JPS61163532A - 含浸型陰極構体 - Google Patents
含浸型陰極構体Info
- Publication number
- JPS61163532A JPS61163532A JP60002940A JP294085A JPS61163532A JP S61163532 A JPS61163532 A JP S61163532A JP 60002940 A JP60002940 A JP 60002940A JP 294085 A JP294085 A JP 294085A JP S61163532 A JPS61163532 A JP S61163532A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- sealing layer
- impregnated
- cathode body
- layer
- 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
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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】
「発明の技術分野」
この発明は、高信頼性、長寿命を要求される電子管、特
に衛星搭載用などの進行波管に使用して最適な含浸型陰
極構体に関する。
に衛星搭載用などの進行波管に使用して最適な含浸型陰
極構体に関する。
「背景技術とその問題点」
一般に含浸型陰極構体は、高電流密度で動作すること、
長寿命であることなどのために、衛星搭載用の進行波管
、エネルギー関連機器用の大電力クライストロンあるい
は高品位映像システム用のｆ：７ウン管、投射管及び撮
像管等の電子管用の陰極構体として広く用いられている
。
長寿命であることなどのために、衛星搭載用の進行波管
、エネルギー関連機器用の大電力クライストロンあるい
は高品位映像システム用のｆ：７ウン管、投射管及び撮
像管等の電子管用の陰極構体として広く用いられている
。
この中でも、衛星搭載用の進行波管に用いられる含浸型
陰極構体は、比類のない高信頼性と長寿命を必要とする
。
陰極構体は、比類のない高信頼性と長寿命を必要とする
。
このよ５に衛星搭載用の進行波管釦用いられる含浸型陰
極構体は、従来、第５図に示すように構成され、例えば
空孔率２０％の多孔質Ｗ（タングステン）Ｋモル比で４
：１：１のＢａｄ二ＣａＯ： Ａｌ２Ｏ５からなる電子
放射物質を溶融含浸した含浸型陰極基体１１が、高融点
金属例えばＭ。
極構体は、従来、第５図に示すように構成され、例えば
空孔率２０％の多孔質Ｗ（タングステン）Ｋモル比で４
：１：１のＢａｄ二ＣａＯ： Ａｌ２Ｏ５からなる電子
放射物質を溶融含浸した含浸型陰極基体１１が、高融点
金属例えばＭ。
からなるスリーブ１２の一端に接合されている。
このスリーブ１２の内部には螺旋状のヒータ１３が設け
られると共に、充填剤１４が満たされている。この充填
剤１４は、上記ヒータ１３と上記陰極基体１１の熱伝導
を良くするためのもので、例えばＡ７２０３のような絶
縁物からなりている。更に１上記陰極基体１１の裏面す
なわち充填剤１４側の面には、ろう材層１５が付着され
ている。このろう材Ｉ５は例えばＭｏ−Ｒｕ合金からな
シ、上記陰極基体１１と陰極スリーブ１２を固着させる
と共に、陰極基体１１の裏面すなわち電子放射面とは反
対側の面の多孔質の空孔部を目詰めし、電子放射物質が
裏面側の充填剤の方へ拡散するのを防止し、これＫよっ
て電子放射物質の蒸発及び充填剤１４との反応を防止す
る役割をする。そして、ろう付けに当たっては、例えば
４２．９重量％のＲｕと５７．１重量−のＭｅからなる
環状ベレット状のろう材を用い、水素雰囲気中で約２０
００℃に昇温してろう材を溶解することで行なう。この
後、ヒータ１３を充填剤１４で埋め込み、次に電子放射
物質の含浸が行われる。
られると共に、充填剤１４が満たされている。この充填
剤１４は、上記ヒータ１３と上記陰極基体１１の熱伝導
を良くするためのもので、例えばＡ７２０３のような絶
縁物からなりている。更に１上記陰極基体１１の裏面す
なわち充填剤１４側の面には、ろう材層１５が付着され
ている。このろう材Ｉ５は例えばＭｏ−Ｒｕ合金からな
シ、上記陰極基体１１と陰極スリーブ１２を固着させる
と共に、陰極基体１１の裏面すなわち電子放射面とは反
対側の面の多孔質の空孔部を目詰めし、電子放射物質が
裏面側の充填剤の方へ拡散するのを防止し、これＫよっ
て電子放射物質の蒸発及び充填剤１４との反応を防止す
る役割をする。そして、ろう付けに当たっては、例えば
