JPS61240688A - 熱電子発電素子の陰極及びその製造方法 - Google Patents
熱電子発電素子の陰極及びその製造方法Info
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- JPS61240688A JPS61240688A JP60082073A JP8207385A JPS61240688A JP S61240688 A JPS61240688 A JP S61240688A JP 60082073 A JP60082073 A JP 60082073A JP 8207385 A JP8207385 A JP 8207385A JP S61240688 A JPS61240688 A JP S61240688A
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、熱電子発電素子の陰極及びその製造方法に係
り、特に従来用いられていた薄肉黒鉛シェルを不要とし
、発電効率の向−にと製作コストのダウンとを可能とし
だ熱電ｒ発電素子の陰極及びその製造方法に関する。
り、特に従来用いられていた薄肉黒鉛シェルを不要とし
、発電効率の向−にと製作コストのダウンとを可能とし
だ熱電ｒ発電素子の陰極及びその製造方法に関する。
［従来の技術］
熱電子発電は熱エネルギを電気エネルギに直接変換する
直接発電の一方式であり、発電素子としては第２図に示
す断面構造のものが知られている。
直接発電の一方式であり、発電素子としては第２図に示
す断面構造のものが知られている。
同図に示すように、陰Ｊｒ１ｉｌ（エミッタ）１は一端
が半球状に閉塞された円筒状の基体２と、この基体２の
内面に密着形成された除権本体としての金属又は合金（
以下、本明細書において合金を含めて金属と略称する。
が半球状に閉塞された円筒状の基体２と、この基体２の
内面に密着形成された除権本体としての金属又は合金（
以下、本明細書において合金を含めて金属と略称する。
）層３と、基体２の外面に被着された保護被１１り４と
から形成されている。基体２は支持部材としての機能を
有し、熱伝導性に優れた黒鉛などが適用されている。金
属層３には熱電子を放出しやすい仕事関数の大きな材ネ
＋１が望ましく、ｉＱにタングステン（Ｗ）が適用され
ている。保護被１１り４には耐熱性・耐酸化性に優れた
セラミックス例えば炭化珪素（ＳｉＣ）が適用されてい
る。
から形成されている。基体２は支持部材としての機能を
有し、熱伝導性に優れた黒鉛などが適用されている。金
属層３には熱電子を放出しやすい仕事関数の大きな材ネ
＋１が望ましく、ｉＱにタングステン（Ｗ）が適用され
ている。保護被１１り４には耐熱性・耐酸化性に優れた
セラミックス例えば炭化珪素（ＳｉＣ）が適用されてい
る。
この陰極ｌの内側に、陰極ｌと相似形を有する陽８ｉ（
コレクタ）５が、所定の間隔を保持させて同軸」−に配
置されている。この陽極５には仕事関数の小さな材料で
あるニッケル（Ｎｉ）が一般に適用されている。また、
陽極５は冷却材（空気等）６によって冷却されるように
なっており、陰極１と陽極５の間隔部７には、一般に、
セシウムなどの電離しやすいガスが封入されている。こ
のように構成された熱電子発電素子は、その陰極ｌの半
球状の頭頂部外面が高温の雰囲気ｒｐに配置されるよう
に、炉壁８等を貫通させて設置されている。
コレクタ）５が、所定の間隔を保持させて同軸」−に配
置されている。この陽極５には仕事関数の小さな材料で
あるニッケル（Ｎｉ）が一般に適用されている。また、
陽極５は冷却材（空気等）６によって冷却されるように
なっており、陰極１と陽極５の間隔部７には、一般に、
セシウムなどの電離しやすいガスが封入されている。こ
のように構成された熱電子発電素子は、その陰極ｌの半
球状の頭頂部外面が高温の雰囲気ｒｐに配置されるよう
に、炉壁８等を貫通させて設置されている。
そして、例えば高温のガス流（図示矢印９）によって加
熱された金属膜３から放出される熱電子が陽極５に流入
され、陰極１と陽極５間に接続された図示していない負
荷に電力が供給されるようになっている。
熱された金属膜３から放出される熱電子が陽極５に流入
され、陰極１と陽極５間に接続された図示していない負
