JPH0247055B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0247055B2 JPH0247055B2 JP56006785A JP678581A JPH0247055B2 JP H0247055 B2 JPH0247055 B2 JP H0247055B2 JP 56006785 A JP56006785 A JP 56006785A JP 678581 A JP678581 A JP 678581A JP H0247055 B2 JPH0247055 B2 JP H0247055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- oxide
- cathode substrate
- substrate
- ion implantation
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化物陰極に関し、特に電流密度が大
で、長寿命である電子放射特性の秀れた酸化物陰
極に関する。
で、長寿命である電子放射特性の秀れた酸化物陰
極に関する。
酸化物陰極は通常、例えばニツケル（以下Ni
と記す）などの陰極基体に電子放射性物質とする
例えば炭酸バリウム（BaCO3）、炭酸カルシウム
（CaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）などを
適当な割合に混合した混合物を陰極基板に吹付け
などにより被着させ、電子管に組込んで真空にし
た後、前記BaCO3やCaCO3の炭酸塩を熱分解し
て酸化バリウム（BaO）や酸化カルシウム
（CaO）の酸化物にした後電子放射を行なわせて
いる。
と記す）などの陰極基体に電子放射性物質とする
例えば炭酸バリウム（BaCO3）、炭酸カルシウム
（CaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）などを
適当な割合に混合した混合物を陰極基板に吹付け
などにより被着させ、電子管に組込んで真空にし
た後、前記BaCO3やCaCO3の炭酸塩を熱分解し
て酸化バリウム（BaO）や酸化カルシウム
（CaO）の酸化物にした後電子放射を行なわせて
いる。
従来の酸化物陰極の使用法においてはこのよう
な方法により製造した酸化物陰極で充分満足され
ていたが、近年酸化物陰極においても電流密度が
大で更に長寿命を要求される苛酷な使用が多くな
り、従来の酸化物陰極では必ずしも満足されなく
なつてきている。このような酸化物陰極で電流密
度が大であり長寿命のものを得る手段として、
Niを主体とする陰極基板にBaを添加して合金化
したものを使用する方法が研究され、例えば、電
子通信学会技術研究報告電子デバイスED78―33
に発表されている。即ちNiを主体とする陰極基
板にBaなどの還元材を混入しておくことにより、
電子放射性物質の陰極基板側に生ずる中間層に
Baを浸み出させて中間層の抵抗を減少して電子
放射特性を向上し、寿命を長くできるという理論
に基づくものである。このNi―Mg系基体合金
と、Baを合金化したNi―Ba―Mg基体合金の電
流特性を縦軸に対数目盛でJs／T5/4（Js：飽和電
流密度Ａ／cm2、Ｔ：絶対温度）横軸に１／Ｔで表
わすと第２図のようになることが、上記文献に示
されており、Baを合金化することにより電流特
性は1.4倍位に向上する。ところが金属BaをNi中
に固溶させることは非常に難かしく精々0.3％の
BaをNiマトリツクス中に封入できるだけであ
る。この程度の含有量でも著しい特性面の向上が
立証されてはいるが、大きな欠点としてこのよう
な材料は非常に硬く加工が困難で、加工割れが生
じたり圧延加工ができず、真空中でのなまし工程
を並行して行なわなければならないという作業性
の悪さと共に、小さな陰極で形状の複雑なものは
成形できないという欠点を有している。更にこの
ような材料を使用した陰極は酸化物を被着する電
子放射面の裏側であるヒータ側においても固溶し
たBaが析出し、ヒータ側への電子放射が行なわ
れ、陰極・ヒータ間の絶縁低下を来たし雑音等特
性面への悪影響が出るため、これを防ぐために
は、陰極基板の裏面には電子放射を行なわないよ
う隔絶板を付加する等の工夫をしなければならな
い欠点がある。
な方法により製造した酸化物陰極で充分満足され
ていたが、近年酸化物陰極においても電流密度が
大で更に長寿命を要求される苛酷な使用が多くな
り、従来の酸化物陰極では必ずしも満足されなく
なつてきている。このような酸化物陰極で電流密
度が大であり長寿命のものを得る手段として、
Niを主体とする陰極基板にBaを添加して合金化
したものを使用する方法が研究され、例えば、電
子通信学会技術研究報告電子デバイスED78―33
に発表されている。即ちNiを主体とする陰極基
板にBaなどの還元材を混入しておくことにより、
電子放射性物質の陰極基板側に生ずる中間層に
Baを浸み出させて中間層の抵抗を減少して電子
放射特性を向上し、寿命を長くできるという理論
に基づくものである。このNi―Mg系基体合金
と、Baを合金化したNi―Ba―Mg基体合金の電
流特性を縦軸に対数目盛でJs／T5/4（Js：飽和電
流密度Ａ／cm2、Ｔ：絶対温度）横軸に１／Ｔで表
わすと第２図のようになることが、上記文献に示
