が、ヒータ芯線３を被覆するアルミナ絶縁層４は所謂水
中放電法によって形成されてた超低ソーダアルミナを主
体として構成されている。
１図に示した傍熱型陰極と同一構成要素からなっている
が、ヒータ芯線３を被覆するアルミナ絶縁層４は所謂水
中放電法によって形成されてた超低ソーダアルミナを主
体として構成されている。
この水中放電法とは次のようなものである。即ち高純度
の金属、アルミニウム（Ａｔ）のペレット群を純水中の
所定位置に配置し、前記ペレット群に通電し純水を介し
て接するペレット間で火花放電を発生させる。
の金属、アルミニウム（Ａｔ）のペレット群を純水中の
所定位置に配置し、前記ペレット群に通電し純水を介し
て接するペレット間で火花放電を発生させる。
この火花放電の放電点でアルミニウム（Ａｔ）超微粉の
生成反応と純水の分解反応→が同時におこりＡｔ（ＯＨ
）３の微粉が生成される。
生成反応と純水の分解反応→が同時におこりＡｔ（ＯＨ
）３の微粉が生成される。
このＡｔ（ｏＨ）３を加熱処理して各種タイプのアルミ
ナ（Ａｌ ２０ ｓ ）粒子が形成される。
ナ（Ａｌ ２０ ｓ ）粒子が形成される。
このようにして形成されるアルミナ粒子はその製造工程
中にナトリウム化合物のようなアルカリ金属化合物の類
は全く必要としないので表１の超低ソーダアルミナの欄
に示す如く各種不純物量は従来品の低ソーダアルミナよ
りも極めて少く、殊に問題となる（ Ｎａ ２０ ）の
ようなナトリウム化合物は低ソーダアルミナの百分の１
以下の微量しか含まない。
中にナトリウム化合物のようなアルカリ金属化合物の類
は全く必要としないので表１の超低ソーダアルミナの欄
に示す如く各種不純物量は従来品の低ソーダアルミナよ
りも極めて少く、殊に問題となる（ Ｎａ ２０ ）の
ようなナトリウム化合物は低ソーダアルミナの百分の１
以下の微量しか含まない。
かくして得られる超低ソーダアルミナの平均粒子径は２
〜３μｍで表２ （Ｂ） （従来例）の低ソーダアルミ
ナの平均粒子径（約６μｍ）の半分以下である。
〜３μｍで表２ （Ｂ） （従来例）の低ソーダアルミ
ナの平均粒子径（約６μｍ）の半分以下である。
そして以降は従来例と同じくバインダーと混合攪拌し、
ヒータ芯線（３）の所要部分に被着させた後、焼結工程
を経て電子管用ヒータ５のアルミナ絶縁層４となる。
ヒータ芯線（３）の所要部分に被着させた後、焼結工程
を経て電子管用ヒータ５のアルミナ絶縁層４となる。
表３はこのような超低ソーダアルミナを主体としたアル
ミナ絶縁層を有する電子管用ヒータの各種特性を示すも
のである。
ミナ絶縁層を有する電子管用ヒータの各種特性を示すも
のである。
従来の低ソーダアルミナ粗粒子品と超低ソーダアルミナ
微粒子品を等重量配合した実施例いでは機械的強度とク
ラック程度は表２Ｑ３）の従来例と同等か或は以上で立
ち上り時間も大差ないが電気的絶縁特性は従来例の約２
倍の２．ＯＫＶに向上しており、又、超低ソーダアルミ
ナ微粒子品のみで構成した実施例Ｇ）では電気的絶縁特
性は更に向上し従来例の３倍以上の値が得られている。
微粒子品を等重量配合した実施例いでは機械的強度とク
ラック程度は表２Ｑ３）の従来例と同等か或は以上で立
ち上り時間も大差ないが電気的絶縁特性は従来例の約２
倍の２．ＯＫＶに向上しており、又、超低ソーダアルミ
ナ微粒子品のみで構成した実施例Ｇ）では電気的絶縁特
性は更に向上し従来例の３倍以上の値が得られている。
超低ソーダアルミナの平均粒子径は２〜３μｍと小さい
ので実施例い、 Ｃ） 、 （Ｉ）ではヒータ芯線表の
アルミナ絶縁層被覆後の焼結工程での焼結温度と時間は
低ソーダアルミナの場合より若干温度を下げ且つ焼結時
間も短縮して焼結の進行を適度に抑制しなければならな
い。
ので実施例い、 Ｃ） 、 （Ｉ）ではヒータ芯線表の
アルミナ絶縁層被覆後の焼結工程での焼結温度と時間は
低ソーダアルミナの場合より若干温度を下げ且つ焼結時
間も短縮して焼結の進行を適度に抑制しなければならな
い。
なお、（Ｆ） 、Ｄ）、（Ｉ）の場合ヒータを長時間点
灯するヒータ自身の高温の影響でアルミナ絶縁層の表面
に、実用的には無視し得る程度の微小クラックが発生す
ることがある。
灯するヒータ自身の高温の影響でアルミナ絶縁層の表面
に、実用的には無視し得る程度の微小クラックが発生す
ることがある。
超低ソーダアルミナをバインダーと混合する前に約１５
００°Ｃで加熱処理して半焼結化しこれを再粉砕し従来
例（表２試験例Ｂ）と同程度の平均粒子径にふるい分け
した後バインダーと混合し以降は従来と同様の工程を経
て得られた超低ソーダアルミナ半焼結品でアルミナ絶縁
層を形成した電子管用ヒータは実施例０に示す通り従来
例の約４倍のすぐれた電気的絶縁特性を示した。
００°Ｃで加熱処理して半焼結化しこれを再粉砕し従来
例（表２試験例Ｂ）と同程度の平均粒子径にふるい分け
した後バインダーと混合し以降は従来と同様の工程を経
て得られた超低ソーダアルミナ半焼結品でアルミナ絶縁
層を形成した電子管用ヒータは実施例０に示す通り従来
例の約４倍のすぐれた電気的絶縁特性を示した。
実施例（ロ）、 （Ｇ） 、 （Ｆ（）では倒れもアル
ミナ絶縁層の被覆厚みは従来例と同一の１００μでアル
ミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度は従来例と同等
