JPS6340230A - 傍熱型陰極用ヒ−タの製造方法 - Google Patents
傍熱型陰極用ヒ−タの製造方法Info
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- JPS6340230A JPS6340230A JP18261486A JP18261486A JPS6340230A JP S6340230 A JPS6340230 A JP S6340230A JP 18261486 A JP18261486 A JP 18261486A JP 18261486 A JP18261486 A JP 18261486A JP S6340230 A JPS6340230 A JP S6340230A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は傍熱型陰極に利用するヒータへの絶縁物形成に
関し、特に芯線の劣化を防ぎかつヒータの熱変形が小さ
くかつ、低コストのヒータを提供する。
関し、特に芯線の劣化を防ぎかつヒータの熱変形が小さ
くかつ、低コストのヒータを提供する。
（従来の技術）
電子管の電子放射源として機能する傍熱型陰極はヒータ
を内挿したカソードスリーブ外表面に電子放射物質を被
覆し、このヒータの通電によって発生する輻射を主とす
る加熱によって、この電子放射物質から熱電子が放出さ
れ、このヒータはタングステンを主成分とする芯線に絶
縁物としてアルミナを被覆して作られる。このような傍
熱型陰極ではその加熱効率を向上するためにヒータに発
生した熱を効率良くカソードスリーブを介して電子放射
物質に伝達するため、着色ヒータが使用されている。
を内挿したカソードスリーブ外表面に電子放射物質を被
覆し、このヒータの通電によって発生する輻射を主とす
る加熱によって、この電子放射物質から熱電子が放出さ
れ、このヒータはタングステンを主成分とする芯線に絶
縁物としてアルミナを被覆して作られる。このような傍
熱型陰極ではその加熱効率を向上するためにヒータに発
生した熱を効率良くカソードスリーブを介して電子放射
物質に伝達するため、着色ヒータが使用されている。
この着色ヒータとしては、特開昭５１−１３９２５１号
公報に示されるように、タングステン芯線を被覆するア
ルミナ層にす０３ 等のタングステン酸化物を主とする
着色層を設ける構造、特開昭５０−５２９６２号公報に
開示された技術はタングステン芯線にアルミナ層を被着
後タングステンアンモニウム溶液を含浸する方法、更に
特公昭４０−９２１９号公報によるアルミナ層とタング
ステン層を交互に３層以上積層する構造などが知られて
いる。
公報に示されるように、タングステン芯線を被覆するア
ルミナ層にす０３ 等のタングステン酸化物を主とする
着色層を設ける構造、特開昭５０−５２９６２号公報に
開示された技術はタングステン芯線にアルミナ層を被着
後タングステンアンモニウム溶液を含浸する方法、更に
特公昭４０−９２１９号公報によるアルミナ層とタング
ステン層を交互に３層以上積層する構造などが知られて
いる。
これらは、アルミナ絶縁層と着色層を２層以上交互に積
層するＡ方式と、着色物質源となるタングステンアンモ
ニヤ等の塩類や酸化物をアルミナ層に含浸させてから還
元処理によって、金属タングステンにするＢ方式に大別
でき、何れも傍熱陰極の加熱効率を向上するものである
。
層するＡ方式と、着色物質源となるタングステンアンモ
ニヤ等の塩類や酸化物をアルミナ層に含浸させてから還
元処理によって、金属タングステンにするＢ方式に大別
でき、何れも傍熱陰極の加熱効率を向上するものである
。
（発明が解決しようとする問題点）
前述のＡ方式は、互に性質の異なるアルミナ層とタング
ステン層が積層する構造が採用されているために、この
積層構造を１６８０℃１０分間保持する高温処理や、カ
ラテレビのように、１０００℃以上の状態を５〜１０年
間断続的に繰返して使用すると、両層境界部には歪によ
って制御できない複雑な変形を生じてヒータの寿命を短
くする欠点がある。
ステン層が積層する構造が採用されているために、この
積層構造を１６８０℃１０分間保持する高温処理や、カ
ラテレビのように、１０００℃以上の状態を５〜１０年
間断続的に繰返して使用すると、両層境界部には歪によ
って制御できない複雑な変形を生じてヒータの寿命を短
くする欠点がある。
そのうえ、この各層は別々に形成するので、工数増加か
らコストが割高になることは否めない。
らコストが割高になることは否めない。
一方、Ｂ方式では、タングステン酸化物やタングステン
アンモニウム等から金属タングステンに還元するのに水
