JPS6238819B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6238819B2 JPS6238819B2 JP53158824A JP15882478A JPS6238819B2 JP S6238819 B2 JPS6238819 B2 JP S6238819B2 JP 53158824 A JP53158824 A JP 53158824A JP 15882478 A JP15882478 A JP 15882478A JP S6238819 B2 JPS6238819 B2 JP S6238819B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pores
- carbonized layer
- size
- cathode
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Microwave Tubes (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子管用陰極構体に係り、特に電子
レンジなどに用いられるマグネトロンに好適な陰
極構体に関するものである。
レンジなどに用いられるマグネトロンに好適な陰
極構体に関するものである。
電子管のなかでもマグネトロンは、マイクロ波
を効率よく発生することから電子レンジに組込ま
れ冷凍食品の解凍や加熱調理に用いられている。
を効率よく発生することから電子レンジに組込ま
れ冷凍食品の解凍や加熱調理に用いられている。
従来、マグネトロンのマイクロ波発生源である
陰極構体には、トリウムを含むタングステン合金
からなる加熱線条をコイル条に形成し、両端を支
持部材で支持したものが用いられている。この陰
極構体には、電子放射密度が高いこと、瞬時動作
が可能なことなどマグネトロン用の陰極として好
ましい種々の特性が要求される。このため通常は
加熱線条の表面を炭化させて電子放射特性を安定
にすることが行なわれている。
陰極構体には、トリウムを含むタングステン合金
からなる加熱線条をコイル条に形成し、両端を支
持部材で支持したものが用いられている。この陰
極構体には、電子放射密度が高いこと、瞬時動作
が可能なことなどマグネトロン用の陰極として好
ましい種々の特性が要求される。このため通常は
加熱線条の表面を炭化させて電子放射特性を安定
にすることが行なわれている。
しかしながら、大容量の電流を短時間の間隔で
点滅させて発振出力を調整する使用方法の場合、
従来の陰極構体では安定した電子放出を長期間維
持することが困難であつた。
点滅させて発振出力を調整する使用方法の場合、
従来の陰極構体では安定した電子放出を長期間維
持することが困難であつた。
この原因について発明者等は種々研究を行なつ
た結果、次のことを見い出した。すなわち、寿命
低下の最大の原因は表面炭化層の形状が、使用中
に次第にくずれ、表面積が増加して温度が低下
し、電子放出を劣化させるためであると考えられ
る。このように表面炭化層の形状がくずれる理由
は、炭化層内の結晶のすべりが炭化層内に存在す
る空孔によつて促進するためである。タングステ
ン合金からなる加熱線条は粉末を焼結することに
より得られるため、その内部に空孔が閉じ込めら
れるが、特に表面の炭化層においては空孔が集中
的に発生し、この炭化処理後の初期の状態で存在
する空孔が核となつて使用中に空孔が成長して表
面のくずれを促進するものと考えられる。
た結果、次のことを見い出した。すなわち、寿命
低下の最大の原因は表面炭化層の形状が、使用中
に次第にくずれ、表面積が増加して温度が低下
し、電子放出を劣化させるためであると考えられ
る。このように表面炭化層の形状がくずれる理由
は、炭化層内の結晶のすべりが炭化層内に存在す
る空孔によつて促進するためである。タングステ
ン合金からなる加熱線条は粉末を焼結することに
より得られるため、その内部に空孔が閉じ込めら
れるが、特に表面の炭化層においては空孔が集中
的に発生し、この炭化処理後の初期の状態で存在
する空孔が核となつて使用中に空孔が成長して表
面のくずれを促進するものと考えられる。
本発明はかかる点に鑑み、炭化処理後の炭化層
中に初期の状態に存在する空孔の大きさと空孔密
度が、使用中における表面炭化層のくずれに大き
く影響することを見い出し、この知見に基づいて
炭化層中に初期に存在する空孔の大きさと、その
密度を規定することにより、長寿命化を図つた電
子管用陰極構体を提供するものである。
中に初期の状態に存在する空孔の大きさと空孔密
度が、使用中における表面炭化層のくずれに大き
く影響することを見い出し、この知見に基づいて
炭化層中に初期に存在する空孔の大きさと、その
密度を規定することにより、長寿命化を図つた電
子管用陰極構体を提供するものである。
即ち、本発明は、電子管用陰極構体を形成する
陰極構体を、酸化トリウム0.5〜4.0重量％含むタ
ングステン合金で形成し、その表面部に形成され
たW2CとＷの層状組織をなす炭化層中に存在す
る空孔の大きさを５μｍ以下とし、且つ空孔密度
を大きさ３μｍ以上の空孔が100個／mm2以下とし
たことを特徴とするものである。
陰極構体を、酸化トリウム0.5〜4.0重量％含むタ
ングステン合金で形成し、その表面部に形成され
たW2CとＷの層状組織をなす炭化層中に存在す
る空孔の大きさを５μｍ以下とし、且つ空孔密度
を大きさ３μｍ以上の空孔が100個／mm2以下とし
