JPS6134218B2 - - Google Patents
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- JPS6134218B2 JPS6134218B2 JP8770479A JP8770479A JPS6134218B2 JP S6134218 B2 JPS6134218 B2 JP S6134218B2 JP 8770479 A JP8770479 A JP 8770479A JP 8770479 A JP8770479 A JP 8770479A JP S6134218 B2 JPS6134218 B2 JP S6134218B2
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- Japan
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- core wire
- cathode
- layer
- coating layer
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- Expired
Links
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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
- H01J1/15—Cathodes heated directly by an electric current
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子管の直熱形陰極に関する。
一般に電子管用直熱形陰極として、最も多く用
いられているトリウム・タングステン合金（以下
Th−Ｗと称す）は、0.5〜２％の酸化トリウム
（以下ThO2と称す）と99.5〜98％のタングステン
（以下Ｗと称す）の焼結合金であり、純Ｗと比べ
て仕事関数が小さい。従つて同一エミツシヨンを
得る場合、動作温度が低く、直熱形陰極材料とし
て多く用いられている。そしてTh−Ｗの仕事関
数を小さくする最も優れた使用方法は、Ｗ表面に
トリウム（以下Thと称す）単原子層を安定に形
成することが必要条件である。このTh原子層
は、動作中熱エネルギーやイオン衝撃で表面から
消失するが、内部から拡散して表面に出てくる原
子があり、このバランスを保つことにより、安定
したエミツシヨンを得ることができる。この安定
なエミツシヨンを得るために、通常、次の２つの
操作を行なつている。
いられているトリウム・タングステン合金（以下
Th−Ｗと称す）は、0.5〜２％の酸化トリウム
（以下ThO2と称す）と99.5〜98％のタングステン
（以下Ｗと称す）の焼結合金であり、純Ｗと比べ
て仕事関数が小さい。従つて同一エミツシヨンを
得る場合、動作温度が低く、直熱形陰極材料とし
て多く用いられている。そしてTh−Ｗの仕事関
数を小さくする最も優れた使用方法は、Ｗ表面に
トリウム（以下Thと称す）単原子層を安定に形
成することが必要条件である。このTh原子層
は、動作中熱エネルギーやイオン衝撃で表面から
消失するが、内部から拡散して表面に出てくる原
子があり、このバランスを保つことにより、安定
したエミツシヨンを得ることができる。この安定
なエミツシヨンを得るために、通常、次の２つの
操作を行なつている。
Th−Ｗ中のThO2をThに還元する。即ち陰
極としてTh−Ｗを使用する際、Th−Ｗ中の
ThO2はThに還元する必要がある。この還元操
作は通常H2中又は真空中でTh−Ｗ線を高温に
加熱して酸化を防ぎながらThO2を熱分解して
いる。
極としてTh−Ｗを使用する際、Th−Ｗ中の
ThO2はThに還元する必要がある。この還元操
作は通常H2中又は真空中でTh−Ｗ線を高温に
加熱して酸化を防ぎながらThO2を熱分解して
いる。
表面にタングステンカーバイト（以下W2C
及びWCと称す）を作り、Thの吸着エネルギー
を増すと共にThの拡散を容易にする。
及びWCと称す）を作り、Thの吸着エネルギー
を増すと共にThの拡散を容易にする。
ところで、第１図は芯線１であるTh−Ｗの炭
化後の断面であり、表面に微細なクラツク２の入
つている層３がW2C及びWC層を作つて安定なエ
ミツシヨンを得ているが、このW2C及びWC層の
形成によりTh−Ｗ全体を非常に脆くさせ、陰極
の強度劣下を生じている。そしてTh−Ｗに占め
るW2C及びWCの割合と、陰極強度の関係は第２
図のようになつており、Th−Ｗ中のW2C及び
WC形成層が少なくなれば強度の劣下は小さい
が、或る程度以下になると極度に低下する。通
常、炭化層はフイラメント点灯動作中脱炭を考慮
し、過剰量のカーボンと炭化層中を形成させ寿命
に対応しているために強度劣下を無視し、Th−
Ｗ表面に数十μ〜数百μの厚さで覆つている。
化後の断面であり、表面に微細なクラツク２の入
つている層３がW2C及びWC層を作つて安定なエ
ミツシヨンを得ているが、このW2C及びWC層の
形成によりTh−Ｗ全体を非常に脆くさせ、陰極
の強度劣下を生じている。そしてTh−Ｗに占め
るW2C及びWCの割合と、陰極強度の関係は第２
図のようになつており、Th−Ｗ中のW2C及び
