JPS61121232A - 傍熱形陰極用ヒ−タ - Google Patents
傍熱形陰極用ヒ−タInfo
- Publication number
- JPS61121232A JPS61121232A JP59240687A JP24068784A JPS61121232A JP S61121232 A JPS61121232 A JP S61121232A JP 59240687 A JP59240687 A JP 59240687A JP 24068784 A JP24068784 A JP 24068784A JP S61121232 A JPS61121232 A JP S61121232A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- alumina
- core wire
- core lead
- tungsten
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01J1/22—Heaters
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分！〕
本発明は、加熱電流の多数回の断続にも耐え、長時間断
線しないようにした傍熱形陰極用ヒータに関する。
線しないようにした傍熱形陰極用ヒータに関する。
従来の傍熱形陰極用ヒータは、既に多数の文献たとえば
特公昭５３−３１５９２号公報、特開昭５１−１３９２
５１号公報等に記載されているように、例えばタングス
テンを主成分とし高温に耐えるヒータ芯線を傍熱形陰極
に適当な形状に整形したのち、アルミナ絶縁層を浸漬塗
布または電着により被覆していた。適当な粒度のアルミ
ナを例えば水、有機溶媒を主とした液に混合懸濁させる
ことにより、被覆作業に適した液を製作できる。
特公昭５３−３１５９２号公報、特開昭５１−１３９２
５１号公報等に記載されているように、例えばタングス
テンを主成分とし高温に耐えるヒータ芯線を傍熱形陰極
に適当な形状に整形したのち、アルミナ絶縁層を浸漬塗
布または電着により被覆していた。適当な粒度のアルミ
ナを例えば水、有機溶媒を主とした液に混合懸濁させる
ことにより、被覆作業に適した液を製作できる。
こうしてヒータ芯線を一応アルミナ粒子よりなる層で被
覆した後、還元性雰囲気たとえばＨ２中で高温たとえば
１６５０℃に加熱して焼結させることにより、完成ヒー
タとする。
覆した後、還元性雰囲気たとえばＨ２中で高温たとえば
１６５０℃に加熱して焼結させることにより、完成ヒー
タとする。
従来のヒータは加熱電流を多数回断続させる°と、芯線
が断線するという問題があった。
が断線するという問題があった。
本発明者の調査、研究の結果によれば、これは芯線と被
覆の熱膨張係数の相違に起因すると思われる。熱膨張係
数の値に関しては、測定者により多少値が異なっている
が、タングステンは５．６×１０、アルミナは７〜８ｘ
１０ というような値が発表されており、いずれにせよ
、アルミナの方がタングステンよりも熱膨張係数が大き
い。１６５０℃程度の高温で焼結した後、９５０〜１１
００℃程度の動作温度あるいは高温まで温度を降下させ
ると、熱膨張係数の相違により、アルミナには引張応力
、タングステンには圧縮応力が加わることとなる。
覆の熱膨張係数の相違に起因すると思われる。熱膨張係
数の値に関しては、測定者により多少値が異なっている
が、タングステンは５．６×１０、アルミナは７〜８ｘ
１０ というような値が発表されており、いずれにせよ
、アルミナの方がタングステンよりも熱膨張係数が大き
い。１６５０℃程度の高温で焼結した後、９５０〜１１
００℃程度の動作温度あるいは高温まで温度を降下させ
ると、熱膨張係数の相違により、アルミナには引張応力
、タングステンには圧縮応力が加わることとなる。
この結果、アルミナ焼結被覆にはクラックが発生する（
実際にはアルミナ焼結体は引張応力に弱いから、アルミ
ナ被覆自体の中に生ずる温度勾配によってもクランクす
ると思われる）。通常、クラックはかなり多数の個所で
発生するが、一旦クランクが発生すると、ヒータは、タ
ングステン芯線を、芯線と密着している多数のアルミナ
セラミックス製の短いパイプが被覆している形となる。
実際にはアルミナ焼結体は引張応力に弱いから、アルミ
ナ被覆自体の中に生ずる温度勾配によってもクランクす
ると思われる）。通常、クラックはかなり多数の個所で
発生するが、一旦クランクが発生すると、ヒータは、タ
ングステン芯線を、芯線と密着している多数のアルミナ
セラミックス製の短いパイプが被覆している形となる。
このような状態になったヒータが通電により室温から加
熱される場合には、アルミナの方が熱膨張係数が大きい
から（アルミナ被覆にはクラックが生じているので膨張
できる、また此の場合アルミナに生ずる応力は圧縮応力
