JPH04322030A - 含浸型陰極 - Google Patents
含浸型陰極Info
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- JPH04322030A JPH04322030A JP3088606A JP8860691A JPH04322030A JP H04322030 A JPH04322030 A JP H04322030A JP 3088606 A JP3088606 A JP 3088606A JP 8860691 A JP8860691 A JP 8860691A JP H04322030 A JPH04322030 A JP H04322030A
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Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波管や陰極線管
などに使用せられる含浸型陰極に関し、特に電源投入後
の動作開始の速い速動型の含浸型陰極に関する。
などに使用せられる含浸型陰極に関し、特に電源投入後
の動作開始の速い速動型の含浸型陰極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子逆衝撃やイオン衝撃の強いマ
グネトロンや、使用条件の過酷な陰極線管などに用いら
れる陰極に含浸型陰極が用いられている。従来の含浸型
陰極の一例の構造は図３または図４に示すようになって
いる。すなわち図３および図４において、１は陰極ペレ
ットで、たとえばタングステン粉末を主成分とする高融
点金属粉末を焼結して所定の形状に形成した陰極基体に
、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウムな
どの混合物よりなる電子放射性物質を溶融含浸して形成
したものである。４は陰極ペレット加熱用のヒータで、
８は陰極ペレット１を支持固着すると共に、内部にヒー
タ４を収納する陰極スリーブである。９は陰極ペレット
１の裏面からヒータ４側への電子放射性物質飛散を防止
するためのキャップで、陰極ペレット１、キャップ９、
陰極スリーブ８を溶接で一体に形成している。
グネトロンや、使用条件の過酷な陰極線管などに用いら
れる陰極に含浸型陰極が用いられている。従来の含浸型
陰極の一例の構造は図３または図４に示すようになって
いる。すなわち図３および図４において、１は陰極ペレ
ットで、たとえばタングステン粉末を主成分とする高融
点金属粉末を焼結して所定の形状に形成した陰極基体に
、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウムな
どの混合物よりなる電子放射性物質を溶融含浸して形成
したものである。４は陰極ペレット加熱用のヒータで、
８は陰極ペレット１を支持固着すると共に、内部にヒー
タ４を収納する陰極スリーブである。９は陰極ペレット
１の裏面からヒータ４側への電子放射性物質飛散を防止
するためのキャップで、陰極ペレット１、キャップ９、
陰極スリーブ８を溶接で一体に形成している。
【０００３】図３の従来例はヒータ４が、螺旋状に形成
されており、図４の例はヒータが平面状の蚊取り線香状
に形成されたもので、陰極スリーブ８の径とヒータ４の
電気特性を満足させるヒータ４の長さとから適宜選択さ
れうるが、いずれの例においてもヒータ４が陰極ペレッ
ト１の下側に配置されている。
されており、図４の例はヒータが平面状の蚊取り線香状
に形成されたもので、陰極スリーブ８の径とヒータ４の
電気特性を満足させるヒータ４の長さとから適宜選択さ
れうるが、いずれの例においてもヒータ４が陰極ペレッ
ト１の下側に配置されている。
【０００４】このばあいヒータ４の熱をできるだけ速か
に陰極ペレット１に伝えるため、または振動など過酷な
使用条件に耐えうるため、ヒータ４をアルミナ粉末１０
など高融点絶縁粉末で固着する方法も採られている。
に陰極ペレット１に伝えるため、または振動など過酷な
使用条件に耐えうるため、ヒータ４をアルミナ粉末１０
など高融点絶縁粉末で固着する方法も採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の陰極ペ
レットの下側にヒータを配置する構成では、陰極ペレッ
トとヒータとが離れているため陰極ペレットの電子放射
に必要な温度までの昇温に長時間を要し、速動型陰極を
うることができない。
レットの下側にヒータを配置する構成では、陰極ペレッ
トとヒータとが離れているため陰極ペレットの電子放射
に必要な温度までの昇温に長時間を要し、速動型陰極を
うることができない。
【０００６】また、アルミナ粉末などでヒータを陰極ス
リーブに固着しても、アルミナ自体の熱伝導が余り良く
なく、むしろヒータ周囲を含めた陰極全体の熱容量が大
きくなって、陰極ペレットの昇温に長時間を要し、やは
り速動型陰極をうることができないと共に、加熱電力も
大きくする必要があった。
リーブに固着しても、アルミナ自体の熱伝導が余り良く
