JPS6237842A - 傍熱型陰極ヒ−タ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は傍熱型陰極ヒータ（例えばブラウン管の）に係
）、特にヒータｔ−構成するタングステンコイル表面の
アルミナ焼結被覆体を改良した傍熱型陰極ヒータに関す
る。

〔発明の背景〕

従来の例えばブラウン管の傍熱型陰極用のヒータは、通
常タングステン素線全ヒータとし、その表面にアルミナ
を主成分とする電気絶縁用の焼結被覆材を施して形成さ
れているが、ブラウン管の性能向上のために陰極を最高
約１０００℃以上に加熱する必要がアリ、このためタン
グステンヒータ自体は１６００℃乃至１８００℃に加熱
される必要がある。しかしこのことによって、ヒータ表
層部に熱応力負荷が発生し、焼結被覆材であるアルミナ
にクラックが発生、伝播する結果、アルミナ層が剥離し
、ヒータとヒータカバーとの接触がおこシ、絶縁不良を
起すという現象がめった。公知例（％開開５７−４３３
３７　、同５５−４１６９４　’）では、ヒータのコイ
ル各部位に粒径および粒径分布の異なるアルミナ粒子を
被覆し、熱応力を緩和する方法を採るとしており、５０
０メツシ瓢と９００メツシエの混合されたアル建すを使
用することが開示されているが、アルミナの粒径が大き
すぎ且つ破砕粒を用いているために適正な充填率の範囲
に制御することができず、耐電圧のより更なる向上がで
きないという問題があった。

〔発明の目的〕

従って本発明の目的は、傍熱型陰極ヒータ表面を被覆す
る絶縁材としてのアルＺす焼結体の耐電圧特性および耐
熱応力負荷特性を同上させた傍熱型陰極ヒータを提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、上記目的を達成するために、傍熱型陰
極ヒータのタングステンコイル表面に高純度の球状アル
ｔす粒子を用い、アルミナ粒子の充填率を５０〜７０チ
の範囲に制御するとともに粒子間隙が均一になる′よう
にし友アルミナ焼結被覆体で被覆したことにある。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例による傍熱型陰極用ヒータ表
面のアルミナ被覆層（焼結前）の横断面の走査電子顕微
鏡による観察像を模式図的に示したものである。

本実施例においては上記アルミナ被覆層を構成するアル
ミナには（１）平均粒径２，０μｍ　ｓ　（２）平均粒
径０．２μｍの２種類の平均粒径の高純度アルきす粒子
を使用した。（１）及び（２）の各粒子はいずれもほぼ
球状を呈しているものを用いた。粒子配合の割合は重量
比で上記（１）の粒子が１００に対して（２）の粒子が
１０の割合にした０上記配合比は、平均粒径の大きい（
１）のアルミナ粒子を稠密六方状に充填すると仮定した
時、その空隙中に平均粒径の小さい（２）のアルミナ粒
子が充填される時の、充填率に等しい。このような配合
にした理由は、アルミナをタングステン表面に被覆する
際の充填率を後記の如く５０〜７０チの範囲にすること
におる。そうして、そのような結果を得るために、上記
（１）及び（２）のアルミナ粒子を十分に混合、分散さ
せ友アルコール溶液を使用し、電気泳動法でタングステ
ン素線の表面にアルミナ粒子を被覆させた。その結果、
第１図に示した如く平均粒径２．０μｍのアルミナ粒子
１の相互間隙に平均粒径０，２μｍのアル２す粒子２が
侵入し友様な配列を得た。

以上のようにして形成したアルミナ被覆全焼結し友。こ
のアルミナ焼結体表面に出現するクラック数およびクラ
ック長さは、本実施例の場合と、（１）平均粒赫２．θ
μ・もしくけ（２）平均粒径０．２β・のアルミナ粒子
を単独で使用した場合とを比べてみると、第２図に示す
如くであった口 すなわち、第２図はアル之す被覆を１６００℃で１時間
、水素気流中で焼結して得た傍熱型陰極ヒータ表面のア
ルミナ焼結被覆層表面の顕微鏡観察より調べた結果を示
す、縦軸は１００μｍ平方の視野の中で観察されたクラ
ック長の平均値、横軸は同じく平均クラック数を示す。

図中のカーブＡは、平均粒径２．０μｍのアルミナ粒子
だけを被覆焼結してなる焼結体、カーブＢは同０．２μ
ｍのアルミナ粒子だけを被覆焼結してなる焼結体、カー
ブＣは本実施例により粒径２，０μｍと０．２μｍの粒
子の混合比’Ｉｔｏ：ｔとした混合粒子を被覆焼結して
なる焼結体に関する結果である。　゛ 本実施例によれば、単位面積当りのクラック数は平均粒
径０．２μｍのアルミナ粒子を焼結被覆してなる焼結体
より条目であるが、全体的にクラ□ツク長が短く、有利
性が認められる。

