JPS6220653B2 - - Google Patents
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- JPS6220653B2 JPS6220653B2 JP52116872A JP11687277A JPS6220653B2 JP S6220653 B2 JPS6220653 B2 JP S6220653B2 JP 52116872 A JP52116872 A JP 52116872A JP 11687277 A JP11687277 A JP 11687277A JP S6220653 B2 JPS6220653 B2 JP S6220653B2
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- hot cathode
- cathode material
- hexaboride
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- Expired
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Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
この発明は、六硼化物熱陰極の製法に関するも
のであつて、本発明によつて製法された熱陰極は
加熱電力が著しく低減できる他、長時間安定に作
動し、しかも長寿命を維持できるものである。 LaB6などの熱陰極は、高温での反応性が高く
使用中支持材料又は加熱材料と化学反応を起こし
て長時間安定な作動を維持することが困難であ
る。 これを解決するため、熱陰極と支持金属との間
にそれらに対して反応性の低い物質を反応障壁層
とすることが提案され実施された。（例えば特開
昭52−64269） この熱陰極構成は、熱陰極と、反応障壁層と支
持金属との謂わば三層積層体であり、中間の反応
障壁層を両者に対して強固に密着させるために使
用温度よりも高い温度で加熱圧着する必要があつ
た。 而してこの加熱のため、熱陰極と反応障壁層及
び反応障壁層と支持金属との間に僅かではあるが
反応が生起するのを避け得なかつたのである。 更に上記熱陰極構成における反応障壁層は、成
型上の制約からその厚さは約１mm程もあり、その
後の改良品でも0.5mm以下にすることは困難であ
つた。このため熱陰極全体の熱容量が大きくなり
従つて大きな加熱電力が必要であつたのである。 本発明の目的は、反応障壁をできるだけ薄くす
ることに加えて、この薄層の形成温度ができるだ
け低くて済む手段を採用すること、及び形成され
た薄層が反応を阻止するに充分な厚さであり、し
かも使用中剥離を生じないようにすることであ
る。 本発明者は上記目的のため種々の低反応物質に
ついて研究した結果、反応障壁薄膜の厚さは通常
の条件においては50μｍ以下で充分であること、
薄膜形成手段は、イオンスパツター法が最も有効
であり、他の蒸着法では形成薄膜が剥離し易いこ
と、更にイオンスパツター法によつて熱陰極先端
部を除く全周面が被覆されることによつて当該熱
陰極の支持方式が挟持式であつても埋設型方式で
あつてもいずれにも有効に使用されうることを確
認し、更に本発明において有効な反応障害物質
は、レニウム、硼化ニオブ、硼化ジルコニウム及
び窒化タンタルであることを確認した。 本発明において熱陰極チツプは、薄膜形成中約
400℃に加熱されるだけであるから両者間におけ
る反応は実質的に零である。 本発明はLaB6などの熱陰極材料の先端部を除
く基部周面に前記した反応阻止物質をイオンスパ
ツター法によつて該物質による薄膜層を形成する
ものであつて密着性のよい安定な薄膜を低温で形
成できるのである。 本発明を図について説明する。 ４はLaB6などの単結晶又は多結晶の熱陰極材
料である。４ａは先端部であつてこの部分はカー
ボンペーパーの如き被包材（図示せず）で覆われ
ている。４ｂは基部であつて、その全周面には反
応防止物質の薄膜層５が形成される。 この薄膜層５は、前記した物質の材料をスパツ
ターターゲツト２として、イオン発生装置１から
のイオンを照射して射出されたスパツター原子３
によつて形成されるのである。 実施例 １ LaB6チツプ先端のみをカーボンペーパーによ
つて被覆し、Reをスパツターターゲツトとして
D.C.スパツターにより２×10-3Torrのアルゴン
雰囲気、加速電圧5KVの条件で、LaB6単結晶チ
ツプにReを厚さ50μｍにイオンスパツタリング
蒸着した。このLaB6チツプはイオンボンパード
メントにより約400℃の温度であつた。比較のた
めに同一のLaB6チツプにタンタルを同じ条件で
50μｍの厚さにイオンスパツタリングした。この
両陰極をスポツト溶接によりＷ線と接合し、夫々
５×10-5Torr真空下でＷ線に通電加熱した。加
熱は3V、2.8Aすなわち、加熱電力8.4ワツトの条
件で行ない、加熱中のLaB6陰極先端の温度は約
1600℃であつた。 この条件で所定時間加熱を続け、薄膜とLaB6
層の変化を調べた。その結果を表１に示す。
のであつて、本発明によつて製法された熱陰極は
加熱電力が著しく低減できる他、長時間安定に作
動し、しかも長寿命を維持できるものである。 LaB6などの熱陰極は、高温での反応性が高く
使用中支持材料又は加熱材料と化学反応を起こし
て長時間安定な作動を維持することが困難であ
る。 これを解決するため、熱陰極と支持金属との間
にそれらに対して反応性の低い物質を反応障壁層
とすることが提案され実施された。（例えば特開
昭52−64269） この熱陰極構成は、熱陰極と、反応障壁層と支
持金属との謂わば三層積層体であり、中間の反応
障壁層を両者に対して強固に密着させるために使
用温度よりも高い温度で加熱圧着する必要があつ