されており、Baを合金化することにより電流特
性は1.4倍位に向上する。ところが金属BaをNi中
に固溶させることは非常に難かしく精々0.3％の
BaをNiマトリツクス中に封入できるだけであ
る。この程度の含有量でも著しい特性面の向上が
立証されてはいるが、大きな欠点としてこのよう
な材料は非常に硬く加工が困難で、加工割れが生
じたり圧延加工ができず、真空中でのなまし工程
を並行して行なわなければならないという作業性
の悪さと共に、小さな陰極で形状の複雑なものは
成形できないという欠点を有している。更にこの
ような材料を使用した陰極は酸化物を被着する電
子放射面の裏側であるヒータ側においても固溶し
たBaが析出し、ヒータ側への電子放射が行なわ
れ、陰極・ヒータ間の絶縁低下を来たし雑音等特
性面への悪影響が出るため、これを防ぐために
は、陰極基板の裏面には電子放射を行なわないよ
う隔絶板を付加する等の工夫をしなければならな
い欠点がある。
本発明はこのような欠点に鑑みなされたもの
で、小型で複雑な形状の陰極でも容易に形成で
き、しかもBaを陰極基板の内部に含んで電子放
射特性や寿命を向上させ、しかも他の特性の劣化
を生じさせない酸化物陰極を提供するもので、具
体的にはイオン注入法により、陰極基板の電子放
射面側の0.1〜2μの厚さでBaを埋込むもので以下
図面により詳細に説明する。
で、小型で複雑な形状の陰極でも容易に形成で
き、しかもBaを陰極基板の内部に含んで電子放
射特性や寿命を向上させ、しかも他の特性の劣化
を生じさせない酸化物陰極を提供するもので、具
体的にはイオン注入法により、陰極基板の電子放
射面側の0.1〜2μの厚さでBaを埋込むもので以下
図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例である酸化物陰極を
製造する工程を示す工程図である。。まず第１図
ａに示すごとく、陰極基板１と陰極スリーブ２を
溶接した後第１図ｂに示すように陰極基板１に凹
面を形成する。この凹面の形成は、電子ビームが
ある点に収束し易くするためのもので、必要とす
るビームの形状によつては必ずしも凹面を必要と
しないし、逆に種々異なつた凹面を必要とする場
合もある。次に第１図ｃに示すようにイオン注入
装置により陰極基板１の電子放射面にBaイオン
を注入する。このイオン注入装置は通常の半導体
への不純物注入に用いられる周知のもので、イオ
ン源としては金属バリウムを使用しなくても有機
バリウム等で良い。この場合Baイオンの注入は
1011〜1014イオン／cm2であればよく、またNi板へ
の注入深さはイオンに与えられるエネルギーから
せいぜい0.1μmから2μmの深さにとどまり注入さ
れたBaイオンはエネルギーを失なつてBa原子と
なる。陰極基板１の厚さは通常0.1〜0.3mm位の厚
さがあるためBaの注入は陰極基板１の極く表面
部分だけということになるがこの埋込んだBaの
目的は中間抵抗層の低下にあるため、陰極基板表
面にのみ寄与すれば良く、逆に陰極基板１の裏面
からの電子放射の心配は全然なく、むしろ好まし
い。次にこのBaを埋込んだ陰極基板１の表面を
できるだけ湿気にさらさないよう乾燥空気中や不
活性雰囲気中で、第１図ｄに示すように、陰極基
板１の電子放射面にオキサイド３を例えば吹付に
より付着する。次に第１図ｅに示すようにヒータ
４を陰極スリーブ２内に挿入すれば通常の酸化物
陰極を形成することができる。
製造する工程を示す工程図である。。まず第１図
ａに示すごとく、陰極基板１と陰極スリーブ２を
溶接した後第１図ｂに示すように陰極基板１に凹
面を形成する。この凹面の形成は、電子ビームが
ある点に収束し易くするためのもので、必要とす
るビームの形状によつては必ずしも凹面を必要と
しないし、逆に種々異なつた凹面を必要とする場
合もある。次に第１図ｃに示すようにイオン注入
装置により陰極基板１の電子放射面にBaイオン
を注入する。このイオン注入装置は通常の半導体
への不純物注入に用いられる周知のもので、イオ
ン源としては金属バリウムを使用しなくても有機
バリウム等で良い。この場合Baイオンの注入は
1011〜1014イオン／cm2であればよく、またNi板へ
の注入深さはイオンに与えられるエネルギーから
せいぜい0.1μmから2μmの深さにとどまり注入さ
れたBaイオンはエネルギーを失なつてBa原子と
なる。陰極基板１の厚さは通常0.1〜0.3mm位の厚
さがあるためBaの注入は陰極基板１の極く表面
部分だけということになるがこの埋込んだBaの
目的は中間抵抗層の低下にあるため、陰極基板表
面にのみ寄与すれば良く、逆に陰極基板１の裏面
からの電子放射の心配は全然なく、むしろ好まし
い。次にこのBaを埋込んだ陰極基板１の表面を
できるだけ湿気にさらさないよう乾燥空気中や不
活性雰囲気中で、第１図ｄに示すように、陰極基
板１の電子放射面にオキサイド３を例えば吹付に
より付着する。次に第１図ｅに示すようにヒータ
４を陰極スリーブ２内に挿入すれば通常の酸化物
陰極を形成することができる。
上記実施例では陰極形状を形成した後の陰極の
電子放射面にBaを埋込む例を示したが、このよ
うにすればBaを埋込んだ陰極表面が汚染しない
うちにオキサイドを付着することができる利点は
あるがオキサイド吹付前に化学処理または熱処理
をしてクリーニングすることを考慮すれば陰極基
板を形成する前の大きな素板の状態でイオン注入
