JPS6188420A - Osmium coated impregnated cathode - Google Patents

Osmium coated impregnated cathode

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JPS6188420A
JPS6188420A JP60103893A JP10389385A JPS6188420A JP S6188420 A JPS6188420 A JP S6188420A JP 60103893 A JP60103893 A JP 60103893A JP 10389385 A JP10389385 A JP 10389385A JP S6188420 A JPS6188420 A JP S6188420A
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cathode
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幸雄 本多
Toshiyuki Aida
会田 敏之
Tadanori Taguchi
田口 貞憲
Hiroshi Fukushima
福島 宏
Yoshihiko Yamamoto
山本 恵彦
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)−
タンタル(Ta) 、レニウム(Re)、イリジウム(
Ir)、ニッケル(Ni)などの耐熱金属またはこれら
の金属の合金よりなる基体上に設けた耐酸化性オスミウ
ム(Os)被覆に関するもので、特に、前記の金属また
は合金よりなる多孔質基体に電子放射物質を含浸してな
る含浸形陰極の電子放射効率向上のために前記の含浸形
陰極の電子放射面に被覆した耐酸化性オスミウム被膜に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention is directed to the use of tungsten (W), molybdenum (Mo)-
Tantalum (Ta), rhenium (Re), iridium (
This relates to an oxidation-resistant osmium (Os) coating provided on a substrate made of a heat-resistant metal such as Ir), nickel (Ni), or an alloy of these metals. The present invention relates to an oxidation-resistant osmium coating coated on the electron emitting surface of an impregnated cathode impregnated with a radioactive substance in order to improve the electron emission efficiency of the impregnated cathode.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

含浸形陰極は多孔質金属基体の空孔部にアルカリ土類金
属からなる電子放射物質を含浸させたもので、現在、実
用化されている熱陰極の中では酸化物陰極に次ぐ低温動
作の高電流密度陰極である。
An impregnated cathode is one in which the pores of a porous metal substrate are impregnated with an electron-emitting substance made of an alkaline earth metal. Current density cathode.

多孔質金属基体としては、W、Mo、Ta、 Re、I
r、Niなどの耐熱金属およびこれらの金属の合金が用
いられている。一般には、多孔質金属基一体としては、
融点が高く、蒸気圧が低く、耐イオン衝撃性が高いタン
グステンを用い、また電子放射物質としてはBad、C
ab、AQ20.の化合物が用いられる。この含浸形陰
極の動作状態では、多孔質タングステン内に含浸された
電子放射物質がタングステンと反応して遊離バリウムを
生成し、基体内の空孔部を通って陰極基体表面、すなわ
ち電子放射面に到達し、さらに表面拡散して電子放射面
にバリウムの単原子吸着層を形成する。その結果、含浸
形陰極の仕事関数は、基体のタングステン(4,5eV
)およびバリウム(2,3eV)の仕事関数より小さい
1.9〜2.OeVと低いものとなる。
Porous metal substrates include W, Mo, Ta, Re, I
Heat-resistant metals such as r, Ni, and alloys of these metals are used. In general, as a porous metal base,
Tungsten, which has a high melting point, low vapor pressure, and high ion bombardment resistance, is used, and Bad and C are used as electron emitting materials.
ab, AQ20. The following compounds are used. In the operating state of this impregnated cathode, the electron-emitting material impregnated into the porous tungsten reacts with the tungsten to generate free barium, which passes through the pores in the substrate to the cathode substrate surface, that is, the electron-emitting surface. The barium reaches the surface and further diffuses to the surface to form a barium monatomic adsorption layer on the electron emitting surface. As a result, the work function of the impregnated cathode is the same as that of the tungsten substrate (4.5 eV
) and barium (2,3 eV), which has a work function of 1.9 to 2. It is as low as OeV.