４２．９重量％のＲｕと５７．１重量−のＭｅからなる
環状ベレット状のろう材を用い、水素雰囲気中で約２０
００℃に昇温してろう材を溶解することで行なう。この
後、ヒータ１３を充填剤１４で埋め込み、次に電子放射
物質の含浸が行われる。
しかしながら、このような構造では陰極基体中の電子放
射物質の含浸量に無視できないばらつきが発生すること
が判明した。発明者らは、ろう付は部の断面を電子線励
起Ｘ線マイクロアナライデーを使って詳細に調べた所、
一定量のろう材を使用し、同じ条件でろう付けを行なっ
たつもシでも、ろう材１５の陰極基体１１の空孔部への
浸透深さＫばらつきが生じやすく、これが上記含浸量の
ばらつきを生じさせる原因となっていることを確認した
。
射物質の含浸量に無視できないばらつきが発生すること
が判明した。発明者らは、ろう付は部の断面を電子線励
起Ｘ線マイクロアナライデーを使って詳細に調べた所、
一定量のろう材を使用し、同じ条件でろう付けを行なっ
たつもシでも、ろう材１５の陰極基体１１の空孔部への
浸透深さＫばらつきが生じやすく、これが上記含浸量の
ばらつきを生じさせる原因となっていることを確認した
。
「発明の目的」
この発明の目的は、上記問題点を解消し、電子放射物質
の含浸量が均一で、寿命の高信頼性を有する含浸型陰極
構体を提供することである。
の含浸量が均一で、寿命の高信頼性を有する含浸型陰極
構体を提供することである。
「発明の概要」
この発明は、内部にヒータが設けられると共に絶縁物か
らなる充填剤が満たされたスリーブの一端に含浸型陰極
基体が固着されてなる含浸型陰極構体において、上記陰
極基体の上記充填剤側の面に１その近傍の空孔部が高融
点金属の充填化よシ密閉されてなる封孔層が設けられ、
該封孔層と上記絶縁体充填剤との間にろう材層が介在さ
れてなることを特徴とする含浸型陰極構体である。
らなる充填剤が満たされたスリーブの一端に含浸型陰極
基体が固着されてなる含浸型陰極構体において、上記陰
極基体の上記充填剤側の面に１その近傍の空孔部が高融
点金属の充填化よシ密閉されてなる封孔層が設けられ、
該封孔層と上記絶縁体充填剤との間にろう材層が介在さ
れてなることを特徴とする含浸型陰極構体である。
「発明の実施例」
この発明の含浸型陰極構体は第１図及び第２図に示すよ
うに構成され、第２図は第１図のＡ部を拡大して示した
ものである。即ち、従来例と同一箇所は同一符号を付す
と、例えば空孔率２０％のタングステン（Ｗ）のような
高融点金属からなる多孔質基体に、モル比で４：１：１
のＢａＯ： ＣａＯ： ＡＪ１２０５のような電子放射
物質を溶融含浸した含浸型陰極基体１１が、高融点金属
例えばＭｏからなるスリーブ１２の一端に接合されてい
る。このスリーブ１２の内部には螺旋上のヒータ１３が
設けられると共に、充填剤１４が満たされている。この
充填剤１４は、上記ヒータ１３と上記陰極基体１１の熱
伝導を良くするためのもので、例えばＡｌ２Ｏ３のよう
な絶縁物からなっている。更に１上記陰極基体１１の裏
面すなわち充填剤１４の方の側には、ろう材層１５が介
在されている。このろう材１５は例えばＭｏ −Ｒｕ合
金からな〕、上記陰極基体１１とスリーブ１２を固着さ
せることを主目的としている。そこでこの発明では、上
記陰極基体１１の裏面すなわちろう材層１５側の表面部
に、このポーラスな陰極基体１ノのＷ粒子１１ ａｆ’
１ＪＮｃできる空孔部１１ｂを目つぶしした封孔層１６
を形成しである。この封孔層１６は、陰極基体Ｚ１の裏
面すなわち電子放射面とは反対側の面の多孔質基体の空
孔部を目詰めし、電子放射物質の裏面への拡散を防止し
、裏面からの電子放射物質の蒸発及び充填剤１４との反
応を防止する役割をする。
うに構成され、第２図は第１図のＡ部を拡大して示した
ものである。即ち、従来例と同一箇所は同一符号を付す
と、例えば空孔率２０％のタングステン（Ｗ）のような
高融点金属からなる多孔質基体に、モル比で４：１：１
のＢａＯ： ＣａＯ： ＡＪ１２０５のような電子放射
物質を溶融含浸した含浸型陰極基体１１が、高融点金属
例えばＭｏからなるスリーブ１２の一端に接合されてい
る。このスリーブ１２の内部には螺旋上のヒータ１３が
設けられると共に、充填剤１４が満たされている。この
充填剤１４は、上記ヒータ１３と上記陰極基体１１の熱
伝導を良くするためのもので、例えばＡｌ２Ｏ３のよう
な絶縁物からなっている。更に１上記陰極基体１１の裏
面すなわち充填剤１４の方の側には、ろう材層１５が介
在されている。このろう材１５は例えばＭｏ −Ｒｕ合
金からな〕、上記陰極基体１１とスリーブ１２を固着さ
せることを主目的としている。そこでこの発明では、上
記陰極基体１１の裏面すなわちろう材層１５側の表面部