荷に電力が供給されるようになっている。
［発明が解決しようとする問題点］
このような原理により発電する熱電子発電素子にあって
、基体６は発電特性に何ら寄与するものではなく、むし
ろ金属層３への伝熱量の増大という観点からは無い方が
好ましい。また、この基体３は、従来、黒鉛を一端封じ
の円筒シェル（殻体）形状にくり抜いたものが用いられ
ているのであるが、このシェル製作コストがかなり高く
なっていた。
、基体６は発電特性に何ら寄与するものではなく、むし
ろ金属層３への伝熱量の増大という観点からは無い方が
好ましい。また、この基体３は、従来、黒鉛を一端封じ
の円筒シェル（殻体）形状にくり抜いたものが用いられ
ているのであるが、このシェル製作コストがかなり高く
なっていた。
また、このような熱電子発電素子において、発電に寄り
−するのＩよ、主として高温雰囲気中に配置される頭頂
部、およびそれに隣接する直状部領域（以下、発電有効
部と称することがある。）に形成された金属膜３ａだけ
である。したがって、発電有効部の金属膜３ａは仕事関
数の大きなタングステン膜にする必要があるが、それ以
外の部分の金属膜３ｂは、主として導電路の役目を担う
ものであるから、電気伝導性に優れた金属膜であればよ
いことになる。特に、タングステンからなる金属膜３を
ＣＶ Ｄ （Ｃ：ｈｅｌｌｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成する場合、原料カスの
六弗化タングステンＷ Ｆ ６が高価なものであるから
、発電有効部以外の金属膜３ｂは廉価な金属を用いて形
成することが要望されるところであった。
−するのＩよ、主として高温雰囲気中に配置される頭頂
部、およびそれに隣接する直状部領域（以下、発電有効
部と称することがある。）に形成された金属膜３ａだけ
である。したがって、発電有効部の金属膜３ａは仕事関
数の大きなタングステン膜にする必要があるが、それ以
外の部分の金属膜３ｂは、主として導電路の役目を担う
ものであるから、電気伝導性に優れた金属膜であればよ
いことになる。特に、タングステンからなる金属膜３を
ＣＶ Ｄ （Ｃ：ｈｅｌｌｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成する場合、原料カスの
六弗化タングステンＷ Ｆ ６が高価なものであるから
、発電有効部以外の金属膜３ｂは廉価な金属を用いて形
成することが要望されるところであった。
また、図示の熱・電子発電素子１個当りの出力は一煎゛
に小さく、大容量の発電装置を構成するには極めて多数
の素子が必要となる。ところが、タングステンの比重（
１９，３）は他の金属に比べて大きいので、発電装置の
全体重量がそれだけ大きなものとなっていた。
に小さく、大容量の発電装置を構成するには極めて多数
の素子が必要となる。ところが、タングステンの比重（
１９，３）は他の金属に比べて大きいので、発電装置の
全体重量がそれだけ大きなものとなっていた。
［問題点を解決するための手段］
本発明の第１の発明は、５ｉＣ（炭化珪素）等の耐熱セ
ラミックス酸の外側層内面に、１ｔｉに、Ｗ（タングス
テン）等の熱電子放出用の金属部を有する内側層が形成
されている熱電子発電素子の陰極である。
ラミックス酸の外側層内面に、１ｔｉに、Ｗ（タングス
テン）等の熱電子放出用の金属部を有する内側層が形成
されている熱電子発電素子の陰極である。
この第１の発明においては、内側層のすべてをＷ等の熱
電子放出用の金属としても良く、あるいは次のようにし
ても良い。
電子放出用の金属としても良く、あるいは次のようにし
ても良い。
即ち、熱電子発電に寄与する発電有効部のみをＷ等の熱
電子放出用の金属とし、その他の部分の金属層は、該熱
電子放出用金属よりも比重の小さい導電のための金属と
するものである。
電子放出用の金属とし、その他の部分の金属層は、該熱
電子放出用金属よりも比重の小さい導電のための金属と
するものである。
本発明の第２の発明は、型面に外側層と内側層との一方
をＣＶＤ法によって蒸着させ、次いで型を冷却すること
によって蒸着物を型面から剥離させて、一端が」４じら
れた筒形の躯体を得、この躯体の表面に外側層と内側層