金属の熱電子放射電流密度Jはリチャードソン・ダシュ
マンの式(J =AT2exp (−eφ/kT))、
(ここで、Aは熱電子定数、Tは陰極の絶対温度。
The thermionic emission current density J of metal is expressed by the Richardson-Dushman equation (J = AT2exp (-eφ/kT)),
(Here, A is the thermionic constant and T is the absolute temperature of the cathode.

eは電子の電荷、φは仕事関数、kはボルツマン定数で
ある)で与えられる。すなわち、熱電子放射電流密度、
■は、物質からある温度で取り得る最大の飽和電流密度
であり、温度が高いほど、仕事関数が小さいほど、熱電
子放射電流密度Jは向上する。含浸形陰極はタングステ
ン基体表面にバリウムの単原子吸着層を形成して仕事関
数を小さくし、低温動作で熱電子放射電流密度を向上し
た陰極である。
e is the electron charge, φ is the work function, and k is Boltzmann's constant). That is, the thermionic emission current density,
(2) is the maximum saturation current density that can be obtained from a substance at a certain temperature; the higher the temperature and the smaller the work function, the higher the thermionic emission current density J. The impregnated cathode is a cathode that forms a barium monatomic adsorption layer on the surface of a tungsten substrate to reduce the work function and improve the thermionic emission current density at low temperatures.

含浸形陰極では、陰極基体の種類により電子放射特性を
向上できる。例えば、フィリップス社が提案したオスミ
ウム被覆含浸形陰極がある(特公昭47−21343)
。これは多孔質タングステン基体に電子放射物質を含浸
した含浸形陰極の電子放射面にオスミウム被覆層を設け
たものである。この陰極の動作状態ではオスミウムの表
面にバリウムの単原子吸着層が形成され、タングステン
基体の場合に比べてさらに仕事関数が低下しく1.7〜
1.8eV)、熱電子放射電流密度はさらに向上する。
In an impregnated cathode, electron emission characteristics can be improved depending on the type of cathode substrate. For example, there is an osmium-coated impregnated cathode proposed by Philips (Japanese Patent Publication No. 47-21343).
. This cathode is an impregnated type cathode in which a porous tungsten base is impregnated with an electron emitting material, and an osmium coating layer is provided on the electron emitting surface of the cathode. In this operating state of the cathode, a barium monatomic adsorption layer is formed on the osmium surface, and the work function is further reduced compared to the case of a tungsten substrate, 1.7~
1.8 eV), and the thermionic emission current density is further improved.

−例として、Wを基体とする含浸形陰極と、前記の陰極
の電子放射面に0.5虜厚のオスミウム被覆層を設けた
オスミウム被覆含浸形陰極の1000℃における飽和電
流密度を比較すると、前者に比べて後者のオスミウム被
覆含浸形陰極では約3倍高い飽和電流密度が得られる。
- As an example, when comparing the saturation current density at 1000°C of an impregnated cathode based on W and an osmium-coated impregnated cathode in which an osmium coating layer with a thickness of 0.5 mm is provided on the electron emitting surface of the cathode, Compared to the former, the latter osmium-coated impregnated cathode provides a saturation current density approximately three times higher.

一方、このオスミウム被覆含浸形陰極は、被覆層の酸化
により熱電子放射特性が、オスミウムを被覆しない含浸
形陰極のレベルまで劣化するどい・ う欠点がある。す
なわち、オスミウムは低温で極めて酸化されやすく、オ
スミウムの酸化物(Os’、)は蒸気圧が高いため(1
,78X10’Pa at500℃)、電子管の製造過
程中に陰極から蒸発して消失し、その結果熱電子放射特
性が劣化するという欠点がある。また、オスミウムの酸
化物(osO4)の蒸気は人体に有害である。
On the other hand, this osmium-coated impregnated cathode has the disadvantage that thermionic emission characteristics deteriorate due to oxidation of the coating layer to the level of an impregnated cathode that is not coated with osmium. In other words, osmium is extremely easily oxidized at low temperatures, and osmium oxide (Os') has a high vapor pressure (1
, 78×10'Pa at 500° C.), it evaporates and disappears from the cathode during the manufacturing process of the electron tube, resulting in deterioration of thermionic emission characteristics. Furthermore, osmium oxide (osO4) vapor is harmful to the human body.