素炉等を利用する高温還元焼結処理（１６００〜１７０
０℃）が不可欠であるが、これらタングステン化合物か
らの分解ガス０２．Ｎ２ならびにＮＨ，等が芯線である
タングステンもしくはモリブデン製マンドレルと高温で
反応して脆化をもたらし、ひいては、ヒータ芯線の寿命
が短くなる難点がある。
アンモニウム等から金属タングステンに還元するのに水
素炉等を利用する高温還元焼結処理（１６００〜１７０
０℃）が不可欠であるが、これらタングステン化合物か
らの分解ガス０２．Ｎ２ならびにＮＨ，等が芯線である
タングステンもしくはモリブデン製マンドレルと高温で
反応して脆化をもたらし、ひいては、ヒータ芯線の寿命
が短くなる難点がある。
前記分解ガスに関してはＮＡＳＡ Ｔｅｃｈ Ｎｏｔｅ
（Ｄ −１５８１） １９６３等に記載されており、
又タングステンならびにモリブデンは高温処理によって
再結晶して脆くなる現象及び不純物の影響により再結晶
温度が低下する事実も知られている。
（Ｄ −１５８１） １９６３等に記載されており、
又タングステンならびにモリブデンは高温処理によって
再結晶して脆くなる現象及び不純物の影響により再結晶
温度が低下する事実も知られている。
本発明の目的は上記難点を克服する新規な傍熱型陰極用
ヒータの製造方法を提供し、特に芯線の劣化ならびに熱
変形を防止するものである。
ヒータの製造方法を提供し、特に芯線の劣化ならびに熱
変形を防止するものである。
（問題点を解決するための手段）
この目的を達成するために、本発明ではアルミナ粉末よ
り平均粒径と同等以下のタングステン粉末を使用し、更
にその３〜２０重量％をアルミナ粉末と共に適当な粘結
剤で懸濁液を作成し、これをヒータ芯線に単層で被着後
還元雰囲気中でシンクする手段を採用した。
り平均粒径と同等以下のタングステン粉末を使用し、更
にその３〜２０重量％をアルミナ粉末と共に適当な粘結
剤で懸濁液を作成し、これをヒータ芯線に単層で被着後
還元雰囲気中でシンクする手段を採用した。
（作 用）
ヒータ芯線に被着するアルミナ粉末の平均粒径は経験則
から１μｌ乃至５μｌが一般に採用されており、このア
ルミナ粉末の平均粒径のそれと同等以下のタングステン
粉末は、その比表面積が大きくなるので、熱効率上有利
であるばかりでなく、ヒータ芯線を被覆する絶縁膜の焼
結に必要な熱負荷もこの表面エネルギの増加によって抑
制できる。
から１μｌ乃至５μｌが一般に採用されており、このア
ルミナ粉末の平均粒径のそれと同等以下のタングステン
粉末は、その比表面積が大きくなるので、熱効率上有利
であるばかりでなく、ヒータ芯線を被覆する絶縁膜の焼
結に必要な熱負荷もこの表面エネルギの増加によって抑
制できる。
この焼結温度が１８００℃以上になると、ヒータ芯線で
あるタングステンの高温脆化をもたらしたり炉の寿命も
短くすることになる。このような問題が起り難い温度１
７００℃で充分な焼結を得るために、本発明ではタング
ステン粉末の平均粒径をアルミナ粉末のそれより小さい
ものを選定し、特にアルミナ粉末の平均粒径の１／２以
下が好ましい。勿論この混合粉末を利用して通常の吹付
法、電着法ならびに沈降法でヒータ芯線に被覆後還元雰
囲気で焼結して得られるヒータ芯線被覆層でも、このタ
ングステン粒子はアルミナ粒子中にはゾ均一に分散され
ている。
あるタングステンの高温脆化をもたらしたり炉の寿命も
短くすることになる。このような問題が起り難い温度１
７００℃で充分な焼結を得るために、本発明ではタング
ステン粉末の平均粒径をアルミナ粉末のそれより小さい
ものを選定し、特にアルミナ粉末の平均粒径の１／２以
下が好ましい。勿論この混合粉末を利用して通常の吹付
法、電着法ならびに沈降法でヒータ芯線に被覆後還元雰
囲気で焼結して得られるヒータ芯線被覆層でも、このタ
ングステン粒子はアルミナ粒子中にはゾ均一に分散され
ている。
しかし、タングステン粒子／アルミナ粒子比を変えて、
タングステン粒子を多くすると、より黒っぽい外観とな
って陰極への熱効率は向上するものの、タングステン粒
子同志が連結し易くなリヒータと陰極間の絶縁性が低下
する。
タングステン粒子を多くすると、より黒っぽい外観とな
って陰極への熱効率は向上するものの、タングステン粒
子同志が連結し易くなリヒータと陰極間の絶縁性が低下
する。
逆にタングステン粒子を少なくし過ぎると外観は白っぽ
くなりその絶縁性は向上するが、陰極への熱効率はかえ
って悪化しヒータ温度の上昇を招いて絶縁性が落る。
くなりその絶縁性は向上するが、陰極への熱効率はかえ
って悪化しヒータ温度の上昇を招いて絶縁性が落る。
この関係を詳細に検討したところ、アルミナ粉末へのタ
