JPS6132936A - 含浸型陰極の製造方法 - Google Patents
含浸型陰極の製造方法Info
- Publication number
- JPS6132936A JPS6132936A JP15400784A JP15400784A JPS6132936A JP S6132936 A JPS6132936 A JP S6132936A JP 15400784 A JP15400784 A JP 15400784A JP 15400784 A JP15400784 A JP 15400784A JP S6132936 A JPS6132936 A JP S6132936A
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- Japan
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- cathode
- scandium
- cathode substrate
- substrate
- scandium oxide
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
- H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は醸化スカンジウムを含、む含浸ａＳ極の製造方
法に関する。
法に関する。
含浸凰陰極としてタングステンやモリブデン等の高融点
金属や粉末を２２００Ｃ程度に加熱して得た多孔質な陰
極基体１： ＢａＯ・Ｃａ０４４０３等の電子放射物質
を含浸させたものが知られている。最近では動作温度な
乍げ、さらＣ：高電流密度の電子放射を得る赴めに電子
放射物質に酸化スカンジウムを含有せしめた陰極が開発
されつつるる（特開昭５８−１５４１８１号公報）。
金属や粉末を２２００Ｃ程度に加熱して得た多孔質な陰
極基体１： ＢａＯ・Ｃａ０４４０３等の電子放射物質
を含浸させたものが知られている。最近では動作温度な
乍げ、さらＣ：高電流密度の電子放射を得る赴めに電子
放射物質に酸化スカンジウムを含有せしめた陰極が開発
されつつるる（特開昭５８−１５４１８１号公報）。
この含浸型陰極はタングステン粉末と酸化スカンジウム
との混合体をプレス加工した後、１７００ｔ：’程度盛
：加熱して焼結し所望の形状に切削加工を行い、さらに
電子放射物質を含浸せしめることにより得られる。
との混合体をプレス加工した後、１７００ｔ：’程度盛
：加熱して焼結し所望の形状に切削加工を行い、さらに
電子放射物質を含浸せしめることにより得られる。
この含浸型陰極は酸化スカンジウムを含有しないもの＆
乎比べて電子放射特性は向上するが、次のような欠点を
有する。
乎比べて電子放射特性は向上するが、次のような欠点を
有する。
■ スカンジウム及びその化合物は非常に高価でｂす、
陰極基体を焼結した後の切削加工）二より失われるスカ
ンジウムは経済的に不利である。
陰極基体を焼結した後の切削加工）二より失われるスカ
ンジウムは経済的に不利である。
■ 電子放射物質の含浸作業中や管球製作工程及び使用
中に寸法変化を起こしやすい。従って大屋や複雑な形状
に設計することが困難である。
中に寸法変化を起こしやすい。従って大屋や複雑な形状
に設計することが困難である。
■ ヒータとしてアルミナの中に埋め込んだ埋込みヒー
タを用いる場合、アルミナを焼結（１８００Ｃ）中に陰
極基体が熱変形しやすい。
タを用いる場合、アルミナを焼結（１８００Ｃ）中に陰
極基体が熱変形しやすい。
■ 陰極基体をモリブデンスリーブに鑞付けする場合、
鑞付作業における加熱により陰極基体が変形しやすい。
鑞付作業における加熱により陰極基体が変形しやすい。
従って上記の欠点のない陰極の開発が望まれる。
本発明は上記欠点のない改良された含浸型陰極の製造方
法を提供することを目的とする。
法を提供することを目的とする。
本発明は多孔質高融点金属からなる陰極基体と、この陰
極基体に含有される少なくとも酸化スカンジウムを含む
電子放射物質とを有する含浸型陰極の製造方法において
、スカンジウム塩を液状媒体に溶解させこの溶液を前記
陰極基体に浸透させたのち加熱分解を行うことにより、
酸化スカンジウムを陰極基体に含有せしめることを特徴