WC形成層が少なくなれば強度の劣下は小さい
が、或る程度以下になると極度に低下する。通
常、炭化層はフイラメント点灯動作中脱炭を考慮
し、過剰量のカーボンと炭化層中を形成させ寿命
に対応しているために強度劣下を無視し、Th−
Ｗ表面に数十μ〜数百μの厚さで覆つている。
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、従
来使用しているThO2ドープタングステンを使用
せずに、且つ表面炭化操作による炭化層形成作業
を必要とせず、機械的に強く而も従来のTh−Ｗ
同様なエミツシヨン特性及び寿命を有する電子管
の直熱形陰極を提供することを目的とする。
来使用しているThO2ドープタングステンを使用
せずに、且つ表面炭化操作による炭化層形成作業
を必要とせず、機械的に強く而も従来のTh−Ｗ
同様なエミツシヨン特性及び寿命を有する電子管
の直熱形陰極を提供することを目的とする。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳
細に説明する。この発明の直熱形陰極は第３図に
示すように構成され、Ｗからなる芯線４の表面
に、ThC2からなる被覆層５が形成されている。
即ち、この発明では既述の如く芯線４はTh−Ｗ
合金の必要性はないので、芯線４を純Ｗとし、寿
命を満足するに必要なThC2の被覆層５を表面に
形成しているのである。
細に説明する。この発明の直熱形陰極は第３図に
示すように構成され、Ｗからなる芯線４の表面
に、ThC2からなる被覆層５が形成されている。
即ち、この発明では既述の如く芯線４はTh−Ｗ
合金の必要性はないので、芯線４を純Ｗとし、寿
命を満足するに必要なThC2の被覆層５を表面に
形成しているのである。
そして少なくとも純Ｗの芯線と被覆層との界面
領域に、炭化タングステンW2Cが生成されてい
る。
領域に、炭化タングステンW2Cが生成されてい
る。
次にこの発明の陰極の好ましい製造方法、つま
り純Ｗからなる芯線４上に被覆層５を形成し、両
者の界面領域にW2C層を生成する方法につき説
明する。純Ｗの芯線４の表面に、ThC2粉末を電
着又は適当なバインダーと混合してスプレー等の
方法により一定量付着させる。次にこれをH2又
は真空中で加熱処理する。これにより純Ｗの芯線
４と被覆層５のThとＣとが一部遊離するととも
に、芯線４と被覆層５との界面領域に、芯線のＷ
およびThC2から解離したＣが結合した炭化タン
グステンW2Cが生成される。このW2Cを含む層
は、ThC2層とＷ芯線とを強固に結合させる機能
を有するとともに、この陰極の動作開始初期にお
いては芯線内部への拡散がきわめてわずかなので
芯線の強い機械的強度が保たれる。
り純Ｗからなる芯線４上に被覆層５を形成し、両
者の界面領域にW2C層を生成する方法につき説
明する。純Ｗの芯線４の表面に、ThC2粉末を電
着又は適当なバインダーと混合してスプレー等の
方法により一定量付着させる。次にこれをH2又
は真空中で加熱処理する。これにより純Ｗの芯線
４と被覆層５のThとＣとが一部遊離するととも
に、芯線４と被覆層５との界面領域に、芯線のＷ
およびThC2から解離したＣが結合した炭化タン
グステンW2Cが生成される。このW2Cを含む層
は、ThC2層とＷ芯線とを強固に結合させる機能
を有するとともに、この陰極の動作開始初期にお
いては芯線内部への拡散がきわめてわずかなので
芯線の強い機械的強度が保たれる。
なお陰極の長時間動作にともなつてW2Cは
徐々に被覆層５の表面側、および芯線の内部に拡
散する。それにより芯線の強度は徐々に低下する
が、電子放射性の長時間の安定化に寄与する。
徐々に被覆層５の表面側、および芯線の内部に拡
散する。それにより芯線の強度は徐々に低下する
が、電子放射性の長時間の安定化に寄与する。
尚、一般に電子管の直熱形陰極は、表面積を多
くするため、線材をコイル状やヘアピン状に成形
して用いることが多いが、芯線４上に被覆層５を
形成する工程は線材で行なつても良く。又、芯材
４をコイル状やヘアピン状に成形後、或いは陰極
ステムに組立後、被覆層５を形成してもよく、作
業工程は任意に設定することも可能である。
くするため、線材をコイル状やヘアピン状に成形
して用いることが多いが、芯線４上に被覆層５を
形成する工程は線材で行なつても良く。又、芯材
４をコイル状やヘアピン状に成形後、或いは陰極
ステムに組立後、被覆層５を形成してもよく、作
業工程は任意に設定することも可能である。
この発明による電子管の直熱形陰極は、純Ｗの
芯線４上に、ThC2の被覆層が形成され、W2Cが
両質の界面付近に必要最小限生成されている。こ
の結果、初期において芯線の機械的強度の低下が
ほとんどなく、従来の２倍以上の衝撃に耐え、し
かもTh原子は表面層に十分存在するので十分な
電子放射特性が得られる。つまり、従来のTh−
Ｗからなる陰極と同様なエミツシヨン特性が得ら
れる。又、この発明によれば、表面炭化操作によ
る炭化層形成作業を必要としないという利点もあ
る。
芯線４上に、ThC2の被覆層が形成され、W2Cが
両質の界面付近に必要最小限生成されている。こ
の結果、初期において芯線の機械的強度の低下が
ほとんどなく、従来の２倍以上の衝撃に耐え、し
かもTh原子は表面層に十分存在するので十分な