上記したように、オスミウム被覆含浸形陰極はオスミウ
ム被覆層が保たれている限りでは熱電子放射特性が優れ
ている長所を有するものであるが、このオスミウム被覆
層は電子管の製造過程中に酸化して蒸発しやすいオスミ
ウム酸化物となり、消失してしまうという致命的な欠点
があるため、その実用化は妨げられていた。
As mentioned above, the osmium-coated impregnated cathode has the advantage of excellent thermionic emission characteristics as long as the osmium coating layer is maintained, but this osmium coating layer oxidizes during the manufacturing process of the electron tube. The fatal drawback of osmium oxide, which easily evaporates and disappears, has hindered its practical application.

さて、現在一般的に行なわれている電子管の製造法にお
いては、第1図を参照して示す封止工程を経過して電子
管は製造され、陰極は主にこの封止工程で酸化される。
Now, in the currently common method of manufacturing an electron tube, the electron tube is manufactured through a sealing process shown with reference to FIG. 1, and the cathode is mainly oxidized during this sealing process.

第1図により電子管製造法における一般的な封止工程に
ついて説明する。陰極1は、電子線集束用の電極群2と
幾何学的寸法を保つように固定され、さらに電極群2は
支持金具3を介して真空排気管4に固定される。封止工
程においては、真空排気管4は保持具5に取り付けて、
電子管6に設けたネック部7の内孔に沿って挿入する。
A general sealing process in an electron tube manufacturing method will be explained with reference to FIG. The cathode 1 is fixed to an electrode group 2 for electron beam focusing so as to maintain geometric dimensions, and the electrode group 2 is further fixed to an evacuation pipe 4 via a support fitting 3. In the sealing process, the vacuum exhaust pipe 4 is attached to the holder 5,
It is inserted along the inner hole of the neck part 7 provided in the electron tube 6.

次に、接続部8の周囲をガスバーナ9等で加熱し、接続
部8において真空排気管4をネック部7に接続する。こ
の工程を電子管製造における封止工程と呼んでいる。封
止工程は、一般に大気中で行なわれ、また陰極1の周囲
はガスバーナ9の熱で約400℃まで昇温するから、陰
極1は酸化される。特に、オスミウム被覆含浸形陰極で
は、封止工程によりオスミウムが酸化蒸発して陰極表面
から消失し、熱電子放射特性が劣化するという問題があ
る。
Next, the area around the connecting portion 8 is heated with a gas burner 9 or the like, and the vacuum exhaust pipe 4 is connected to the neck portion 7 at the connecting portion 8. This process is called the sealing process in electron tube manufacturing. The sealing process is generally performed in the atmosphere, and the temperature around the cathode 1 is raised to about 400° C. by the heat of the gas burner 9, so that the cathode 1 is oxidized. In particular, in the case of an osmium-coated impregnated cathode, there is a problem that osmium is oxidized and vaporized during the sealing process and disappears from the cathode surface, degrading thermionic emission characteristics.

一方、上記の封止工程における陰極1の酸化を防止する
目的から、陰極1の周囲を窒素ガス、アルゴンガス等の
非酸化性のガス雰囲気に置換して封止を行なう方法が提
案された。この方法は、陰極の酸化防止という点からは
有効であるが、封止工程中に非酸化性雰囲気への置換と
いう作業がはいるため、従来の封止工程に比べて、電子
管製造の手間がかかり、また製造設備が複雑になり、コ
スト高になるという欠点のあるものであった。
On the other hand, for the purpose of preventing oxidation of the cathode 1 in the above-mentioned sealing process, a method has been proposed in which the surroundings of the cathode 1 are replaced with a non-oxidizing gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas for sealing. Although this method is effective in terms of preventing oxidation of the cathode, it requires replacing the atmosphere with a non-oxidizing atmosphere during the sealing process, making it more labor-intensive to manufacture electron tubes than the conventional sealing process. This method has disadvantages in that it takes a long time, requires complicated manufacturing equipment, and is expensive.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消した、オ
スミウム被覆基体またはオスミウム被覆含浸形陰極が酸
化条件に置かれても、オスミウムの酸化蒸発を防止でき
る耐酸化性オスミウム被膜を提供することを目的とする
ものである。
An object of the present invention is to provide an oxidation-resistant osmium coating that can prevent oxidation and evaporation of osmium even when an osmium-coated substrate or an osmium-coated impregnated cathode is placed in oxidizing conditions, which eliminates the drawbacks of the prior art as described above. The purpose is to