本発明の他の実施例として、■平均粒径４．５一合して
前記と同様の仕方でアル建す焼結体を作成し、また■平
均粒径１．５岸 粒子を混合比１０／１で混合してアルｉす焼結体を同じ
く作成した。用いた粒子はいずれも球形高純度アルミナ
粒子である。これらのアルミナ焼結被覆体について前記
と同様に試験を行い、第２図と同様の整理をした結果、
第３図を得た。なお第３図には第２図の内容も併せ示し
て套る。この図によっても本発明の有効性が認められる
。

なお、用いた高純度アルミナの純度は、原料粉において
Ｎａ　ｏ＜ｏ．　０　１　％　、８１０２＜０．０　１
　’１　。

Ｆ・２０，＜０．００１％、その他の不純物成分濃度は
痕跡以下であった。ｔた同アルミナを使用して作成した
アル電す被覆の分析結果は、焼成後の値がＮａｚＯは痕
跡程度、８１０２＝　０．　０　２　％　、　Ｆｅ１２
，　−０、００５％　、　Ｍｇ０＝０、００８チという
値であった。ここでＭｇＯは、泳動液に電解質成分とし
て添加したＭｇ（ＮＯＩＳ）、にもとづくものである。

本発明において高純度アルミナが望まれるのは第４図に
示す通シでおる。第４図は不純物のＳ　ｔＯ２に注目し
、Ａｔ２０．１００部に対して混合した５１０２の割合
とヒートサイクル試験５０００時間経過後のヒータ破断
率との関係を示したものである。

なお、球形アルミナ粒子は「水熱結晶化法」で製造する
ことができる。「水熱結晶化法」とは、高温高圧下のＨ
２Ｏの存在のもとでゾル−ダル等の非晶質物質を結晶化
させ、結晶質物質を得る方法である。同法によシ製造さ
れ九粒子の特徴は■微粒である、■よく発達した結晶質
である、■粒度分布の幅が狭い、■歪が少ない、■比較
的低温で作成できる、等である。

第５図は絶縁用アルさす焼結体のアルミナ膜厚に対する
アルミナ充填率の関係、および第６図は同じくアルミナ
膜厚に対する耐電圧の関係である。

これら図における各記号で示す各点のデータは次の表の
通りである。

これら図からアルミナ充填率が５０−以下ならば耐電圧
は充分に高くならず、また逆にアルミナ粒子の充填率が
７０−以上に達すると、ヒータ加熱時にクラックが発生
して、やはシ耐電圧が低下することがわかる。従って高
耐電圧を維持し、かつクラック発生を抑えるためＫはア
ルミナ粒子の充填率を５０乃至７０チの範囲にする必要
のおることがわかる。ちなみに先述の公知例にみられる
９００メツシエ（平均粒径３．５μｍ）と５００メツシ
＆Ｃ平均粒径６μｍ）の破砕アルミナ粒子混合被覆の場
合、アル建す充填率は図示の如く５０チに到達せず、従
って耐電圧が満足すべき値に達しなか−）　ｆｌ−＠ 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来のアルミナ焼結体（例えば５００
メツシ孤および９０．０メツシ凰粒径の破砕アル電す粒
子からなる焼結体）に比べ、アル建す充填率が適正な範
囲にあシ、このことは１６００℃以上に繰り返し加熱さ
れる際の熱膨張に対して熱応力負荷を緩和する方向に作
用し、また、高純度アル建す粒子を用いたことによシ、
粒子間での過度の相互拡散が進行しに＜＜、繰り返し加
熱嘔れた際に発生するクラック長および数を抑制するこ
とができ、これらの総合効果として傍熱型陰極ヒータの
耐電圧を従来より一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例によるタングステンコイル表面
に被覆した高純度アルミナ粒子の被覆状況を表わした縦
断面模式図、第２図、第３図はアル電す焼結体のクラッ
ク長とクラック数の関係を示す実験結果の図、第４図は
不純物たる８１０□の含有量とヒータ破断率の関係を示
す実験図、第５図はアルミナ焼結体のアルミナ膜厚とア
ルｉす充填率の関係を示す実験結果の図、第６図は同じ
くアルミナ膜厚と耐電圧との関係を示す実験結果の図で
ある。 １・・・平均粒径２．０μｍのアルミナ粒子２・・・平
均粒径０．２μｍのアルミナ粒子３・・・タングステン
表面 ′ａＣ’＝θｂ （％）事項１「に−１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）球状を呈する高純度アルミナ粒子よりなる充填率
   ５０％以上７０％以下のアルミナ焼結体でタングステン
   コイル表面が被覆されていることを特徴とする傍熱型陰
   極ヒータ。
2. （２）前記アルミナ粒子は、１μｍ以上５μｍ以下の平
   均粒径を持つ粒子と、上記平均粒径の１／１０ないし１
   ／２０の平均粒径を持つ粒子との二種類の粒子の混合か
   らなる特許請求の範囲第１項記載の傍熱型陰極ヒータ。