た。 而してこの加熱のため、熱陰極と反応障壁層及
び反応障壁層と支持金属との間に僅かではあるが
反応が生起するのを避け得なかつたのである。 更に上記熱陰極構成における反応障壁層は、成
型上の制約からその厚さは約１mm程もあり、その
後の改良品でも0.5mm以下にすることは困難であ
つた。このため熱陰極全体の熱容量が大きくなり
従つて大きな加熱電力が必要であつたのである。 本発明の目的は、反応障壁をできるだけ薄くす
ることに加えて、この薄層の形成温度ができるだ
け低くて済む手段を採用すること、及び形成され
た薄層が反応を阻止するに充分な厚さであり、し
かも使用中剥離を生じないようにすることであ
る。 本発明者は上記目的のため種々の低反応物質に
ついて研究した結果、反応障壁薄膜の厚さは通常
の条件においては50μｍ以下で充分であること、
薄膜形成手段は、イオンスパツター法が最も有効
であり、他の蒸着法では形成薄膜が剥離し易いこ
と、更にイオンスパツター法によつて熱陰極先端
部を除く全周面が被覆されることによつて当該熱
陰極の支持方式が挟持式であつても埋設型方式で
あつてもいずれにも有効に使用されうることを確
認し、更に本発明において有効な反応障害物質
は、レニウム、硼化ニオブ、硼化ジルコニウム及
び窒化タンタルであることを確認した。 本発明において熱陰極チツプは、薄膜形成中約
400℃に加熱されるだけであるから両者間におけ
る反応は実質的に零である。 本発明はLaB6などの熱陰極材料の先端部を除
く基部周面に前記した反応阻止物質をイオンスパ
ツター法によつて該物質による薄膜層を形成する
ものであつて密着性のよい安定な薄膜を低温で形
成できるのである。 本発明を図について説明する。 ４はLaB6などの単結晶又は多結晶の熱陰極材
料である。４ａは先端部であつてこの部分はカー
ボンペーパーの如き被包材（図示せず）で覆われ
ている。４ｂは基部であつて、その全周面には反
応防止物質の薄膜層５が形成される。 この薄膜層５は、前記した物質の材料をスパツ
ターターゲツト２として、イオン発生装置１から
のイオンを照射して射出されたスパツター原子３
によつて形成されるのである。 実施例 １ LaB6チツプ先端のみをカーボンペーパーによ
つて被覆し、Reをスパツターターゲツトとして
D.C.スパツターにより２×10-3Torrのアルゴン
雰囲気、加速電圧5KVの条件で、LaB6単結晶チ
ツプにReを厚さ50μｍにイオンスパツタリング
蒸着した。このLaB6チツプはイオンボンパード
メントにより約400℃の温度であつた。比較のた
めに同一のLaB6チツプにタンタルを同じ条件で
50μｍの厚さにイオンスパツタリングした。この
両陰極をスポツト溶接によりＷ線と接合し、夫々
５×10-5Torr真空下でＷ線に通電加熱した。加
熱は3V、2.8Aすなわち、加熱電力8.4ワツトの条
件で行ない、加熱中のLaB6陰極先端の温度は約
1600℃であつた。 この条件で所定時間加熱を続け、薄膜とLaB6
層の変化を調べた。その結果を表１に示す。
【表】
実施例 ２
実施例１と同条件で、TaNをLaB6上にイオン
スパツタリングした。TaNとＷ線とはスポツト溶
接が難しいので、さらにTaをTaN上にイオンス
パツタリングした。TaN、Ta夫々の厚さは、そ
れぞれ30μｍ、50μｍであつた。このようにして
得られた陰極にＷ線をスポツト溶接し、３×
10-5Torrの真空下で、約1600℃、200時間加熱し
たが、LaB6表面層には何の変化も見られなかつ
た。 なお、Reのかわりに硼化ニオブ又は硼化ジル
コニウムを用いた以外は実施例１と同様にして熱
陰極を作製したところ、Reの場合と同程度の加
熱電力で1600℃に加熱された。 因に、前記従来技術において反応障壁層の厚さ
を0.5mmとした改良品の熱陰極は1600℃の温度を
保持するのに10.8Wを要した。 以上の通り本発明によれば熱陰極の寿命を長く
することができる他小型化できて加熱電力が少な
くて済むから電源装置も小容量でよいことにな
り、更にこれによつて一層供給電力の安定性が向
上するのである。
スパツタリングした。TaNとＷ線とはスポツト溶
接が難しいので、さらにTaをTaN上にイオンス
パツタリングした。TaN、Ta夫々の厚さは、そ
れぞれ30μｍ、50μｍであつた。このようにして
得られた陰極にＷ線をスポツト溶接し、３×
10-5Torrの真空下で、約1600℃、200時間加熱し
たが、LaB6表面層には何の変化も見られなかつ
た。 なお、Reのかわりに硼化ニオブ又は硼化ジル
コニウムを用いた以外は実施例１と同様にして熱
陰極を作製したところ、Reの場合と同程度の加
熱電力で1600℃に加熱された。 因に、前記従来技術において反応障壁層の厚さ
を0.5mmとした改良品の熱陰極は1600℃の温度を
保持するのに10.8Wを要した。 以上の通り本発明によれば熱陰極の寿命を長く
することができる他小型化できて加熱電力が少な
くて済むから電源装置も小容量でよいことにな
り、更にこれによつて一層供給電力の安定性が向
上するのである。
第１図は、本発明熱陰極の製造を示す模型図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 六硼化カルシウム型構造を有する熱電子放射
陰極材料の先端部を除く全周面に、レニウム、硼
化ニオブ、硼化ジルコニウム、窒化タンタルから
選ばれた一種をイオンスパツター法によつて前記
熱陰極材料との間に反応が実質的に起らない温度
下において蒸着させて前記熱陰極材料の支持金属
に対する反応障壁薄膜層を形成することを特徴と
する六硼化物熱陰極の製法。 ２ 陰極材料の先端部がカーボンペーパーの如き
被包材によつて被覆されてイオンスパツター蒸着
される特許請求の範囲第１項記載の六硼化物熱陰