たことを特徴とするものである。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明陰極構体の一実施例を示すもの
で、この陰極構体はコイル状に巻回した加熱線条
１の両端を支持部材２，３を支持固定した構造を
なしている。
で、この陰極構体はコイル状に巻回した加熱線条
１の両端を支持部材２，３を支持固定した構造を
なしている。
前記加熱線条は酸化トリウムを0.5〜4.0重量％
含むタングステン合金を基材とし、その表面に炭
化タングステン（W2C）とＷの層状組織が形成
されている。本発明においてタングステンに添加
される酸化トリウムは加熱線条の電子放射性を高
める作用をなし、またその添加量を上記範囲に限
定した理由は0.5重量％未満では十分な電子放射
量を得ることができず、また４重量％を越えると
加工性が低下するからである。また酸化トリウム
の他、必要に応じてレニウム、鉄、ニツケル、コ
バルト、クロムまたはモリブデンなどを単独また
は複合して添加したものでもよい。
含むタングステン合金を基材とし、その表面に炭
化タングステン（W2C）とＷの層状組織が形成
されている。本発明においてタングステンに添加
される酸化トリウムは加熱線条の電子放射性を高
める作用をなし、またその添加量を上記範囲に限
定した理由は0.5重量％未満では十分な電子放射
量を得ることができず、また４重量％を越えると
加工性が低下するからである。また酸化トリウム
の他、必要に応じてレニウム、鉄、ニツケル、コ
バルト、クロムまたはモリブデンなどを単独また
は複合して添加したものでもよい。
また表面の炭化層を形成する炭化タングステン
は電子放射作用に寄与するもので、その厚さは10
〜60μｍ程度が好適である。
は電子放射作用に寄与するもので、その厚さは10
〜60μｍ程度が好適である。
この炭化層に炭化処理後の初期の状態において
存在する空孔の大きさは、平均で５μｍ以下が望
ましい。この炭化層中に存在する空孔の大きさと
加熱線条の寿命および強度との関係を第２図の線
図に示す。空孔の大きさを２μｍから８μｍまで
変化させた場合、加熱線条の寿命は、５μｍ以下
において従来レベルの約２倍も向上していること
が認められ、また強度も1.5倍以上向上している
ことが認められる。
存在する空孔の大きさは、平均で５μｍ以下が望
ましい。この炭化層中に存在する空孔の大きさと
加熱線条の寿命および強度との関係を第２図の線
図に示す。空孔の大きさを２μｍから８μｍまで
変化させた場合、加熱線条の寿命は、５μｍ以下
において従来レベルの約２倍も向上していること
が認められ、また強度も1.5倍以上向上している
ことが認められる。
なお寿命の判定は加熱線条を第１図のように陰
極構体として組込んだ状態で、５秒間隔で点滅を
くり返し、電子放射量が基準値以下になるまでの
点灯時間の累積により表わした。
極構体として組込んだ状態で、５秒間隔で点滅を
くり返し、電子放射量が基準値以下になるまでの
点灯時間の累積により表わした。
また空孔密度との関係について見ると、第３図
の線図から明らかな如く大きさ３μｍの空孔が
100個／mm2未満において、加熱線条の寿命が従来
レベルに比べて約２倍向上し、また強度も従来レ
ベルに比べて約1.7倍以上も向上していることが
認められる。
の線図から明らかな如く大きさ３μｍの空孔が
100個／mm2未満において、加熱線条の寿命が従来
レベルに比べて約２倍向上し、また強度も従来レ
ベルに比べて約1.7倍以上も向上していることが
認められる。
なお、空孔密度の測定は炭化層を切断してその
切断面を電子顕微鏡写真により拡大し、大きさ３
μｍ以上の空孔をカウントしたものである。
切断面を電子顕微鏡写真により拡大し、大きさ３
μｍ以上の空孔をカウントしたものである。
また初期の状態において炭化層中に存在する空
孔の大きさと密度を上記範囲内に抑える方法とし
ては、例えば次のような方法により行なうことが
できる。
孔の大きさと密度を上記範囲内に抑える方法とし
ては、例えば次のような方法により行なうことが
できる。
先ずタングステン粉末と酸化トリウム粉末およ
び必要に応じて他の添加元素粉末を混合して棒状
に成形した後、非酸化性雰囲気中で通電加熱して
焼結を行なう。次にこれをスエージング加工した
後、ダイスで引抜いて伸線加工を行ない所望の線
径とする。次にこの線状体をコイル状に巻回した
後、ベンゼンなど炭化水素ガスを含む水素ガス雰
囲気中で通電加熱して線状体の表面に浸炭を行な
いWCを主体とする層を形成する。この場合、炭
化水素ガスの濃度は水素ガス流量に対して0.2〜
1.2体積％が望ましく、また加熱は1800〜2200℃
で10〜120秒間行なうのが望ましい。次に表面に
WC層を形成した線状体を水素ガス雰囲気中にお
いて1800〜2200℃に10〜120秒間加熱して表面炭
化層をWC層からW2CとＷの層状組織層に変換す
ることにより、電子放射性に優れ、空孔が少ない
表面炭化層を形成した加熱線条が得られる。
び必要に応じて他の添加元素粉末を混合して棒状
に成形した後、非酸化性雰囲気中で通電加熱して
焼結を行なう。次にこれをスエージング加工した
後、ダイスで引抜いて伸線加工を行ない所望の線
径とする。次にこの線状体をコイル状に巻回した
後、ベンゼンなど炭化水素ガスを含む水素ガス雰
囲気中で通電加熱して線状体の表面に浸炭を行な
いWCを主体とする層を形成する。この場合、炭
化水素ガスの濃度は水素ガス流量に対して0.2〜
1.2体積％が望ましく、また加熱は1800〜2200℃
で10〜120秒間行なうのが望ましい。次に表面に
