JPS6068527A - 含浸型陰極 - Google Patents
含浸型陰極Info
- Publication number
- JPS6068527A JPS6068527A JP58176377A JP17637783A JPS6068527A JP S6068527 A JPS6068527 A JP S6068527A JP 58176377 A JP58176377 A JP 58176377A JP 17637783 A JP17637783 A JP 17637783A JP S6068527 A JPS6068527 A JP S6068527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- impregnated
- impregnated cathode
- cathode
- substrate
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、含浸型陰極の改良に関する。。
従来より用いられている含浸型陰極の構造及び製造法を
第１図（二より説明する。含浸型陰極は、次のような工
程で製作される。粒径が約３μｍのＷ（タングステン）
やＭｏ （モリブデン）等の高融点金属粉末をプレス後
比重が１６（全孔率１７％）になるように高温雰囲気中
で焼結し、多孔質高融点金属基体ｌを製作する。次に上
記基体ｌの全孔部にＢａｄ、 ＣａＯ、Ａ−１ｘｏｓよ
りなる電子放射物置゛を高温（例えは１８００℃）の還
元性雰囲気中で溶融含浸する。図中２のカソードスリー
ブはＴａ 、 ＮＩＯｒ肋−Ｍｏ製で基体１にレーデ溶
接法で固着される。
第１図（二より説明する。含浸型陰極は、次のような工
程で製作される。粒径が約３μｍのＷ（タングステン）
やＭｏ （モリブデン）等の高融点金属粉末をプレス後
比重が１６（全孔率１７％）になるように高温雰囲気中
で焼結し、多孔質高融点金属基体ｌを製作する。次に上
記基体ｌの全孔部にＢａｄ、 ＣａＯ、Ａ−１ｘｏｓよ
りなる電子放射物置゛を高温（例えは１８００℃）の還
元性雰囲気中で溶融含浸する。図中２のカソードスリー
ブはＴａ 、 ＮＩＯｒ肋−Ｍｏ製で基体１にレーデ溶
接法で固着される。
図中３は陰極の電子放射特性を同上させるために、基体
１の表面にスパッタリング法により被着形成されたＯ５
膜（厚さ約２０００Ｘ）でＯｓ膜を被覆すること（二よ
り含浸型−極は完成する。図中４は、上記陰極を加熱す
るためのヒータである。
１の表面にスパッタリング法により被着形成されたＯ５
膜（厚さ約２０００Ｘ）でＯｓ膜を被覆すること（二よ
り含浸型−極は完成する。図中４は、上記陰極を加熱す
るためのヒータである。
一般的にＯ８等の金属を被覆した含浸型陰極は、被覆層
のない従来型の含浸型陰極に較べて同じ動作温度で約３
倍のエミッション能力を有している。
のない従来型の含浸型陰極に較べて同じ動作温度で約３
倍のエミッション能力を有している。
Ｏｓ 金属被覆型含浸陰極を例にとって説明する。
隘極温夏１０５０℃で、両方の陰極の零電界エミッショ
ンは 従来型含浸型陰極 ・・・・・・・・・３〜４ Ａ／ｍ
Ｏ５金属被覆型含浸型陰極・・・・・・１０〜１３Ａ／
ｄという結果が得られている。しかしながら、この特性
が得られるのは、第２図曲線Ｂに示すようにライフタイ
ムが５００時間を経過して以降のことであり、初期より
約５００時間までの間は本来の能力を発揮しないことも
実験結果から判明した。
ンは 従来型含浸型陰極 ・・・・・・・・・３〜４ Ａ／ｍ
Ｏ５金属被覆型含浸型陰極・・・・・・１０〜１３Ａ／
ｄという結果が得られている。しかしながら、この特性
が得られるのは、第２図曲線Ｂに示すようにライフタイ
ムが５００時間を経過して以降のことであり、初期より
約５００時間までの間は本来の能力を発揮しないことも
実験結果から判明した。
（従来型含浸型陰極のエミッション能力は第２図の曲線
人） この原因をｍ査するため、Ｘ線マイクロアナライザを用
いライフ途中（二取り出した陰極の電子放射能力擦を行
なった。その結果初期及び２５０時間までの陰極表面か
らは、土にＯ５が検出され、１３１３分曲に′電子放射
物質であるＢａ 、 Ｃａ等が検出され、ライフ５００
時間を経過したもの、及びライフ１０００時間品の陰極
表面からは、全面にわたってＯｓ 、 Ｗ、、 Ｂａ、
Ｃａが検圧サレタ。
人） この原因をｍ査するため、Ｘ線マイクロアナライザを用
いライフ途中（二取り出した陰極の電子放射能力擦を行
なった。その結果初期及び２５０時間までの陰極表面か
らは、土にＯ５が検出され、１３１３分曲に′電子放射
