JPS61140019A - Impregnated cathode - Google Patents
Impregnated cathodeInfo
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- JPS61140019A JPS61140019A JP59260702A JP26070284A JPS61140019A JP S61140019 A JPS61140019 A JP S61140019A JP 59260702 A JP59260702 A JP 59260702A JP 26070284 A JP26070284 A JP 26070284A JP S61140019 A JPS61140019 A JP S61140019A
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- 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
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は高電流密度カソードとして用いられる含浸形カ
ソードに係わり、特にカソード表面にアルミナもしくは
アルミナを主体とする酸化物からなる層を付着させ電子
放出特性を向上させた含浸形カソードに関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an impregnated cathode used as a high current density cathode. This invention relates to an impregnated cathode with improved characteristics.
高電流密度カソードとして使用される含浸形カソード上
、タングステン（Ｗ） 、 モリブデン（Ｍｅ 房の高
融点金属の多孔質基体に、Ｂａ−Ｃａアルミネート等の
電子放出物質を含浸させて構成される。The impregnated cathode used as a high current density cathode is constructed by impregnating a porous substrate of a high melting point metal such as tungsten (W) or molybdenum (Me) with an electron emitting material such as Ba-Ca aluminate.
さらに電子放出特性向上のためにカソード表面に主とし
て貴金属の薄膜を付着させる場合があシ、特にその有効
な材料としてはイリジウム（Ｉｒ） 。Furthermore, in order to improve electron emission characteristics, a thin film mainly made of a noble metal is sometimes attached to the cathode surface, and a particularly effective material is iridium (Ir).
オスミウム（Ｏ５）等が挙げられる（ Ｇ、Ｅ、 Ｔ＠
ｃｈｎｉ−ｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ５ｅｒｌ
ｓｓ ６７ Ｃ２２３）０また、これらを主体とする
合金を用いる場合もあり（特公昭４７−２１３４３号公
報）、これらの薄膜は膜厚を厚くすると電子放出特性が
安定化するのに長時間を要するとともに高価となるなど
の問題があった。そのため、薄膜の厚さは、動作中に下
地金属基体材料と合金化して失なわれる時間を考慮して
必要最小限の程度まで薄くすることが望ましい。ところ
が、このように薄膜の厚さを薄くすると、真空中のわず
かに残存するガスによってカソード表面がイオン衝撃を
受け、薄膜がスパッタリングされて消失し、下地金属基
板材料との合金化によって失なわれるよりもはるかに短
かい時間で電子放出特性が低下する場合がある。Examples include osmium (O5) (G, E, T@
chni-cal Information 5erl
ss 67 C223) 0 In some cases, alloys containing these as main components are used (Japanese Patent Publication No. 47-21343), and when these thin films are thickened, it takes a long time for the electron emission characteristics to stabilize. Along with this, there were other problems such as being expensive. Therefore, it is desirable to reduce the thickness of the thin film to the minimum necessary level, taking into account the time required for alloying with the base metal substrate material during operation. However, when the thickness of the thin film is reduced in this way, the cathode surface is subjected to ion bombardment by the small amount of gas remaining in the vacuum, and the thin film is sputtered and disappears, and is lost due to alloying with the underlying metal substrate material. In some cases, the electron emission characteristics deteriorate in a much shorter period of time.
したがって本発明は前述した従来の問題点を除去し、低
価格でかつ安定した電子放出特性が得られる含浸形カソ
ードを提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems and to provide an impregnated cathode that is inexpensive and provides stable electron emission characteristics.
このような目的を達成するために本発明による含浸形カ
ソードは、カソード材料表面にＩｒ、Ｏｓ。In order to achieve this purpose, the impregnated cathode according to the present invention contains Ir and Os on the surface of the cathode material.