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の耐酸化性オスミウム被膜の特徴とするところは
、タングステン、モリブデン、タンタル、レニウム、イ
リジウム、ニッケルなどの耐熱金属またはこれらの金属
の合金からなる基体上、あるいはこれらの金属および合
金を主成分としてなる多孔質基体にバリウム化合物等か
らなる電子放射物質を含浸せしめた含浸形陰極の電子放
射面上に被覆したオスミウム被膜において、該オスミウ
ム被膜は基体または電子放射面を被覆したものを非酸化
性雰囲気中で耐酸化性付与の熱処理を施されて、前記の
基体金属の一部をオスミウム被膜中に浸み込ませ、オス
ミウム被膜の表面を前記の基体金属の層で被覆してなる
ものである。このような本発明の耐酸化性オスミウム被
膜を被覆したものは、大気酸化条件下に置かれてもオス
ミウムが酸化蒸発することがないので、オスミウム被覆
含浸形陰極に用いた場合、封止工程中におけるオスミウ
ムの消失を防止することができるものであり、上記の従
来技術による欠点を解消できるものである。
The oxidation-resistant osmium coating of the present invention is characterized by being formed on a substrate made of heat-resistant metals such as tungsten, molybdenum, tantalum, rhenium, iridium, and nickel, or alloys of these metals, or on substrates made of these metals and alloys as main components. In an osmium coating coated on the electron emitting surface of an impregnated cathode, which is a porous substrate impregnated with an electron emitting substance made of a barium compound or the like, the osmium coating coats the substrate or the electron emitting surface with a non-oxidizing property. A part of the base metal is impregnated into the osmium film by heat treatment to impart oxidation resistance in an atmosphere, and the surface of the osmium film is covered with a layer of the base metal. . The osmium coated with the oxidation-resistant osmium film of the present invention will not oxidize and evaporate even if placed under atmospheric oxidation conditions, so when used in an osmium-coated impregnated cathode, it will not evaporate during the sealing process. It is possible to prevent the disappearance of osmium in the process, and it is possible to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional techniques.

なお、上記における非酸化性雰囲気中で耐酸化性付与の
熱処理を施す際の、基体金属の種類に対する好ましい温
度は下記のようなものである。
In addition, when performing the heat treatment for imparting oxidation resistance in the above-mentioned non-oxidizing atmosphere, the preferable temperature for the type of base metal is as follows.

W  :  1000〜1500℃。W: 1000-1500℃.

Mo:   900〜1400℃。Mo: 900-1400°C.

Ta  :   900−1500℃。Ta: 900-1500°C.

Re  :   1000−1500℃。Re: 1000-1500℃.

Ir  :    900−1400℃。Ir: 900-1400°C.

−Ni:600〜1100℃。-Ni: 600-1100°C.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に、本発明を実施例につき、さらに詳細に説明する
The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples.

〔実施例 1〕 タングステン(W)板にオスミウム(O8)の被膜を0
.5虜の厚さで被覆したものを試料(以下、○s/W試
料と略記する)とした。O5は高融点金属であり電子線
蒸着法により被覆した。
[Example 1] A coating of osmium (O8) was applied to a tungsten (W) plate.
.. A sample coated with a thickness of 5 mm (hereinafter abbreviated as ○s/W sample) was used. O5 is a high melting point metal and was coated by electron beam evaporation.

なんらの処理も施されない通常のOs / W試料は、
200℃以上の大気中酸化処理を受けた場合、Osは酸
化蒸発してW基板上から消失した。この状態を示したの
が第2図の破線(、)である。
A normal Os/W sample without any treatment is
When subjected to atmospheric oxidation treatment at 200° C. or higher, Os was oxidized and evaporated and disappeared from the W substrate. This state is shown by the broken line (,) in FIG.