に、このポーラスな陰極基体１ノのＷ粒子１１ ａｆ’
１ＪＮｃできる空孔部１１ｂを目つぶしした封孔層１６
を形成しである。この封孔層１６は、陰極基体Ｚ１の裏
面すなわち電子放射面とは反対側の面の多孔質基体の空
孔部を目詰めし、電子放射物質の裏面への拡散を防止し
、裏面からの電子放射物質の蒸発及び充填剤１４との反
応を防止する役割をする。
次に１上記のようなこの発明の含浸型陰極構体の製造方
法につき説明する。第３図に示すよ５に、多孔質基体の
成形、焼結工程２１を経て、銅あるいはプラスチックの
ような機械加工用充填剤を多孔質基体に含浸した５え、
所定の陰極形状に機械加工する工程２２に進む。その後
、この充填剤を除去する工程２３に移る。
法につき説明する。第３図に示すよ５に、多孔質基体の
成形、焼結工程２１を経て、銅あるいはプラスチックの
ような機械加工用充填剤を多孔質基体に含浸した５え、
所定の陰極形状に機械加工する工程２２に進む。その後
、この充填剤を除去する工程２３に移る。
そこでこの発明では上記充填剤を除去後、少なくとも陰
極基体裏面の多孔質基体を機械的加工するととｋよシ、
あるいはＰ”−ｒ］［）法（Ｐｈ７−量ｃａｌＶａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）により封孔層を形成する
工程２４を経た後、従来工程と同じようにろう材を設置
し、ろう付は工程２５を経る。この封孔層形成工程２４
により、ろ５材の多孔質タングステンへの浸み込みが防
げるため、その後、行われる電子放射物質の含浸工程２
６で、陰極基体１１への電子放射物質の含浸量を所望の
一定量に保つことができる。又、ろう材１５の多孔質タ
ングステン基体への浸み込みが、ろ５付けの時間を長く
してもほとんど起らないため、ろう付けの時間を長くシ
、従来のろ５付けでしばしば起っていた不完全なろう付
をなくすることが可能である。電子放射物質の含浸工程
２６の後は、表面に残っている過剰含浸剤を除去する工
程２７を経る。
極基体裏面の多孔質基体を機械的加工するととｋよシ、
あるいはＰ”−ｒ］［）法（Ｐｈ７−量ｃａｌＶａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）により封孔層を形成する
工程２４を経た後、従来工程と同じようにろう材を設置
し、ろう付は工程２５を経る。この封孔層形成工程２４
により、ろ５材の多孔質タングステンへの浸み込みが防
げるため、その後、行われる電子放射物質の含浸工程２
６で、陰極基体１１への電子放射物質の含浸量を所望の
一定量に保つことができる。又、ろう材１５の多孔質タ
ングステン基体への浸み込みが、ろ５付けの時間を長く
してもほとんど起らないため、ろう付けの時間を長くシ
、従来のろ５付けでしばしば起っていた不完全なろう付
をなくすることが可能である。電子放射物質の含浸工程
２６の後は、表面に残っている過剰含浸剤を除去する工
程２７を経る。
さて次に１具体的例につき説明する。
先ず多孔質基体１１として、ディスクの直径４、５ ｔ
ｍ 、ディスクの厚さ１．３ ｗｍ 、電子放射表面の
曲率１２．Ｏ＋ｍ、空孔率２０％のタングステンからな
る多孔質基体１１を用意した。そして、多孔質基体１１
の裏面及び側面に第４図に示すよ５に３０００１の厚さ
で基体金属と同様の高融点金属すなわちタングステンの
スフ９ツタリングによって封孔層１６を形成した。封孔
層１６を形成した多孔質基体をスリーブ１２に組合せ、
陰極基体裏面に環状のろう材ベレットを設置し、水素雰
囲気中で２０００℃に１０秒間加熱し、ろう材ベレット
を溶融し、陰極基体１１とをスリー２１２の接合及び陰
極基体裏面にろう材層１５を形成した。この場合、ろう
材１５は、４２．９重量％Ｒｕ −５７，１重量％ Ｍ
ｏの混合粉末をプレスし、仮焼結した環状の４レフトを
用い九。ろう材１５０重量は、８．５ｍｇである。この
後、４ ＢａＯ： ＣａＯ二Ａｌ２Ｏ５（モル比）から
なる電子放射物質を水素雰囲気中で１７００℃に加熱し
て基体中に含浸させた。
ｍ 、ディスクの厚さ１．３ ｗｍ 、電子放射表面の
曲率１２．Ｏ＋ｍ、空孔率２０％のタングステンからな
る多孔質基体１１を用意した。そして、多孔質基体１１
の裏面及び側面に第４図に示すよ５に３０００１の厚さ
で基体金属と同様の高融点金属すなわちタングステンの
スフ９ツタリングによって封孔層１６を形成した。封孔
層１６を形成した多孔質基体をスリーブ１２に組合せ、
陰極基体裏面に環状のろう材ベレットを設置し、水素雰
囲気中で２０００℃に１０秒間加熱し、ろう材ベレット
を溶融し、陰極基体１１とをスリー２１２の接合及び陰
極基体裏面にろう材層１５を形成した。この場合、ろう