であるからアルミナにとって問題にならない）タングス
テン芯線に引張応力が加わることになる。この場合、ア
ルミナパイプは短いから、ある程度パイプによる力が大
きくなると、パイプと芯線との間の摩擦力以上になって
、アルミナパイプと芯線との間で滑りが生し、タングス
テン芯線中の引張応力は一旦緩和されるが、温度が上昇
するに伴って又タングステン芯線に引張応力が加わる。
熱される場合には、アルミナの方が熱膨張係数が大きい
から（アルミナ被覆にはクラックが生じているので膨張
できる、また此の場合アルミナに生ずる応力は圧縮応力
であるからアルミナにとって問題にならない）タングス
テン芯線に引張応力が加わることになる。この場合、ア
ルミナパイプは短いから、ある程度パイプによる力が大
きくなると、パイプと芯線との間の摩擦力以上になって
、アルミナパイプと芯線との間で滑りが生し、タングス
テン芯線中の引張応力は一旦緩和されるが、温度が上昇
するに伴って又タングステン芯線に引張応力が加わる。
結局、ヒータ芯線には通電して温度上昇するたびに繰り
返して引張応力が印加されることになり、この繰返し応
力によってタングステン芯線が断線に至るものと考えら
れる。
返して引張応力が印加されることになり、この繰返し応
力によってタングステン芯線が断線に至るものと考えら
れる。
なお、アルミナ絶縁被覆のクランクが局部的に余り太き
（なった場合には、ヒータとカソード間の絶縁特性が劣
化する。
（なった場合には、ヒータとカソード間の絶縁特性が劣
化する。
従来、ヒータに関する提案は、アルミナ被覆を丈夫にし
て大きなりラックの発生を防止しようというものや、変
形防止、ヒータと陰極間の熱伝導性の改善など、種々非
常に沢山なされていたが、ヒータ電流の多数回断続によ
る断線に対して顕著な効果のあるものは見当たらなかっ
た。
て大きなりラックの発生を防止しようというものや、変
形防止、ヒータと陰極間の熱伝導性の改善など、種々非
常に沢山なされていたが、ヒータ電流の多数回断続によ
る断線に対して顕著な効果のあるものは見当たらなかっ
た。
本発明の目的は、上記従来の傍熱形陰極用ヒータがヒー
タ電流の多数回の断続により断線し易いという問題を解
消した、長寿命で信頼性の高いヒータを提供することに
ある。
タ電流の多数回の断続により断線し易いという問題を解
消した、長寿命で信頼性の高いヒータを提供することに
ある。
上記目的を達成するために本発明においては、金属製芯
線とアルミナ被覆層とを密着させず、両者間に隙間を生
じさせるようにした。
線とアルミナ被覆層とを密着させず、両者間に隙間を生
じさせるようにした。
これは、上記のように、本発明者が研究した結果、アル
ミナ被覆層とタングステン芯線間の摩擦による力がタン
グステン芯線の断線の原因と考えられるに至ったからで
ある。
ミナ被覆層とタングステン芯線間の摩擦による力がタン
グステン芯線の断線の原因と考えられるに至ったからで
ある。
まず比較のため、第２図に従来のヒータの断面図を示す
。図中、ｌはヒータ芯線（タングステン）、２はアルミ
ナ絶縁被覆である。これに対し、本発明を実施したヒー
タの断面は第１図に示すようになる。図中、３は本発明
に係る芯線とアルミナ絶縁被覆間の隙間で、その他の符
号は第２図の場合と同様である。
。図中、ｌはヒータ芯線（タングステン）、２はアルミ
ナ絶縁被覆である。これに対し、本発明を実施したヒー
タの断面は第１図に示すようになる。図中、３は本発明
に係る芯線とアルミナ絶縁被覆間の隙間で、その他の符
号は第２図の場合と同様である。
実施例１．芯線にアルミナを浸漬法で塗布する場合には
、芯線を、あらかじめ約４００°Ｃ程度に加熱すると分
解、気化してしまうような有機化合物の、例えば０．０
１ｗ程度の厚さのフィルミング層で被覆しておけば良い
。
、芯線を、あらかじめ約４００°Ｃ程度に加熱すると分
解、気化してしまうような有機化合物の、例えば０．０
１ｗ程度の厚さのフィルミング層で被覆しておけば良い
。
この場合には、空気中４００℃でフィルミング層が十分
分解し、しかも此の温度ではタングステン芯線は酸化し
ない。フィルミング層分解除去後、還元性雰囲気中で１
６５０℃に加熱してアルミナを焼結させる。
分解し、しかも此の温度ではタングステン芯線は酸化し
ない。フィルミング層分解除去後、還元性雰囲気中で１
６５０℃に加熱してアルミナを焼結させる。
このように製作したヒータは、ヒータ点滅を繰り返し行
っても、アルミナ被覆に殆どクラック発生が認められず
、芯線の断線も生じなかった。
っても、アルミナ被覆に殆どクラック発生が認められず
、芯線の断線も生じなかった。
実施例２．芯線にアルミナを電着により被覆する場合に
は、実施例１に述べたフィルミング材として、導電性の
あるものを使用すれば良い。フィルミング材に導電性を
持たせるには、炭素粉または金属粉（例えばタングステ