との他方をＣＶＤ法により蒸着させて熱電子発電素子を
製造する方法である。
をＣＶＤ法によって蒸着させ、次いで型を冷却すること
によって蒸着物を型面から剥離させて、一端が」４じら
れた筒形の躯体を得、この躯体の表面に外側層と内側層
との他方をＣＶＤ法により蒸着させて熱電子発電素子を
製造する方法である。
［作用］
本発明においては、セラミックス製の外側層の内面に直
に熱電イ放出用の金属層が形成されており、両者の間に
従来の如き黒鉛シェルが介在しない。そのため、熱電子
放出用金属層への伝熱量が多くなり、発電効率の向上が
図れる。
に熱電イ放出用の金属層が形成されており、両者の間に
従来の如き黒鉛シェルが介在しない。そのため、熱電子
放出用金属層への伝熱量が多くなり、発電効率の向上が
図れる。
また、本発明においては、内側層（金属層）のうち発電
に寄与する発電有効部だけを熱電子放出用金属とし、そ
の他の部分を１量の導電性金属とすることができるので
、陰極全体としての軽量化が図れる。
に寄与する発電有効部だけを熱電子放出用金属とし、そ
の他の部分を１量の導電性金属とすることができるので
、陰極全体としての軽量化が図れる。
さらに本発明の陰極の製造方法においては、ＣＶＤ法に
より型面に蒸着物を形成し、次いで型と蒸着物との熱１
膨張差を利用して蒸着物を剥離させることにより、肉薄
でかつ均質な躯体をＩＸＩることかできる。そして、こ
の躯体表面にＣＶＤ法によりセラミックス又は金属層を
設けることにより、容易にト記構成の熱電子発電素子の
陰極を製造できる。
より型面に蒸着物を形成し、次いで型と蒸着物との熱１
膨張差を利用して蒸着物を剥離させることにより、肉薄
でかつ均質な躯体をＩＸＩることかできる。そして、こ
の躯体表面にＣＶＤ法によりセラミックス又は金属層を
設けることにより、容易にト記構成の熱電子発電素子の
陰極を製造できる。
［実施例］
以下本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の第１の発明の一実施例に係る熱電子発
電素子の陰極の構成を示す断面図である。
電素子の陰極の構成を示す断面図である。
第１図の陰極１１は、一端が半球状に閉塞された円筒形
状のものである。本実施例において、外側層１２はＳｉ
Ｃより成り、内側層１３はＷより成る。
状のものである。本実施例において、外側層１２はＳｉ
Ｃより成り、内側層１３はＷより成る。
第３図は本発明の第１の発明の異なる実施例に係る熱電
子発電素子の陰極の構成を示す断面図であり、第１図の
実施例と同様の形状を有しており、外側層１２は同様に
ＳｉＣより成る。而して、この外側層１２の内面に密着
して形成されている内側層１３は、熱電子発電に主とし
て寄与する発電有効部（頭頂部及びそれに隣接する領域
）の第１の金属層１３ａはタングステンにより成ってお
り、その他の直状部領域の第２の金属層１３ｂはモリブ
デン等、タングステンよりも比重の小さな金属により形
成されている。なお、この第２の金属層１３ｂとしては
、電気伝導性が高く、且つ外側層のセラミ・ンクスとの
密着性が高いものが好ましい。具体的には、−１−記の
モリブデンの化ニッケル等の金属を用いることができる
。勿論、係る特性を有していれば他の単体金属ないしは
合金をも用い得る。
子発電素子の陰極の構成を示す断面図であり、第１図の
実施例と同様の形状を有しており、外側層１２は同様に
ＳｉＣより成る。而して、この外側層１２の内面に密着
して形成されている内側層１３は、熱電子発電に主とし
て寄与する発電有効部（頭頂部及びそれに隣接する領域
）の第１の金属層１３ａはタングステンにより成ってお
り、その他の直状部領域の第２の金属層１３ｂはモリブ
デン等、タングステンよりも比重の小さな金属により形
成されている。なお、この第２の金属層１３ｂとしては
、電気伝導性が高く、且つ外側層のセラミ・ンクスとの
密着性が高いものが好ましい。具体的には、−１−記の
モリブデンの化ニッケル等の金属を用いることができる
。勿論、係る特性を有していれば他の単体金属ないしは
合金をも用い得る。
また、本発明においては、陰極１１の形状は第１図及び
第３図に示すもの以外の形状をも取り得る。例えば、円
筒に限らず、多角形の角筒であってもよく、頭頂部の形