とする含浸型陰極の製造方法である。
極基体に含有される少なくとも酸化スカンジウムを含む
電子放射物質とを有する含浸型陰極の製造方法において
、スカンジウム塩を液状媒体に溶解させこの溶液を前記
陰極基体に浸透させたのち加熱分解を行うことにより、
酸化スカンジウムを陰極基体に含有せしめることを特徴
とする含浸型陰極の製造方法である。
本発明におけるスカンジウム塩には８Ｃ（ＮＯ３）３゜
８ ｃｃ４３Ｂ ＋ Ｓ ｃ （ＯＨ） ｓ 、 ８
ｃ （ＯＨ） （ＮＯｓ ）ｔ 、 ８ ｃ （ＣＨ３
ＣＯＯ） ｎ 。
８ ｃｃ４３Ｂ ＋ Ｓ ｃ （ＯＨ） ｓ 、 ８
ｃ （ＯＨ） （ＮＯｓ ）ｔ 、 ８ ｃ （ＣＨ３
ＣＯＯ） ｎ 。
５ｃ（ＮＯ２）１等のスカンジウム等が好適である。
本発明はスカンジウム塩を水、アルコールその他の液状
媒体に溶解させ、溶液の形で陰極基体に浸透させ、しか
るのち加熱分解により酸化スカンジウムとするので酸化
スカンジウムの基体内への分布が極めて良好になり、数
々の優れた効果をもたらす。又、陰極基体の焼結は酸化
スカンジウムの含有とは別に独立して行えるので、陰極
基体の高温焼結を行うことができ、耐熱性のある基体と
なる。
媒体に溶解させ、溶液の形で陰極基体に浸透させ、しか
るのち加熱分解により酸化スカンジウムとするので酸化
スカンジウムの基体内への分布が極めて良好になり、数
々の優れた効果をもたらす。又、陰極基体の焼結は酸化
スカンジウムの含有とは別に独立して行えるので、陰極
基体の高温焼結を行うことができ、耐熱性のある基体と
なる。
累算囲気中で加熱焼結した多孔質タングステン体に銅を
含浸した後、所望の陰極の形状に切削し、しかる後酸に
浸漬、さらに加熱して銅を除去して陰極基体を得る。こ
れは通常の方法である。
含浸した後、所望の陰極の形状に切削し、しかる後酸に
浸漬、さらに加熱して銅を除去して陰極基体を得る。こ
れは通常の方法である。
次に硝酸スカンジウムの５０チ水溶液に陰極基体を浸漬
し、硝酸スカンジウム水溶液を浸透させる。
し、硝酸スカンジウム水溶液を浸透させる。
この際真空脱泡を並用した方が好ましい。水溶液から取
り出して１００Ｃ〜１５０Ｃ１二加熱し乾燥させた陰極
基体を、２００ Ｃ〜４５０Ｃの水素雰囲気中でか生じ
酸化スカンジウムが含有された陰極基体が得られる。次
に酸化スカンジウムをタングステン粒子表面に十分に固
着せしめるために陰極基体を１９００Ｃの水素雰囲気中
で加熱する。８ｃ２０．の含有量は、５０チ硝酸スカン
ジウム水溶液を１回浸透させた時多孔質タングステン重
量、に対して０．２〜０．８ｗｔ’％でめるが浸透の回
数を増やすことで８ｃ２０３量を自由に増加させること
ができる。
り出して１００Ｃ〜１５０Ｃ１二加熱し乾燥させた陰極
基体を、２００ Ｃ〜４５０Ｃの水素雰囲気中でか生じ
酸化スカンジウムが含有された陰極基体が得られる。次
に酸化スカンジウムをタングステン粒子表面に十分に固
着せしめるために陰極基体を１９００Ｃの水素雰囲気中
で加熱する。８ｃ２０．の含有量は、５０チ硝酸スカン
ジウム水溶液を１回浸透させた時多孔質タングステン重
量、に対して０．２〜０．８ｗｔ’％でめるが浸透の回
数を増やすことで８ｃ２０３量を自由に増加させること
ができる。
次に陰極基体と電子放射物質４ＢａＯ・Ａ４，０３・Ｃ
ａＯとを還元雰囲気中で約１７００Ｃに加熱することに
より、電子放射物質が含浸された含浸型陰極が完成する
っ 第１図はこの実施例によって得られた陰極、第２図は従
来の陰極（Ｂ）（タングステン粉末と５重量−酸化スカ
ンジウムの混合体をプレス後、１７００Ｃで加熱焼結し
て得た陰極）（いずれも電子放射物質を含浸する前）そ
れぞれのＸ線マイクロアナライザーによる写真を示す。
ａＯとを還元雰囲気中で約１７００Ｃに加熱することに
より、電子放射物質が含浸された含浸型陰極が完成する
っ 第１図はこの実施例によって得られた陰極、第２図は従
来の陰極（Ｂ）（タングステン粉末と５重量−酸化スカ
ンジウムの混合体をプレス後、１７００Ｃで加熱焼結し
て得た陰極）（いずれも電子放射物質を含浸する前）そ
れぞれのＸ線マイクロアナライザーによる写真を示す。
Ａ−１，Ｂ−１は２次電子像、Ａ−２，Ｄ−２はタング
ステン像、Ａ−８，Ｂ−８はヌカンジウム像を示す。