一方、上記Os / W試料において、非酸化性の雰囲
気、例えば真空中で1100℃で2時間の熱処理を施し
たものは、第2図の実線(b)で示すように、大気中で
酸化処理を受けてもオスミウムが酸化蒸発することがな
かった。
On the other hand, in the Os/W samples mentioned above, those that were heat-treated at 1100°C for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere, such as vacuum, were oxidized in the air, as shown by the solid line (b) in Figure 2. The osmium did not oxidize or evaporate even when exposed to water.

Os/W試料を非酸化性の雰囲気で処理したときのOs
とWの濃度変化を示したのが第3図のグラフである。縦
軸はIMA(質量分析計)による分析結果からの濃度比
(相対値)で、横軸はOs被膜の表面からの深さく岬)
である。したがって、横軸の0.511Inの所がO5
被膜を被覆する前のW板の表面の位置である。
Os when the Os/W sample is treated in a non-oxidizing atmosphere
The graph in FIG. 3 shows the change in concentration of and W. The vertical axis is the concentration ratio (relative value) from the analysis results by IMA (mass spectrometer), and the horizontal axis is the depth from the surface of the Os coating.
It is. Therefore, 0.511In on the horizontal axis is O5
This is the position of the surface of the W plate before being coated with the film.

第3図において、曲線(c)はOsの濃度変化を示した
ものであり1曲線(d)はWがO8被膜の表面まで浸入
した場合を示したものであり、曲線(e)はWがO8被
膜の途中まで浸入した場合を示したものである。
In Figure 3, curve (c) shows the change in Os concentration, curve (d) shows the case where W has penetrated to the surface of the O8 film, and curve (e) shows the case where W has penetrated to the surface of the O8 film. This figure shows the case where the infiltration reaches the middle of the O8 coating.

第3図のグラフから明らかなように、Os/W試料を非
酸化性雰囲気中で熱処理すると、基板のWがOs被膜の
中に浸入し、遂にはOs被膜の表面を覆うに至り、Os
の酸化に対するWの保護層を形成することになる。すな
わち、Os / W試料に対して、これを非酸化性雰囲
気中で熱処理を施すことにより、基板のWがO5被膜中
に浸入しO8被膜の表面をWの保護層で覆うようになる
As is clear from the graph in Figure 3, when the Os/W sample is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere, W from the substrate penetrates into the Os film and eventually covers the surface of the Os film, causing the Os
This forms a protective layer of W against oxidation. That is, by heat-treating the Os/W sample in a non-oxidizing atmosphere, W on the substrate penetrates into the O5 film and the surface of the O8 film is covered with a protective layer of W.

第3図を参照すれば、基板のWがOs被膜の表面まで浸
入した曲線(d)の状態においては、O5被膜は耐酸化
性となる。それに対して、曲線(e)の状態では、基板
のWが浸入していない部分のO5被膜は酸化により消失
する。また、この熱処理では、基板のWがO5被膜中に
浸入するが、WとOsとの合金もしくは化合物は生成し
てし1なし1゜このようにして、本発明になる耐酸化性
付与の熱処理を施されたO5被膜は、大気酸化に曝され
た際は、Wが酸化被膜となってO5被膜の表面を覆うこ
とになり、それによりOsの酸化を防止する。このWの
酸化被膜は真空中で再加熱することで容易に除去され、
再び清浄なO3被膜が得られる。
Referring to FIG. 3, in the state shown by curve (d) in which W of the substrate penetrates to the surface of the Os film, the O5 film becomes oxidation resistant. On the other hand, in the state of curve (e), the O5 film on the portion of the substrate into which W has not penetrated disappears due to oxidation. In addition, in this heat treatment, W on the substrate penetrates into the O5 film, but no alloy or compound of W and Os is formed.1 In this way, the heat treatment for imparting oxidation resistance according to the present invention When the treated O5 film is exposed to atmospheric oxidation, W becomes an oxide film and covers the surface of the O5 film, thereby preventing oxidation of Os. This W oxide film can be easily removed by reheating in vacuum.
A clean O3 film is obtained again.

