JPH04202635A - 傍熱型陰極の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマツシュ型陰極等の電子放射性物質を陰極基体
内部に充填する陰極の多孔質陰極基体や、内部に脱臭剤
等薬品を充填するフィルターや、ろ過器等の基体等、多
孔質金属基体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えばマツシュ型陰極など陰極に多孔質を作って
、その孔に電子放射性物質を充填する陰極の多孔質陰極
基体は、第５図に示すように、治具１１の内部に取付け
た部品１２との間の空間１３に、ニッケル粉末を充填し
て圧縮し治具１１と一体で焼結後治具を取り外し、二、
ケル粉末の間の間隙を利用した多孔質体を形成する方法
が採られていた。

また空隙の量の多い、すなわち気孔率の大きな陰極基体
を形成するにはニッケル粉末の間隙だけでは不可能であ
るため、プラスチック等の粉末の表面にニッケルを無電
解メツキ等で被覆した後圧縮成形し、焼結後化学的又は
熱的処理でプラスチック等を除去したり、ニッケル粉末
とプラスチック等、基体金属より低融点物質の粉末等を
混合圧縮成形し、焼結後低融点物質を化学的又は熱的処
理により除去して多孔質体を形成する方法が採られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の基体金属粉末を焼結させて、その空隙を利用する
多孔質金属基体の製造方法においては、金属粉末の粒径
を選定しても、大きな気孔率のものを得ることができな
い上に、粉末粒径のバラツキ又は金属粉末焼結時の温度
、時間等のバラツキにより、空隙の体積、即わち気孔率
の一定のものを得ることが難かしい。

また、基体金属より低融点の物質粉末の表面に基体金属
を被覆して形成する方法では、逆に気孔率が大き過ぎて
、所望の気孔率のものを得ることが難かしい。また基体
金属の粉末とそれより低融点物質の粉末とを混合して形
成する方法では、均一に混合することが難かしく、均一
な気孔率の多孔質金属基体を得ることができないという
問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、所望の気孔率で、空孔の均一な多孔質金属基
体を製造する方法を提供するもので、具体的には基体金
属とそれより融点の低い金属との合金を形成し、その合
金を真空中で熱処理することにより融点の低い金属を蒸
発させて除去し、融点の高い金属の多孔質体を得るもの
である。

〔作　用〕

上記構成によれば、基体金属とそれより融点の低い金属
との合金を形成するため、両金属の割合とそれに合った
温度で処理することにより完全な同容型合金を構成して
両金属は均一に交互に配置される。その後真空中で熱処
理して融点の低い方の金属を除去するため、完全に均一
な多孔質体を得ることができる。しかも合金の両金属の
比率はどのような割合にもできるため所望の気孔率のも
のを簡単に形成できる。

〔実施例〕

まず多孔質陰極基体の製造方法の一実施例について説明
する。陰極基体とすべくニッケル粉末とそのニッケルよ
り融点の低い銅の粉末を体積比で銅の割合が所望の気孔
率となる割合に混合し、還元性雰囲気中で加熱する。こ
の両金属は第４図に銅−ニッケルの状態図を示すように
、混合割合に応した温度以上にすることにより完全に合
金化する。例えばニッケルが５０重量％の場合は１３０
０℃以上にすることにより合金化することを意味する。

そのため両金属が完全に均一に混合されていなくても、
銅の体積の割合に応じた重量％で示す温度に５〜１５分
間保持すれば、溶融状態で原子の移動が起りその割合の
完全な同容型合金を得ることができる。この同容型合金
を機械加工により所望の陰極形状に形成すると共に第１
図に示すように陰極スリーブ１とロウ付は等により固着
する。

その後真空炉で１０００〜１１００℃に加熱し１５〜３
０分保持すれば、融点の低い銅のみが蒸発して除去され
、その位置に空洞２が形成されて多孔質陰極基体３が形
成される。この多孔質内に電子放射性物質を充填して陰
極スリーブ１内にヒータ４を配置すれば傍熱型陰極を構
成できる。

上記実施例では二種類の金属の粉末を混合して合金化す
る例で説明したが、例えば第２図（ａ）に示すように陰
極形状を形成した陰極基体５の表面に銅材６をメンキ又
は堆積等により１〜５０μｍ付着して前述の同容体形成
温度に保持すれば所望の割合の合金が形成され、それを
真空中で熱処理すれば第２図（ｂ）に示すように所望の
気孔率の多孔質陰極基体３を形成することができる。符
号は第１図と同一部分を示す。この場合、合金化させる
陰極基体のニッケルの体積とその表面に付着する銅の体
積の割合が、所望の気孔率になるように銅を被着する。

またニッケル粉末の表面に無電解メツキ等により銅を一
定厚さ被着した後加熱処理することにより合金を形成す
ることもできる。

更に他の実施例として、第３図ｆａ）に示すように　−
陰極基体５０表面に部分的に銅材６を被着して合金化し
、真空中で熱処理することにより第３図山）に示すよう
に部分的に多孔質陰極基体３を形成することができる。

この場合、陰極基体５に例えばニッケルの同一材料で形
成したものに部分的に銅材６を被着すると肉厚方向に銅
が浸み込んで合金化すると共に、横方向にも浸み込むた
め気孔率を考慮する場合のニッケルの量を適切に把握す
る必要がある。その煩雑さを避けるために陰極を形成し
たい部分以外又はその境界を他の金属材料で形成するこ
ともできる。