Ｒｕ、Ｒｅあるいはこれらの合金からなる単層膜もしく
は複合膜（以下金属膜と称する）を形成した上にさらに
膜厚１０〜８００Ａの範囲でＡｌ２Ｏ３もしくはＡＪ
２０３ を主体とする酸化物からなる薄膜（以下Ａｌｚ
Ｏ３膜と称する）を付着させて構成するものである。A single layer film or a composite film (hereinafter referred to as a metal film) made of Ru, Re, or an alloy thereof is formed, and then Al2O3 or AJ is further coated with a film thickness in the range of 10 to 800A.
A thin film consisting of an oxide mainly composed of 203 (hereinafter referred to as Alz
It is constructed by attaching an O3 film (referred to as an O3 film).
〔発明の実施例〕 次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。[Embodiments of the invention] Next, embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings.
図は本発明による含浸形カソードを模式的に示した断面
図である。図において、１はカソード材料としてのベレ
ットであり、このベレット１は空孔率２０〜２５−のタ
ングステン（Ｗ）基板２と空孔３とｉ６ら形成されてお
り、との空孔３中にはＢａ−Ｃａアルミネートが含浸さ
れている。そして、このベレット１は夕／タル（Ｔａ）
カップ４に装着され、その後このＴ龜カップ４はＴ１ス
リーブ５にレーザ溶接によυ取υ付は固定されている。The figure is a sectional view schematically showing an impregnated cathode according to the present invention. In the figure, 1 is a pellet as a cathode material, and this pellet 1 has a tungsten (W) substrate 2 with a porosity of 20 to 25-2, and holes 3 and i6 formed in the hole 3. is impregnated with Ba-Ca aluminate. And this bellet 1 is Yu/Taru (Ta)
The T head cup 4 is then fixed to the T1 sleeve 5 by laser welding.
また、カソードベレット１の表面には厚さ約８００Ａ程
度のオスミウム（Ｏｇ）膜６とそのＯｓ膜膜上上厚さ約
４０Ａ程度のアルミナ（Ａ／２０３）膜γとが置火被着
形成されている。そして、このカソードは、タングステ
ン（Ｗ）芯線８にアルミナ（Ａ１２０３）９を被覆した
ヒータ１０によシ加熱されて電子放出が行なわれる。Further, on the surface of the cathode pellet 1, an osmium (Og) film 6 with a thickness of about 800A and an alumina (A/203) film γ with a thickness of about 40A are deposited on the Os film. ing. Then, this cathode is heated by a heater 10 in which a tungsten (W) core wire 8 is coated with alumina (A1203) 9 to emit electrons.
このような構成によれば、Ｏｓ膜膜上上Ａｌ２Ｏ３膜γ
を付着形成したことくより、真空中に如ずかに残存する
ガスのイオン衝撃による０３膜６の消よｆ、７１□オ、
。ヵ１□６゜ １従来、含浸形カソードに
おいて、前述したＯｓ膜６などの金属膜を例えば約５０
００Ａ程度と厚く形成し、最表面ＫＡＡｌ２Ｏ３膜を形
成しない場合、カソードの動作温度が高く、カソード自
体あるいは周囲からのガお放出が多いために管内真空度
が低い初期の段階で、この金属膜がイオン衝撃によって
スパッタされて消失し、金属膜が下地金属材料との合金
化によって消失するよりもはるかに短時間に電子放出特
性が劣化する場合がある。According to such a configuration, the Al2O3 film γ on the Os film is
03 film 6 is erased by the ion bombardment of the gas slightly remaining in the vacuum f, 71□o,
. 1□6゜1 Conventionally, in impregnated cathodes, a metal film such as the above-mentioned Os film 6 is coated with a film of about 50%
If the metal film is formed as thick as 00A and no outermost KAAl2O3 film is formed, the cathode's operating temperature is high and there is a lot of gas released from the cathode itself or the surroundings, so this metal film is When the metal film is sputtered and disappeared by ion bombardment, the electron emission characteristics may deteriorate in a much shorter time than when the metal film disappears due to alloying with the underlying metal material.