極の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11687277A JPS5451468A (en) | 1977-09-30 | 1977-09-30 | Method of producing thermionic emission cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11687277A JPS5451468A (en) | 1977-09-30 | 1977-09-30 | Method of producing thermionic emission cathode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5451468A JPS5451468A (en) | 1979-04-23 |
| JPS6220653B2 true JPS6220653B2 (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=14697710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11687277A Granted JPS5451468A (en) | 1977-09-30 | 1977-09-30 | Method of producing thermionic emission cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5451468A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7662348B2 (en) | 1998-11-05 | 2010-02-16 | Sharper Image Acquistion LLC | Air conditioner devices |
| US7767169B2 (en) | 2003-12-11 | 2010-08-03 | Sharper Image Acquisition Llc | Electro-kinetic air transporter-conditioner system and method to oxidize volatile organic compounds |
| US7897118B2 (en) | 2004-07-23 | 2011-03-01 | Sharper Image Acquisition Llc | Air conditioner device with removable driver electrodes |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57128437A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-10 | Koichi Kanetani | Manufacture of lanthanum-boride thermionic emission electrode |
| JPS57128436A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-10 | Koichi Kanetani | Manufacture of lanthanum-boride thermionic emission electrode |
| JPS6147038A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-03-07 | ジエイソン ジヨン キム | 熱電子陰極とその製造方法 |
| JP5586013B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2014-09-10 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 耐熱電子放出源 |
-
1977
- 1977-09-30 JP JP11687277A patent/JPS5451468A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7662348B2 (en) | 1998-11-05 | 2010-02-16 | Sharper Image Acquistion LLC | Air conditioner devices |
| USRE41812E1 (en) | 1998-11-05 | 2010-10-12 | Sharper Image Acquisition Llc | Electro-kinetic air transporter-conditioner |
| US7767169B2 (en) | 2003-12-11 | 2010-08-03 | Sharper Image Acquisition Llc | Electro-kinetic air transporter-conditioner system and method to oxidize volatile organic compounds |
| US7897118B2 (en) | 2004-07-23 | 2011-03-01 | Sharper Image Acquisition Llc | Air conditioner device with removable driver electrodes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5451468A (en) | 1979-04-23 |
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