ングステン粉末の混合率を５〜１０重量％とするのが最
も良く、３重量％未満では熱効率が悪くなってヒータ温
度上昇をもたらし絶縁性が低下し、又２０重量％を越え
た混合粉末を使用するとヒータ芯線に被着したタングス
テン粒子同志が連結して前述の碓点をもたらす。
ングステン粉末の混合率を５〜１０重量％とするのが最
も良く、３重量％未満では熱効率が悪くなってヒータ温
度上昇をもたらし絶縁性が低下し、又２０重量％を越え
た混合粉末を使用するとヒータ芯線に被着したタングス
テン粒子同志が連結して前述の碓点をもたらす。
この゛関係を横軸にタングステン粉末とアルミナ粒末の
配合比率（％）を、縦軸にヒータの絶縁破壊電圧を採っ
た第１図により示す。
配合比率（％）を、縦軸にヒータの絶縁破壊電圧を採っ
た第１図により示す。
この混合粉末を吹付法、沈降法もしくは電着法等でヒー
タ芯線に被着してヒータを完成後、速動型陰極と共にカ
ラーブラウン管に組込んで、このヒータ表面温度を１０
９０’ Ｋと従来ヒータと同様に調整する。そしてカラ
ーブラウン管に定格の１５０％電流を付勢し、カソード
ヒータ間に直流電圧を印加してヒータが絶縁破壊を起す
電圧を調査したのが第１図である。
タ芯線に被着してヒータを完成後、速動型陰極と共にカ
ラーブラウン管に組込んで、このヒータ表面温度を１０
９０’ Ｋと従来ヒータと同様に調整する。そしてカラ
ーブラウン管に定格の１５０％電流を付勢し、カソード
ヒータ間に直流電圧を印加してヒータが絶縁破壊を起す
電圧を調査したのが第１図である。
この表から明らかなように、タングステン含有量７．５
％では最も良好な値を示し、３％ならびに２０％では無
着色ヒータと同等を値を示しており、この結果から本発
明ではタングステン粉末の含有量を３％〜２０％に限定
する。しかし５〜１０％が確実に問題を生じない範囲で
ある。
％では最も良好な値を示し、３％ならびに２０％では無
着色ヒータと同等を値を示しており、この結果から本発
明ではタングステン粉末の含有量を３％〜２０％に限定
する。しかし５〜１０％が確実に問題を生じない範囲で
ある。
（実 施 例）
第２図ａ、ｂならびに第３図により本発明を詳述する。
ヒータを吹付法で形成する例で説明するが、必要な懸濁
液組成を先ず示す。平均粒径３虜のα型アルミナ粉末３
７ｇ、平均粒径０．８μｍのタングステン粉末３ｇ（タ
ングステン比７．５％）、酢酸ブチル５９ｇならびにニ
トロセルローズ１ｇを５０Ｏｎ＋＋２容器に添加して、
４０ｒｐｍで５時間撹拌して、懸濁液を形成する。
液組成を先ず示す。平均粒径３虜のα型アルミナ粉末３
７ｇ、平均粒径０．８μｍのタングステン粉末３ｇ（タ
ングステン比７．５％）、酢酸ブチル５９ｇならびにニ
トロセルローズ１ｇを５０Ｏｎ＋＋２容器に添加して、
４０ｒｐｍで５時間撹拌して、懸濁液を形成する。
タングステン比３％では、平均粒径３μｍのα型アルミ
ナ粉末３８．８ｇ、平均粒径０．８μｓのタングステン
粉末１．２ｇを使用し、タングステン比２０％の場合に
は、平均粒径３虜のα型アルミナ粉末３２ｇと平均粒径
０．８／ｆｆｉのタングステン粉末８ｇを使用し、更に
、タングステン比５％の際と全く同様の条件で懸濁液を
形成する。
ナ粉末３８．８ｇ、平均粒径０．８μｓのタングステン
粉末１．２ｇを使用し、タングステン比２０％の場合に
は、平均粒径３虜のα型アルミナ粉末３２ｇと平均粒径
０．８／ｆｆｉのタングステン粉末８ｇを使用し、更に
、タングステン比５％の際と全く同様の条件で懸濁液を
形成する。
次に、３％レニウム入りタングステン芯線をコイル状に
捲回したフィラメント表面に、各懸濁液を吹付法で厚さ
１００μｓ被着後、１６８０℃の水素炉で５分間処理後
通常通り混酸でモリブデン芯金を溶解除去してヒータを
形成する。
捲回したフィラメント表面に、各懸濁液を吹付法で厚さ
１００μｓ被着後、１６８０℃の水素炉で５分間処理後
通常通り混酸でモリブデン芯金を溶解除去してヒータを
形成する。
このレニウム入りタングステン芯線に被着したタングス
テン入りアルミナ層はは一′均一に分散したタングステ
ン粉末のため暗灰色にみえるが、その断面模型を第２図
ａ、ｂに示したにの芯線１を被覆するタングステンアル
ミナ層２では粒径の小さいタングステン粒子３がアルミ
ナ粒子４に均一に分散されており、このヒータ形状は１
６８０℃で熱処理工程前と比べても殆んど変形がみられ
ず、従来の２層型ヒータより明らかに差があった。
テン入りアルミナ層はは一′均一に分散したタングステ
ン粉末のため暗灰色にみえるが、その断面模型を第２図
ａ、ｂに示したにの芯線１を被覆するタングステンアル
ミナ層２では粒径の小さいタングステン粒子３がアルミ