上記の如く、陰極スリーブと、合金化し陰極形状とした
陰極基体を固着したもの、又は陰極スリーブに陰極形状
を形成した陰極基体を固着した後陰極基体を合金化した
もの、を多孔質化し、その多孔質化した陰極基体の孔部
にオキサイド等の電子放射性物質を充填して陰極スリー
ブ内にヒータを配置すれば傍熱型陰極を得ることができ
る。

また、ニッケルを主体とする陰極基体にバリウムなどの
還元材を混入しておくと電子放射特性を非常に向上させ
ることができるのに、バリウムをニッケル中に固溶させ
ることは非常に難かしいことが特公平２−４７０５５号
公報に開示されている。しかし本発明の技術によれば、
バリウムは銅を任意の割合で合金を形成するため、バリ
ウム−銅合金と、ニッケルとを更に合金化させることに
ヨリ、ニッケルの中にバリウムも混入させることができ
、真空熱処理により銅を蒸発除去させれば、バリウム混
入ニッケルの多孔質陰極基体を得ることができ、その細
孔に電子放射性物質を充填することにより、非常に電子
放射特性の良い陰極を得ることができる。

上記実施例は多孔質陰極基体の製造方法の例で説明した
が、他のフィルターやろ過器等の他の金属材料による多
孔質金属基体も、融点が異なり合金を形成する二種の金
属を採用することにより、同様に形成することができる
。

〔効　果］ 以上説明したように、本発明によれば、所望の気孔率の
多孔質体を容易に形成できると共に、孔の分布は非常に
均質なものを得ることができ、しかも多孔質金属基体は
溶融状態で固着しているため、機械的強度も強固のもの
を得ることができる。

その結果この基体を使用した陰極は陰極全体に亘って電
子放射性物質が一様に分布し、しかも所望の気孔率に調
整できるため電子放射性物質の量を自由に調整できるた
め特性の秀れた信顛性の良い陰極を得ることができる。

更に陰極の一部のみから電子放射を得たいような特殊な
構造の陰極も容易に得ることができるという顕著な効果
を奏する。

また同様の理由によりフィルター等の多孔質金属基体と
しても均質で品質の秀れたものを旋供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例により製造した傍熱型陰極の
一例を示す断面図、第２図（ａｌ、　（ｂｌは本発明の
他の実施例による傍熱型陰極の製造方法を示す工程図、
第３図（ａ）、（１））は本発明の更に他の実施例によ
る傍熱型陰極の製造方法を示す工程図、第４図は銅とニ
ッケルの組成割合を示す状態図、第５図は従来の多孔質
陰極基体の製造方法を示す断面図である。 １・・・陰極スリーブ、２・・・空洞、３・・・多孔質
陰極基体、４・・・ヒータ、５・・・陰極基体、６・・
・銅材。 特許出願人　新日本無線株式会社 第１図 第２図 （ａ）　　　　　　　（ｂ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体とすべき第一の金属材料と該第一の金属材料
   より低融点の第二の金属材料又は該第二の金属材料を少
   なくとも含む他の合金若しくは混合材料とを加熱処理し
   て合金化させる工程と、該合金化した材料を真空中で加
   熱処理して該第二の金属材料を除去する工程とからなり
   、該第一の金属材料を主体とする多孔質体を形成するこ
   とを特徴とする多孔質金属基体の製造方法。
2. （２）前記第一の金属材料の粉末と前記第二の金属材料
   の粉末とを所定の割合で混合した後加熱処理して合金化
   することを特徴とする請求項（１）記載の多孔質金属基
   体の製造方法。
3. （３）前記第一の金属材料の粉末又は所定形状に形成し
   た基体の表面に前記第二の金属材料を被着した後加熱処
   理して合金化することを特徴とする請求項（１）記載の
   多孔質金属基体の製造方法。
4. （４）前記第一の金属材料により所定の形状に形成した
   基体の表面に前記第二の金属材料を部分的に被着して加
   熱処理して部分的に合金化し、部分的多孔質体を形成す
   ることを特徴とする請求項（１）記載の多孔質金属基体
   の製造方法。
5. （５）ニッケル粉末と銅粉末を混合し、又はニッケル粉
   末に銅を被着する工程と、加熱処理してニッケルと銅を
   合金化する工程と、所定の陰極形状を形成する工程と、
   該合金化した金属を真空熱処理して銅を除去する工程と
   、からなることを特徴とする多孔質陰極基体の製造方法
   。
6. （６）ニッケルと、バリウム−銅合金とを合金化させる
   工程と、該合金化した金属を所定の陰極形状に形成する
   工程と、該合金化した金属を真空熱処理して銅を除去す
   る工程と、からなることを特徴とする多孔質陰極基体の
   製造方法。
7. （７）陰極スリーブとニッケル及び銅を主体とする合金
   からなる陰極基体との固着体を形成する工程と、該固着
   体を真空熱処理して銅を除去し該陰極基体を多孔質化す
   る工程と、該多孔質化した陰極基体に電子放射性物質を
   充填する工程と、該陰極スリーブ内にヒータを挿入する
   工程とからなることを特徴とする傍熱型陰極の製造方法
   。