電子放射特性が得られる。つまり、従来のTh−
Ｗからなる陰極と同様なエミツシヨン特性が得ら
れる。又、この発明によれば、表面炭化操作によ
る炭化層形成作業を必要としないという利点もあ
る。
尚、上記実施例では被覆層５は炭化トリウムか
らなつているが、被覆層５をタングステン・カー
バイド・トリウム合金により構成しても上記実施
例と同様効果が得られる。
らなつているが、被覆層５をタングステン・カー
バイド・トリウム合金により構成しても上記実施
例と同様効果が得られる。
以上説明したようにこの発明によれば、純Ｗか
らなる芯線中へのW2Cの拡散が抑制され、とく
に陰極の動作開始初期での機械的強度が強く、且
つ長時間動作後でもその機械的強度および電子放
射特性がTh−Ｗ製陰極による場合とほぼ同等の
特性が得られる。
らなる芯線中へのW2Cの拡散が抑制され、とく
に陰極の動作開始初期での機械的強度が強く、且
つ長時間動作後でもその機械的強度および電子放
射特性がTh−Ｗ製陰極による場合とほぼ同等の
特性が得られる。
第１図は従来の電子管の直熱形陰極を示す断面
図、第２図はTh−Ｗ中のW2C及びWCと陰極の
寿命、強度との関係を示す特性曲線図、第３図は
この発明の一実施例に係る電子管の直熱形陰極を
示す断面図である。 ４……芯線、５……被覆層。
図、第２図はTh−Ｗ中のW2C及びWCと陰極の
寿命、強度との関係を示す特性曲線図、第３図は
この発明の一実施例に係る電子管の直熱形陰極を
示す断面図である。 ４……芯線、５……被覆層。
Claims (1)
- １ 純タングステンからなる芯線の表面に、炭化
トリウム又はタングステン・カーバイト・トリウ
ム合金からなる被覆層が形成され、少なくとも上
記芯線と被覆層との界面領域に炭化タングステン
が生成されてなることを特徴とする電子管の直熱
形陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8770479A JPS5611832A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Directly heated cathode of electron tube and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8770479A JPS5611832A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Directly heated cathode of electron tube and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5611832A JPS5611832A (en) | 1981-02-05 |
| JPS6134218B2 true JPS6134218B2 (ja) | 1986-08-06 |
Family
ID=13922297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8770479A Granted JPS5611832A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Directly heated cathode of electron tube and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5611832A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041041A (en) * | 1986-12-22 | 1991-08-20 | Gte Products Corporation | Method of fabricating a composite lamp filament |
| CA1305512C (en) * | 1986-12-22 | 1992-07-21 | Thomas J. Patrician | Method of fabricating a composite lamp member |
| JP2848983B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1999-01-20 | 株式会社フジタ | 高層建築物用風力発電装置 |
| ATE343850T1 (de) | 1999-08-22 | 2006-11-15 | Ip2H Ag | Lichtquelle mit indirekt beheiztem filament |
| CN111850524B (zh) * | 2020-07-17 | 2022-08-30 | 广东威特真空电子制造有限公司 | 稀土钨阴极及其制备方法和应用 |
-
1979
- 1979-07-11 JP JP8770479A patent/JPS5611832A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5611832A (en) | 1981-02-05 |
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