をしても表面だけのBa埋込であるため後の陰極
形状形成においても加工困難の不都合はなく、イ
オン注入のとき板状でできるため容易であるとい
う利点がある。またこのようなイオン注入は量産
が可能であり、経済的にも充分安価にできる。
電子放射面にBaを埋込む例を示したが、このよ
うにすればBaを埋込んだ陰極表面が汚染しない
うちにオキサイドを付着することができる利点は
あるがオキサイド吹付前に化学処理または熱処理
をしてクリーニングすることを考慮すれば陰極基
板を形成する前の大きな素板の状態でイオン注入
をしても表面だけのBa埋込であるため後の陰極
形状形成においても加工困難の不都合はなく、イ
オン注入のとき板状でできるため容易であるとい
う利点がある。またこのようなイオン注入は量産
が可能であり、経済的にも充分安価にできる。
以上説明したように本発明によれば陰極基板表
面のみにBaを埋込んだため、陰極形成の加工に
は影響がなくまた陰極基板裏面のヒータ側への電
子放射はなく、陰極・ータ間の絶縁抵抗等特性へ
の悪影響もなく、電子放射特性の改善および寿命
向上を大幅に達成できる酸化物陰極を得ることが
でき、高電流密度動作など苛酷な用途にも酸化物
陰極を使用できる効果がある。
面のみにBaを埋込んだため、陰極形成の加工に
は影響がなくまた陰極基板裏面のヒータ側への電
子放射はなく、陰極・ータ間の絶縁抵抗等特性へ
の悪影響もなく、電子放射特性の改善および寿命
向上を大幅に達成できる酸化物陰極を得ることが
でき、高電流密度動作など苛酷な用途にも酸化物
陰極を使用できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例である陰極製造工程
を示す断面図、第２図は電子通信学会技術研究報
告ED78―33によるNi―Mg系基体合金とBaを合
金化したNi―Ba―Mg基体合金との電流特性を
比較する図である。 １……陰極基板、２……陰極スリーブ、３……
オキサイド。
を示す断面図、第２図は電子通信学会技術研究報
告ED78―33によるNi―Mg系基体合金とBaを合
金化したNi―Ba―Mg基体合金との電流特性を
比較する図である。 １……陰極基板、２……陰極スリーブ、３……
オキサイド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陰極基板の電子放射面側である一面に酸化物
を被着して電子放射させる酸化物陰極において、 前記陰極基板の該一面にイオン注入法により
0.1〜2μmの深さでバリウムを埋込んだことを特
徴とする酸化物陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP678581A JPS57121124A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Oxide cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP678581A JPS57121124A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Oxide cathode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57121124A JPS57121124A (en) | 1982-07-28 |
| JPH0247055B2 true JPH0247055B2 (ja) | 1990-10-18 |
Family
ID=11647820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP678581A Granted JPS57121124A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Oxide cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57121124A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320070A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-29 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605877A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-12 | New Japan Radio Co Ltd | 酸化物陰極 |
-
1981
- 1981-01-20 JP JP678581A patent/JPS57121124A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320070A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-29 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57121124A (en) | 1982-07-28 |
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