゛ 実施例および従来例の含浸型陰極それぞれにスリーブに
溶接し、陰極構体をつくってエミッション特性を評価し
た結果を表１に示す。
ステン像、Ａ−８，Ｂ−８はヌカンジウム像を示す。
゛ 実施例および従来例の含浸型陰極それぞれにスリーブに
溶接し、陰極構体をつくってエミッション特性を評価し
た結果を表１に示す。
表 １
表１に示す通り実施例１の陰極は酸化スカンジウムを含
まない陰極に比較して初期エミッションが優れている。
まない陰極に比較して初期エミッションが優れている。
Ｗ粉末及び酸化スカンジウムを圧縮焼結した従来例の酸
化スカンジウム含浸陰極は初期値は良いが寿命の点で好
ましくない。
化スカンジウム含浸陰極は初期値は良いが寿命の点で好
ましくない。
従来型の酸化スカンジウムを含まない陰極はモリブデン
スリーブへの鑞付けが可能であったが従来例（二示す混
合（ｗ 、 ５Ｃ２０３）圧縮型の陰極は鑞付けができ
ないので、レーザ溶接法を採用せざるを得なかった。
スリーブへの鑞付けが可能であったが従来例（二示す混
合（ｗ 、 ５Ｃ２０３）圧縮型の陰極は鑞付けができ
ないので、レーザ溶接法を採用せざるを得なかった。
含有される酸化スカンジウムの歌を同一とした場合、原
材料となるスカンジウム化合物の使用量は実施例１の陰
極の方が圧倒的（＝少なく、極めて経済的である。
材料となるスカンジウム化合物の使用量は実施例１の陰
極の方が圧倒的（＝少なく、極めて経済的である。
〔実施例２〕
酢酸スカンジウムの飽和水溶液に成形加工した多孔質タ
ングステン体を浸漬し、酢酸スカンジウム水溶液を浸透
させる。水溶液から取り出して乾燥させた陰極基体を４
００Ｃの大気中で加熱すると酢酸ヌカンジウムが分解し
て酸化スカンジウムが含有された陰極基体が得られる。
ングステン体を浸漬し、酢酸スカンジウム水溶液を浸透
させる。水溶液から取り出して乾燥させた陰極基体を４
００Ｃの大気中で加熱すると酢酸ヌカンジウムが分解し
て酸化スカンジウムが含有された陰極基体が得られる。
大気中で加熱するのは炭素を焼くためである。この際陰
極基体はわずかに酸化するが、次の酸化ヌカンジウムを
タングステン粒子に固着させるための還元雰囲気中で徐
々に加熱する工程で浄化される。以下先の実施例と同じ
方法で含浸型陰極構体な得る。この陰極構体も先の実施
例１と同様な特性を示した。
極基体はわずかに酸化するが、次の酸化ヌカンジウムを
タングステン粒子に固着させるための還元雰囲気中で徐
々に加熱する工程で浄化される。以下先の実施例と同じ
方法で含浸型陰極構体な得る。この陰極構体も先の実施
例１と同様な特性を示した。
スカンジウム塩として８ｃＣ１３３，Ｓｃ （ＯＨ）
３． Ｓｃ （ＯＨ）（ＮＯｓ）ｚ 、 ｓｃ （Ｎｏ
２）、を用いて得た陰極構体もはソ同様の特性を示した
。又、液状媒体としてアルコール等も使用することがで
きた。
３． Ｓｃ （ＯＨ）（ＮＯｓ）ｚ 、 ｓｃ （Ｎｏ
２）、を用いて得た陰極構体もはソ同様の特性を示した
。又、液状媒体としてアルコール等も使用することがで
きた。
本発明による効果は次の通りである。
（１）陰極基体へ含有される酸化スカンジウムの分布が
極めて良好になる。その結果初期エミッションやライフ
エミッション特性が向上する。
極めて良好になる。その結果初期エミッションやライフ
エミッション特性が向上する。
（２）陽極基体の焼結は酸化スカンジウムの含有作業と
は別に独立して行なえるので、陰極基体の高温焼結を行
うことができ、耐熱性の陰極基体となる。その結果高温
での鑞付作業も可能になり、又、電子放射物含浸作業中
やライフ中の陰極の変形も生じない。
は別に独立して行なえるので、陰極基体の高温焼結を行
うことができ、耐熱性の陰極基体となる。その結果高温
での鑞付作業も可能になり、又、電子放射物含浸作業中
やライフ中の陰極の変形も生じない。
（３）陰極基体の焼結はタングステン粉末だけの状態で
行うので、形成される空孔は小さく、しかも一様に分布
したものとなる。この結果初期エミッションやライフエ
ミッション特性が向上する。
行うので、形成される空孔は小さく、しかも一様に分布
したものとなる。この結果初期エミッションやライフエ
ミッション特性が向上する。
Ｗ 、 ８ｃｚＯＨ混合圧縮の従来例においては、タン