OS被膜の耐酸化性付与の熱処理の条件は、真空中熱処
理の場合の真空は02)H2O,CO2等の酸化性のガ
ス分圧がI X 10−’ Torr以下とするのが良
い。これは熱処理中に雰囲気中の酸化性のガスによりO
sが酸化蒸発して消耗するのを防止するためである。ま
た、熱処理は非酸化性ガス中、例えば露点−50℃以下
の水素、アルゴン、窒素ガス中で行なってもよい。
The heat treatment conditions for imparting oxidation resistance to the OS film are preferably such that the partial pressure of an oxidizing gas such as H2O, CO2, etc. is I x 10-' Torr or less in vacuum in the case of vacuum heat treatment. This is caused by oxidizing gas in the atmosphere during heat treatment.
This is to prevent s from being consumed by oxidation and evaporation. Further, the heat treatment may be performed in a non-oxidizing gas, for example, hydrogen, argon, or nitrogen gas having a dew point of -50° C. or lower.

なお、上記の実施例では、基板にWを用い。Note that in the above embodiment, W is used for the substrate.

O5被膜の厚さを0.577Inとしたが、熱処理はO
5被膜中に基板の一部を浸入させることを目的としてお
り、熱処理の温度と時間は、Os被膜の厚さと基板の種
類によって異なる。一般に、Os被;茎が厚いほど、基
板金属の融点が高いほど、;R処理温度は高く、また時
間も長くなる。例えば、0.511厚のOs被膜に対し
ては、W基板では1100℃、1時間;Mo基板ではt
ooo℃、1時間;Ni基板では600°C11時間の
熱処理でOs被膜の耐酸化性付与の熱処理が可能である
The thickness of the O5 film was 0.577In, but the heat treatment was
The purpose is to partially infiltrate the substrate into the No. 5 coating, and the temperature and time of the heat treatment vary depending on the thickness of the Os coating and the type of substrate. Generally, the thicker the Os coating and the higher the melting point of the substrate metal, the higher the R treatment temperature and the longer the time. For example, for a 0.511 thick Os film, 1100°C for 1 hour on a W substrate; t
ooo°C, 1 hour; For a Ni substrate, heat treatment for imparting oxidation resistance to the Os film is possible by heat treatment at 600°C for 11 hours.

〔実施例 2〕 空孔率26%の多孔質W基体の空孔部にBaO1Cab
、 A1120.からなる電子放射物質を含浸し、表面
研摩により滑らかな電子放射面を形成した含浸形陰極を
作製した。この陰極の電子放射面に電子線蒸着によりO
sを0.5.cm厚に蒸着し、オスミウム被膜被覆含浸
形陰極を作製した。
[Example 2] BaO1Cab was added to the pores of a porous W substrate with a porosity of 26%.
, A1120. An impregnated cathode was prepared by impregnating it with an electron-emitting material consisting of the following materials and polishing the surface to form a smooth electron-emitting surface. O is deposited on the electron emitting surface of this cathode by electron beam evaporation.
s to 0.5. The osmium film was deposited to a thickness of cm to produce an osmium-coated impregnated cathode.

次に、IX 1O−5Torr以下の真空中で1100
°C12時間の耐酸化性付与の熱処理を行ない1、基体
のWをOs被膜中に浸入、拡散させてOs被膜表面を基
体のWの一部で覆う処理を行ない、本発明の実施例にな
る試料、耐酸化性オスミウム被膜を被覆した含浸形陰極
を作製した。
Next, in a vacuum of IX 1O-5 Torr or less,
A heat treatment for imparting oxidation resistance is carried out at °C for 12 hours. 1. W on the substrate is infiltrated and diffused into the Os coating to cover the surface of the Os coating with a part of the W on the substrate. This is an embodiment of the present invention. The sample was an impregnated cathode coated with an oxidation-resistant osmium film.