状も半球状に限らず要するに筒の端部を月する形状であ
ればよい。但し、この頭頂部の形状は、表面積をできる
だけ大きく取るために、半球状又はそれに近似した形状
とするのが好ましい。
第３図に示すもの以外の形状をも取り得る。例えば、円
筒に限らず、多角形の角筒であってもよく、頭頂部の形
状も半球状に限らず要するに筒の端部を月する形状であ
ればよい。但し、この頭頂部の形状は、表面積をできる
だけ大きく取るために、半球状又はそれに近似した形状
とするのが好ましい。
このような構造の陰極１１を形成する方法の一実施例に
ついて、第４図以下を参照［７ながら次に説明する。ま
ず、第４図に示すように、一端が封塞された筒型形状で
ある型面を有する型１４を用意し、この型１４の型面に
ＣＶＤ法により内側層となるタングステン等の金属層１
３を蒸着させる。この際、型１４はタングステン等の金
属層１３よりも熱１彫張率が大きく、かつ金属層１３と
実質的に反応しない材質のものを選定する。
ついて、第４図以下を参照［７ながら次に説明する。ま
ず、第４図に示すように、一端が封塞された筒型形状で
ある型面を有する型１４を用意し、この型１４の型面に
ＣＶＤ法により内側層となるタングステン等の金属層１
３を蒸着させる。この際、型１４はタングステン等の金
属層１３よりも熱１彫張率が大きく、かつ金属層１３と
実質的に反応しない材質のものを選定する。
なお、型１４の材質としては、１１体的には次のような
ものを採用することができる。即ち、タングステンの熱
膨張係数が４〜５Ｘ１０−６（ｄｅｇ’）である（７）
テ、Ａ１２０ａ（熱膨張率約８．５ａＸ１０−’ｄｅｇ
−’）、ＺｒＯ２（熱膨張率約１０ Ｘ １．０−６ｄ
ｅ ｇ−’）などである。型１４の−１−にタングス
テンを蒸着させる場合、ＣＶＤ原料ガスとしては六弗化
タングステンＷ Ｆ ａなどの周知のものを用いること
ができる。
ものを採用することができる。即ち、タングステンの熱
膨張係数が４〜５Ｘ１０−６（ｄｅｇ’）である（７）
テ、Ａ１２０ａ（熱膨張率約８．５ａＸ１０−’ｄｅｇ
−’）、ＺｒＯ２（熱膨張率約１０ Ｘ １．０−６ｄ
ｅ ｇ−’）などである。型１４の−１−にタングス
テンを蒸着させる場合、ＣＶＤ原料ガスとしては六弗化
タングステンＷ Ｆ ａなどの周知のものを用いること
ができる。
Ｗ Ｆ ｅ 、 Ｗ Ｃｎ ｅの場合のＣＶＤ反応は次
に示すものとなる。
に示すものとなる。
Ｗ Ｆ ｅ ＋ ３ Ｈ２→Ｗ ＋ ６ ＨＦ型１４の
列表面に金属層１３を所定の厚さとなるようにツム着ゼ
しめた後、蒸着操作を停止１−シ、型１４を冷却する。
列表面に金属層１３を所定の厚さとなるようにツム着ゼ
しめた後、蒸着操作を停止１−シ、型１４を冷却する。
そうすると、型１４と金属層１３との熱１彰張差により
金属層１３が型面から剥離する。
金属層１３が型面から剥離する。
このようにして得られたタングステン等の金属製の内側
層の外表面に、ＣＶＤ法により外側層を形成する。この
外側層はセラミックスであり、耐熱性、耐食性に優れた
ＳｉＣを用いるのが好ましい。このＳｉＣをＣＶＤ法に
よって蒸着させるには、例えばＣＨ３’５ｉＣＪ１３を
原料ガスとすればよいが、Ｓ ｉ Ｃ１４及び炭化水素
ガス等その他の周知のＳｉＣ形成用ＣＶＤ原料ガスをも
用いることができることは明らかである。
層の外表面に、ＣＶＤ法により外側層を形成する。この
外側層はセラミックスであり、耐熱性、耐食性に優れた
ＳｉＣを用いるのが好ましい。このＳｉＣをＣＶＤ法に
よって蒸着させるには、例えばＣＨ３’５ｉＣＪ１３を
原料ガスとすればよいが、Ｓ ｉ Ｃ１４及び炭化水素
ガス等その他の周知のＳｉＣ形成用ＣＶＤ原料ガスをも
用いることができることは明らかである。
第５図は、第１図に示す熱電子発電素子陰極の別の形成
方法を示す断面図である。この第５図の実施例において
は、型面が四部として形成されている雌型の型１５を用
いる。この型１５の材質も、その型面上に蒸着されるタ
ングステン等の金属１３と実質的に反応性がないものが
用いられる。ただし、この実施例においては、型１５と
してはタングステン等に金属層１３よりも熱膨張率の小
さい材質のものを用いる。即ち、型面に金属層１３を蒸
着させた後、型１５の温度を下げると、金属層１３の収