材１５は、４２．９重量％Ｒｕ −５７，１重量％ Ｍ
ｏの混合粉末をプレスし、仮焼結した環状の４レフトを
用い九。ろう材１５０重量は、８．５ｍｇである。この
後、４ ＢａＯ： ＣａＯ二Ａｌ２Ｏ５（モル比）から
なる電子放射物質を水素雰囲気中で１７００℃に加熱し
て基体中に含浸させた。
本発明のものと従来構造のものを各２０個づつ製作して
比較し九とζろ、基体中への電子放射物質の含浸量は、
従来構造のものが０．０１０１３ｐ±０．０００３５Ｉ
ｉ、この発明のものが０．０１４０８Ｆ±ｏ、ｏｏｏｏ
ｓＩＩであった。この発明のものの方が含浸量のばらつ
きが非常に小さく、また含浸量が比較的多いことが判か
る。又、理論含浸量０．０１４２７．！ｉｌＫ対し、こ
の発明のものが、はぼこれに近い含浸量でありた。
比較し九とζろ、基体中への電子放射物質の含浸量は、
従来構造のものが０．０１０１３ｐ±０．０００３５Ｉ
ｉ、この発明のものが０．０１４０８Ｆ±ｏ、ｏｏｏｏ
ｓＩＩであった。この発明のものの方が含浸量のばらつ
きが非常に小さく、また含浸量が比較的多いことが判か
る。又、理論含浸量０．０１４２７．！ｉｌＫ対し、こ
の発明のものが、はぼこれに近い含浸量でありた。
なお含浸後の試料を、ニブキシ樹脂に埋め込み、断面を
研磨して電子線励起Ｘ線マイクロアナライザーによって
比較観察した。第５図には従来例の、第６図にはこの発
明の解析結果を示す。この発明では、多孔質タングステ
ンヘノ口う材１５の浸み込みが全く無いことが判かる。
研磨して電子線励起Ｘ線マイクロアナライザーによって
比較観察した。第５図には従来例の、第６図にはこの発
明の解析結果を示す。この発明では、多孔質タングステ
ンヘノ口う材１５の浸み込みが全く無いことが判かる。
又、従来例では、浸み込みの深さが場所によって差があ
ることが確認された。
ることが確認された。
尚、上記実施例においては、スフ９ツタリングにより封
孔層を形成したが、蒸着やイオンデレーティング等地の
ＰＶＤ法によりても、同様な効果が期待出来る。又、Ｗ
Ｃの研磨紙等で基体裏面を研磨する等、機械的な加工に
より空孔部を目埋めして封孔層を形成してもよい。この
場合、ポーラスな陰極基体の裏面が潰れたシ、剥がれ九
微粉末が空孔部に埋まることＫよシ、封孔層が形成され
る。
孔層を形成したが、蒸着やイオンデレーティング等地の
ＰＶＤ法によりても、同様な効果が期待出来る。又、Ｗ
Ｃの研磨紙等で基体裏面を研磨する等、機械的な加工に
より空孔部を目埋めして封孔層を形成してもよい。この
場合、ポーラスな陰極基体の裏面が潰れたシ、剥がれ九
微粉末が空孔部に埋まることＫよシ、封孔層が形成され
る。
「発明の効果」
この発明によれば、多孔質含浸型陰極基体の裏面に機械
的加工あるいはＰＶＤ法により封孔層を一定厚さで形成
したうえでろう材層を介在しであるため、電子放射物質
の含浸量のばらつきがほとんどなく、製品間の信頼性向
上を図ることができる。又、ろう材が陰極基体中に浸み
込むことがほとんど無いので、ろう付は時間を長く取る
ことが出来、スリーブと陰極基体とのろう付けの品位も
大幅に向上させることが出来る。
的加工あるいはＰＶＤ法により封孔層を一定厚さで形成
したうえでろう材層を介在しであるため、電子放射物質
の含浸量のばらつきがほとんどなく、製品間の信頼性向
上を図ることができる。又、ろう材が陰極基体中に浸み
込むことがほとんど無いので、ろう付は時間を長く取る
ことが出来、スリーブと陰極基体とのろう付けの品位も
大幅に向上させることが出来る。
この上５に品質および信頼性のよい含浸型陰極構体を得
ることができる。
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例に係る含浸型陰極構体を示
す断面図、第２図は第１図のＡ部を拡大して示す断面図
、第５図はこの発明の含浸型陰極構体の製造方法を示す
工程説明図、第４図はその要部拡大図、第５図は従来の
含浸聾陰極構体を示す断面図、第６図０）、（ロ）、（
９及び第７図（イ）、（ロ）、（ハ）は夫々従来の含浸
型陰極構体とこの発明の含浸型陰極構体におけるろう材
の分析状況を比較して示す断面図と特性曲線図である。 １１・・・多孔質含浸型陰極基体、１２・・・スｙ−プ
、１３・・・ヒータ、１４・・・充填剤、Ｉ５・・・ろ
う材、１６・・・封孔層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第５図 ゝ −ロ 叡
す断面図、第２図は第１図のＡ部を拡大して示す断面図
、第５図はこの発明の含浸型陰極構体の製造方法を示す
工程説明図、第４図はその要部拡大図、第５図は従来の
含浸聾陰極構体を示す断面図、第６図０）、（ロ）、（