ン）を含有させることが有効である。ただし、アルミナ
を電着させる場合には、実際には後述の実施例３の方法
による方が容易である。
は、実施例１に述べたフィルミング材として、導電性の
あるものを使用すれば良い。フィルミング材に導電性を
持たせるには、炭素粉または金属粉（例えばタングステ
ン）を含有させることが有効である。ただし、アルミナ
を電着させる場合には、実際には後述の実施例３の方法
による方が容易である。
実施例３．芯線を傍熱形陰極に適した所定の形状に整形
したのち、例えばカリウムなどの低沸点で、かつタング
ステンと固溶体を作らない金属または化合物を、整形後
のタングステン線に数μｍの厚さで蒸着させ、その後、
アルミナ電着を行うアルミナ焼結を行う工程で、例えば
カリウムの場合、７７４℃で数分間保持することにより
前記蒸着膜を完全に取り除き、その後１６５０℃まで温
度を上昇させてアルミナを焼結する。
したのち、例えばカリウムなどの低沸点で、かつタング
ステンと固溶体を作らない金属または化合物を、整形後
のタングステン線に数μｍの厚さで蒸着させ、その後、
アルミナ電着を行うアルミナ焼結を行う工程で、例えば
カリウムの場合、７７４℃で数分間保持することにより
前記蒸着膜を完全に取り除き、その後１６５０℃まで温
度を上昇させてアルミナを焼結する。
以上説明したように本発明によれば、ヒータ芯線とアル
ミナ絶縁被覆の間の摩擦に起因する芯線の断線が原理的
に消滅され、ヒータ点滅を繰り返しても長期間断線しな
い信頼性の高い傍熱形陰極用ヒータが得られる。
ミナ絶縁被覆の間の摩擦に起因する芯線の断線が原理的
に消滅され、ヒータ点滅を繰り返しても長期間断線しな
い信頼性の高い傍熱形陰極用ヒータが得られる。
第１図は本発明を実施したヒータの断面図、第２図は従
来のヒータの断面図である。 １−・−ヒータ芯線、 ２−・アルミナ絶縁被覆、３
−・・本発明に係るヒータ芯線とアルミナ絶縁被覆箱
１ 図 第 ２ 図
来のヒータの断面図である。 １−・−ヒータ芯線、 ２−・アルミナ絶縁被覆、３
−・・本発明に係るヒータ芯線とアルミナ絶縁被覆箱
１ 図 第 ２ 図
Claims (1)
- 高温に耐える金属製芯線をアルミナ焼結層で被覆して絶
縁した傍熱形陰極用ヒータにおいて、金属製芯線とアル
ミナ被覆層とを密着させず、両者間に隙間を生じさせた
ことを特徴とする傍熱形陰極用ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240687A JPS61121232A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 傍熱形陰極用ヒ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240687A JPS61121232A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 傍熱形陰極用ヒ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121232A true JPS61121232A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17063212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59240687A Pending JPS61121232A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 傍熱形陰極用ヒ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138221A (en) * | 1989-07-01 | 1992-08-11 | Hitachi, Ltd. | Inorganically insulated heater, and cathode ray tube and air flow sensor using the same |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59240687A patent/JPS61121232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138221A (en) * | 1989-07-01 | 1992-08-11 | Hitachi, Ltd. | Inorganically insulated heater, and cathode ray tube and air flow sensor using the same |
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