上記の本発明になる耐酸化性オスミウム被膜被覆含浸形
陰極の熱電子放射特性の耐酸化性につき試験した結果を
1本発明によらない通常のオスミウム被1″11含浸形
陰極である比較試料と比較して第4図のグラフに示す。
The results of testing the oxidation resistance of the thermionic emission characteristics of the oxidation-resistant osmium-coated impregnated cathode according to the present invention described above are as follows. A comparison is shown in the graph of FIG.

比較試料の本発明によらない通常のオスミウム被覆含浸
形陰極は、上記の実施例における真空中の耐酸化性付与
の熱処理を施さなかったものである。比較試料につき、
大気中の熱処理を受けなかった試料そのものの熱電子放
射特性は、第4図の白丸点21の群で示すようなもので
あった。この比較試料を大気中で450℃、10分間の
酸化処理を行なったものの熱電子放射特性は第4図の黒
色四角点22の群で示すようなもので、酸化処理を施さ
れないものに比し約1/3以下の値に劣化した。一方1
本発明になる真空中で1100℃、2時間の耐酸化性付
与熱処理を施された上記の本発明の実施例になる試料の
オスミウム被膜被覆含浸形陰極を。
The comparative sample, which is a conventional osmium-coated impregnated cathode not according to the present invention, was not subjected to the heat treatment for imparting oxidation resistance in vacuum in the above-mentioned example. For comparison samples,
The thermionic emission characteristics of the sample itself, which was not subjected to heat treatment in the atmosphere, were as shown by the group of white dots 21 in FIG. This comparison sample was subjected to oxidation treatment at 450°C for 10 minutes in the air, and its thermionic emission characteristics were as shown by the group of black square points 22 in Figure 4, compared to those not subjected to oxidation treatment. The value deteriorated to about 1/3 or less. On the other hand 1
The osmium-coated impregnated cathode of the sample according to the present invention was subjected to a heat treatment for imparting oxidation resistance at 1100° C. for 2 hours in a vacuum according to the present invention.

大気中で500℃、10分間の酸化処理を行なったもの
の熱電子放射特性は、第4図の黒丸点23の群で示すよ
うにオスミウム被覆含浸形陰極本来の特性を維持した良
好なものであった。
The thermionic emission characteristics of the cathode subjected to oxidation treatment at 500°C for 10 minutes in the atmosphere were good, maintaining the original characteristics of the osmium-coated impregnated cathode, as shown by the group of black dots 23 in Figure 4. Ta.