縮量は型１５の収縮量よりも大きいので、金属層１３が
型１５から剥離されて躯体として取り出される。
方法を示す断面図である。この第５図の実施例において
は、型面が四部として形成されている雌型の型１５を用
いる。この型１５の材質も、その型面上に蒸着されるタ
ングステン等の金属１３と実質的に反応性がないものが
用いられる。ただし、この実施例においては、型１５と
してはタングステン等に金属層１３よりも熱膨張率の小
さい材質のものを用いる。即ち、型面に金属層１３を蒸
着させた後、型１５の温度を下げると、金属層１３の収
縮量は型１５の収縮量よりも大きいので、金属層１３が
型１５から剥離されて躯体として取り出される。
取り出された金属層１３の外表面に、ＳｉＣ等のセラミ
ックスをＣＶＤ法により蒸着させれば、第１図に示す構
成の陰極１１が得られる。
ックスをＣＶＤ法により蒸着させれば、第１図に示す構
成の陰極１１が得られる。
なお、第４図及び第５図の説明においては、型面に最初
にＷを蒸着する例を述べたが、ＳｉＣ等のセラミックス
を最初にしてもよい。しかしながら、Ｗは金属であって
、ＳｉＣ等のセラミックスよりも靭性が高いので、型か
ら剥離さぜるときに割れる頻度が少ない。（ＳｉＣは、
Ｗに比べ靭性が低く、型から取り出すときに亀裂が生じ
るおそれがある。また、ＷはＳｔＣよりも低い温度でＣ
ＶＤ法によって形成することができるので、型を冷却し
て取り出すときの残留熱応力が小さいという効果もある
。このようなことから、ＳｉＣよりもＷを先に型に蒸着
させて形成することが好ましい。） 第３図に示す第１図の金属層１３ａと第２の金属層１３
ｂとを有する陰極を製造するには、例えば次のようにす
ればよい。即ち、型１４又は１５の陰極頭頂部形成予定
部だけを選択的に加熱しておき（このような部分的な加
熱を行うには、例えばレーザビーム等の高エネルギー密
度ビームを照射する方法によるのが好適である。）この
部分にＣＶＤガスを供給し、まず第１の金属層１３ａだ
けを蒸着させる。次に、型面のうち直状部形成予定部だ
けを選択的に加熱しておき、ＣＶＤガスを導入し この
直状部に第２の金属層１３ｂを蒸着させる。このように
して、第１の金属層１３ａと第２の金属層１３ｂとから
成る金属層を形成した後、型１５を冷却させ、金属層を
型１４．１５から剥離させて取り出し、この金属層の外
表面にセラミックスを蒸着させるものである。
にＷを蒸着する例を述べたが、ＳｉＣ等のセラミックス
を最初にしてもよい。しかしながら、Ｗは金属であって
、ＳｉＣ等のセラミックスよりも靭性が高いので、型か
ら剥離さぜるときに割れる頻度が少ない。（ＳｉＣは、
Ｗに比べ靭性が低く、型から取り出すときに亀裂が生じ
るおそれがある。また、ＷはＳｔＣよりも低い温度でＣ
ＶＤ法によって形成することができるので、型を冷却し
て取り出すときの残留熱応力が小さいという効果もある
。このようなことから、ＳｉＣよりもＷを先に型に蒸着
させて形成することが好ましい。） 第３図に示す第１図の金属層１３ａと第２の金属層１３
ｂとを有する陰極を製造するには、例えば次のようにす
ればよい。即ち、型１４又は１５の陰極頭頂部形成予定
部だけを選択的に加熱しておき（このような部分的な加
熱を行うには、例えばレーザビーム等の高エネルギー密
度ビームを照射する方法によるのが好適である。）この
部分にＣＶＤガスを供給し、まず第１の金属層１３ａだ
けを蒸着させる。次に、型面のうち直状部形成予定部だ
けを選択的に加熱しておき、ＣＶＤガスを導入し この
直状部に第２の金属層１３ｂを蒸着させる。このように
して、第１の金属層１３ａと第２の金属層１３ｂとから
成る金属層を形成した後、型１５を冷却させ、金属層を
型１４．１５から剥離させて取り出し、この金属層の外
表面にセラミックスを蒸着させるものである。
第２の金属層１３ｂを形成させるＣＶＤ反応としては、
例えば次の反応が利用できる。
例えば次の反応が利用できる。
Ｍ ＯＦ ｅ ＋ ３ Ｈ２Ｍ Ｏ＋ ６ ＨＦ（７０
０〜８００℃） Ｍｏ （Ｃｏ）ｅ Ｍｏ＋６ＣＯ（３０
０〜５００℃） Ｎｉ（ＣＯ）・ （８６〜２５ｏ・。）Ｎｉ＋４ＣＯな
お、第３図に係る２種類の金属層を有する陰極を製造す
るに際しては、セラミックス酸の外側層を先に蒸着させ