WC層を形成した線状体を水素ガス雰囲気中にお
いて1800〜2200℃に10〜120秒間加熱して表面炭
化層をWC層からW2CとＷの層状組織層に変換す
ることにより、電子放射性に優れ、空孔が少ない
表面炭化層を形成した加熱線条が得られる。
なお本発明はマグネトロン用の陰極構体に限ら
ず、電力管用など断続動作する全ての陰極構体に
適用することができる。
ず、電力管用など断続動作する全ての陰極構体に
適用することができる。
以上説明した如く、本発明に係る電子管用陰極
構体によれば、加熱線状の表面炭化層内に初期の
状態で存在する空孔の大きさと、その密度の両者
を規定することにより、断続動作をくり返し行な
つても空孔の成長と増加が抑制される。従つて表
面炭化層の初期状態で存在する空孔が核となつて
表面炭化層がくずれることが少なくなり、長期間
にわたつて良好な電子放射特性を維持することが
できると共に、強度にも優れ、陰極構成体の長寿
命化を図ることができるものである。
構体によれば、加熱線状の表面炭化層内に初期の
状態で存在する空孔の大きさと、その密度の両者
を規定することにより、断続動作をくり返し行な
つても空孔の成長と増加が抑制される。従つて表
面炭化層の初期状態で存在する空孔が核となつて
表面炭化層がくずれることが少なくなり、長期間
にわたつて良好な電子放射特性を維持することが
できると共に、強度にも優れ、陰極構成体の長寿
命化を図ることができるものである。
第１図は陰極構体の概略形状を示す説明図、第
２図は空孔の大きさに対する寿命と強度の変化を
示す線図、第３図は空孔密度に対する寿命と強度
の変化を示す線図である。 １……加熱線条、２，３……支持部材。
２図は空孔の大きさに対する寿命と強度の変化を
示す線図、第３図は空孔密度に対する寿命と強度
の変化を示す線図である。 １……加熱線条、２，３……支持部材。
Claims (1)
- １ 一対の電極間にコイル状の加熱線条が支持さ
れてなる陰極構体であつて、加熱線条は酸化トリ
ウムを0.5〜4.0重量％含むタングステン合金から
なり、この加熱線条の表面部にはW2CとＷの層
状組織をなす炭化層が形成され、この炭化層にお
ける空孔の大きさは平均５μｍ以下で、且つ空孔
密度は大きさ３μｍ以上の空孔が100個／mm2以下
であることを特徴とする電子管用陰極構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15882478A JPS5586043A (en) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Cathode frame structure for electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15882478A JPS5586043A (en) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Cathode frame structure for electron tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5586043A JPS5586043A (en) | 1980-06-28 |
| JPS6238819B2 true JPS6238819B2 (ja) | 1987-08-19 |
Family
ID=15680174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15882478A Granted JPS5586043A (en) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Cathode frame structure for electron tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5586043A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041122U (ja) * | 1990-04-12 | 1992-01-07 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4480210A (en) * | 1982-05-12 | 1984-10-30 | Varian Associates, Inc. | Gridded electron power tube |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5568047A (en) * | 1978-11-16 | 1980-05-22 | Toshiba Corp | Cathode structure for electron tube |
-
1978
- 1978-12-22 JP JP15882478A patent/JPS5586043A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041122U (ja) * | 1990-04-12 | 1992-01-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5586043A (en) | 1980-06-28 |
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