JPH0193023A - 含浸形カソード - Google Patents
含浸形カソードInfo
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- JPH0193023A JPH0193023A JP62247817A JP24781787A JPH0193023A JP H0193023 A JPH0193023 A JP H0193023A JP 62247817 A JP62247817 A JP 62247817A JP 24781787 A JP24781787 A JP 24781787A JP H0193023 A JPH0193023 A JP H0193023A
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- rare earth
- earth element
- cathode
- oxide
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は含浸形カソードに係り、特に低温動作に必要な
、カソード表面での低仕事関数原子層を形成したカソー
ドに関する。
、カソード表面での低仕事関数原子層を形成したカソー
ドに関する。
従来の低温動作カソードは特開昭６１−１３５２６にあ
るように、電子放出材料を含浸せしめた耐熱性多孔質基
体の電子放出面に高融点全溝とＳｃ又はＳｃの酸化物か
らなる薄膜を付着させたものである。
るように、電子放出材料を含浸せしめた耐熱性多孔質基
体の電子放出面に高融点全溝とＳｃ又はＳｃの酸化物か
らなる薄膜を付着させたものである。
このカソードの特徴は、カソード表面に形成されたＢａ
−８ｃ−○からなる単原子層が、仕事関数を低下させ、
電子放出を容易にするところにある。この結果、従来の
含浸形カソードよりも低温で動作させることが可能にな
る。
−８ｃ−○からなる単原子層が、仕事関数を低下させ、
電子放出を容易にするところにある。この結果、従来の
含浸形カソードよりも低温で動作させることが可能にな
る。
ところがＳｃ又はＳａｔ、ｓを含浸する薄膜は、カソー
ド表面の仕事関数低減に寄与するわけであるが、材料が
高価であるという欠点を有している。
ド表面の仕事関数低減に寄与するわけであるが、材料が
高価であるという欠点を有している。
本発明の目的はこの欠点をＳｃ又は５ｃｚＯａよりも安
価な材料に置き換えることにある。
価な材料に置き換えることにある。
上記目的はＳｃ又はＳａｚ○３と化学的性質の類似する
希土類元素及びＹ又は希土類元素の酸化物又はＹの酸化
物に置き換えることにより達成される。
希土類元素及びＹ又は希土類元素の酸化物又はＹの酸化
物に置き換えることにより達成される。
希土類元素又はＹ及びこれらの酸化物の働きは、ＳＣ又
はＳＣ酸化物の働きと同じである。すなわち、これらを
含む高融点金属材料の薄膜を含浸形カソード表面に被覆
することにより、動作時において、下地含浸形カソード
から補給されるＢａと、薄膜から補給される希土類元素
及びＹと酸素により、Ｂａ−（希土類元素及びＹ）−〇
からなる単原子層が表面に形成される。この単原子層の
作る電気双極子により低仕事関数のカソード表面が出来
上る。その仕事関数は電気双極子の大きさと密度に依存
するため、単原子層の構成元素により異なったものにな
る。
はＳＣ酸化物の働きと同じである。すなわち、これらを
含む高融点金属材料の薄膜を含浸形カソード表面に被覆
することにより、動作時において、下地含浸形カソード
から補給されるＢａと、薄膜から補給される希土類元素
及びＹと酸素により、Ｂａ−（希土類元素及びＹ）−〇
からなる単原子層が表面に形成される。この単原子層の
作る電気双極子により低仕事関数のカソード表面が出来
上る。その仕事関数は電気双極子の大きさと密度に依存
するため、単原子層の構成元素により異なったものにな
る。
希土類元素又はＹ及びこれらの酸化物の薄膜中での含有
量は１〜２０重量％が適量であり、これにより少ないと
効果が無く、多過ぎると、むしろ害になる。また薄膜の
厚さは１０ｎｍ〜１０μＩｎが良く、これにより薄いと
、被覆が不完全になり。
量は１〜２０重量％が適量であり、これにより少ないと
効果が無く、多過ぎると、むしろ害になる。また薄膜の
厚さは１０ｎｍ〜１０μＩｎが良く、これにより薄いと
、被覆が不完全になり。
厚過ぎると単原子層の構成元素の補給が困難になる。薄
膜形成方法としてはスパッタ蒸着法や真空蒸着法がある
。
膜形成方法としてはスパッタ蒸着法や真空蒸着法がある
。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は本発明による含浸形カソードを模式図的に示した断
面図である。図において、１はカソード材料のペレット
（１，４φ）であり、空孔率２０〜２５％の多孔質のＷ
基体２と空孔３とから形成されている。なお多孔質基体
として、Ｍｏ。
図は本発明による含浸形カソードを模式図的に示した断
面図である。図において、１はカソード材料のペレット
（１，４φ）であり、空孔率２０〜２５％の多孔質のＷ
基体２と空孔３とから形成されている。なお多孔質基体
として、Ｍｏ。
Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｅ等及びこれらの合金を用いても良い。
空孔３中には電子放出材料としてＢａＣ０ａ ｒＣａ
ＣＯｓ 、 Ａ Ｑ ｘｏｓをモル比で４：１：１の割
合に配合したものを含浸した。なお異なったモル比の材
料や、異る材料を添加した電子放出材料を用いても良い
。このペレット１をＴａカップ４に装着し、その後Ｔａ
カップ４はＴａスリーブ５にレーザ溶接される、レーザ
溶接の代りにロー材を用いても良い。カソードの加熱に
は、Ｗ芯線６をアルミナ被覆したヒータ７を用いて行う
。以上がＢａ補給源となる。Ｂａの補給量は、加熱温度
に依存するが、電子放出材料のモル比を変えたり、また
基体材料中にＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。
ＣＯｓ 、 Ａ Ｑ ｘｏｓをモル比で４：１：１の割
合に配合したものを含浸した。なお異なったモル比の材
料や、異る材料を添加した電子放出材料を用いても良い
。このペレット１をＴａカップ４に装着し、その後Ｔａ
カップ４はＴａスリーブ５にレーザ溶接される、レーザ
溶接の代りにロー材を用いても良い。カソードの加熱に
は、Ｗ芯線６をアルミナ被覆したヒータ７を用いて行う
。以上がＢａ補給源となる。Ｂａの補給量は、加熱温度
に依存するが、電子放出材料のモル比を変えたり、また
基体材料中にＺｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。
Ｓｉ、Ａｎ等の活性剤を含有せしめる事によっても調整
できる。
できる。
Ｙ ２０ ｓ補給源として厚さ１０ｎｍ〜１０μｍのＷ