なく、むしろヒータ周囲を含めた陰極全体の熱容量が大
きくなって、陰極ペレットの昇温に長時間を要し、やは
り速動型陰極をうることができないと共に、加熱電力も
大きくする必要があった。
【０００７】また、従来の含浸型陰極はヒータ挿入のた
めの陰極スリーブを必要とするため、陰極全体も大きく
ならざるをえないという問題があった。一方において、
含浸型陰極は多孔質状の陰極基体に電子放射性物質を含
浸させているため、内部をくりぬいてヒータを埋設しよ
うとしても電子放射性物質が浸み出して電気特性を害し
、実現できない。
めの陰極スリーブを必要とするため、陰極全体も大きく
ならざるをえないという問題があった。一方において、
含浸型陰極は多孔質状の陰極基体に電子放射性物質を含
浸させているため、内部をくりぬいてヒータを埋設しよ
うとしても電子放射性物質が浸み出して電気特性を害し
、実現できない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は高融点金属粉末
を焼結した高融点金属多孔質体からなる陰極基体にバリ
ウムを主成分とする電子放射性物質が含浸せられた陰極
ペレットの裏面に、ヒータ挿入用の第一の溝が形成せら
れ、該第一の溝の表面に形成せられた遮蔽膜により前記
電子放射性物質の浸み出しを防止して、前記第一の溝内
にヒータが配置されてなることにより、前記課題を解消
したものである。
を焼結した高融点金属多孔質体からなる陰極基体にバリ
ウムを主成分とする電子放射性物質が含浸せられた陰極
ペレットの裏面に、ヒータ挿入用の第一の溝が形成せら
れ、該第一の溝の表面に形成せられた遮蔽膜により前記
電子放射性物質の浸み出しを防止して、前記第一の溝内
にヒータが配置されてなることにより、前記課題を解消
したものである。
【０００９】本発明の他の手段は、陰極ペレットの裏面
に形成せられたヒータ挿入用の第一の溝の間に、熱容量
を小さくする第二の溝が形成せられたことにある。
に形成せられたヒータ挿入用の第一の溝の間に、熱容量
を小さくする第二の溝が形成せられたことにある。
【００１０】
【作用】本発明によれば、陰極ペレットの裏面にヒータ
挿入用の第一の溝が形成され、その第一の溝内にヒータ
が配置されているため、陰極ペレットの内部に熱源を有
することになり、ヒータから発生する熱を有効に陰極ペ
レットの昇温に活用でき、短時間で昇温できる。
挿入用の第一の溝が形成され、その第一の溝内にヒータ
が配置されているため、陰極ペレットの内部に熱源を有
することになり、ヒータから発生する熱を有効に陰極ペ
レットの昇温に活用でき、短時間で昇温できる。
【００１１】しかも第一の溝の表面には遮蔽膜が形成さ
れているため、陰極ペレット内の電子放射性物質がヒー
タ側へ飛散することもなく、電気的特性の劣化も生じな
い。またヒータコイルのピッチが大きく、陰極ペレット
のヒータ挿入部分とヒータのない部分とで陰極ペレット
の温度に差が生じうる場合でも、陰極ペレット裏面に設
けた第二の溝により、ヒータのない部分の陰極ペレット
の熱容量が小さくなり、陰極ペレット表面の温度分布を
均一に保持するように作用する。
れているため、陰極ペレット内の電子放射性物質がヒー
タ側へ飛散することもなく、電気的特性の劣化も生じな
い。またヒータコイルのピッチが大きく、陰極ペレット
のヒータ挿入部分とヒータのない部分とで陰極ペレット
の温度に差が生じうる場合でも、陰極ペレット裏面に設
けた第二の溝により、ヒータのない部分の陰極ペレット
の熱容量が小さくなり、陰極ペレット表面の温度分布を
均一に保持するように作用する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例である含浸型陰極の
断面図である。同図において、１、４は図３と同じ部分
を表わし、２はヒータ挿入用の第一の溝、３は電子放射
性物質浸み出し防止用の遮蔽膜である。５はヒータを固
着するためのアルミナ粉末焼結体であるが、この陰極を
組み込んだ製品の使用条件が過酷でなく、ヒータを固着
する必要のないときはなくてもよい。また固着する場合
でもアルミナ粉末以外で、絶縁性の高融点粉末で、焼結
できるものであればよい。６は陰極支持線で、電子管内
の所定の位置に陰極ペレットを支持固定するものである
。
断面図である。同図において、１、４は図３と同じ部分
を表わし、２はヒータ挿入用の第一の溝、３は電子放射
性物質浸み出し防止用の遮蔽膜である。５はヒータを固
着するためのアルミナ粉末焼結体であるが、この陰極を
組み込んだ製品の使用条件が過酷でなく、ヒータを固着
する必要のないときはなくてもよい。また固着する場合
でもアルミナ粉末以外で、絶縁性の高融点粉末で、焼結
できるものであればよい。６は陰極支持線で、電子管内
の所定の位置に陰極ペレットを支持固定するものである
。
【００１３】本実施例の含浸型陰極の製法について説明
する。まず、タングステン粉末を主体とする高融点金属
粉末の焼結体に無酸素銅（プラスチックなどでも良い）
を含浸させた浸銅タングステン棒を機械加工により、電
子放射面ならびに裏面のヒータ挿入用の第一の溝を所定