物質であるＢａ 、 Ｃａ等が検出され、ライフ５００
時間を経過したもの、及びライフ１０００時間品の陰極
表面からは、全面にわたってＯｓ 、 Ｗ、、 Ｂａ、
Ｃａが検圧サレタ。
この結果からエミッション能力を向上するにはＢａ 、
Ｃａ等が全面に分布することが必要であり、０ｓ−Ｗ
合金の存在がＢａ 、 Ｃａの分布へ好影響な与えてい
るものと推定した。
Ｃａ等が全面に分布することが必要であり、０ｓ−Ｗ
合金の存在がＢａ 、 Ｃａの分布へ好影響な与えてい
るものと推定した。
そこで高融点金属粉末と共にＯｓ、Ｉｒ、Ｐｕｕ、）Ｌ
ｅ等を混合して焼結し、電子放射物質を含浸させた含浸
型陰極を試作し、エミッション能力を評価したが、結果
は第２因曲線Ｂの如きで始ましくなかつ７で。
ｅ等を混合して焼結し、電子放射物質を含浸させた含浸
型陰極を試作し、エミッション能力を評価したが、結果
は第２因曲線Ｂの如きで始ましくなかつ７で。
本発明は、従来の含浸型陰極が有する本来の電子放射能
力を発揮するまでに長時間を要するという欠点を改良し
た、新規な含浸型部、極を珈供〕−ることを目的とする
。
力を発揮するまでに長時間を要するという欠点を改良し
た、新規な含浸型部、極を珈供〕−ることを目的とする
。
本発明は高融点金属粉末を焼結して得られた多孔質な関
融点金属基体と、この基体の空孔部に含浸された電子放
射物質とを具備する含浸型−極にによる膜等の合金膜が
形成されていることを特徴とする含浸型陰極である。発
明者等は活浸型陰極のエミッション能力を短時間で発揮
できるようにするための数々の実験を行う中で、多孔ｖ
ａｔＭｔ点金属基体表面にＯｓ、Ｉｒ、Ｒｕ、やＲ，ｅ
等の金属とＷとの合金膜を形成すれば、エミッション能
力の早期発揮が可能であることを見出し本発明を完成し
た。上記合金膜を形成する手段としてスパッタ法１、ａ
着法、ＣＶＤ法等を採用することができる。
融点金属基体と、この基体の空孔部に含浸された電子放
射物質とを具備する含浸型−極にによる膜等の合金膜が
形成されていることを特徴とする含浸型陰極である。発
明者等は活浸型陰極のエミッション能力を短時間で発揮
できるようにするための数々の実験を行う中で、多孔ｖ
ａｔＭｔ点金属基体表面にＯｓ、Ｉｒ、Ｒｕ、やＲ，ｅ
等の金属とＷとの合金膜を形成すれば、エミッション能
力の早期発揮が可能であることを見出し本発明を完成し
た。上記合金膜を形成する手段としてスパッタ法１、ａ
着法、ＣＶＤ法等を採用することができる。
合金ｊ模の厚さは２００〜２０，０００ Ｘが好ましい
。
。
２００１未満では薄過ぎてエミッション能力を十分に発
揮することができない。２０．０００ １ヲ越えるとや
はりエミッション能力が十分に発揮されない。これは陰
極基体がらの電子放射物質の拡散が合金膜により妨げら
れ、Ｂａ原子の分布が不十分になるためであろう。
揮することができない。２０．０００ １ヲ越えるとや
はりエミッション能力が十分に発揮されない。これは陰
極基体がらの電子放射物質の拡散が合金膜により妨げら
れ、Ｂａ原子の分布が不十分になるためであろう。
Ｏｓ 、 Ｉ ｒ 、 Ｒｕ−？ＥＬｅ とＷとの比率
は１０対９０〜９０対１０（重鍬比）の如く広い範囲で
も発明の効果は得られ特にＷが７０ｗｔ％ のときが最
良である。
は１０対９０〜９０対１０（重鍬比）の如く広い範囲で
も発明の効果は得られ特にＷが７０ｗｔ％ のときが最
良である。
Ｏｓ、Ｉｒ、ＲｕやＲｅ は単独で用いてもよいが、複
数用いてもよい。
数用いてもよい。
実施例１
従来と同じ方法により得た電子放射物質を含浸した多孔
質タングステン基体１を第３図に示す高周波スパッタリ
ング装置に装着する。
質タングステン基体１を第３図に示す高周波スパッタリ
ング装置に装着する。
スパッタリング装置は、ベルジャ１１の中に対向して設
けられるターゲット電極１２、および基板電極１３と、
両電極に高周波電圧を印加する高周波電源１４と臭突ポ
ンプ１５およびガス源となルＡｒ ポンベ１６を主構成
要素とする。ターゲット電極Ｉ２上にはＷ板Ｉ７および
０６９ボン１８が設置され、基板電極１３上には準備し
た多孔質タングステン基体１を装着する。厚さ０．５
ａｍのＷ板←ηは円板状でその上に幅４ｎ厚さＱ、 ５
ｍｌのＯｓリボンを１６．７ ｍｓ間隔で載置しであ
る。この寸法は基体表面に形成される０ｓ−Ｗの合金膜
のＯｓとＷの比率が３０ｗｔ対 ７０ ｗｔ／％となり
、エミッション能力が最高となる陰極が得られるからで
ある。
けられるターゲット電極１２、および基板電極１３と、
両電極に高周波電圧を印加する高周波電源１４と臭突ポ
ンプ１５およびガス源となルＡｒ ポンベ１６を主構成