このような現象が発生しなかつ九場合においても、前述
したＡＪ２０３膜γをＯ８膜６上に付着形成することに
よシ、カソード本来の電子放出特性をわずかではあるが
改善することができる。Even in the case where such a phenomenon does not occur, by depositing the AJ203 film γ described above on the O8 film 6, the inherent electron emission characteristics of the cathode can be improved, albeit slightly.
また、このよ５に構成される含浸形カソードをブラウン
管に実装して動作させ、電子放出特性を調べたところ、
約１ｏｏｏ時間経過後に初期値の約８０％以上の電子放
出特性が得られた。比較例として前述したＡｌ２Ｏ３膜
Ｔを付着しなかったカソードをブラウン管に実装して同
様の試験を行なったところ、初期値の約５０９６以下に
低下していたＯ
なお、前述した実施例において、 Ａ１２ｏ３膜７の膜
厚を、約４０Ａ程度としたが、このＡＪｚＯ３膜Ｔは〇
−膜６がイオン衝撃によシ消失するのを阻止するのに十
分なほどの厚さ、すなわちイオン衝撃に耐え得る程度の
約１０Ａ以上とし、かつ電子放出特性に悪影響をおよぼ
すほどに厚くはない約８００Ａ以下の範囲内に形成する
ことが必要であ夛、コスト、生産性および安定性等を考
慮すると、２０〜２００Ａの範囲が好ましく、望ましく
は２０〜１００Ａの範囲が好適である。また、０８膜６
の厚さを約５００ＯＡとしたが、このＯｓ膜６の厚さは
、薄過ぎると、ベレット１へ拡散してしまい、また厚す
ぎると、活性化に時間を要することから、５００Ａ〜１
μｍの範囲が好ましく、コスト、生産性および安定性等
を考慮すると、３０００〜６０００Ａの範囲が望ましい
。In addition, when the impregnated cathode configured as shown in 5 was mounted on a cathode ray tube and operated, the electron emission characteristics were investigated.
After about 100 hours had elapsed, electron emission characteristics of about 80% or more of the initial value were obtained. As a comparative example, when a cathode without the Al2O3 film T mentioned above was mounted on a cathode ray tube and a similar test was conducted, the O value decreased to less than the initial value of about 5096. The film thickness of No. 7 was set to be about 40 A, and this AJzO3 film T was thick enough to prevent the film 6 from disappearing due to ion bombardment, that is, to the extent that it could withstand ion bombardment. It is necessary to form the thickness within the range of approximately 10A or more, and not so thick as to adversely affect the electron emission characteristics, and approximately 800A or less. Considering cost, productivity, stability, etc., the thickness is 20 to 200A. A range of 20 to 100 A is preferable, and a range of 20 to 100 A is preferable. In addition, 08 membrane 6
The thickness of the Os film 6 is about 500 OA, but if it is too thin, it will diffuse into the pellet 1, and if it is too thick, it will take time to activate.
A range of μm is preferable, and a range of 3000 to 6000 A is desirable in consideration of cost, productivity, stability, etc.
なお、前述した実施例においては、カソード材料表面に
形成する金属膜をＯ３膜とし、さらにこの金属膜上に形
成する最表面膜としてＡｌ２Ｏ３膜を形成した場合につ
いて説明したが、金属膜を例えばＩｒ、Ｒｕ、Ｒｅある
いはこれらの合金からなる単層膜もしくは多層膜とし、
さらにこれらの金属膜上に形成する最表面膜をＡｌ２Ｏ
３を主体とする酸化膜からなる薄膜を付着形成させても
前述と全く同等の効果が得られることは勿論である。In the above embodiment, the metal film formed on the surface of the cathode material was an O3 film, and the outermost surface film formed on this metal film was an Al2O3 film. , Ru, Re, or an alloy thereof, as a single layer film or a multilayer film,
Furthermore, the outermost film formed on these metal films is made of Al2O.