ナ粒子４に均一に分散されており、このヒータ形状は１
６８０℃で熱処理工程前と比べても殆んど変形がみられ
ず、従来の２層型ヒータより明らかに差があった。
このヒータを使用した連動型陰極をカラーブラウン管に
組込み、この管球に定格の１５０％のヒータ電流を付勢
し、カソードヒータ間に２１０Ｖの電位差を印加した状
態で、９０秒ＯＮ／９０秒ＯＦＦのテストを各５本（ヒ
ータは各１５本） 、 ５０００時間試験を行い、ヒー
タ／カソード間で絶縁破壊したヒータ本数を第６図に示
した。
組込み、この管球に定格の１５０％のヒータ電流を付勢
し、カソードヒータ間に２１０Ｖの電位差を印加した状
態で、９０秒ＯＮ／９０秒ＯＦＦのテストを各５本（ヒ
ータは各１５本） 、 ５０００時間試験を行い、ヒー
タ／カソード間で絶縁破壊したヒータ本数を第６図に示
した。
この図では横軸にタングステン／アルミナ比を縦軸にこ
の試験で絶縁破壊を起したヒータ本数を採ったもので、
タングステン比３％ならびに２０％では僅かしか、絶縁
破壊が発生せず、５〜１５％では何等問題は起らない。
の試験で絶縁破壊を起したヒータ本数を採ったもので、
タングステン比３％ならびに２０％では僅かしか、絶縁
破壊が発生せず、５〜１５％では何等問題は起らない。
この点からも本願の有効性は明らかである。
又絶縁破壊を起こしたヒータをｗｉ察したところ変形の
程度は、従来の２層ヒータに比べて明らかに小さいこと
が判明した。
程度は、従来の２層ヒータに比べて明らかに小さいこと
が判明した。
：！ｋ ＬＺ ｅ −−３１’ａ ｍ ？ Ｘ ｌ′Ｍ
’１４． ｙｒ＜ ｔ 、 。
’１４． ｙｒ＜ ｔ 、 。
タングステン７５％入りのヒータを使用した速度Ｖ型陰
極をカラーブラウン管に組込み、これに定格の２００％
のヒータ電流を１０秒ＯＮ／１０秒ＯＦＦ付勢して、断
線した時間を、タングステン酸アンモニウム溶液を使用
して作成したヒータと比較した。
極をカラーブラウン管に組込み、これに定格の２００％
のヒータ電流を１０秒ＯＮ／１０秒ＯＦＦ付勢して、断
線した時間を、タングステン酸アンモニウム溶液を使用
して作成したヒータと比較した。
この結果、本発明ヒータは２００時間で０／１０．３０
０時間で１７１０を示したのに対して、従来品は２００
時間３／１０．３００時間４／１１となり明らかに本発
明ヒータの優位性を示すものである。又この両ヒータを
１７００℃１０分の水素処理後に９０°反復折り曲げ断
線テストを行ったところ従来品て＝３回（１〜１６）本
発明ヒータテ＝１０回（８〜１４）と、この試験でも優
位であった。
０時間で１７１０を示したのに対して、従来品は２００
時間３／１０．３００時間４／１１となり明らかに本発
明ヒータの優位性を示すものである。又この両ヒータを
１７００℃１０分の水素処理後に９０°反復折り曲げ断
線テストを行ったところ従来品て＝３回（１〜１６）本
発明ヒータテ＝１０回（８〜１４）と、この試験でも優
位であった。
これらの結果は、本発明ヒータは従来品よりタングステ
ンの結晶成長が明らかに少なかったことからも理解でき
ることである。
ンの結晶成長が明らかに少なかったことからも理解でき
ることである。
第１図は、タングステン含有率とヒータの絶縁破壊電圧
の関係を示す図、第２図ａは本発明ヒータ断面図、ｂは
、その粒子断面を模型的に示す図、第３図は、タングス
テン含有率とヒータの絶縁破壊本数を示す図である。
の関係を示す図、第２図ａは本発明ヒータ断面図、ｂは
、その粒子断面を模型的に示す図、第３図は、タングス
テン含有率とヒータの絶縁破壊本数を示す図である。
Claims (2)
- （１）ヒータ芯線の周囲にタングステン粉末を含むアル
ミナ粉末を主成分とする絶縁層形成材料を被覆し、この
被覆体を還元雰囲気中で加熱して、３〜２０重量％のタ
ングステン粉末を含むアルミナ粉末焼結体よりなる絶縁
層を形成することを特徴とする傍熱形陰極用ヒータの製
造方法。 - （２）タングステン粉末の平均粒径がアルミナ粉末の平
均粒径より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の傍熱型陰極用ヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18261486A JPS6340230A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 傍熱型陰極用ヒ−タの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18261486A JPS6340230A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 傍熱型陰極用ヒ−タの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340230A true JPS6340230A (ja) | 1988-02-20 |