の形状に加工する。その後真空炉で約１８００℃、３０
分間の熱処理をすることにより、無酸素銅を蒸発除去し
て陰極基体を形成する。
する。まず、タングステン粉末を主体とする高融点金属
粉末の焼結体に無酸素銅（プラスチックなどでも良い）
を含浸させた浸銅タングステン棒を機械加工により、電
子放射面ならびに裏面のヒータ挿入用の第一の溝を所定
の形状に加工する。その後真空炉で約１８００℃、３０
分間の熱処理をすることにより、無酸素銅を蒸発除去し
て陰極基体を形成する。
【００１４】次に陰極基体の裏面および裏面に形成した
第一の溝２の内部ならびに側面に、スパッタ法またはＣ
ＶＤ 法でタングステン、モリブデン、レニウムのよう
な高融点金属材料を被着して被着層を形成し、その被着
層の上にＭｏ−Ｒｕ ロウ材を塗布溶融することによっ
て５〜１０μｍ の厚さの遮蔽膜３を形成する。この被
着層を形成するのは、Ｍｏ−Ｒｕ ロウ材のみで遮蔽膜
を形成しようとすると、陰極基体の空孔（高融点金属粉
末焼結体の粉末間の間隙）にロウ材が流れ込み、空孔が
殆んど閉塞されて、後で空孔内に含浸させようとする電
子放射性物質の含浸ができなくなったり、減少したりす
るからである。また、ロウ材を濡れ性が良くなくロウ流
れのわるいもの、たとえばモリブデンボライト（Ｍｏ２
Ｂ）を使用すると、ロウ材にピンホールが生じて、遮
蔽膜の機能を果しえないからである。この観点から従来
のキャップのような金属板で遮蔽するという考えでは、
多孔質状の陰極ペレット内にヒータを挿入または埋設す
るという技術を達成することができなかった。
第一の溝２の内部ならびに側面に、スパッタ法またはＣ
ＶＤ 法でタングステン、モリブデン、レニウムのよう
な高融点金属材料を被着して被着層を形成し、その被着
層の上にＭｏ−Ｒｕ ロウ材を塗布溶融することによっ
て５〜１０μｍ の厚さの遮蔽膜３を形成する。この被
着層を形成するのは、Ｍｏ−Ｒｕ ロウ材のみで遮蔽膜
を形成しようとすると、陰極基体の空孔（高融点金属粉
末焼結体の粉末間の間隙）にロウ材が流れ込み、空孔が
殆んど閉塞されて、後で空孔内に含浸させようとする電
子放射性物質の含浸ができなくなったり、減少したりす
るからである。また、ロウ材を濡れ性が良くなくロウ流
れのわるいもの、たとえばモリブデンボライト（Ｍｏ２
Ｂ）を使用すると、ロウ材にピンホールが生じて、遮
蔽膜の機能を果しえないからである。この観点から従来
のキャップのような金属板で遮蔽するという考えでは、
多孔質状の陰極ペレット内にヒータを挿入または埋設す
るという技術を達成することができなかった。
【００１５】次に陰極基体裏面に形成したヒータ挿入用
の第一の溝２と同様な形状に加工したヒータ４を第一の
溝２内に挿入し、アルミナ粉末を第一の溝２内に埋め込
んで水素炉など還元性雰囲気中で約１９００℃、１０分
間加熱し、焼結する。
の第一の溝２と同様な形状に加工したヒータ４を第一の
溝２内に挿入し、アルミナ粉末を第一の溝２内に埋め込
んで水素炉など還元性雰囲気中で約１９００℃、１０分
間加熱し、焼結する。
【００１６】次にレニウム線など熱伝導が小さく、耐熱
性のある材料で形成した陰極支持線６をＭｏ−Ｒｕ ロ
ウ材で固着する。
性のある材料で形成した陰極支持線６をＭｏ−Ｒｕ ロ
ウ材で固着する。
【００１７】そののち、陰極基体の表面（電子放射面）
に、バリウムを主成分とするアルミネート化合物など電
子放射性物質を塗布して、還元性雰囲気中で１８００℃
、５分間の熱処理を行って含浸させ、表面に残った余剰
の電子放射性物質を研磨除去し、表面処理を行うことに
より、本実施例である速動型の含浸型陰極がえられる。
に、バリウムを主成分とするアルミネート化合物など電
子放射性物質を塗布して、還元性雰囲気中で１８００℃
、５分間の熱処理を行って含浸させ、表面に残った余剰
の電子放射性物質を研磨除去し、表面処理を行うことに
より、本実施例である速動型の含浸型陰極がえられる。
【００１８】ヒータ４を陰極基体中に固着しない場合は
、電子管内で、ヒータ４が陰極ペレット１の第一の溝２
内に挿入されるように、陰極ペレット１とヒータ４とを
それぞれ固着すれば、陰極を構成できる。
、電子管内で、ヒータ４が陰極ペレット１の第一の溝２
内に挿入されるように、陰極ペレット１とヒータ４とを
それぞれ固着すれば、陰極を構成できる。
【００１９】図２は本発明の実施例のさらに改良された
実施例を示す含浸型陰極の断面図である。同図において
１〜６は図１と同一部分を示し、７は陰極ペレット１の
裏面で、ヒータ挿入用の第一の溝２の間に形成した第二
の溝である。この第二の溝７は、ヒータ４のコイルピッ
チが小さく、第一の溝２の間隔が狭いときは必要ないが
、コイルピッチが大きく、第一の溝２の間隔が大きくて
、第一の溝２の間の熱容量が大きいため、第一の溝２の
上の電子放射面とその間での電子放射面の温度にバラツ
キが生じるばあいに、第一の溝２の間の熱容量を小さく
して陰極ペレット１表面の温度を均一にするためのもの
である。このようにすることにより、ヒータピッチが大