It goes without saying that the same effect as described above can be obtained even if a thin film consisting of an oxide film mainly composed of 3 is deposited and formed.
以上説明したように本発明による含浸形カンードは、カ
ソード材料表面にＩｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅあるいはこれ
らの合金からなる単層膜もしくは複合膜を形成した上に
さらに膜厚１０〜８００Ａの範囲でＡｌｚＯ３もしくは
ＡＪ２０３を主体とする酸化物からなる薄膜を付着形成
した仁とＫより、低価格でかつ安定した電子放出特性が
得られるという極めて優れた効果を有する。As explained above, the impregnated cand according to the present invention has a single layer film or a composite film made of Ir, Os, Ru, Re, or an alloy thereof formed on the surface of the cathode material, and further has a film thickness in the range of 10 to 800 Å. Compared to Ni and K in which a thin film made of an oxide mainly composed of AlzO3 or AJ203 is deposited, it has an extremely superior effect in that stable electron emission characteristics can be obtained at a lower cost.
図は本発明による含浸形カンードの一例を模式的に示す
断面図である。
１・・−拳ペレット、２・・ｅψタングステン基板、３
・・・・空孔、４・・・・タンタル（Ｔａ）カップ ５
ｓａφ・ Ｔａスリーブ、６・・・・オスミウム（Ｏｓ
）膜、γ・・ψ・アルミナ（ＡｌｚＯ３）膜、８１１・
・・タンゲス・テン（Ｗ）芯線、９・・・舎アルミナ（
ＡＡ！２０３）、１０−−−・ヒータ０代理人 弁理士
高 橋 明 夫
””＜、、−、＋The figure is a sectional view schematically showing an example of an impregnated cand according to the present invention. 1...-fist pellet, 2... eψ tungsten substrate, 3
...Vacancy, 4...Tantalum (Ta) cup 5
saφ・Ta sleeve, 6...Osmium (Os
) film, γ・・ψ・alumina (AlzO3) film, 811・
...Tunges ten (W) core wire, 9...sha alumina (
AA! 203), 10---・Heater 0 agent Patent attorney Akio Takahashi""<,, -, +
Claims (1)
浸形カソードにおいて、カソード材料の表面に、イリジ
ウム、オスミウム、ルテニウム、レニウムあるいはこれ
らの合金からなる金属膜を形成し、さらにその最表面に
１０〜８００Åの範囲でアルミナあるいはアルミナを主
体とする酸化物からなる薄膜を付着させたことを特徴と
する含浸形カソード。In an impregnated cathode in which a porous substrate made of a high-melting point metal is impregnated with an electron-emitting substance, a metal film made of iridium, osmium, ruthenium, rhenium, or an alloy thereof is formed on the surface of the cathode material, and then An impregnated cathode characterized in that a thin film of alumina or an oxide mainly composed of alumina is deposited to a thickness of 10 to 800 Å.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260702A JPS61140019A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Impregnated cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260702A JPS61140019A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Impregnated cathode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61140019A true JPS61140019A (en) | 1986-06-27 |
| JPH0552617B2 JPH0552617B2 (en) | 1993-08-05 |
Family
ID=17351582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260702A Granted JPS61140019A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Impregnated cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61140019A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2567853A (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-01 | Isotopx Ltd | An electron source |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP59260702A patent/JPS61140019A/en active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2567853A (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-01 | Isotopx Ltd | An electron source |
| GB2567853B (en) * | 2017-10-26 | 2020-07-29 | Isotopx Ltd | Gas-source mass spectrometer comprising an electron source |
| US11430627B2 (en) | 2017-10-26 | 2022-08-30 | Isotopx Ltd. | Electron source |
| US11764026B2 (en) | 2017-10-26 | 2023-09-19 | Isotopx Ltd. | Electron source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552617B2 (en) | 1993-08-05 |
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