Family
ID=16121368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18261486A Pending JPS6340230A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 傍熱型陰極用ヒ−タの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6340230A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0616353A2 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cathode assembly and method of manufacturing the same |
| US6485092B2 (en) | 2000-04-28 | 2002-11-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Automotive light transmitting panel mounting structure |
| KR100396667B1 (ko) * | 2001-04-23 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 음극선관의 음극 가열용 히터 및 그 제조방법 |
| CN110676137A (zh) * | 2019-09-16 | 2020-01-10 | 九江学院 | 一种磁控管用的阴极的制备方法 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP18261486A patent/JPS6340230A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0616353A2 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cathode assembly and method of manufacturing the same |
| EP0616353A3 (en) * | 1993-03-17 | 1994-11-09 | Toshiba Kk | Cathode structure and manufacturing method. |
| US5543682A (en) * | 1993-03-17 | 1996-08-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cathode assembly incorporating a black layer formed from particles having a specified average particle size |
| US5762997A (en) * | 1993-03-17 | 1998-06-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a cathode assembly |
| US6485092B2 (en) | 2000-04-28 | 2002-11-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Automotive light transmitting panel mounting structure |
| KR100396667B1 (ko) * | 2001-04-23 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 음극선관의 음극 가열용 히터 및 그 제조방법 |
| CN110676137A (zh) * | 2019-09-16 | 2020-01-10 | 九江学院 | 一种磁控管用的阴极的制备方法 |
| CN110676137B (zh) * | 2019-09-16 | 2022-05-27 | 九江学院 | 一种磁控管用的阴极的制备方法 |
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