９及び第７図（イ）、（ロ）、（ハ）は夫々従来の含浸
型陰極構体とこの発明の含浸型陰極構体におけるろう材
の分析状況を比較して示す断面図と特性曲線図である。 １１・・・多孔質含浸型陰極基体、１２・・・スｙ−プ
、１３・・・ヒータ、１４・・・充填剤、Ｉ５・・・ろ
う材、１６・・・封孔層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第５図 ゝ −ロ 叡
Claims (1)
- （１）内部にヒータが設けられると共に絶縁物からなる
充填剤が満たされたスリーブの一端に含浸型陰極基体が
固着されてなる含浸型陰極構体において、 上記陰極基体の上記充填剤側の面に、その近傍の空孔部
が高融点金属の充填により密閉されてなる封孔層が設け
られ、該封孔層と上記絶縁体充填剤との間にろう材層が
介在されてなることを特徴とする含浸型陰極構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002940A JPS61163532A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 含浸型陰極構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002940A JPS61163532A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 含浸型陰極構体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163532A true JPS61163532A (ja) | 1986-07-24 |
Family
ID=11543352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60002940A Pending JPS61163532A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 含浸型陰極構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163532A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0720198A1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-03 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Directly heated cathode structure and manufacturing method thereof |
| EP0720197A1 (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-03 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Directly heated cathode structure |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP60002940A patent/JPS61163532A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0720197A1 (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-03 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Directly heated cathode structure |
| EP0720198A1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-03 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Directly heated cathode structure and manufacturing method thereof |
| US5701052A (en) * | 1994-12-29 | 1997-12-23 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Directly heated cathode structure |
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