本実施例に明らかなように、本発明によるものは大気中
の熱処理に充分耐えるものであり、通常の電子管製造の
封止工程においてなんら劣化されることのない優れた性
能を有するものである。
As is clear from this example, the device according to the present invention can sufficiently withstand heat treatment in the atmosphere, and has excellent performance without any deterioration in the sealing process of ordinary electron tube manufacturing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、レニウム、イリジウム、ニッケルなどの耐熱金属ま
たはこれら金属の合金からなる基体上に被覆したオスミ
ウム被膜、あるいはタングステン、モリブデン、タンタ
ル、レニウム、イリジウム、ニッケルなどの耐熱金属ま
たはこれらの金属の合金からなる多孔質基体に電子放射
物質を含浸した含浸形陰極の電子放射面上に被覆したオ
スミウム被膜において、該オスミウム被膜は基体あるい
は含浸形陰極の電子放射面を被覆した後、オスミウムが
これらの耐熱金属またはその合金と合金あるいは化合物
を形成しない温度で、非酸化雰囲気中で耐酸化性付与の
熱処理を行ない、前記の基体金属の一部をオスミウム被
膜中に浸入、拡散させてオスミウム被膜の表面に基体金
属の保護層を形成せしめられてなる本発明の耐酸化性オ
スミウム被膜は極めて有益な効果を示すものである。
As mentioned above, osmium coatings coated on substrates made of heat-resistant metals such as tungsten, molybdenum, tantalum, rhenium, iridium, nickel, etc. or alloys of these metals, or In an osmium coating coated on the electron emitting surface of an impregnated cathode in which a porous substrate made of a heat-resistant metal or an alloy of these metals is impregnated with an electron emitting substance, the osmium coating covers the electron emitting surface of the substrate or the impregnated cathode. After that, heat treatment is performed to impart oxidation resistance in a non-oxidizing atmosphere at a temperature at which osmium does not form an alloy or compound with these heat-resistant metals or their alloys, and a part of the base metal is infiltrated into the osmium coating. The oxidation-resistant osmium coating of the present invention, which is formed by diffusion to form a protective layer of the base metal on the surface of the osmium coating, exhibits extremely beneficial effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は促来一般の電子管製造における封止工程を説明
するための説明図である。 第2図は、タングステン板にオスミウム被膜を被覆した
試料についての、本発明による耐酸化性付与の熱処理を
施されたものと施されないものについての大気酸化処理
によるオスミウムの消失量を示したグラフである。第3
図は、タングステン板にオスミウム被膜を被覆した試料
を、非酸化性雰囲気中で熱処理した場合のオスミウム被
膜中に基板のタングステンが浸入したことを示すIMA
による1度変化のグラフである。 第4図は、本発明の実施例によるオスミウム被膜を被覆
した含浸形陰極の熱電子放射特性の耐熱性につき、比較
試料のものとともに示したグラフである。 1・・・陰極       2・・・電極群3・・支持
金具     4・・真空排気管5・・・保持具   
   6・・電子管7・・・ネック部     8・・
・接続部9・・・ガスバーナ
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the sealing process in the manufacture of a conventional electron tube. Figure 2 is a graph showing the amount of osmium lost by atmospheric oxidation treatment for samples in which a tungsten plate is coated with an osmium film, with and without heat treatment to impart oxidation resistance according to the present invention. be. Third
The figure shows IMA that tungsten from the substrate has penetrated into the osmium coating when a sample in which a tungsten plate is coated with an osmium coating is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere.
It is a graph of 1 degree change. FIG. 4 is a graph showing the heat resistance of the thermionic emission characteristics of the impregnated cathode coated with the osmium film according to the example of the present invention, together with that of a comparative sample. 1... Cathode 2... Electrode group 3... Support fitting 4... Vacuum exhaust pipe 5... Holder
6...Electron tube 7...Neck part 8...
・Connection part 9...Gas burner

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)タングステン、モリブデン、タンタル、レニウム
、イリジウム、ニッケルなどの耐熱金属またはこれらの
金属の合金からなる基体上に被覆したオスミウム被膜に
おいて、該オスミウム被膜は基体を被覆したものを非酸
化性雰囲気中で耐酸化性付与の熱処理を施されて、前記
の基体金属の一部をオスミウム被膜中に浸み込ませ、オ
スミウム被膜の表面を前記の基体金属の層で被覆してな
ることを特徴とする耐酸化性オスミウム被膜。
(1) In an osmium coating coated on a substrate made of a heat-resistant metal such as tungsten, molybdenum, tantalum, rhenium, iridium, or nickel or an alloy of these metals, the osmium coating is applied to the substrate in a non-oxidizing atmosphere. The base metal is heat-treated to impart oxidation resistance, a part of the base metal is impregnated into the osmium film, and the surface of the osmium film is covered with a layer of the base metal. Oxidation-resistant osmium coating.
(2)特許請求の範囲第1項記載の耐酸化性オスミウム
被膜において、前記の基体上に被覆したオスミウム被膜
は、タングステン、モリブデン、タンタル、レニウム、
イリジウム、ニッケルなどの耐熱金属またはこれらの金
属の合金を主成分としてなる多孔質基体に電子放射物質
を含浸した含浸形陰極の電子放射面に被覆したオスミウ
ム被膜であるもの。
(2) In the oxidation-resistant osmium coating according to claim 1, the osmium coating coated on the substrate includes tungsten, molybdenum, tantalum, rhenium,
An osmium film coated on the electron emitting surface of an impregnated cathode, which is a porous substrate mainly made of heat-resistant metals such as iridium and nickel, or alloys of these metals, and impregnated with an electron emitting substance.
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