て型から取り出し、この内面に第１の金属層１３ａと第
２の金属層１３ｂとを蒸着させる方法も、蒸着予定部の
選択的な加熱が容易であることから好ましい。
０〜８００℃） Ｍｏ （Ｃｏ）ｅ Ｍｏ＋６ＣＯ（３０
０〜５００℃） Ｎｉ（ＣＯ）・ （８６〜２５ｏ・。）Ｎｉ＋４ＣＯな
お、第３図に係る２種類の金属層を有する陰極を製造す
るに際しては、セラミックス酸の外側層を先に蒸着させ
て型から取り出し、この内面に第１の金属層１３ａと第
２の金属層１３ｂとを蒸着させる方法も、蒸着予定部の
選択的な加熱が容易であることから好ましい。
セラミックス酸の外側層１２を先に形成し、次にこの外
側層の内面に金属層１３ａ、１３ｂを形成する方法の一
例を次に説明する。まず第４図、又は第５図の型１４．
１５を用いて外側層１２を形成する。次にこの外側層の
直状部を冷却すると共に、加熱装置によって外側層１２
の頭頂部を所定のＣＶＤ析出温度に加熱保持する。そし
て、ＣＶＤ原料ガス２５を頭頂部内面に供給すると、析
出温度以上に加熱されている頭頂部の内面にＣＶＤ反応
析出物が付着する、これにより第１の金属層１３ａが形
成される。
側層の内面に金属層１３ａ、１３ｂを形成する方法の一
例を次に説明する。まず第４図、又は第５図の型１４．
１５を用いて外側層１２を形成する。次にこの外側層の
直状部を冷却すると共に、加熱装置によって外側層１２
の頭頂部を所定のＣＶＤ析出温度に加熱保持する。そし
て、ＣＶＤ原料ガス２５を頭頂部内面に供給すると、析
出温度以上に加熱されている頭頂部の内面にＣＶＤ反応
析出物が付着する、これにより第１の金属層１３ａが形
成される。
次に第１の金属層１３ａが付着された頭頂部のみを冷却
する。一方、セラミックス製外側層１２の直状部を加熱
装置によって所定のＣＶＤ析出温度に加熱保持する。そ
して、原料ガスを直状部の内面に供給すると、析出温度
以１−に加熱されている外側層１２の直状部内面にＣＶ
Ｄ反応析出物が刺着し、第２の金属層１３ｂが形成され
る。
する。一方、セラミックス製外側層１２の直状部を加熱
装置によって所定のＣＶＤ析出温度に加熱保持する。そ
して、原料ガスを直状部の内面に供給すると、析出温度
以１−に加熱されている外側層１２の直状部内面にＣＶ
Ｄ反応析出物が刺着し、第２の金属層１３ｂが形成され
る。
なお、１−記実施例の説明においては、第１の金属層１
３ａを先に形成し、第２の金属層１３ｂを後から形成し
ているが、逆に第２の金属層１３ｂを先に形成し、その
後に第１の金属層１３ａを形成するようにしてもよいこ
とは明らかである。
３ａを先に形成し、第２の金属層１３ｂを後から形成し
ているが、逆に第２の金属層１３ｂを先に形成し、その
後に第１の金属層１３ａを形成するようにしてもよいこ
とは明らかである。
［効果］
以上詳述した通り、本発明の熱電子発電素子用陰極は、
セラミ−／クス製外側層の内面に直に熱電子放出用の金
属層が形成されているので、伝熱特性が高く発電効率が
高い。
セラミ−／クス製外側層の内面に直に熱電子放出用の金
属層が形成されているので、伝熱特性が高く発電効率が
高い。
また、本発明においては、内面層（金属層）のうち発電
に寄与する主要部分だけを熱電子放出金属とし、その他
の部分を軽量の金属とすることもでき、陰極全体を軽借
化することが可能である６更に、本発明によれば、この
ような熱電子発電素子の陰極を容易に製造することがで
き、かつ得られる陰極はＣＶＤ法によるものであるので
肉厚や材質が均一で、特性の優れたものとなる。
に寄与する主要部分だけを熱電子放出金属とし、その他
の部分を軽量の金属とすることもでき、陰極全体を軽借
化することが可能である６更に、本発明によれば、この
ような熱電子発電素子の陰極を容易に製造することがで
き、かつ得られる陰極はＣＶＤ法によるものであるので
肉厚や材質が均一で、特性の優れたものとなる。
第１図及び第３図は本発明の実施例に係る陰極の構成を
示す断面図、第２図は従来例に係る陰極の構成を示す断
面図、第４図、第５図の各図は本発明の陰極の製造方法
の一例を説明する断面図である。 １１・・・陰極、 １２・・・外側層、１３
・・・内側層（金属層）、 １３ａ・・・第１の金属層、１３ｂ・・・第２の金属層