要素とする。ターゲット電極Ｉ２上にはＷ板Ｉ７および
０６９ボン１８が設置され、基板電極１３上には準備し
た多孔質タングステン基体１を装着する。厚さ０．５
ａｍのＷ板←ηは円板状でその上に幅４ｎ厚さＱ、 ５
ｍｌのＯｓリボンを１６．７ ｍｓ間隔で載置しであ
る。この寸法は基体表面に形成される０ｓ−Ｗの合金膜
のＯｓとＷの比率が３０ｗｔ対 ７０ ｗｔ／％となり
、エミッション能力が最高となる陰極が得られるからで
ある。
多孔質タングステン基体１等が装着されるとパルプ２０
をあけてベルジャ１１内を圧力１ｏ−１ｌＰａ＊”’Ｃ
排’ＡＬ、／（ルプ２ｏを閉じたのちリークバルブ２１
を開いてＡｒ ボンベがらＡｒを導入し、ベルジャ１１
内のＡｒガス圧を３Ｐａにする。次に高周波電源を投入
しベルジャ１１の外側に装着したフォーカスコイル（図
示せず）にも電流を流すことＣ二よりスパッタリングは
開始する。このとき基体１の温度を２５０℃とし、３０
分間のスパッタを行う。
をあけてベルジャ１１内を圧力１ｏ−１ｌＰａ＊”’Ｃ
排’ＡＬ、／（ルプ２ｏを閉じたのちリークバルブ２１
を開いてＡｒ ボンベがらＡｒを導入し、ベルジャ１１
内のＡｒガス圧を３Ｐａにする。次に高周波電源を投入
しベルジャ１１の外側に装着したフォーカスコイル（図
示せず）にも電流を流すことＣ二よりスパッタリングは
開始する。このとき基体１の温度を２５０℃とし、３０
分間のスパッタを行う。
第４図は得られた含浸型陰極の概略断面図である。従来
と向一部分は同一符号で示しである。
と向一部分は同一符号で示しである。
多孔質タングステン基体１の表面には厚さ１５００人の
０ｓ−Ｗの合金膜３１が被着形成されている。
０ｓ−Ｗの合金膜３１が被着形成されている。
この含浸型隘ａ！をスリープ２に溶接し、電子銃に利込
んでエミッション能力の評価をしたところ、第２図の曲
線Ｃの結果を示した。
んでエミッション能力の評価をしたところ、第２図の曲
線Ｃの結果を示した。
実施例２
次ζ二基体表面に蒸宿膜を形成する場合を説明する。第
５因は装置の模式囚で、真空ペルジャー３１の中にタン
グステンリボン３２とイリジウムリボン３３と基板３４
に並べられた多孔質タングステン基体（′電子放射物質
を含浸済み）１を設置する。
５因は装置の模式囚で、真空ペルジャー３１の中にタン
グステンリボン３２とイリジウムリボン３３と基板３４
に並べられた多孔質タングステン基体（′電子放射物質
を含浸済み）１を設置する。
基板３４の近くには蒸着膜を測定する水晶膜厚計３５が
置かれる。パルプ３６をあけてベルジャ内を圧力１０
’ Ｐａまで排気し、電源３７を投入するとタングステ
ンリボン１及びイリジウム３３は加熱されてそれぞれ蒸
発する。このときタングステンリボンの温度はは’−”
２８０００Ｋに、イリジウムリボンの温度は２１００
’Ｋになるようにコントロールする。蒸着速度を水晶
膜厚計で測定しながら焦眉し、タングステン−イリジウ
ム蒸着膜（厚さ１０００人を得る。
置かれる。パルプ３６をあけてベルジャ内を圧力１０
’ Ｐａまで排気し、電源３７を投入するとタングステ
ンリボン１及びイリジウム３３は加熱されてそれぞれ蒸
発する。このときタングステンリボンの温度はは’−”
２８０００Ｋに、イリジウムリボンの温度は２１００
’Ｋになるようにコントロールする。蒸着速度を水晶
膜厚計で測定しながら焦眉し、タングステン−イリジウ
ム蒸着膜（厚さ１０００人を得る。
この含浸型陰極をスリーブに溶接し、電子銃に組込んで
エミッション能力を評価したところ、実施例１と同様な
結果が得られた。
エミッション能力を評価したところ、実施例１と同様な
結果が得られた。
以上の実施例では多孔質な高融点金属基体上にＷ−Ｏｓ
、Ｗ−Ｉｒの膜を形成する場合について述べたが、これ
に限らずＷ−４Ｌｅ 、 Ｗ−ＦＬｕの組合せでもよい
。
、Ｗ−Ｉｒの膜を形成する場合について述べたが、これ
に限らずＷ−４Ｌｅ 、 Ｗ−ＦＬｕの組合せでもよい
。
第１図は従来の含浸型陰極の構造を説明する図、第２図
は従来及び本発明に係る陰極のエミッション特性を説明
する図、第３図及び第５図は本発明に係る陰極の製造方
法を説明する図、第４図は本発明の含浸型陰極の構造を
説明する図である。 ■・・・多孔質な高融点金属基体 ３１・・・合金膜 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第２図 ２５θ ５θ０ ７５θ ライフタイム （／Ｚ） 第３図 第 ５ 図
は従来及び本発明に係る陰極のエミッション特性を説明
する図、第３図及び第５図は本発明に係る陰極の製造方
法を説明する図、第４図は本発明の含浸型陰極の構造を