或はそれ以上で立ち上り時間も従来例と大差ないが電気
的絶縁特性に顕著な効果が見られた。
ミナ絶縁層の被覆厚みは従来例と同一の１００μでアル
ミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度は従来例と同等
或はそれ以上で立ち上り時間も従来例と大差ないが電気
的絶縁特性に顕著な効果が見られた。
従って電気的絶縁特性の値が実用的値の最低値組０．９
ＫＶをはるかにうわまっているのでその分だけアルミナ
絶縁層の被覆厚みを減少させることが可能であることは
明らかである。
ＫＶをはるかにうわまっているのでその分だけアルミナ
絶縁層の被覆厚みを減少させることが可能であることは
明らかである。
実施例（Ｉ）のアルミナ絶縁層被覆厚み６０μでは従来
例の２倍以上の電気的絶縁特性を有し乍ら、しかも立ち
上り時間は従来例の２／３以下の１０秒に短縮すること
ができる。
例の２倍以上の電気的絶縁特性を有し乍ら、しかも立ち
上り時間は従来例の２／３以下の１０秒に短縮すること
ができる。
又、アルミナ絶縁層被覆厚みを４０μとした実施例（Ｊ
）では従来例の１．５倍以上の電気的絶縁特性を有し乍
らしかも立ち上り時間は従来例の１／２以下の７秒に短
縮される顕著な効果を得ることができる。
）では従来例の１．５倍以上の電気的絶縁特性を有し乍
らしかも立ち上り時間は従来例の１／２以下の７秒に短
縮される顕著な効果を得ることができる。
更に超低ソーダアルミナ品とその半焼結品を等電通混合
し、被覆厚みを４０μとした実施例■では電気的絶縁特
性と立ち上り時間特性を実施例（Ｊ）と同程度に保持し
乍ら、アルミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度は実
施例（Ｊ）よりも向・上させることができる。
し、被覆厚みを４０μとした実施例■では電気的絶縁特
性と立ち上り時間特性を実施例（Ｊ）と同程度に保持し
乍ら、アルミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度は実
施例（Ｊ）よりも向・上させることができる。
このことから超低ソーダアルミナ品とその半焼結品を適
宜組み合わせて使用すればバランスのとれたアルミナ絶
縁層が得られることは明白である。
宜組み合わせて使用すればバランスのとれたアルミナ絶
縁層が得られることは明白である。
第２図及び第３図は超低ソーダアルミナを使用したアル
ミナ絶縁層の被覆厚み〔μ貧者横軸にとり、電気的絶縁
特性〔槽′〕及び立ち上り時間〔秒〕を夫々縦軸にとっ
て之等各両者の関係を示したもので、第２図９電気的絶
縁特性から被覆厚みを減少させる程電気的絶縁特性も減
少し被覆厚み３０μで従来例とほぼ同等の電気的絶縁特
性が得られることがわかる。
ミナ絶縁層の被覆厚み〔μ貧者横軸にとり、電気的絶縁
特性〔槽′〕及び立ち上り時間〔秒〕を夫々縦軸にとっ
て之等各両者の関係を示したもので、第２図９電気的絶
縁特性から被覆厚みを減少させる程電気的絶縁特性も減
少し被覆厚み３０μで従来例とほぼ同等の電気的絶縁特
性が得られることがわかる。
第３図の立ち上り時間特性からは被覆厚みを増加させる
程立ち上り時間も増加し、被覆厚み１００μで従来例と
ほぼ同等の立ち上り時間特性が得られることがわかる。
程立ち上り時間も増加し、被覆厚み１００μで従来例と
ほぼ同等の立ち上り時間特性が得られることがわかる。
即ち、第２図及び第３図から超低ソーダアルミナを使用
したアルミナ絶縁層の被覆厚みが３０μ〜１００μの範
囲内にあれば電気的絶縁特性と立ち上り時間特性の両者
で、・或は被覆厚みが上記範囲の境界であれば前記両者
の何れか一方で従来品よりもすぐれた特性が得られるこ
とは明白である。
したアルミナ絶縁層の被覆厚みが３０μ〜１００μの範
囲内にあれば電気的絶縁特性と立ち上り時間特性の両者
で、・或は被覆厚みが上記範囲の境界であれば前記両者
の何れか一方で従来品よりもすぐれた特性が得られるこ
とは明白である。
更に電気的絶縁特性の使用過程による劣化、端的にはヒ
ータの寿命も電気的絶縁特性が高いことからその延長が
期待できる。
ータの寿命も電気的絶縁特性が高いことからその延長が
期待できる。
以上のように本発明によればヒータ芯線を被覆するアル
ミナ絶縁層に水中放電法によって得たアルミナを主体と
して用いているので絶縁耐圧特性の高いヒータが実現さ
れる。
ミナ絶縁層に水中放電法によって得たアルミナを主体と
して用いているので絶縁耐圧特性の高いヒータが実現さ
れる。
さらにアルミナ絶縁層を構成するアルミナ粒子の平均粒
子径を２〜６μｍに被覆厚みを３０μ〜１００μとする
ことによりアルミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度
は従来と同等もしくはそれ以上とした上に電気的絶縁特
性と立ち上り時間特性に従来例より秀れた特性を示す効
果を有する電子管用ヒータを得ることができる。
子径を２〜６μｍに被覆厚みを３０μ〜１００μとする
ことによりアルミナ絶縁層の機械的強度とクラック程度
は従来と同等もしくはそれ以上とした上に電気的絶縁特
性と立ち上り時間特性に従来例より秀れた特性を示す効
果を有する電子管用ヒータを得ることができる。
尚、本発明の実施例では傍熱型陰極のヒータを例として
