JPH02106846A - アルカリ金属の金属蒸気放出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱の際にアルカリ金属を放出する粉末を含
有するホルダーを含むアルカリ金属の金属蒸気を放出す
る装置に関する。

また、本発明は上記装置を製造する方法に関する。

この種の装置（デイスペンサー）は、例えば、光電陰極
（輝度増倍器、Ｘ−線像増倍器）および光電子増倍管を
含む電子管に用いられており、この場合これらの管には
、例えばセシウムの薄層を設けて電子の仕事関数を減少
させている。また、このタイプのデイスペンサーは半導
体陰極を含む表示管に用いることができる。

上述するタイプの装置は英国特許馴細書第１，２６５１
９７号に記載されており、この英国特許明細書には粉末
がアルカリ　クロム酸塩を含むことが記載されている。

この英国特許明細書に例示されているクロム酸セシウム
を含む粉末を加熱する場合には、このクロム酸塩が分解
し、純粋のセシウムを放出する。

上述する装置の１つの欠点は、クロム酸塩の微粉粒子の
寸法が、ホルダーに装填する場合に、これらの粒子を不
規則に供給するように小さいことである（乏しい流動性
）。この事は、ディスベンザ−を再生産手段で製造する
ことを困難にする。

第２の欠点は、アルカリ金属の供給中に望ましくないガ
スを放出することである。実際上、上記デイスペンサー
は、分解反応中に放出される酸素を結合するクロム酸塩
のほかに、珪素およびジルコニウム−アルミニウムをし
ばしば含んでいるが、しかし、特にジルコニウム〜アル
ミニウムハ種々のアルカリ　クロム酸塩の分解温度（７
００〜８００℃）で水素および炭化水素ガスを放出する
と共に、通常ニッケル−クロム鋼からなる管球容器がこ
れらのガス、特に炭素含有ガスを放出する。特に、炭素
含有ガスは光電陰極および半導体陰極の作動に有害な影
響を与える。

更に、アルカリ金属が分解温度から供給されるために、
アルカリ金属の供給を制御することが難しいか、または
全く制御することができない。

本発明の目的は再生産手段で製造することのできる上述
するタイプの装置を提供することである。

本発明の他の目的は、アルカリ金属蒸気の放出を制御で
きる装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は望ましくないガスの放出を出
来るかぎり減少させることのできる装置を提供すること
である。

本発明は、アルカリ金属の放出を分解反応による代りに
拡散によって達成できるという認識に基づくものである
。

更に、本発明は、上記放出方法を従来使用されているク
ロム酸塩よりほかの異なるタイプの微粉混合物を用いる
ことによって達成できるという認識に基づくものである
。

本発明のアルカリ金属の金属蒸気放出装置は、加熱の際
にアルカリ金属を放出する粉末が珪素またはゲルマニウ
ムの化合物およびアルカリ金属からなる外皮（ｓｈｅｌ
ｌ）を有する珪素またはゲルマニウムの粒子を含むこと
を特徴とする。

上記粉末、例えば珪素−セシウムの混合物を用いる場合
には、セシウム粉末から、すてに５３０℃から拡散する
ことを確かめた。拡散の程度は温度に影響し、このため
に広範囲にわたって満足に制御することができる。

上記粒子は５０〜２００μｍの範囲の直径で容易に造る
ことができ、かようにして得た粉末は良好な流動性を有
しており、このためにホルダーに反復再生手段で充填す
ることができる。

更に、拡散はクロム酸セシウムの分解反応より極めて低
い温度で生ずるから、ジルコニウム−アルミニウムのよ
うな付加混合物が不必要になるために、望ましくないガ
スの放出を著しく軽減することができる。

粉末は、実質的に管状で、かつアルカリ金属を放出する
１または２個以上の開口（例えばスリット）を有するホ
ルダーに導入するのが好ましい。

この事は金属蒸気の有向（ｄｉｒｅｃｔｅｄ）供給を可
能にする。これに関連し、「管状」とは任意の規則的な
または不規則的な断面（三角形、正方形など）を意味す
るが、円形が好ましい。

ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムはア
ルカリ金属として選択するのが好ましい。

ナトリウムおよびカリウムは、例えば輝度増倍器および
Ｘ−線像増倍器（光電陰極を含む）に用いるのに極めて
適当であり、またセシウムは特に光電子増倍管、および
半導体陰極からなる（表示）管に用いることができる。

本発明の方法は、珪素またはゲルマニウム粉末を液体ア
ルカリ金属と不活性雰囲気中で混合し、混合物にアルカ
リ金属が珪素またはゲルマニウムに拡散するような温度
処理を与えることを特徴とする。

かようにして得た粉末は僅かに吸湿性であり、通常、排
気空間に直ちに貯蔵しないから、外層を酸化するのが好
ましい。かようにして得た粉末は湿気吸収作用から著し
く保護される。