、１４．１５・・・型。 代理人 弁理士 重 野 剛 第１図 第３図 第２図 第４図 第５図
示す断面図、第２図は従来例に係る陰極の構成を示す断
面図、第４図、第５図の各図は本発明の陰極の製造方法
の一例を説明する断面図である。 １１・・・陰極、 １２・・・外側層、１３
・・・内側層（金属層）、 １３ａ・・・第１の金属層、１３ｂ・・・第２の金属層
、１４．１５・・・型。 代理人 弁理士 重 野 剛 第１図 第３図 第２図 第４図 第５図
Claims (2)
- （１）一端が封塞された筒形の形状である熱電子発電素
子において、材質が炭化珪素等の耐熱セラミックスであ
る外側層と、該外側層の内面に密着して設けられている
金属又は合金の内側層とを有し、該金属又は合金の内側
層のうち少なくとも前記一端側の部分はタングステン等
の熱電子放出用の金属又は合金であることを特徴とする
熱電子発電素子の陰極。 - （２）一端が封塞された筒型の形状であって耐熱セラミ
ックスよりなる外側層と、この外側層の内面に密着して
設けられている金属又は合金よりなる内側層とを有する
熱電子発電素子の陰極を製造するに際し、 型面形状が、一端が封塞された筒形形状である型を用い
、 まず前記耐熱セラミックスと金属又は合金とのいずれか
一方を該型面にＣＶＤ法により蒸着せしめ、 次に型を冷却してこの蒸着層を型面から剥離させて躯体
を得、 この躯体表面に前記耐熱セラミックスと金属又は合金と
のいずれか他方をＣＶＤ法により蒸着せしめて陰極を得
ることを特徴とする熱電子発電素子の陰極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082073A JPH0697865B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 熱電子発電素子の陰極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082073A JPH0697865B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 熱電子発電素子の陰極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61240688A true JPS61240688A (ja) | 1986-10-25 |
| JPH0697865B2 JPH0697865B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=13764299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082073A Expired - Lifetime JPH0697865B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 熱電子発電素子の陰極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697865B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007037319A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Daikin Ind Ltd | 熱電子発電素子 |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP60082073A patent/JPH0697865B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007037319A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Daikin Ind Ltd | 熱電子発電素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0697865B2 (ja) | 1994-11-30 |
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