とＹ ｘ Ｏｓからなる薄膜を真空スパッタ法により付
着せしめた。なおＷの代りにＭｏ、Ｒｅ、Ｐｔ、 ７
Ｉｒ、Ｔａ等の金属あるいはこれらの合金を用いてもよ
い。
とＹ ｘ Ｏｓからなる薄膜を真空スパッタ法により付
着せしめた。なおＷの代りにＭｏ、Ｒｅ、Ｐｔ、 ７
Ｉｒ、Ｔａ等の金属あるいはこれらの合金を用いてもよ
い。
このようなカソードを用い、カソード・アノード２極管
方式でアノードに幅５μｓ、くり返し１００Ｈ７の高圧
パルスを印加して飽和電流密度を測定した６その結果を
第２図に示す。
方式でアノードに幅５μｓ、くり返し１００Ｈ７の高圧
パルスを印加して飽和電流密度を測定した６その結果を
第２図に示す。
図中９が本発明によるＷとＹ ｚ Ｏｓからなる薄膜の
被覆を行なったカソードの特性である。なお同図中に従
来の５ａｚｅｓとＷからなる薄膜被覆を行なったカソー
ドの特性】０及び、被覆を全く行なわないカソードの特
性１１を示す。
被覆を行なったカソードの特性である。なお同図中に従
来の５ａｚｅｓとＷからなる薄膜被覆を行なったカソー
ドの特性】０及び、被覆を全く行なわないカソードの特
性１１を示す。
Ｙ以外の希土類元素についても行なってみたが、はぼ同
様の効果が得られた。
様の効果が得られた。
本発明によれば、５ａｚＯｓ又はＳｃを含有する高融点
金属膜被覆の電子放出特性に比べれば、いく分悪いもの
の被覆の効果はあり、かつ安価な希土類及びＹを用いる
ことが出来、カソードのコスト低減に寄与すること大で
ある。
金属膜被覆の電子放出特性に比べれば、いく分悪いもの
の被覆の効果はあり、かつ安価な希土類及びＹを用いる
ことが出来、カソードのコスト低減に寄与すること大で
ある。
第１図は本発明による含浸形カソードの一実施例を模式
図式に示した断面図、第２図は本発明によるカソードと
従来の含浸形カソードの電子放出特性を比較した図であ
る。 １・・・カソードペレット、２・・・Ｗ基体、３・・・
空孔。 ４・・・Ｔａカップ、５・・・Ｔａスリーブ、６・・・
Ｗ芯線、７・・・アルミナ被覆、８・・・薄膜、９・・
・本発明による含浸形カソードの電子放出特性、１０・
・・ＳｃｚＯｓとＷからなる被覆膜を用いた含浸形カソ
ードの電子放出特性、１１・・・被覆膜無しの含浸形カ
ソードの電子放出特性。
図式に示した断面図、第２図は本発明によるカソードと
従来の含浸形カソードの電子放出特性を比較した図であ
る。 １・・・カソードペレット、２・・・Ｗ基体、３・・・
空孔。 ４・・・Ｔａカップ、５・・・Ｔａスリーブ、６・・・
Ｗ芯線、７・・・アルミナ被覆、８・・・薄膜、９・・
・本発明による含浸形カソードの電子放出特性、１０・
・・ＳｃｚＯｓとＷからなる被覆膜を用いた含浸形カソ
ードの電子放出特性、１１・・・被覆膜無しの含浸形カ
ソードの電子放出特性。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子放出材料を含浸せしめた耐熱性多孔質基体及び
該多孔質基体の電子放出面に高融点金属と、希土類元素
及びＹ又は希土類元素及びＹの酸化物もしくはその両者
とからなる薄膜を有することを特徴とする含浸形カソー
ド。 ２、上記薄膜の厚みが１０ｎｍ〜１０μｍである特許請
求の範囲第１項記載の含浸形カソード。 ３、上記薄膜中の希土類元素及びＹ又は希土類元素及び
Ｙの酸化物の量が１〜２０重量％である特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の含浸形カソード。 ４、上記高融点金属がＷ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ及び
Ｐｔからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属であ
る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記
載の含浸形カソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62247817A JPH0193023A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | 含浸形カソード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62247817A JPH0193023A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | 含浸形カソード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193023A true JPH0193023A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17169104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62247817A Pending JPH0193023A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | 含浸形カソード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035114A (en) * | 1988-10-27 | 1991-07-30 | Mazda Motor Corporation | Air supply control systems for turbocharged internal combustion engines |
| US5277029A (en) * | 1991-06-18 | 1994-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with a dual turbocharger system |
-
1987
- 1987-10-02 JP JP62247817A patent/JPH0193023A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035114A (en) * | 1988-10-27 | 1991-07-30 | Mazda Motor Corporation | Air supply control systems for turbocharged internal combustion engines |
| US5277029A (en) * | 1991-06-18 | 1994-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with a dual turbocharger system |
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