次に、本発明を具体例および添付図面に基づいて説明す
る。

第１図に示す装置１は、この例においては実質的に円筒
形状を有し、かつ例えば二、７ケルークロムから作られ
たホルダー２を含んでいる。このホルダー２は、電流を
通すために、その両端に金属キャップ５および端子３を
有している。アルカリ金属蒸気を有向供給（ｄｉｒｅｃ
ｔｅｄ　５ｕｐｐｌｙ）するために、ホルダー２はスリ
ット４を有している。

ホルダーには、アルカリ金属、この例ではセシウムを加
熱の際に放出する粉末を含有させる。熱処理は、電流を
端子３を介して円筒状ホルダーの壁を通すことによって
行うことができる。

この例では、粉末を、５０〜２００μｍの範囲の粒度を
有する珪素粉末をセシウムと不活性アルゴン（または窒
素）雰囲気において混合することによって得ることがで
きる。圧力および温度としては、珪素粉末がセシウムと
緊密接触するような圧力および温度を用いる（例えば１
気圧、２８℃）。次いで、温度を約５５０℃に上げる間
に、セシウムが珪素に拡散し、セシウム−珪素化合物（
おそらく、Ｃｓ５ｉ４）を含む外皮（ｓｈｅｌｌ）を形
成する。この拡散プロセスの速度は温度、およびセシウ
ムの量の外皮の厚さに影響する。

かようにして得られた粉末は、デイスペンサー再生産性
を得る製造プロセスに極めて適当である。

特に、粒度はシュートの連続充填に極めて望ましく、こ
れからホルダー２を作る（良好な流動性）。

セシウム　デイスペンサーに用いた場合に、珪素−セシ
ウム化合物の分解のために、粉末は真空において５３０
℃からすでに放出され、セシウムが拡散を介して放出さ
れることを確かめた。セシウム供給がこの拡散により定
められるから、調整供給を温度制御によって達成するこ
とができる。

しかしながら、かように形成された粉末は僅かに吸湿性
である。この事は、電子管または光電陰極における製造
から組立にわたる殆んどすべての生産段階を真空中また
は不活性雰囲気中で行う場合には悪くはない。しかし、
実際上では、粉末は一時的に貯蔵するから、空気中であ
る時間にわたって加熱（例えば２５０℃で６０分）して
吸湿性を抑制するようにする。

珪素粉末の代りに、ゲルマニウム粉末を出発材料として
用いることができ、また種々の他のアルカリ金属を選択
することができる（ナトリウム、カリウム、ルビジウム
）。組合わせに影響するが、製造条件（圧力、温度）を
種々選択して、特にアルカリ金属を珪素またはゲルマニ
ウム粒子に拡散するようにする。

仕上げ粉末はシュートに導入する。粉末の良好な流動性
のために、シュートを長さ単位当り殆んど一定量の粉末
で連続的に充填することができる。

充填後、かかるシュートを、狭いスリットを残しながら
折り込む。かようにして得た管をのこ引きし、しかる後
に分離部分にキャップ５および端子３を設ける。

デイスペンサーは輝度増倍器およびＸ−線像増倍器につ
いての光電陰極に、および光電子増倍管に、および電子
管について半導体陰極における仕事関数を減少する材料
を設ける光電陰極に用いることができる。

一

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の である。 １・・・本発明の装置 ３・・・端子 ５・・・金属キャップ １例構造を示す斜視図 ２・・・ホルダー ４・・・スリット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱の際に、アルカリ金属を放出する粉末を含有す
   るホルダーからなるアルカリ金属の金属蒸気を放出する
   装置において、粉末が珪素またはゲルマニウムの化合物
   およびアルカリ金属からなる外皮を有する珪素またはゲ
   ルマニウムの粒子を含むことを特徴とするアルカリ金属
   の金属蒸気放出装置。 ２、ホルダーは実質的に管状であり、かつアルカリ金属
   を放出するスリットを有する請求項１記載の装置。 ３、ホルダーを金属から形成し、その両端に電流通路の
   ための端子を設けた請求項２記載の装置。 ４、アルカリ金属はナトリウム、カリウム、ルビジウム
   およびセシウムの群に属する請求項１〜３のいずれか一
   つの項記載の装置。 ５、ホルダーはニッケル−クロム鋼からなる請求項１〜
   ４のいずれか一つの項記載の装置。 ６、微粉粒子の直径を少なくとも５０μｍ、大体２００
   μｍにした請求項１〜５のいずれか一つの項記載の装置
   。 ７、珪素またはゲルマニウム粉末を液体アルカリ金属と
   不活性雰囲気中で混合し、混合物にアルカリ金属が珪素
   またはゲルマニウムに拡散するような温度処理を与える
   ことを特徴とするアルカリ金属の金属蒸気放出装置に用
   いる粉末の製造方法。 ８、微粉粒子の外層を、拡散後、酸化する請求項７記載
   の方法。 ９、請求項１〜６のいずれか一つの項に記載する装置を
   含む電子管。 １０、半導体陰極または光電陰極、および請求項１〜７
   のいずれか一つの項に記載する装置を含む電子管。