きい場合でも均一温度の速動型含浸型陰極がえられる。
実施例を示す含浸型陰極の断面図である。同図において
１〜６は図１と同一部分を示し、７は陰極ペレット１の
裏面で、ヒータ挿入用の第一の溝２の間に形成した第二
の溝である。この第二の溝７は、ヒータ４のコイルピッ
チが小さく、第一の溝２の間隔が狭いときは必要ないが
、コイルピッチが大きく、第一の溝２の間隔が大きくて
、第一の溝２の間の熱容量が大きいため、第一の溝２の
上の電子放射面とその間での電子放射面の温度にバラツ
キが生じるばあいに、第一の溝２の間の熱容量を小さく
して陰極ペレット１表面の温度を均一にするためのもの
である。このようにすることにより、ヒータピッチが大
きい場合でも均一温度の速動型含浸型陰極がえられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
含浸型陰極の陰極ペレット内に直接ヒータを配置でき、
陰極全体の熱容量を極小にできるため、陰極温度の上昇
を直ちに達成でき、ヒータ電源投入後直ちに動作させる
ことが可能となり、常時の予熱の必要がなく、電力を節
減できると共に、近時の発達した電子機器活用に大いに
寄与する。
含浸型陰極の陰極ペレット内に直接ヒータを配置でき、
陰極全体の熱容量を極小にできるため、陰極温度の上昇
を直ちに達成でき、ヒータ電源投入後直ちに動作させる
ことが可能となり、常時の予熱の必要がなく、電力を節
減できると共に、近時の発達した電子機器活用に大いに
寄与する。
【図１】本発明の一実施例である含浸型陰極の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の他の実施例である含浸型陰極の断面図
である。
である。
【図３】従来の含浸型陰極の断面図である。
【図４】従来の他の例である含浸型陰極の断面図である
。
。
１ 陰極ペレット
２ 第一の溝
３ 遮蔽膜
４ ヒータ
５ アルミナ粉末焼結体
６ 陰極支持線
７ 第二の溝
Claims (4)
- 【請求項１】 高融点金属粉末を焼結した高融点金属
多孔質体からなる陰極基体にバリウムを主成分とする電
子放射性物質が含浸せられた陰極ペレットと、該陰極ペ
レットが加熱されるヒータとからなる含浸型陰極であっ
て、該陰極ペレットの裏面に、その表面に前記電子放射
性物質の浸み出し防止用の遮蔽膜が形成せられた第一の
溝が形成せられ、該第一の溝内に前記ヒータが配置され
てなる含浸型陰極。 - 【請求項２】 前記遮蔽膜が高融点金属材料の被着層
を介してロウ材で形成せられてなる請求項１記載の含浸
型陰極。 - 【請求項３】 前記第一の溝内に配設されたヒータが
高融点絶縁粉末で固着埋設されてなる請求項１記載の含
浸型陰極。 - 【請求項４】 前記陰極ペレットの裏面に形成せられ
た前記第一の溝の間に第二の溝が形成せられてなる請求
項１記載の含浸型陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088606A JPH04322030A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 含浸型陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088606A JPH04322030A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 含浸型陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322030A true JPH04322030A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=13947477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088606A Pending JPH04322030A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 含浸型陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322030A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990027593A (ko) * | 1997-09-30 | 1999-04-15 | 김영남 | 전자총 캐소드의 펠렛 지지구조 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088606A patent/JPH04322030A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990027593A (ko) * | 1997-09-30 | 1999-04-15 | 김영남 | 전자총 캐소드의 펠렛 지지구조 |
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