グステン粉末と酸化スカンジクムどの混合体で両者融点
に大きな差があるので、空孔は大きく、分布も一様にな
り得ない。
グステン粉末と酸化スカンジクムどの混合体で両者融点
に大きな差があるので、空孔は大きく、分布も一様にな
り得ない。
（４）本発明においては陰極基体にヌカ・ニウム塩を浸
透させる前に基体自身を所望の形、状に加工を行い、し
かるのちスカンジウム塩を浸透させればよいので、スカ
ンジウム塩の使用量が最小もすむ。従って非常に経済的
である。
透させる前に基体自身を所望の形、状に加工を行い、し
かるのちスカンジウム塩を浸透させればよいので、スカ
ンジウム塩の使用量が最小もすむ。従って非常に経済的
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例による含浸型陰極の陰極基体破断面の結
晶構造をＸ線写真により表わした図、第２図は従来の含
浸型陰極の陰極基体破断面の結晶構造をＸ線写真により
表わした図である。
晶構造をＸ線写真により表わした図、第２図は従来の含
浸型陰極の陰極基体破断面の結晶構造をＸ線写真により
表わした図である。
Claims (1)
- （１）多孔質高融点金属からなる陰極基体と、この陰極
基体に含有される少なくとも酸化スカンジウムを含む電
子放射物質とを有する含浸型陰極の製造方法において、 スカンジウム塩を液状媒体に溶解させこの溶液を前記陰
極基体に浸透させたのち、加熱分解を行うことにより、
酸化スカンジウムを陰極基体に含有せしめることを特徴
とする含浸型陰極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15400784A JPS6132936A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 含浸型陰極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15400784A JPS6132936A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 含浸型陰極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132936A true JPS6132936A (ja) | 1986-02-15 |
Family
ID=15574869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15400784A Pending JPS6132936A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 含浸型陰極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132936A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622103A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-02 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Pi working pulse duration output controller with blind sector |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP15400784A patent/JPS6132936A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622103A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-02 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Pi working pulse duration output controller with blind sector |
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