示したが、ヒータ芯線をアルミナ絶縁層で被覆する型の
ヒータであれば他の如何なる型の電子管用ヒータであっ
ても本発明が有効であることは言うまでもない。
示したが、ヒータ芯線をアルミナ絶縁層で被覆する型の
ヒータであれば他の如何なる型の電子管用ヒータであっ
ても本発明が有効であることは言うまでもない。
第１図は傍熱型陰極の構造断面図、第２図は本発明の実
施例でヒータの電気的絶縁特性とアルミナ絶縁層の被覆
厚さとの関係を示す特性図、第３図は同じく本発明の実
施例でヒータ点火から熱電子放出開始までの立ち上り時
間とアルミナ絶縁層の被覆厚さとの関係を示す特性図で
ある。 ３・・・・・・芯線、４・・・・・・アルミナ絶縁層、
５・・・・・・電子管用ヒータ。
施例でヒータの電気的絶縁特性とアルミナ絶縁層の被覆
厚さとの関係を示す特性図、第３図は同じく本発明の実
施例でヒータ点火から熱電子放出開始までの立ち上り時
間とアルミナ絶縁層の被覆厚さとの関係を示す特性図で
ある。 ３・・・・・・芯線、４・・・・・・アルミナ絶縁層、
５・・・・・・電子管用ヒータ。
Claims (1)
- １ 芯線の所要部分をアルミナ絶縁層で被覆してなる電
子管用ヒータの製造方法において、前記アルミナは、金
属アルミニウムを用いて水中放電法により生成したＡｔ
（ＯＨ）３を加熱処理して得ることを特徴とする電子管
用ヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7548076A JPS5936381B2 (ja) | 1976-06-28 | 1976-06-28 | 電子管用ヒ−タの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7548076A JPS5936381B2 (ja) | 1976-06-28 | 1976-06-28 | 電子管用ヒ−タの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS531458A JPS531458A (en) | 1978-01-09 |
| JPS5936381B2 true JPS5936381B2 (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=13577486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7548076A Expired JPS5936381B2 (ja) | 1976-06-28 | 1976-06-28 | 電子管用ヒ−タの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5936381B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422112B2 (ja) * | 1988-03-14 | 1992-04-15 | Sophia Co Ltd | |
| JP2580159B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1997-02-12 | 株式会社 ソフイア | 遊技機の変動入賞装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11185606A (ja) | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Matsushita Electron Corp | 陰極線管の製造方法 |
| JP3673906B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2005-07-20 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 抵抗器及びこれを用いた陰極線管用電子銃、並びに抵抗器の製造方法 |
| US6242854B1 (en) | 1998-01-20 | 2001-06-05 | Matsushita Electronics Corporation | Indirectly heated cathode for a CRT having high purity alumina insulating layer with limited amounts of Na OR Si |
-
1976
- 1976-06-28 JP JP7548076A patent/JPS5936381B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2580159B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1997-02-12 | 株式会社 ソフイア | 遊技機の変動入賞装置 |
| JPH0422112B2 (ja) * | 1988-03-14 | 1992-04-15 | Sophia Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS531458A (en) | 1978-01-09 |
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