説明する図である。 ■・・・多孔質な高融点金属基体 ３１・・・合金膜 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第２図 ２５θ ５θ０ ７５θ ライフタイム （／Ｚ） 第３図 第 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （４） 高融点金属粉末を焼結して得られた多孔質な高
融点金属基体と、この基体の空孔部に含浸された電子放
射物置とを具備する含浸型陰極におい法による膜等いず
れかの合金膜が形成されていることを特徴とする含浸型
陰極。 （２） 前記合金膜の厚さは２００〜２ｏ、ｏｏｏＸの
範囲内にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の含浸型陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176377A JPS6068527A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 含浸型陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176377A JPS6068527A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 含浸型陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068527A true JPS6068527A (ja) | 1985-04-19 |
| JPH0135458B2 JPH0135458B2 (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=16012565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58176377A Granted JPS6068527A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 含浸型陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068527A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61264625A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| EP0248417A2 (en) * | 1986-06-06 | 1987-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impregnated cathode |
| US5459372A (en) * | 1991-06-13 | 1995-10-17 | Samsung Electron Devices Co., Ltd. | Impregnated cathode structure |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP58176377A patent/JPS6068527A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61264625A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| EP0248417A2 (en) * | 1986-06-06 | 1987-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impregnated cathode |
| US4928034A (en) * | 1986-06-06 | 1990-05-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impregnated cathode |
| US5459372A (en) * | 1991-06-13 | 1995-10-17 | Samsung Electron Devices Co., Ltd. | Impregnated cathode structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0135458B2 (ja) | 1989-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |