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JP2003123621A - Indirectly heated cathode - Google Patents

Indirectly heated cathode

Info

Publication number
JP2003123621A
JP2003123621A JP2002226234A JP2002226234A JP2003123621A JP 2003123621 A JP2003123621 A JP 2003123621A JP 2002226234 A JP2002226234 A JP 2002226234A JP 2002226234 A JP2002226234 A JP 2002226234A JP 2003123621 A JP2003123621 A JP 2003123621A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
aluminum
metal oxide
cathode
discharge
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.)
Pending
Application number
JP2002226234A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kawai
浩司 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2002226234A priority Critical patent/JP2003123621A/en
Publication of JP2003123621A publication Critical patent/JP2003123621A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an indirectly heated cathode that has discharge characteristics suited for large current operation and is improved in initial starting. SOLUTION: The coiled-coil 7 is fixed on the outside surface of the base metal 3 after wound several times. Aluminum foil 11 for forming aluminum layer is inserted between the base metal 3 and the coiled-coil 7. This aluminum foil 11 is in electrical conduction with the base metal 3 and the coiled-coil 7. The metallic oxide 9 is obtained by coating as an electrode material in the form of metallic carbonate (for example, barium carbonate) and by carrying out vacuum hot decomposition (thermal activation) of the coated metallic carbonate. The metallic carbonate as an electrode material is applied from the outside of the coiled-coil 7 so as to contact the base metal 3 and the aluminum foil 11, while the coiled-coil 7 is fixed to the base metal 3 by being wound and the aluminum foil 11 is inserted between the base metal 3 and the coiled-coil 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、傍熱型陰極に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an indirectly heated cathode.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の傍熱型陰極として、たとえば特
公昭62−56628号公報に開示されたようなものが
知られている。特公昭62−56628号公報に開示さ
れた傍熱型陰極は、熱良導性の円筒の外壁に2重コイル
を複数ターン巻回して密に固定し、ペースト状の陰極物
質材を2重コイルの1次螺旋内部及び2次螺旋間に塗布
して円筒表面に一様な陰極面を形成し、円筒の内部にヒ
ータを設けて構成されている。
2. Description of the Related Art As an indirectly heated cathode of this type, for example, one disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-56628 is known. In the indirectly heated cathode disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-56628, a double coil is wound a plurality of turns around an outer wall of a heat-conductive cylinder and tightly fixed, and a paste-like cathode material is double coiled. The coating is applied inside the primary spiral and between the secondary spirals to form a uniform cathode surface on the surface of the cylinder, and a heater is provided inside the cylinder.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大電流動作
に適した放電特性を有し、初期始動性が改善されたの傍
熱型陰極を提供することを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an indirectly heated cathode having discharge characteristics suitable for large current operation and improved initial startability.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、調査研究
の結果、以下のような事実を新たに見出した。易電子放
射物質としての金属酸化物は、通常、陰極物質材として
金属炭酸塩(たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチ
ウム、炭酸カルシウム等)の形で塗布され、塗布された
金属炭酸塩を熱活性(真空加熱分解)することにより得
られる。金属炭酸塩(たとえば、炭酸バリウム)が、こ
の金属炭酸塩を保持する保持部材(たとえば、2重コイ
ル等の多重コイル)に塗布された状態では、保持部材の
主成分である金属(たとえば、タングステン)と金属炭
酸塩とは、ファンデルワールス力が主体である中性分子
間引力により結合されている(W+2BaCO3)。そ
して、保持部材の主成分金属と結合状態にある金属炭酸
塩を熱活性すると、下記のように熱分解される。 W+BaOBa +2CO2↑ +1/2O2
[Means for Solving the Problems] As a result of research and investigation, the present inventors newly found the following facts. The metal oxide as the electron-emissive substance is usually applied in the form of a metal carbonate (for example, barium carbonate, strontium carbonate, calcium carbonate, etc.) as a cathode material, and the applied metal carbonate is thermally activated (vacuum). It is obtained by thermal decomposition). When a metal carbonate (for example, barium carbonate) is applied to a holding member (for example, a multiple coil such as a double coil) that holds this metal carbonate, the metal (for example, tungsten) that is the main component of the holding member is used. ) And the metal carbonate are bound by a neutral intermolecular attractive force which is mainly Van der Waals force (W + 2BaCO 3 ). Then, when the metal carbonate that is bound to the main component metal of the holding member is thermally activated, it is thermally decomposed as described below. W + BaOBa + 2CO 2 ↑ + 1 / 2O 2

【0005】直熱型陰極では、保持部材自身が発熱体
(加熱用ヒータ)となり、保持部材におけるBaOとの
接触表面温度が1000℃以上の高温となるため、熱化
学反応が起こり、BaWOBa組成の酸素侵入型の金属
間化合物が生成される。これにより、放電の際に、電子
供給源である保持部材の主成分金属から放電表面である
Ba表面にまで放電経路(給電路)が形成され、熱電子
放出が開始できる状態となる。
In the direct heating type cathode, the holding member itself serves as a heating element (heating heater), and the contact surface temperature with BaO in the holding member reaches a high temperature of 1000 ° C. or higher, so that a thermochemical reaction occurs and a BaWOBa composition Oxygen interstitial intermetallic compounds are produced. As a result, during discharge, a discharge path (power supply path) is formed from the main component metal of the holding member, which is an electron supply source, to the Ba surface, which is the discharge surface, and thermionic emission can be started.

【0006】一方、傍熱型陰極では、加熱用ヒータから
の熱を間接的に保持部材に伝播させるために、保持部材
におけるBaOとの接触表面温度が、上述した熱化学反
応を起こすまでの温度領域に達し難く、W+BaOBa
の中性分子間引力による結合状態が続き、上述したよう
な放電経路が形成されない。このため、保持部材の主成
分金属からBa表面への電子供給が不充分となり、始動
性が悪くなる。
On the other hand, in the indirectly heated cathode, since the heat from the heating heater is indirectly transmitted to the holding member, the contact surface temperature of the holding member with BaO is the temperature at which the above-mentioned thermochemical reaction occurs. It is difficult to reach the area, W + BaOBa
The bonded state due to the neutral intermolecular attractive force continues, and the discharge path as described above is not formed. For this reason, the supply of electrons from the main component metal of the holding member to the surface of Ba becomes insufficient and the startability deteriorates.

【0007】しかしながら、傍熱型陰極であっても、陰
極との近距離放電による補助点灯、あるいはテスラコイ
ルにより予備電離させて強制放電を行うテスラ点灯等に
より、強制始動を行わせると、放電部への電荷集中によ
り、一部が高温になるスポット加熱が起き、熱化学反応
によるBaWOBa組成の酸素侵入型の金属間化合物が
生成される。BaWOBa組成の酸素侵入型の金属間化
合物が生成されることによって、保持部材の主成分金属
から放電表面であるBa表面にまで放電経路が形成さ
れ、始動性が改善される。そして、放電開始後は、順
次、BaWOBa組成の酸素侵入型の金属間化合物が、
放電熱量、強制加熱量に応じて形成されていく。
However, even in the indirectly heated cathode, if the forced start is performed by the auxiliary lighting by short-distance discharge with the cathode or the Tesla lighting for pre-ionization by the Tesla coil for forced discharge, etc. Due to the concentration of the electric charges, the spot heating of which part becomes high temperature occurs, and an oxygen-intercalating intermetallic compound having a BaWOBa composition is generated by a thermochemical reaction. By generating the oxygen-intercalating intermetallic compound having the BaWOBa composition, a discharge path is formed from the main component metal of the holding member to the Ba surface which is the discharge surface, and the startability is improved. Then, after the start of discharge, oxygen-intercalating intermetallic compounds of BaWOBa composition are
It is formed according to the amount of discharge heat and the amount of forced heating.

【0008】このように、本発明者等は、保持部材の主
成分金属と金属酸化物に含まれる金属とによる金属間化
合物(導電性を有する酸素侵入型中間生成物)の生成
が、初期始動性に影響を及ぼす要因であることを新たに
見出した。また、本発明者等は、一度BaWOBa組成
の酸素侵入型、すなわち酸素を介在した金属間化合物
(Al−O−金属M)を含む酸素侵入型の金属間化合物
(Al−金属Mの金属結晶の格子間位置に酸素が侵入固
溶した化合物)(以降、単に「酸素侵入型の金属間化合
物」と呼ぶ)が生成されて、保持部材の主成分金属から
放電表面であるBa表面にまで放電経路が形成されれ
ば、以後、Baが消失するまで熱陰極として動作するこ
とも見出した。なお、金属炭酸塩(たとえば、炭酸バリ
ウム)を熱活性する際に、過剰酸素放出(過加熱)は、
遊離バリウムの過剰生成を促し、Baの消耗を速めるこ
とになるため、得策ではない。
As described above, the inventors of the present invention have found that the generation of the intermetallic compound (electroconductive oxygen intrusion type intermediate product) by the main component metal of the holding member and the metal contained in the metal oxide is initially started. It was newly found that it is a factor affecting sex. Further, the inventors of the present invention have once found that an oxygen interstitial intermetallic compound having a BaWOBa composition, that is, an oxygen interstitial intermetallic compound containing an intermetallic compound (Al-O-metal M) intervening oxygen (of a metal crystal of Al-metal M). A compound having oxygen interstitial solid solution at the interstitial position (hereinafter simply referred to as “oxygen interstitial intermetallic compound”) is generated, and the discharge path from the main component metal of the holding member to the Ba surface which is the discharge surface. It was also found that, after the formation of Ba, the film operates as a hot cathode until Ba disappears. In addition, when thermally activating a metal carbonate (for example, barium carbonate), excess oxygen release (overheating)
It is not a good idea because it promotes the overproduction of free barium and accelerates the consumption of Ba.

【0009】また、本発明者等は、放電表面電位を実験
因子として、従来の傍熱型電極(傍熱型陰極)との比較
を陰極降下電圧(ボックス電位)を中心に着目し、調査
研究の結果、以下のような事実も新たに見出した。
Further, the inventors of the present invention have made a research study by using the discharge surface potential as an experimental factor, focusing on the cathode drop voltage (box potential) in comparison with the conventional indirectly heated electrode (indirectly heated cathode). As a result, the following facts were newly found.

【0010】なお、以後使用する等電位面、等電位界
面、ボックス電位と放電形態は、次のように定義する。
等電位面とは、電位的に等電位状態となっている放電面
が構成された状態をと定義する。等電位界面とは、等電
位面に易電子放射物質としての金属酸化物が接触塗布さ
れ、ガスと接触した構造と定義する。ボックス電位と
は、放電中、陰極近傍の陰極と電気的に絶縁された端子
と陰極間に発生する電位と定義する。放電物性の一般用
語として使われている陰極降下電圧に近似している値で
ある。イオン電流とは、ガス放電管中のガス分子に電子
が衝突することで、ガス分子が電離生成した電離ガスに
よって発生する電流と定義する。熱電子放出とは、金属
の温度を上昇させると、熱運動エネルギーが増加し、金
属の持つ電子エネルギー障壁(仕事関数)を超えて空間
中に電子が飛びだす電子放出のことで、ここでは化学的
に不安定な易電子放射物質としての金属酸化物からの電
子放出のことである。二次電子放出とは、電離ガスの陰
極への衝突時に、陰極から空間中に電子が押し出される
電子放出のことである。
The equipotential surface, the equipotential interface, the box potential and the discharge form that will be used hereinafter are defined as follows.
The equipotential surface is defined as a state in which a discharge surface that is in a potential equipotential state is formed. The equipotential interface is defined as a structure in which a metal oxide as an electron-emissive substance is contact-coated on the equipotential surface and is in contact with a gas. The box potential is defined as a potential generated between a cathode and a terminal which is electrically insulated from the cathode near the cathode during discharge. It is a value that is similar to the cathode drop voltage used as a general term for discharge physical properties. The ionic current is defined as a current generated by an ionized gas generated by the ionization of gas molecules when electrons collide with gas molecules in a gas discharge tube. Thermionic emission is the electron emission in which when the temperature of a metal is raised, the thermal kinetic energy increases, and the electron jumps out into the space beyond the electron energy barrier (work function) of the metal. Electron emission from a metal oxide as a highly unstable electron-emitting substance. Secondary electron emission is electron emission in which electrons are pushed out from the cathode into the space when the ionized gas collides with the cathode.

【0011】直流動作でのボックス電位の変化を等電位
化の前後で比較してみると、図10に示されるように、
ボックス電位の顕著な差を確認した。発明者は、等電位
界面モデルを作成し、本現象の調査研究結果の考察を行
った。ガス放電での放電形態としては、イオン電流、熱
電子放出、二次電子放出の3形態でほぼ言い表すことが
でき、理論的には、下記のような関係式で表現される。
因みに、真空放電での放電形態としては、熱電子放出の
みでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放電形態とは
異なる。 Id =Ii + Ie=Ii(1+ γ)+ Ith …… (1) Ie =Ith+γIi …… (2) Vc =Vo+{(1-Ith/Id)}/ {α(γ+Ith/Id)} …… (3) ショットキー効果関連の式 Ie =Ithexp{(e/kT)sqr(eE/4πεo) …… (4) Ith=SAT^2*exp(-eφ/kT) …… (5) Ise=Ith[exp[(e/kT)sqr(eE/4πεo)]−1] ……(6) ここで、Ii:イオン電流 Ie:エミッション電流 Ith:熱電子電流 Ise:二次電子電流 Id:放電電流 Vc:陰極降下電圧 γ:二次電子放出に関わる係数(利得) α、Vo:パラメータ S:電極表面積 A:材料で決定される定数 T:陰極温度 e:電子負荷 φ:仕事関数 k:ボルツマン定数 εo:真空中の誘電率 E:陰極降下部の電界強度
Comparing the change in the box potential during DC operation before and after equalization, as shown in FIG.
A significant difference in box potential was confirmed. The inventor created an equipotential interface model and considered the research results of this phenomenon. The discharge form in gas discharge can be roughly expressed in three forms of ion current, thermionic emission, and secondary electron emission, and theoretically expressed by the following relational expression.
Incidentally, the discharge form of the vacuum discharge can be almost expressed only by thermionic emission, and is different from the discharge form of the gas discharge. Id = Ii + Ie = Ii (1 + γ) + Ith …… (1) Ie = Ith + γIi …… (2) Vc = Vo + {(1-Ith / Id)} / {α (γ + Ith / Id)} …… ( 3) Formula related to the Schottky effect Ie = Ithexp {(e / kT) sqr (eE / 4πεo) …… (4) Ith = SAT ^ 2 * exp (-eφ / kT) …… (5) Ise = Ith [ exp [(e / kT) sqr (eE / 4πεo)]-1] (6) where Ii: ion current Ie: emission current Ith: thermoelectron current Ise: secondary electron current Id: discharge current Vc: Cathode drop voltage γ: Coefficient (gain) related to secondary electron emission α, Vo: Parameter S: Electrode surface area A: Constant determined by material T: Cathode temperature e: Electronic load φ: Work function k: Boltzmann constant εo: Dielectric constant E in vacuum: Electric field strength at cathode drop

【0012】次に、ガス放電管におけるイオン電流(I
iに相当)とエミッション電流(電子:Ieに相当)に
ついて考察する。電子の静止質量が9.109×10−
31kgであるのに対して、元素の中で最も軽い水素で
も1.675×10−27kgと電子に比べ格段に重
い。更に、電離ガスは陰極に吸寄せられて衝突するのに
対して、電子の場合は、陰極から引き離されることか
ら、電離ガスの衝撃力が電子の衝撃力を上回り、電離ガ
スの陰極に与える損傷は電子に比べて大きい。以上のこ
とからイオン電流の陰極に対する有害性が分かる。一
方、ガス放電管の発光および放電現象の観点から見る
と、電離ガスが、発光物質として寄与するほか、真空中
に比べ、イオン電流に依存して多くの放電電流を空間中
に引き出す効用がある。ガス放電管においては、イオン
電流の功罪を加味しつつ、陰極に対する影響を最小限に
保つことが寿命特性、安定性を図る上で大切である。
Next, the ion current (I
Consider the emission current (equivalent to i) and the emission current (equivalent to i). The static mass of the electron is 9.109 × 10-
Although it is 31 kg, even the lightest hydrogen among the elements is 1.675 × 10 −27 kg, which is significantly heavier than electrons. Further, while the ionized gas is attracted to the cathode and collides with it, in the case of an electron, the ionized gas is separated from the cathode, so the impact force of the ionized gas exceeds the impact force of the electron, and the ionized gas is damaged by the cathode. Is larger than an electron. From the above, the harmfulness of the ionic current to the cathode can be seen. On the other hand, from the viewpoint of the light emission and discharge phenomenon of the gas discharge tube, the ionized gas contributes as a luminescent substance, and has the effect of drawing more discharge current into the space depending on the ion current than in vacuum. . In the gas discharge tube, it is important to keep the influence on the cathode to a minimum while taking into consideration the merits and demerits of the ionic current, in order to achieve life characteristics and stability.

【0013】ボックス電位は、陰極降下電圧に近似し、
ガスの励起、電離状態を相対的に示していて、電離ガス
発生量の目安となる。ボックス電位が低ければ低いほ
ど、電離ガス生成量は少ないことを意味している。
The box potential approximates the cathode drop voltage,
It shows the excited and ionized states of gas relatively, and serves as a guide for the amount of ionized gas generated. The lower the box potential, the smaller the amount of ionized gas produced.

【0014】ガス放電での放電形態としては、イオン電
流、熱電子放出、二次電子放出の3形態あることは、上
述した。熱電子放出は、易電子放射物質としての、バリ
ウム等の金属酸化物を加熱することで起きる。熱電子放
出は、放電開始時に、ガス電離を起こし、放電を開始さ
せる役目が有る。放電を開始した後、ガス放電の場合、
易電子放射物質としての金属酸化物から放出される熱電
子に引き寄せられる形で電離ガスが衝突してくる。その
際、電離ガス衝突により、主に電気導体と易電子放射物
質としての金属酸化物の界面上から二次電子放出が起き
る。ガス放電の場合、単位面積あたりの放電電流密度
が、真空放電に比べ数十倍から数百倍にもなり、全放電
電流中の大半が二次電子放出で形成される。
As described above, there are three types of discharge in the gas discharge: ion current, thermionic emission, and secondary electron emission. Thermionic emission occurs by heating a metal oxide such as barium as an electron-emissive substance. Thermionic emission has a role of causing gas ionization at the start of discharge and starting discharge. After starting the discharge, in the case of gas discharge,
The ionized gas collides with the thermoelectrons emitted from the metal oxide as the electron-emissive substance in a form attracted to the thermoelectrons. At that time, secondary electron emission mainly occurs on the interface between the electric conductor and the metal oxide as the electron-emissive substance due to the collision with the ionized gas. In the case of gas discharge, the discharge current density per unit area is tens to hundreds of times higher than in vacuum discharge, and most of the total discharge current is formed by secondary electron emission.

【0015】二次電子の供給に関し、易電子放射物質と
しての金属酸化物の電気抵抗率は、電気導体に比べ格段
に大きく、易電子放射物質としての金属酸化物単体での
供給には限界があり、二次電子の供給の多くは電気導体
を介して供給され、易電子放射物質としての金属酸化物
との界面上から放出される。電気導体への二次電子の基
となる電子供給は、直接外部回路から供給される場合
と、易電子放射物質としての金属酸化物との接触面を介
して行われる場合がある。電気導体と界面を成さない易
電子放射物質としての金属酸化物上からも熱電子放出が
起きるが、上述したように、二次電子の供給に関し、易
電子放射物質としての金属酸化物単体での供給には限界
があり、二次電子放出量は少なく、ガス放電中に占める
易電子放射物質としての金属酸化物単体からの放電電流
の絶対量はきわめて少ない。以上整理すると、ガス放電
における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電気導体
と易電子放射物質としての金属酸化物界面である。
Regarding the supply of secondary electrons, the electric resistivity of metal oxide as an electron-emissive substance is significantly higher than that of an electric conductor, and there is a limit to the supply of metal oxide alone as an electron-emissive substance. Most of the secondary electrons are supplied through the electric conductor and are emitted from the interface with the metal oxide as the electron-emitter. The supply of electrons, which is the basis of secondary electrons, to the electric conductor may be directly supplied from an external circuit or may be performed via a contact surface with a metal oxide as an electron-emissive substance. Thermionic emission also occurs on the metal oxide as an electron-emissive substance that does not form an interface with an electric conductor, but as described above, regarding the supply of secondary electrons, the metal oxide simple substance as an electron-emissive substance alone is used. Is limited, the secondary electron emission amount is small, and the absolute amount of the discharge current from the metal oxide simple substance as an electron-emissive substance in the gas discharge is extremely small. In summary, in the cathode in the gas discharge, the place mainly responsible for electron emission is the interface between the electric conductor and the metal oxide as the electron-emissive substance.

【0016】次に、図10及び図11を参照して、等電
位界面モデルに関して説明する。図10は、横軸をヒー
タ印加電圧(Vf)、つまり陰極への強制加熱量による
陰極温度の増減軸とし、縦軸を陰極降下電圧(ボックス
電位)(Vc)とした線図(モデル図)である。図11
は、横軸を同じくヒータ印加電圧(Vf)とし、縦軸を
放電電流(Id)とした線図(モデル図)である。ただ
し、図11の放電電流(Id)は一定として、縦軸は、
熱電子電流、二次電子電流、イオン電流の構成割合(領
域分布)を表している。図10の縦軸は、高低を表して
いる。
Next, the equipotential interface model will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a diagram (model diagram) in which the horizontal axis represents the heater applied voltage (Vf), that is, the axis of increase or decrease in the cathode temperature due to the amount of forced heating of the cathode, and the vertical axis represents the cathode drop voltage (box potential) (Vc). Is. Figure 11
Is a diagram (model diagram) in which the horizontal axis represents the heater applied voltage (Vf) and the vertical axis represents the discharge current (Id). However, the discharge current (Id) in FIG.
The composition ratio (region distribution) of the thermionic current, secondary electron current, and ion current is shown. The vertical axis of FIG. 10 represents height.

【0017】陰極温度の構成要因は、ヒータ印加電圧
(Vf)、つまり陰極への強制加熱量の他に、電離ガス
の陰極への衝突時に発生する通称、自己加熱量が有り、
この合計熱量により決まる。図10左側の陰極温度が低
い、つまり強制加熱量が少ない、あるいは放熱面積が大
きく、陰極からの損失熱量が多い領域では、熱電子生成
量が少なく、これを補う形でイオン電流が支配的にな
り、陰極降下電圧が電離電圧以上となり、電離ガスの生
成を加速している。この領域で、陰極表面の電位分布が
不均一である場合は、イオン電流、二次電子電流の集中
による局所的な放電(放電位置の偏在)が生じ易く、電
離ガス衝撃による陰極表面への損傷が大きく、陰極物質
材(易電子放射物質としての金属酸化物)の削り取り
(スパッタ)、還元金属との酸化による安定化(鉱物
化)を招き易い。
The constituent factor of the cathode temperature is not only the heater applied voltage (Vf), that is, the forced heating amount to the cathode, but also the so-called self-heating amount, which is commonly generated when the ionized gas collides with the cathode,
It depends on this total heat. In the region on the left side of FIG. 10 where the cathode temperature is low, that is, the amount of forced heating is small, or the area of heat dissipation is large and the amount of heat loss from the cathode is large, the amount of thermoelectrons generated is small, and the ion current is dominant in a form that compensates Then, the cathode drop voltage becomes equal to or higher than the ionization voltage, and the generation of ionized gas is accelerated. If the potential distribution on the cathode surface is non-uniform in this region, local discharge (uneven distribution of discharge positions) is likely to occur due to concentration of ion current and secondary electron current, and damage to the cathode surface due to ionized gas impact. Is large, which tends to cause scraping (sputtering) of the cathode material (metal oxide as an electron-emissive material) and stabilization (mineralization) by oxidation with a reducing metal.

【0018】これに対して、図10左側の陰極温度が高
い、つまり強制加熱量が多い、あるいは放熱面積が小さ
く、陰極への蓄熱量が多い領域では、熱電子生成量が過
剰となり、これを補う形でイオン電流は減少し、陰極降
下電圧が電離電圧以下なる。しかし、陰極温度が上昇し
陰極構成物の蒸気圧を高め、蒸発による易電子放射物質
としての金属酸化物の消失を招き易い。陰極への熱量の
過不足は、上述した理由により好ましくない。動作領域
の目安としては、ボックス電位(陰極降下電圧)で言う
と、電離電圧近辺での動作が適している。
On the other hand, in the region on the left side of FIG. 10 where the cathode temperature is high, that is, the amount of forced heating is large, or the heat radiation area is small and the amount of heat stored in the cathode is large, the amount of thermoelectrons generated becomes excessive. In a complementary manner, the ionic current decreases and the cathode drop voltage becomes less than the ionization voltage. However, the temperature of the cathode rises, the vapor pressure of the cathode constituent is increased, and the metal oxide as an electron-emissive substance is likely to disappear due to evaporation. Excess or shortage of the amount of heat applied to the cathode is not preferable for the reason described above. In terms of the box potential (cathode drop voltage) as an indication of the operating region, an operation near the ionization voltage is suitable.

【0019】ところで、このモデルの構成要素の中で、
重要な要素として、放電面積がある。これは、関係式中
の電極表面積(S)と同義とみなせる。先に述べたよう
に、ガス放電では、電気導体と易電子放射物質としての
金属酸化物界面上からの電子放出が、放電主体を成して
いる。これに加え、温度均一性に止まらず、電位的にも
均一(等電位)であるか否かによって放電面積は変わ
る。つまり、放電面積は等電位面の面積、あるいは等電
位面部の長さに比例することとなり、等電位面が広い、
あるいは長いほど、電極表面積(S:放電面積)が増加
し、上記(5)式から、熱電子電流(Ith)の割合が増加
し、上記(1)式よりイオン電流量が減少し、イオン電
流、二次電子電流は等電位面に分散し、図11のモデル
の細線部(等電位化前)はモデルの太線側(等電位化
後)に領域分布がシフトすることになり、上記(3)式
から図10のボックス電位(陰極降下電圧)が低下す
る。今回の等電位面と金属酸化物、ガスの等電位界面構
造を採用し、熱電子量が増加することで、放電電流中の
イオン電流量が減少し、図10のボックス電位が下がる
理由を説明できる。
By the way, among the components of this model,
The discharge area is an important factor. This can be regarded as synonymous with the electrode surface area (S) in the relational expression. As described above, in the gas discharge, the electron emission from the interface between the electric conductor and the metal oxide as the electron-emissive substance mainly constitutes the discharge. In addition to this, the discharge area changes depending not only on the temperature uniformity but also on the potential (uniform potential). That is, the discharge area is proportional to the area of the equipotential surface or the length of the equipotential surface portion, and the equipotential surface is wide,
Alternatively, the longer the electrode surface area (S: discharge area), the higher the ratio of thermionic current (Ith) from the equation (5), and the smaller the ion current amount from the equation (1). , The secondary electron current is dispersed on the equipotential surface, and the thin line portion (before equipotentialization) of the model in FIG. 11 shifts the region distribution to the thick line side (after equipotentialization) of the model, and the above (3 ), The box potential (cathode drop voltage) in FIG. 10 decreases. The reason why the equipotential interface structure between the equipotential surface and the metal oxide or gas is adopted, and the amount of thermoelectrons is increased, the amount of ion current in the discharge current is decreased and the box potential of FIG. 10 is decreased. it can.

【0020】以上のことから、ガス放電において、従来
の等電位化されていない陰極に比べ、イオン電流量を減
少させることで、単位放電面積あたりの電離ガス衝撃を
緩和させることができ、その結果、陰極への負荷が軽減
し、熱電子放出能の低下が少なく、寿命特性が改善さ
れ、これに伴い、放電位置の移動も少なく、安定性の改
善を図れることが分かる。
From the above, in the gas discharge, the ionized gas amount per unit discharge area can be alleviated by reducing the amount of ion current as compared with the conventional non-potentialized cathode. As a result, It can be seen that the load on the cathode is reduced, the thermionic emission capability is less reduced, and the life characteristics are improved. As a result, the movement of the discharge position is less and the stability can be improved.

【0021】次に、等電位面のガス放電管への有効性に
ついて、考察する。真空放電での放電形態としては、熱
電子放出のみでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放
電形態とは異なると、先に述べた。真空放電中での放電
面積は、熱電子放出面にある易電子放射物質としての金
属酸化物により形成された表面積で決まるといえる。従
って、熱電子放出のほか、イオン電流、二次電子放出か
らなる放電形態を有するガス放電管における放電面積構
成要素と真空放電中の放電面積構成要素とが異なり、ガ
ス放電における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電
気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面である
から、放電面として、電気導体から形成されて電位をほ
ぼ等しくした、等電位面がガス放電において有効である
ことを見出した。
Next, the effectiveness of the equipotential surface for a gas discharge tube will be considered. As described above, the discharge form in the vacuum discharge can be almost expressed only by thermionic emission, and is different from the discharge form in the gas discharge. It can be said that the discharge area in the vacuum discharge is determined by the surface area formed by the metal oxide as the electron-emissive substance on the thermionic emission surface. Therefore, in addition to thermionic emission, the discharge area component in the gas discharge tube having a discharge form consisting of ion current and secondary electron emission and the discharge area component in vacuum discharge are different, and mainly in the cathode in gas discharge, Since the place responsible for electron emission is the interface between the electric conductor and the metal oxide as an electron-emissive substance, the equipotential surface formed from the electric conductor and having a substantially equal potential is effective for gas discharge as the discharge surface. I found that.

【0022】更に、等電位面の形成手段に使う材料をメ
ッシュ状、線状、あるいはリボン状、箔状を含む板状と
細線構造とすることで、放熱面となる表面積と、熱伝導
部となる体積を極力増やさず、結果的に熱損失量を抑え
る。金属酸化物と等電位面の接触部を増し、結果的に放
電面積を増やす。以上のことから、等電位面の形成手段
に使う材料をメッシュ状、線状、あるいは板状と細線構
造とすることで、等電位面の効果をより高めることを見
出した。
Further, the material used for the means for forming the equipotential surface has a thin wire structure with a plate shape including a mesh shape, a linear shape, a ribbon shape, and a foil shape, so that a surface area serving as a heat dissipation surface and a heat conducting portion are formed. The amount of heat loss is reduced as a result. The contact area between the metal oxide and the equipotential surface is increased, and as a result, the discharge area is increased. From the above, it has been found that the effect of the equipotential surface can be further enhanced by making the material used for the means of forming the equipotential surface into a mesh shape, a linear shape, or a plate and thin wire structure.

【0023】従来のように、陰極表面の電位分布が不均
一である場合は、発熱量もそれに伴い不均一となるた
め、熱電子の生成密度も不均一となり、イオン電流、二
次電子電流の集中による局所的な放電(放電位置の偏
在)が生じることになる。そして、局所的な放電は、陰
極物質材(易電子放射物質としての金属酸化物)の削り
取り(スパッタ)、還元金属との酸化による安定化(鉱
物化)、つまり熱電子放出能の低下を招き、放電位置が
次なる熱電子放出特性のよい位置へと移動する。このよ
うに、局所的な熱電子放出劣化を繰り返しながら、陰極
表面を劣化させることになる。また、上述した放電位置
の移動により、放電自体が不安定になってしまう。
When the potential distribution on the cathode surface is non-uniform as in the prior art, the calorific value is also non-uniform accordingly, resulting in a non-uniform production density of thermions, resulting in a non-uniform ion current and secondary electron current. Local discharge (uneven distribution of discharge positions) occurs due to concentration. Then, the local discharge causes scraping (sputtering) of the cathode material (metal oxide as an electron-emissive material), stabilization by oxidation with the reducing metal (mineralization), that is, reduction of thermionic emission capability. , The discharge position moves to the next position with good thermionic emission characteristics. In this way, the surface of the cathode is deteriorated while repeating the local degradation of thermionic emission. Further, the discharge itself becomes unstable due to the movement of the discharge position described above.

【0024】これらの調査研究結果を踏まえ、本発明に
係る傍熱型陰極は、表面に電気絶縁層が形成された加熱
用ヒータと、加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出
する電子放射部と、を有し、電子放射部は、易電子放射
物質としての金属酸化物と、金属酸化物を保持する保持
部材と、当該電子放射部の最表面側部分に設けられ、所
定長さを有すると共に高融点金属からなる電気導体と、
電気導体と電気的に導通するアルミニウムと、を含んで
おり、アルミニウムにより高融点金属と金属酸化物とが
橋かけされて、酸素侵入型の金属間化合物が形成されて
いることを特徴としている。
Based on the results of these investigations, the indirectly heated cathode according to the present invention has a heating heater having an electrically insulating layer formed on the surface thereof, and electron emission for emitting electrons in response to heat from the heating heater. The electron emitting portion is provided with a metal oxide as an electron-emissive substance, a holding member for holding the metal oxide, and an outermost surface side portion of the electron emitting portion, and the electron emitting portion has a predetermined length. And an electric conductor made of a high melting point metal,
It is characterized in that it contains aluminum that is electrically connected to an electric conductor, and that the refractory metal and the metal oxide are bridged by the aluminum to form an oxygen intercalation type intermetallic compound.

【0025】アルミニウム(Al)は、イオン化ポテン
シャル(5.984eV:577kJ/mol)及び融
点(660℃)が高融点金属よりも低く、イオン化ポテ
ンシャルは易電子放射物質となる金属(以下、単に「金
属M」と称する)と同等である。このため、本発明で
は、アルミニウムは、上記化合物を熱分解して形成され
た金属M−酸素(O)化合物における金属Mと容易に置
換され、耐熱性を有する金属M−Al−Oの結合を有す
る化合物が形成される。また、高融点金属とAlとの間
は金属結合であり、Alと金属Mとの間は電子が供給さ
れやすい結合状態であることから、高融点金属とAlと
金属Mとの間には導電性がある。
Aluminum (Al) has an ionization potential (5.984 eV: 577 kJ / mol) and a melting point (660 ° C.) lower than that of a refractory metal, and the ionization potential is a metal (hereinafter simply referred to as “metal "M"). Therefore, in the present invention, aluminum is easily replaced with the metal M in the metal M-oxygen (O) compound formed by thermally decomposing the above compound, and the bond of the metal M-Al-O having heat resistance is formed. A compound having is formed. Further, since the refractory metal and Al are metallic bonds and the Al and the metal M are in a bond state in which electrons are easily supplied, the refractory metal and Al and the metal M are electrically conductive. There is a nature.

【0026】以上のことから、本発明によれば、Alが
高融点金属(電気導体)と金属Mとの間の橋かけとな
り、酸素侵入型の金属間化合物が形成されることとな
る。この金属間化合物には、接続された電源から供給さ
れる放電用電子が高融点金属からAlを介して金属M
(易電子放射物質となる金属)に連続的に且つ多量に供
給される回路が形成されていることから、大電流動作に
適した放電特性を有し、初期始動性が改善された焼結型
陰極を得ることができる。
From the above, according to the present invention, Al serves as a bridge between the refractory metal (electric conductor) and the metal M, and an oxygen intercalating intermetallic compound is formed. Discharge electrons supplied from a power source connected to the intermetallic compound are transferred from the refractory metal to the metal M via Al.
Since a circuit that continuously and in large quantities is supplied to (a metal that becomes an electron-emissive substance), it has a discharge characteristic suitable for large-current operation and has improved initial startability. A cathode can be obtained.

【0027】また、本発明によれば、電気導体により電
子放射部において等電位面が実効的に形成されるので、
形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きるた
めに放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量(電
子放出密度)が大きくなり、放電位置における負荷が軽
減されることになる。これにより、局所的な放電の発生
を抑制でき、傍熱型電極の長寿命化を図ることができ
る。また、放電位置の移動も抑制されることになるた
め、長時間にわたって安定した放電を得ることができ
る。また、放電面積が増加したことに関連して、電流密
度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を
増しても、従来のものに比べ損傷を小さくでき、従来の
ものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供
でき、パルス動作、大電流動作を実現することができ
る。
Further, according to the present invention, since the equipotential surface is effectively formed in the electron emitting portion by the electric conductor,
Since thermionic emission occurs in a wide area of the formed equipotential surface, the discharge area increases, the electron emission amount per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. . As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed and the life of the indirectly heated electrode can be extended. Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time. In addition, in connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased, the damage can be reduced compared to the conventional one, and it is almost the same as the conventional one. With the shape, it is possible to provide an indirectly heated electrode with a large discharge current, and it is possible to realize pulse operation and large current operation.

【0028】また、保持部材は、高融点金属がコイル状
に巻き回されて構成されており、電気導体は、金属酸化
物に接触するとともに、保持部材の長手方向にそって当
該保持部材の複数のコイル部分に接触して設けられてい
ることが好ましい。このように構成した場合、電気導体
により複数の放電点あるいは放電線からなる放電面の電
位がほぼ等しくなり、劣化要因である金属酸化物のスパ
ッタ、還元金属との酸化による安定化(鉱物化)、つま
り熱電子放出能の低下を抑制することができ、放電位置
の移動も抑制することができる。この結果、電気導体を
金属酸化物に接触して設けるという簡易な構成により、
傍熱型電極の長寿命化及び安定した放電を得ることがで
きる。
Further, the holding member is formed by winding a refractory metal in a coil shape, and the electric conductor is in contact with the metal oxide and a plurality of the holding members are arranged along the longitudinal direction of the holding member. Is preferably provided in contact with the coil portion of the. When configured in this way, the electric conductors make the potentials on the discharge surface consisting of multiple discharge points or discharge lines approximately the same, and metal oxide spattering, which is a factor of deterioration, and stabilization by oxidation with reducing metal (mineralization) That is, it is possible to suppress the decrease in the thermoelectron emission capability and also the movement of the discharge position. As a result, with a simple configuration in which the electric conductor is provided in contact with the metal oxide,
The life of the indirectly heated electrode can be extended and stable discharge can be obtained.

【0029】また、電気導体は、メッシュ状、線状ある
いは板状に形成されていることが好ましい。このように
構成した場合、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動
を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡
易に実現することができる。また、電気導体が剛体とな
るために、加工が容易であると共に、金属酸化物に密接
して設けることができる。なお、本明細書において用い
る「板状」とは、リボン状、箔状等の形状が含まれるも
のとする。
The electric conductor is preferably formed in a mesh shape, a linear shape or a plate shape. With this structure, it is possible to realize an electric conductor having a structure capable of suppressing the decrease in thermionic emission ability and the movement of the discharge position at low cost and more easily. Further, since the electric conductor is a rigid body, it is easy to process and can be provided in close contact with the metal oxide. The term "plate-like" used in this specification includes ribbon-like, foil-like, and the like.

【0030】また、アルミニウムは、電気導体の表面の
少なくとも一部を被覆して層状に形成されていることが
好ましい。このように構成した場合、アルミニウムは、
電気導体の表面の少なくとも一部を層状に被覆するの
で、Alの露出表面積が大きくなり、酸素侵入型の金属
間化合物が、高融点金属(電気導体)と金属Mとの間に
多く形成することができる。また、上述した金属間化合
物の形成に寄与するアルミニウムの量を簡易かつ適切に
制御することができる。
Further, it is preferable that the aluminum is formed into a layer by covering at least a part of the surface of the electric conductor. With this configuration, aluminum is
Since at least a part of the surface of the electric conductor is coated in a layered form, the exposed surface area of Al becomes large, and a large amount of oxygen-invasion type intermetallic compounds are formed between the refractory metal (electric conductor) and the metal M. You can Further, the amount of aluminum contributing to the formation of the above-mentioned intermetallic compound can be controlled easily and appropriately.

【0031】本発明に係る傍熱型陰極は、コイル状に巻
き回された高融点金属と、高融点金属の内側に配設さ
れ、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータ
と、高融点金属に保持される易電子放射物質としての金
属酸化物と、高融点金属の内側に当該高融点金属と接触
して設けられ、所定長さを有する電気導体と、高融点金
属と電気的に導通するアルミニウムと、を有しており、
アルミニウムにより高融点金属と金属酸化物とが橋かけ
されて、酸素侵入型の金属間化合物が形成されているこ
とを特徴としている。
The indirectly heated cathode according to the present invention comprises a high melting point metal wound in a coil shape, a heating heater disposed inside the high melting point metal and having an electric insulating layer formed on the surface thereof. A metal oxide as an electron-emissive substance held by a refractory metal, an electric conductor provided inside the refractory metal in contact with the refractory metal, and having a predetermined length; And aluminum that conducts to
It is characterized in that the refractory metal and the metal oxide are bridged by aluminum to form an oxygen intercalation type intermetallic compound.

【0032】上述したように、本発明によれば、Alが
高融点金属と金属Mとの間の橋かけとなり、酸素侵入型
の金属間化合物が形成されることとなる。この金属間化
合物には、接続された電源から供給される放電用電子が
高融点金属からAlを介して金属M(易電子放射物質と
なる金属)に連続的に且つ多量に供給される回路が形成
されていることから、大電流動作に適した放電特性を有
し、初期始動性が改善された焼結型陰極を得ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, Al serves as a bridge between the refractory metal and the metal M, and an oxygen intercalation type intermetallic compound is formed. The intermetallic compound has a circuit in which a large number of discharge electrons supplied from a connected power source are continuously supplied from the refractory metal to the metal M (metal serving as an electron-emissive substance) via Al. Since it is formed, it is possible to obtain a sintered cathode having discharge characteristics suitable for large current operation and improved initial startability.

【0033】また、本発明によれば、コイル状に巻き回
された高融点金属の裏面(放電面とは反対側の面)に電
気導体により等電位面が実効的に形成されるので、形成
された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きて放電面
積が増加し、単位面積当りの電子放出量(電子放出密
度)が大きくなり、放電位置における負荷が軽減される
ことになる。これにより、局所的な放電の発生を抑制で
き、電極の長寿命化を図ることができる。また、放電位
置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたっ
て安定した放電を得ることができる。また、放電面積が
増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷
をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のもの
に比べ損傷を小さくでき、従来のものとほぼ同一形状
で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、
大電流動作を実現することができる。
According to the present invention, the equipotential surface is effectively formed by the electric conductor on the back surface (the surface opposite to the discharge surface) of the refractory metal wound in a coil shape. Thermionic emission occurs in a wide area of the formed equipotential surface, the discharge area increases, the electron emission amount per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. Thereby, the occurrence of local discharge can be suppressed, and the life of the electrode can be extended. Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time. In addition, in connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased, the damage can be reduced compared to the conventional one, and it is almost the same as the conventional one. In shape, it can provide indirectly heated electrodes with high discharge current, pulse operation,
A large current operation can be realized.

【0034】また、電気導体は、金属酸化物に接触する
とともに、高融点金属の複数のコイル部分に接触して設
けられていることが好ましい。このように構成した場
合、電気導体により、複数の放電点あるいは放電線から
なる放電面の電位がほぼ等しくなり、劣化要因である金
属酸化物のスパッタ、還元金属との酸化による安定化
(鉱物化)、つまり熱電子放出能の低下を抑制すること
ができ、放電位置の移動も抑制することができる。この
結果、電気導体を金属酸化物に接触して設けるという簡
易な構成により、電極の長寿命化及び安定した放電を得
ることができる。
It is preferable that the electric conductor is provided in contact with the metal oxide and also with the plurality of coil portions of the refractory metal. When configured in this way, the electrical conductors make the potentials of the discharge surfaces consisting of multiple discharge points or discharge lines almost equal, and the deterioration of metal oxides due to spattering and oxidation with reducing metal (mineralization) ) That is, it is possible to suppress the decrease in the thermoelectron emission capability and also the movement of the discharge position. As a result, with a simple structure in which the electric conductor is provided in contact with the metal oxide, the life of the electrode can be extended and stable discharge can be obtained.

【0035】また、金属酸化物は、電気絶縁層を介して
加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このよう
に構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的に金属酸化
物に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率
よく金属酸化物に伝えることができる。また、従来技術
のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要
となる熱量の損失を抑制することができる。このため、
外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくするこ
となく電極を動作させることが可能となる。
Further, it is preferable that the metal oxide is in contact with the heater for heating via the electrically insulating layer. With this configuration, the heat of the heating heater is directly transferred to the metal oxide, and the heat of the heating heater can be reliably and efficiently transferred to the metal oxide during preheating. Further, it is possible to suppress the loss of the amount of heat required for the operation of the hot cathode, as compared with the prior art having a cylinder. For this reason,
It becomes possible to operate the electrode without increasing the amount of heat supplied to the electrode from the outside and the forced overheating.

【0036】また、高融点金属は、電気絶縁層を介して
加熱用ヒータに接触していることが好ましい。このよう
に構成した場合、加熱用ヒータの熱が直接的に高融点金
属に伝わり、予熱時に加熱用ヒータの熱を確実且つ効率
よく高融点金属に伝えることができる。また、従来技術
のように円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要
となる熱量の損失を抑制することができる。このため、
外部からの電極への熱量供給、強制過熱を大きくするこ
となく電極を動作させることが可能となる。
The refractory metal is preferably in contact with the heating heater via the electric insulating layer. With this structure, the heat of the heating heater is directly transferred to the high melting point metal, and the heat of the heating heater can be transferred to the high melting point metal reliably and efficiently at the time of preheating. Further, it is possible to suppress the loss of the amount of heat required for the operation of the hot cathode, as compared with the prior art having a cylinder. For this reason,
It becomes possible to operate the electrode without increasing the amount of heat supplied to the electrode from the outside and the forced overheating.

【0037】また、電気導体は、メッシュ状、線状ある
いは板状に形成された高融点金属であることが好まし
い。このように構成した場合、熱電子放出能の低下及び
放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト
且つより一層簡易に実現することができる。また、電気
導体が剛体となるために、加工が容易であると共に、金
属酸化物に密接して設けることができる。
Further, the electric conductor is preferably a refractory metal formed in a mesh shape, a linear shape or a plate shape. With this structure, it is possible to realize an electric conductor having a structure capable of suppressing the decrease in thermionic emission ability and the movement of the discharge position at low cost and more easily. Further, since the electric conductor is a rigid body, it is easy to process and can be provided in close contact with the metal oxide.

【0038】また、アルミニウムは、高融点金属の表面
の少なくとも一部を被覆して層状に形成されていること
が好ましい。このように構成した場合、アルミニウム
は、高融点金属の表面の少なくとも一部を層状に被覆す
るので、Alの露出表面積が大きくなり、酸素侵入型の
金属間化合物が、高融点金属と金属Mとの間に多く形成
することができる。また、上述した金属間化合物の形成
に寄与するアルミニウムの量を簡易かつ適切に制御する
ことができる。
Further, it is preferable that the aluminum is formed into a layer by covering at least a part of the surface of the refractory metal. In this case, since aluminum covers at least a part of the surface of the refractory metal in a layered form, the exposed surface area of Al becomes large, and the oxygen-invasion type intermetallic compound reacts with the refractory metal and the metal M. More can be formed during Further, the amount of aluminum contributing to the formation of the above-mentioned intermetallic compound can be controlled easily and appropriately.

【0039】また、アルミニウムは、蒸着により層状に
形成されることが好ましい。
Aluminum is preferably formed into a layer by vapor deposition.

【0040】また、高融点金属は、タングステン、タン
タル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、イ
リジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコニ
ウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウムの単体
金属もしくはこれらの合金からなることが好ましい。こ
れにより、仕事関数が低下し、良好な熱電子放出が可能
となる。また、良好な耐熱性及び熱放散性を発揮するこ
ととなる。
The refractory metal is composed of a single metal of tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium, iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium or an alloy thereof. It is preferable. As a result, the work function is lowered, and good thermionic emission becomes possible. In addition, good heat resistance and heat dissipation will be exhibited.

【0041】また、高融点金属は、特に、タングステ
ン、タンタル、モリブデンの単体金属もしくはこれらの
合金からなることが好ましい。これにより、コスト、取
扱い等の面で、実用性に優れることとなる。また、これ
らの高融点金属の融点は2500℃以上であり、140
0℃以上の高温での焼結が行え、金属間化合物を確実且
つ多量に形成することができる。
The refractory metal is preferably made of a simple metal such as tungsten, tantalum or molybdenum or an alloy thereof. As a result, the practicability is excellent in terms of cost and handling. Further, the melting point of these refractory metals is 2500 ° C. or higher,
Sintering can be performed at a high temperature of 0 ° C. or higher, and a large amount of intermetallic compounds can be formed reliably.

【0042】また、金属酸化物は、バリウム、ストロン
チウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又は
これらの酸化物の混合物あるいは希土類金属の酸化物を
含んでいることが好ましい。このように構成した場合、
仕事関数を効果的に小さくすることが可能となり、熱電
子の放出が容易となる。
The metal oxide preferably contains an oxide of any one of barium, strontium and calcium, a mixture of these oxides or an oxide of a rare earth metal. With this configuration,
The work function can be effectively reduced, and thermionic emission becomes easy.

【0043】本発明に係る傍熱型陰極は、表面に電気絶
縁層が形成された加熱用ヒータと、加熱用ヒータからの
熱を受けて電子を放出する電子放射部と、を有し、電子
放射部は、易電子放射物質としての金属酸化物と、高融
点金属と、高融点金属の表面の少なくとも一部を被覆し
て層状に形成され、当該高融点金属と電気的に導通する
アルミニウムと、を含んでおり、アルミニウムにより高
融点金属と金属酸化物とが橋かけされて、酸素侵入型の
金属間化合物が形成されていることを特徴としている。
The indirectly heated cathode according to the present invention has a heater for heating having an electrically insulating layer formed on the surface thereof, and an electron emitter for receiving electrons from the heater for heating to emit electrons. The radiating portion is a metal oxide as an electron-emissive substance, a refractory metal, and a layer formed by coating at least a part of the surface of the refractory metal in a layered form, and aluminum that is electrically conductive with the refractory metal. , And a high melting point metal and a metal oxide are bridged by aluminum to form an oxygen intercalation type intermetallic compound.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による傍熱型陰極の好適な実施形態について詳細に説明
する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有
する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説
明は省略する。本実施形態は、本発明をガス放電管用陰
極に適用したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the indirectly heated cathode according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. In this embodiment, the present invention is applied to a cathode for a gas discharge tube.

【0045】(第1実施形態)まず、図1及び図2に基
づいて、本発明の第1実施形態に係るガス放電管用陰極
を説明する。図1は、本第1実施形態に係るガス放電管
用陰極を示す概略断面図であり、図2は、同じくガス放
電管用陰極を示す概略正面図である。
(First Embodiment) First, a cathode for a gas discharge tube according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a gas discharge tube cathode according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic front view showing the gas discharge tube cathode.

【0046】ガス放電管用陰極C1は、傍熱型陰極であ
って、たとえば重水素ガス、あるいは、アルゴン等の希
ガス、あるいは、アルゴン等の希ガス及び水銀が気密封
止されたガラスバルブ(図示せず)の内部両端に対向し
た状態でそれぞれ気密に封着される。ガス放電管用陰極
C1は、図1及び図2に示されるように、加熱用ヒータ
1と、基体金属3と、電子放射部5とを有している。
The cathode C1 for a gas discharge tube is an indirectly heated cathode, and is a glass bulb in which deuterium gas, a rare gas such as argon, or a rare gas such as argon and mercury are hermetically sealed (see FIG. (Not shown) is hermetically sealed so as to face both inner ends thereof. As shown in FIGS. 1 and 2, the gas discharge tube cathode C1 includes a heating heater 1, a base metal 3, and an electron emitting portion 5.

【0047】加熱用ヒータ1は、直径0.03〜0.1
mm、たとえば0.07mmのタングステン素線を二重
に巻回したフィラメントコイルからなる。このタングス
テンフィラメントコイルの表面には、電着法等により電
気絶縁材料(たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネ
シア、シリカ等)が被覆されて電気絶縁層2が形成され
ている。
The heater 1 for heating has a diameter of 0.03 to 0.1.
It consists of a filament coil in which a tungsten element wire of mm, for example, 0.07 mm is double wound. The surface of the tungsten filament coil is coated with an electric insulating material (for example, alumina, zirconia, magnesia, silica, etc.) by an electrodeposition method or the like to form an electric insulating layer 2.

【0048】基体金属3は、筒状に形成され、導電性を
有すると共に動作中の陰極温度よりも高い融点を有する
中高融点金属、たとえばモリブデン等からなる。この基
体金属3の内側に、加熱用ヒータ1が挿入されて配設さ
れる。基体金属3は、リードロッド4に接続されて接地
された状態となっている。また、加熱用ヒータ1の一端
部もリードロッド4に接続されて接地された状態となっ
ている。なお、基体金属3としては、円筒形状の筒状部
材が一般的であるが、切り欠き部を有する円弧形状(開
放された形状)の筒状部材を用いるようにしてもよい。
The base metal 3 is formed in a cylindrical shape, and is made of a medium-high melting point metal, such as molybdenum, which has conductivity and has a melting point higher than the cathode temperature during operation. The heater 1 for heating is inserted and arranged inside the base metal 3. The base metal 3 is connected to the lead rod 4 and grounded. Further, one end of the heater 1 for heating is also connected to the lead rod 4 and grounded. As the base metal 3, a cylindrical tubular member is generally used, but an arcuate (opened) tubular member having a cutout portion may be used.

【0049】電子放射部5は、加熱用ヒータ1からの熱
を受けて電子を放出するものであり、二重コイル7(保
持部材)と、易電子放射物質としての金属酸化物9とを
含んでいる。二重コイル7は、コイル状に巻き回された
コイルより構成される多重コイルである。二重コイル7
は、導電性を有する剛体(金属導体)で、周期律表のII
Ia〜VIIa、VIII、Ib族に属し、具体的にはタングス
テン、タンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オス
ミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタ
ン、ジルコニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロ
ジウム等の高融点金属(融点1000℃以上)の単体金
属もしくはこれらの合金からなる。二重コイル7を上述
した材料にて構成することにより、二重コイル7におけ
る仕事関数が低下し、電子放射部5からの良好な熱電子
放出が可能となる。また、良好な耐熱性及び熱放散性を
発揮する。
The electron emitting portion 5 receives heat from the heating heater 1 and emits electrons, and includes a double coil 7 (holding member) and a metal oxide 9 as an electron-emissive substance. I'm out. The double coil 7 is a multiple coil composed of a coil wound in a coil shape. Double coil 7
Is a rigid body (metal conductor) having conductivity, and is II in the periodic table.
High melting point of tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium, iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, etc. It is composed of a single metal (melting point of 1000 ° C. or higher) or an alloy thereof. When the double coil 7 is made of the above-mentioned material, the work function of the double coil 7 is lowered, and good thermoelectron emission from the electron emitting portion 5 is possible. Further, it exhibits good heat resistance and heat dissipation.

【0050】二重コイル7は、特に、タングステン、タ
ンタル、モリブデンの単体金属もしくはこれらの合金か
らなることが好ましい。二重コイル7をタングステン、
タンタル、モリブデンの単体金属もしくはこれらの合金
にて構成することにより、コスト、取扱い等の面で、実
用性に優れることになる。本実施形態においては、二重
コイル7として、直径0.091mmのタングステン
(W)線を径0.25mm、ピッチ0.146mmの一
次コイルに形成し、さらにその一次コイルで径1.7m
m、ピッチ0.6mmの二重コイルに形成したものを用
いている。なお、保持部材としては、二重コイル7を用
いる代わりに、三重コイル、あるいは一重コイル等を用
いるようにしもよい。また、コイル状の部材を用いる代
わりに、メッシュ状の部材を用いるようにしてもよい。
このように、コイルあるいはメッシュ状の部材を用いる
ことにより、保持部材としての放熱面積を減らすことが
できる。
The double coil 7 is preferably made of a single metal of tungsten, tantalum, molybdenum, or an alloy thereof. Double coil 7 is tungsten,
By using a single metal of tantalum or molybdenum or an alloy thereof, the practicability is excellent in terms of cost, handling and the like. In this embodiment, as the double coil 7, a tungsten (W) wire having a diameter of 0.091 mm is formed in a primary coil having a diameter of 0.25 mm and a pitch of 0.146 mm, and the primary coil has a diameter of 1.7 m.
A double coil with m and a pitch of 0.6 mm is used. Instead of using the double coil 7, a triple coil, a single coil or the like may be used as the holding member. Further, instead of using the coil-shaped member, a mesh-shaped member may be used.
As described above, by using the coil or mesh member, the heat radiation area as the holding member can be reduced.

【0051】二重コイル7は、基体金属3の外側表面に
複数回巻き付けられて固定される。基体金属3と二重コ
イル7との間には、アルミニウム層を形成するためのア
ルミニウム箔11が挿入されている。アルミニウム箔1
1の厚さは、0.005mm程度とされている。このア
ルミニウム箔11は、基体金属3及び二重コイル7と電
気的に導通した状態となっている。これにより、二重コ
イル7は、基体金属3、アルミニウム箔11を介して、
リードロッド4と電気的に接続されることになる。
The double coil 7 is wound and fixed on the outer surface of the base metal 3 a plurality of times. An aluminum foil 11 for forming an aluminum layer is inserted between the base metal 3 and the double coil 7. Aluminum foil 1
The thickness of 1 is about 0.005 mm. The aluminum foil 11 is electrically connected to the base metal 3 and the double coil 7. As a result, the double coil 7 passes through the base metal 3 and the aluminum foil 11,
It will be electrically connected to the lead rod 4.

【0052】金属酸化物9は、二重コイル7に保持され
る。二重コイル7の表面部分及び金属酸化物9は、金属
酸化物9の表面及び二重コイル7の表面部分が放電面と
なるように、ガス放電管用陰極C1の外側に露出してお
り、金属酸化物9の表面部分に二重コイル7の表面部分
が接触するようになっている。
The metal oxide 9 is held by the double coil 7. The surface portion of the double coil 7 and the metal oxide 9 are exposed to the outside of the gas discharge tube cathode C1 such that the surface of the metal oxide 9 and the surface portion of the double coil 7 serve as a discharge surface. The surface portion of the oxide 9 is brought into contact with the surface portion of the double coil 7.

【0053】金属酸化物9としては、バリウム(B
a)、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)の
内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合
物、スカンジウム、イットリウムを含む希土類金属(周
期律表のIIIa)単体の酸化物、又はこれらの酸化物の
混合物、あるいは、主構成要件がバリウム、ストロンチ
ウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこ
れらの酸化物の混合物であり副構成要件がスカンジウ
ム、イットリウムを含む希土類金属(周期律表のIII
a)である酸化物が用いられる。バリウム、ストロンチ
ウム、カルシウム、スカンジウム、イットリウムを含む
希土類金属は、仕事関数が小さく、熱電子を容易に放出
することができ、熱電子供給量を増加させることができ
る。また、副構成要件として希土類金属(周期律表のII
Ia)を添加した場合、熱電子供給量を更に増加させる
ことができると共に、耐スパッタ性能を向上することも
できる。
As the metal oxide 9, barium (B
a), an oxide of any one of strontium (Sr) and calcium (Ca), or a mixture of these oxides, an oxide of a rare earth metal containing scandium and yttrium (IIIa in the periodic table), or A mixture of these oxides, or an oxide of a simple substance selected from barium, strontium, and calcium as the main constituent, or a mixture of these oxides and a minor constituent of which includes scandium and yttrium (periodic III of the table
The oxide which is a) is used. Rare earth metals including barium, strontium, calcium, scandium, and yttrium have a small work function, can easily emit thermoelectrons, and can increase the thermoelectron supply amount. In addition, rare earth metals (II in the periodic table
When Ia) is added, the amount of supplied thermoelectrons can be further increased and the sputtering resistance can be improved.

【0054】金属酸化物9は、電極物質材として金属炭
酸塩(たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、
炭酸カルシウム等)の形で塗布され、塗布された金属炭
酸塩を1,000℃程度にて真空加熱分解(熱活性)す
ることにより得られる。このようにして得られた金属酸
化物9が最終的に易電子放射物質となる。電極物質材と
しての金属炭酸塩は、二重コイル7が基体金属3の外側
表面に複数回巻き付けられて固定され、アルミニウム箔
11が基体金属3と二重コイル7との間に挿入されてい
る状態において、基体金属3、アルミニウム箔11と接
触するように二重コイル7の外側から塗布される。
The metal oxide 9 is a metal carbonate (eg barium carbonate, strontium carbonate,
It is obtained by subjecting the applied metal carbonate to vacuum heating decomposition (thermal activation) at about 1,000 ° C. The metal oxide 9 thus obtained finally becomes an electron-emissive substance. In the metal carbonate as the electrode material, the double coil 7 is fixed by being wound around the outer surface of the base metal 3 multiple times, and the aluminum foil 11 is inserted between the base metal 3 and the double coil 7. In this state, the double coil 7 is applied so as to come into contact with the base metal 3 and the aluminum foil 11.

【0055】塗布された金属炭酸塩を真空加熱分解(熱
活性)すると、アルミニウムがイオン化ポテンシャル及
び融点が比較的低い金属であることから、アルミニウム
箔11と金属酸化物9に含まれる金属(たとえば、B
a)と二重コイル7を構成するタングステン(W)との
間において、BaWOBa組成の酸素侵入型、すなわち
酸素侵入型の金属間化合物が形成されることになる。な
お、金属酸化物9は、基体金属3、アルミニウム箔11
を介して、リードロッド4と電気的に接続されることに
なる。アルミニウムの第1イオン化エネルギーは、57
7KJ/molである。
When the applied metal carbonate is decomposed by heating under vacuum (thermal activation), aluminum is a metal having a relatively low ionization potential and melting point. Therefore, the metal contained in the aluminum foil 11 and the metal oxide 9 (for example, B
Between a) and the tungsten (W) forming the double coil 7, an oxygen interstitial compound of BaWOBa composition, that is, an oxygen interstitial intermetallic compound is formed. The metal oxide 9 is used as the base metal 3 and the aluminum foil 11.
And is electrically connected to the lead rod 4 via. The first ionization energy of aluminum is 57
It is 7 KJ / mol.

【0056】以上のことから、第1実施形態のガス放電
管用陰極C1においては、金属酸化物9と、アルミニウ
ム箔11(アルミニウム層)と、高融点金属からなる二
重コイル7を含み、アルミニウム箔11と二重コイル7
とが電気的に導通しているので、アルミニウム箔11と
金属酸化物9と二重コイル7との間において、BaWO
Ba組成の酸素侵入型の金属間化合物を容易に生成する
ことができる。
From the above, the cathode C1 for gas discharge tube of the first embodiment includes the metal oxide 9, the aluminum foil 11 (aluminum layer), and the double coil 7 made of a refractory metal, and the aluminum foil 11 and double coil 7
Are electrically connected to each other, so that between the aluminum foil 11, the metal oxide 9 and the double coil 7, BaWO
Oxygen interstitial intermetallic compounds having a Ba composition can be easily produced.

【0057】そして、第1実施形態のガス放電管用陰極
C1においては、アルミニウム箔11と二重コイル7と
は電気的に導通した状態にあるので、電子供給源となる
二重コイル7と金属酸化物9に含まれる金属とがアルミ
ニウム箔11及び上述した金属間化合物を介して電気的
に導通し、ガス放電管用陰極C1内において放電経路が
形成されることになる。また、ガス放電管用陰極C1に
おいては、二重コイル7と金属酸化物9に含まれる金属
とが上述した金属間化合物を介して電気的に導通し、ガ
ス放電管用陰極C1内において放電経路が形成されるこ
とにもなる。
In the cathode C1 for gas discharge tube of the first embodiment, since the aluminum foil 11 and the double coil 7 are electrically connected to each other, the double coil 7 serving as an electron source and the metal oxide are oxidized. The metal contained in the substance 9 is electrically conducted through the aluminum foil 11 and the intermetallic compound described above, and a discharge path is formed in the gas discharge tube cathode C1. In the gas discharge tube cathode C1, the double coil 7 and the metal contained in the metal oxide 9 are electrically conducted through the intermetallic compound, and a discharge path is formed in the gas discharge tube cathode C1. It will also be done.

【0058】これらの結果、ガス放電管用陰極C1は、
金属炭酸塩を真空加熱分解(熱活性)して金属酸化物9
を得た状態で、熱電子放出が開始可能な状態となってお
り、初期始動性を向上することができる。
As a result, the cathode C1 for gas discharge tube is
Decomposition (thermal activation) of metal carbonate under vacuum (metal activation)
In this state, thermionic emission can be started, and the initial startability can be improved.

【0059】(第2実施形態)次に、図3に基づいて、
第2実施形態に係るガス放電管用陰極C2を説明する。
図3は、本第2実施形態に係るガス放電管用陰極を示す
概略断面図である。
(Second Embodiment) Next, based on FIG.
The gas discharge tube cathode C2 according to the second embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to the second embodiment.

【0060】ガス放電管用陰極C2は、第1実施形態の
ガス放電管用陰極C1と同様に傍熱型陰極であって、図
3に示されるように、加熱用ヒータ1と、電子放射部5
と、線状部材(電気導体)21と、アルミニウム層を形
成するためのアルミニウム線23とを有している。
The gas discharge tube cathode C2 is an indirectly heated cathode similar to the gas discharge tube cathode C1 of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the heating heater 1 and the electron emitting portion 5 are provided.
And a linear member (electrical conductor) 21 and an aluminum wire 23 for forming an aluminum layer.

【0061】線状に形成された線状部材21は、導電性
を有する剛体(金属導体)で、周期律表のIIIa〜VII
a、VIII、Ib族に属し、具体的にはタングステン、タ
ンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、
イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコ
ニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希
土類金属等の高融点金属(融点1000℃以上)の単体
金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態におい
ては、タングステン製の線状部材を用いている。線状部
材21の直径は、0.1mm程度に設定されている。線
状部材21は、二重コイルの外側に二重コイル7の長手
方向にわたって、放電方向に略直交するように配設され
ている。また、線状部材21は、一端部がリードロッド
4に接続されることにより、接地されている。
The linear member 21 formed in a linear shape is a rigid body (metal conductor) having conductivity, and is IIIa to VII of the periodic table.
a, VIII, Ib group, specifically, tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium,
It is made of a simple metal such as iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, or a rare earth metal (melting point 1000 ° C. or higher), or an alloy thereof. In this embodiment, a linear member made of tungsten is used. The diameter of the linear member 21 is set to about 0.1 mm. The linear member 21 is arranged outside the double coil over the longitudinal direction of the double coil 7 so as to be substantially orthogonal to the discharge direction. The linear member 21 is grounded by connecting one end to the lead rod 4.

【0062】アルミニウム線23は、一端部がニッケル
製板部材25を介して線状部材21の他端部に接続され
ており、他端部がリードロッド4に接続されている。こ
のように、ニッケル製板部材25を介して線状部材21
とアルミニウム線23とを接続することにより、線状部
材21とアルミニウム線23との接合性を高めることが
できる。なお、線状部材21とアルミニウム線23とを
直接接合することにより接続してもよい。
The aluminum wire 23 has one end connected to the other end of the linear member 21 via the nickel plate member 25, and the other end connected to the lead rod 4. In this way, the linear member 21 is inserted through the nickel plate member 25.
By connecting the aluminum wire 23 with the aluminum wire 23, the bondability between the linear member 21 and the aluminum wire 23 can be improved. Alternatively, the linear member 21 and the aluminum wire 23 may be directly joined to each other to be connected.

【0063】アルミニウム線23の直径は、0.1mm
程度に設定されている。アルミニウム線23は、二重コ
イル7の内側に二重コイル7の長手方向にわたって、放
電方向に略直交するように、二重コイル7と接触させて
配設されている。これにより、アルミニウム線23は、
二重コイル7と電気的に導通した状態となっている。
The diameter of the aluminum wire 23 is 0.1 mm.
It is set to a degree. The aluminum wire 23 is arranged inside the double coil 7 over the longitudinal direction of the double coil 7 so as to be substantially orthogonal to the discharge direction and in contact with the double coil 7. As a result, the aluminum wire 23
It is in a state of being electrically connected to the double coil 7.

【0064】次に、図4に基づいて、ガス放電管用陰極
C2を製造する(二重コイル7に対して加熱用ヒータ
1、線状部材21、及びアルミニウム線23を配設す
る)工程の一例を説明する。
Next, based on FIG. 4, an example of a process of manufacturing the cathode C2 for a gas discharge tube (the heater 1 for heating, the linear member 21, and the aluminum wire 23 are provided for the double coil 7) Will be explained.

【0065】まず、タングステン製のワイヤ22を切断
して、ヘアピン状に折り曲げる。切断されたタングステ
ン製のワイヤ22が線状部材21を構成することにな
る。次に、ヘアピン状に折り曲げられたタングステン製
のワイヤ22の端部に、ニッケル製板部材25を介して
一対のアルミニウム線23を溶接により接続する。そし
て、図4(a)に示されるように、リードロッド4にタ
ングステン製のワイヤ22の折り曲げ部を溶接して接続
する。
First, the tungsten wire 22 is cut and bent into a hairpin shape. The cut tungsten wire 22 constitutes the linear member 21. Next, a pair of aluminum wires 23 are connected to the ends of the tungsten wire 22 bent into a hairpin shape through a nickel plate member 25 by welding. Then, as shown in FIG. 4A, the bent portion of the wire 22 made of tungsten is welded and connected to the lead rod 4.

【0066】次に、一対のアルミニウム線23を二重コ
イル7の内側に通し、図4(b)に示されるように、タ
ングステン製のワイヤ22とアルミニウム線23とで二
重コイル7を挟み込む。その後、二重コイル7の内側に
加熱用ヒータ1を挿入し、アルミニウム線23及び加熱
用ヒータ1の端部を溶接して接続する。以上の工程によ
り、二重コイル7の内側に加熱用ヒータ1及びアルミニ
ウム線23が配設され、二重コイル7の外側に線状部材
21(タングステン製のワイヤ22)が配設されている
構成を得ることができる。
Next, a pair of aluminum wires 23 are passed through the inside of the double coil 7, and the double coil 7 is sandwiched between the tungsten wire 22 and the aluminum wire 23 as shown in FIG. 4B. After that, the heater 1 for heating is inserted inside the double coil 7, and the aluminum wire 23 and the end of the heater 1 for heating are welded and connected. Through the above steps, the heater 1 for heating and the aluminum wire 23 are arranged inside the double coil 7, and the linear member 21 (the wire 22 made of tungsten) is arranged outside the double coil 7. Can be obtained.

【0067】続いて、図5に基づいて、ガス放電管用陰
極C2を製造する(二重コイル7に対して加熱用ヒータ
1、線状部材21、及びアルミニウム線23を配設す
る)工程の一例を説明する。
Next, based on FIG. 5, an example of a process of manufacturing the cathode C2 for a gas discharge tube (the heater 1 for heating, the linear member 21 and the aluminum wire 23 is provided for the double coil 7) Will be explained.

【0068】まず、タングステン製のワイヤ22を1本
切断して、ヘアピン状に折り曲げ、図5に示されるよう
に、ヘアピン状に折り曲げられたタングステン製のワイ
ヤ22の端部をリードロッド4に溶接にて接続する。次
に、タングステン製のワイヤ22の折り曲げ部にアルミ
ニウム線23の中央部を溶接により直接接合する。な
お、アルミニウム線23として、(株)ニラコ社製「A
l Chrome−O」(Fe:70%,Cr:25
%,Al:l5%)を用いることができる。
First, one tungsten wire 22 is cut and bent into a hairpin shape, and as shown in FIG. 5, the end portion of the hairpin bent tungsten wire 22 is welded to the lead rod 4. Connect with. Next, the central portion of the aluminum wire 23 is directly joined to the bent portion of the tungsten wire 22 by welding. As the aluminum wire 23, "A" manufactured by Niraco Co., Ltd.
l Chrome-O "(Fe: 70%, Cr: 25
%, Al: 15%) can be used.

【0069】続いて、図4に示した工程と同様に、アル
ミニウム線23を二重コイル7の内側に通し、タングス
テン製のワイヤ22とアルミニウム線23とで二重コイ
ル7を挟み込む。そして、二重コイル7の内側に加熱用
ヒータ1を挿入し、アルミニウム線23及び加熱用ヒー
タ1の端部を溶接して接続する。
Then, similarly to the step shown in FIG. 4, the aluminum wire 23 is passed through the inside of the double coil 7, and the double coil 7 is sandwiched between the tungsten wire 22 and the aluminum wire 23. Then, the heater 1 for heating is inserted inside the double coil 7, and the aluminum wire 23 and the end of the heater 1 for heating are welded and connected.

【0070】更に、図6に基づいて、ガス放電管用陰極
C2を製造する(二重コイル7に対して加熱用ヒータ
1、線状部材21、及びアルミニウム線23を配設す
る)工程の一例を説明する。
Further, based on FIG. 6, an example of a process of manufacturing the cathode C2 for a gas discharge tube (where the heater 1 for heating, the linear member 21 and the aluminum wire 23 are arranged for the double coil 7) explain.

【0071】まず、タングステン製のワイヤ22を1本
切断して、W字状に折り曲げ、図6に示されるように、
W字状に折り曲げられたタングステン製のワイヤ22の
端部及び折り曲げ部をニッケル製板部材27に溶接にて
接続する。次に、タングステン製のワイヤ22の折り曲
げ部のそれぞれにアルミニウム線23を溶接により直接
接合する。
First, one tungsten wire 22 is cut and bent into a W shape, and as shown in FIG.
The end portion and the bent portion of the tungsten wire 22 bent into a W shape are connected to the nickel plate member 27 by welding. Next, the aluminum wire 23 is directly joined to each of the bent portions of the tungsten wire 22 by welding.

【0072】続いて、ニッケル製板部材27をリードロ
ッド4に溶接にて接続した後、図4に示した工程と同様
に、アルミニウム線23を二重コイル7の内側に通し、
タングステン製のワイヤ22とアルミニウム線23とで
二重コイル7を挟み込む。そして、二重コイル7の内側
に加熱用ヒータ1を挿入し、アルミニウム線23及び加
熱用ヒータ1の端部を溶接して接続する。
Then, after the nickel plate member 27 is connected to the lead rod 4 by welding, the aluminum wire 23 is passed through the inside of the double coil 7 as in the step shown in FIG.
The double coil 7 is sandwiched between the tungsten wire 22 and the aluminum wire 23. Then, the heater 1 for heating is inserted inside the double coil 7, and the aluminum wire 23 and the end of the heater 1 for heating are welded and connected.

【0073】再び、図3を参照する。金属酸化物9は、
二重コイル7に保持され、線状部材21及びアルミニウ
ム線23に接触して設けられている。金属酸化物9及び
線状部材21は、金属酸化物9の表面及び線状部材21
の表面が放電面となるように、ガス放電管用陰極C2の
外側に露出しており、金属酸化物9の表面部分に線状部
材21が接触するようになっている。金属酸化物9は、
電極物質材として金属炭酸塩(たとえば、炭酸バリウ
ム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウム等)を、二重
コイル7の内側に加熱用ヒータ1を配設すると共に、二
重コイル7の外側に線状部材21を配設し、二重コイル
7の内側にアルミニウム線23を配設した状態で、線状
部材21側から塗布し、塗布した金属炭酸塩を真空加熱
分解することにより設けられることになる。
Referring again to FIG. The metal oxide 9 is
It is held by the double coil 7 and is provided in contact with the linear member 21 and the aluminum wire 23. The metal oxide 9 and the linear member 21 are the surface of the metal oxide 9 and the linear member 21.
Is exposed to the outside of the gas discharge tube cathode C2 so that the surface of the wire becomes a discharge surface, and the linear member 21 comes into contact with the surface portion of the metal oxide 9. The metal oxide 9 is
A metal carbonate (for example, barium carbonate, strontium carbonate, calcium carbonate, etc.) is used as an electrode material, the heating heater 1 is arranged inside the double coil 7, and the linear member 21 is arranged outside the double coil 7. Is provided, the aluminum wire 23 is provided inside the double coil 7, and is applied from the linear member 21 side, and the applied metal carbonate is vacuum-heat decomposed to be provided.

【0074】塗布された金属炭酸塩を真空加熱分解(熱
活性)すると、アルミニウムがイオン化ポテンシャル及
び融点が比較的低い金属であることから、アルミニウム
線23と金属酸化物9に含まれる金属(たとえば、B
a)と二重コイル7を構成するタングステン(W)の間
において、BaWOBa組成の酸素侵入型、すなわち酸
素侵入型の金属間化合物が形成されることになる。な
お、金属酸化物9は、二重コイル7、線状部材21、ア
ルミニウム線23を介して、リードロッド4と電気的に
接続されることになる。
When the applied metal carbonate is decomposed by heating under vacuum (thermal activation), since aluminum is a metal having a relatively low ionization potential and melting point, the metal contained in the aluminum wire 23 and the metal oxide 9 (for example, B
Between a) and the tungsten (W) forming the double coil 7, an oxygen interstitial compound having a BaWOBa composition, that is, an oxygen interstitial intermetallic compound is formed. The metal oxide 9 is electrically connected to the lead rod 4 via the double coil 7, the linear member 21, and the aluminum wire 23.

【0075】以上のことから、第2実施形態のガス放電
管用陰極C2においては、金属酸化物9と、アルミニウ
ム線23(アルミニウム層)と、高融点金属からなる二
重コイル7を含み、アルミニウム線23と二重コイル7
とが電気的に導通しているので、アルミニウム線23と
金属酸化物9と二重コイル7の間において、BaWOB
a組成の酸素侵入型の金属間化合物を容易に生成するこ
とができる。
From the above, the cathode C2 for gas discharge tube of the second embodiment includes the metal oxide 9, the aluminum wire 23 (aluminum layer), and the double coil 7 made of a refractory metal, and the aluminum wire 23 and double coil 7
, And are electrically connected to each other, the BaWOB is provided between the aluminum wire 23, the metal oxide 9 and the double coil 7.
Oxygen interstitial intermetallic compounds of a composition can be easily produced.

【0076】そして、第2実施形態のガス放電管用陰極
C2においては、アルミニウム線23と二重コイル7と
は電気的に導通した状態にあるので、電子供給源となる
二重コイル7と金属酸化物9に含まれる金属とがアルミ
ニウム線23、及び上述した金属間化合物を介して電気
的に導通し、ガス放電管用陰極C2内において放電経路
が形成されることになる。また、ガス放電管用陰極C2
においては、二重コイル7と金属酸化物9に含まれる金
属とが上述した金属間化合物を介して電気的に導通し、
ガス放電管用陰極C2内において放電経路が形成される
ことにもなる。
In the cathode C2 for gas discharge tube of the second embodiment, since the aluminum wire 23 and the double coil 7 are electrically connected to each other, the double coil 7 serving as an electron supply source and the metal oxide are oxidized. The metal contained in the substance 9 is electrically conducted through the aluminum wire 23 and the above-mentioned intermetallic compound, and a discharge path is formed in the cathode C2 for gas discharge tube. Also, the cathode C2 for gas discharge tube
In, the double coil 7 and the metal contained in the metal oxide 9 are electrically conducted through the above-mentioned intermetallic compound,
A discharge path is also formed in the gas discharge tube cathode C2.

【0077】これらの結果、ガス放電管用陰極C2は、
金属炭酸塩を真空加熱分解(熱活性)して金属酸化物9
を得た状態で、熱電子放出が開始可能な状態となってお
り、初期始動性を向上することができる。
As a result, the cathode C2 for gas discharge tube is
Decomposition (thermal activation) of metal carbonate under vacuum (metal activation)
In this state, thermionic emission can be started, and the initial startability can be improved.

【0078】また、第2実施形態のガス放電管用陰極C
2においては、金属酸化物9に接触して線状部材21が
設けられ、線状部材21により等電位面が実効的に形成
されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放
出が起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電
子放出量(電子放出密度)が大きくなり、放電位置にお
ける負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属
酸化物9のスパッタ、還元金属との酸化による安定化
(鉱物化)、つまり熱電子放出能の低下を抑制すること
ができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、
ガス放電管用陰極C2の長寿命化を図ることができる。
また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長
時間にわたって安定した放電を得ることができる。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the second embodiment
In 2, the linear member 21 is provided in contact with the metal oxide 9 and the equipotential surface is effectively formed by the linear member 21, so that thermionic emission is performed in a wide area of the formed equipotential surface. As a result, the discharge area increases, the electron emission amount (electron emission density) per unit area increases, and the load at the discharge position is reduced. It is possible to suppress stabilization (mineralization) due to oxidation with a metal, that is, a decrease in thermionic emission capability. As a result, it is possible to suppress the occurrence of local discharge,
The life of the gas discharge tube cathode C2 can be extended.
Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time.

【0079】また、第2実施形態のガス放電管用陰極C
2にあっては、放電面積が増加したことに関連して、電
流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電
流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくできる。
これにより、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流
の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実
現が可能となる。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the second embodiment
In No. 2, in connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased, the damage can be reduced as compared with the conventional one.
This makes it possible to provide an indirectly heated electrode having a large discharge current and having substantially the same shape as the conventional one, and it is possible to realize pulse operation and large current operation.

【0080】また、第2実施形態のガス放電管用陰極C
2にあっては、線状部材21を用いているので、熱電子
放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電
気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することがで
きる。また、線状部材21(電気導体)が剛体となるた
めに、加工が容易であると共に、金属酸化物9に密接し
て設けることができる。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the second embodiment
In the case of No. 2, since the linear member 21 is used, it is possible to realize an electric conductor having a configuration capable of suppressing a decrease in thermionic emission capability and a movement of the discharge position at low cost and more easily. Further, since the linear member 21 (electrical conductor) is a rigid body, it is easy to process and can be provided in close contact with the metal oxide 9.

【0081】また、第2実施形態のガス放電管用陰極C
2にあっては、加熱用ヒータ1を核として、その外側に
金属酸化物9を保持する二重コイル7を取り巻くように
配置し、二重コイル7に保持された金属酸化物9の表面
部分に接触するように線状部材21を配設することによ
り、二重コイル7の振動抑制効果が働き、金属酸化物9
の落下を防ぐことができる。また、二重コイル7のピッ
チ間に多量の金属酸化物9が保持されることになり、放
電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果
がある。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the second embodiment
In the second aspect, the heater 1 for heating is used as a nucleus, and the double coil 7 holding the metal oxide 9 is arranged outside the heater 1 as a core, and the surface portion of the metal oxide 9 held by the double coil 7 is arranged. By arranging the linear member 21 so as to be in contact with the
Can be prevented from falling. Further, a large amount of metal oxide 9 is held between the pitches of the double coil 7, which has an effect of replenishing the amount of metal oxide lost due to deterioration over time during discharge.

【0082】(第3実施形態)次に、図7に基づいて、
第3実施形態に係るガス放電管用陰極C3を説明する。
図7は、本第3実施形態に係るガス放電管用陰極を示す
概略断面図である。
(Third Embodiment) Next, based on FIG.
The gas discharge tube cathode C3 according to the third embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to the third embodiment.

【0083】ガス放電管用陰極C3は、図7に示される
ように、加熱用ヒータ1と、保持部材としての二重コイ
ル33と、電気導体としての線状部材35と、易電子放
射物質(陰極物質)としての金属酸化物9とを有してい
る。ここで、二重コイル33と易電子放射物質としての
金属酸化物9とは、加熱用ヒータ1からの熱を受けて電
子を放射する電子放射部を構成している。
As shown in FIG. 7, the gas discharge tube cathode C3 includes a heater 1 for heating, a double coil 33 as a holding member, a linear member 35 as an electric conductor, and an electron emitting substance (cathode). And a metal oxide 9 as a substance. Here, the double coil 33 and the metal oxide 9 as the electron-emissive substance form an electron emission unit that receives heat from the heating heater 1 and emits electrons.

【0084】二重コイル33は、第1実施形態における
二重コイル7と同様に、コイル状に巻き回されたコイル
より構成される多重コイルであって、マンドレル34を
有している。二重コイル33の内側には、加熱用ヒータ
1が挿入されて配設されている。ここで、マンドレルと
は、フィラメントコイル作成時に巻径を決める型の役割
を果たす芯線のことである。尚、マンドレルの材料とし
て、たとえばモリブデンを用いる。このように、二重コ
イル33がマンドレル34を有しているので、加工時に
二重コイル33が変形するのを抑制することができると
いう更なる効果を奏する。
The double coil 33, like the double coil 7 in the first embodiment, is a multiple coil composed of a coil wound in a coil shape and has a mandrel 34. Inside the double coil 33, the heater 1 for heating is inserted and arranged. Here, the mandrel is a core wire that plays a role of a mold that determines a winding diameter when the filament coil is formed. As the material of the mandrel, molybdenum is used, for example. As described above, since the double coil 33 has the mandrel 34, it is possible to further prevent the double coil 33 from being deformed during processing.

【0085】線状に形成された線状部材35は、導電性
を有する剛体(金属導体)で、周期律表のIIIa〜VII
a、VIII、Ib族に属し、具体的にはタングステン、タ
ンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、
イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコ
ニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希
土類金属等の高融点金属(融点1000℃以上)の単体
金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態におい
ては、タングステン製の線状部材を用いている。線状部
材35の直径は、0.1mm程度に設定されている。線
状部材35は、特に、タングステン、タンタル、モリブ
デンの単体金属もしくはこれらの合金からなることが好
ましい。線状部材35をタングステン、タンタル、モリ
ブデンの単体金属もしくはこれらの合金とすることによ
り、コスト、取扱い等の面で、実用性に優れることにな
る。
The linear member 35 formed in a linear shape is a rigid body (metal conductor) having conductivity, and is IIIa to VII in the periodic table.
a, VIII, Ib group, specifically, tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium,
It is made of a simple metal such as iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, or a rare earth metal (melting point 1000 ° C. or higher), or an alloy thereof. In this embodiment, a linear member made of tungsten is used. The diameter of the linear member 35 is set to about 0.1 mm. The linear member 35 is preferably made of a single metal of tungsten, tantalum, molybdenum, or an alloy thereof. When the linear member 35 is a single metal of tungsten, tantalum, molybdenum, or an alloy thereof, it is excellent in practicality in terms of cost, handling, and the like.

【0086】線状部材35は、所定長さを有しており、
二重コイル33の外側に二重コイル33の長手方向にわ
たって、放電方向に略直交するように配設されている。
この線状部材35は、図7に示されるように、二重コイ
ル33の長手方向に沿って二重コイル33の複数のコイ
ル部分に電気的に接触して設けられている。好ましく
は、二重コイル33の長手方向での全長にわたって電気
的に接触して設けることがよい。この線状部材35は、
二重コイル33と易電子放射物質としての金属酸化物9
とを含む電子放射部の最表面側部分に設けられることに
なる。
The linear member 35 has a predetermined length,
It is arranged outside the double coil 33 over the longitudinal direction of the double coil 33 so as to be substantially orthogonal to the discharge direction.
As shown in FIG. 7, the linear member 35 is provided in electrical contact with a plurality of coil portions of the double coil 33 along the longitudinal direction of the double coil 33. Preferably, the double coil 33 may be provided in electrical contact over the entire length in the longitudinal direction. This linear member 35 is
Double coil 33 and metal oxide 9 as an electron emitting substance
It is provided on the outermost surface side portion of the electron emitting portion including and.

【0087】線状部材35はリードロッド4を介して、
加熱用ヒータ1の接地側の端子に接続されることによ
り、接地(GND)されている。これにより、二重コイ
ル33は接地されるとともに、易電子放射物質としての
金属酸化物9は接地電位となる。線状部材35の本数
は、1本に限られることなく、2本以上の複数本であっ
てもよい。また、線状部材35と二重コイル33との各
接触点を溶接してもよい。
The linear member 35 is connected via the lead rod 4 to
It is grounded (GND) by being connected to the grounding side terminal of the heating heater 1. As a result, the double coil 33 is grounded, and the metal oxide 9 as the electron-emissive substance becomes the ground potential. The number of linear members 35 is not limited to one, and may be two or more. Moreover, you may weld each contact point of the linear member 35 and the double coil 33.

【0088】また、線状部材35には、その表面の少な
くとも一部を被覆するアルミニウム層が形成されてい
る。このアルミニウム層は、線状部材35の表面にアル
ミニウム(Al)を、蒸着(物理蒸着(PVD)法、化
学蒸着(CVD)法)、めっき等により形成され、線状
部材35と電気的に導通した状態となっている。アルミ
ニウム層の形成は、特に、PVD法における真空蒸着法
やイオンプレーティング法が有効である。なお、アルミ
ニウム層は、線状部材35の全表面に形成する必要はな
く、線状部材35の表面の少なくとも一部に形成されれ
ばよい。
Further, the linear member 35 is formed with an aluminum layer covering at least a part of the surface thereof. This aluminum layer is formed by vapor deposition (physical vapor deposition (PVD) method, chemical vapor deposition (CVD) method), plating or the like of aluminum (Al) on the surface of the linear member 35, and is electrically connected to the linear member 35. It is in the state of doing. The vacuum deposition method and the ion plating method in the PVD method are particularly effective for forming the aluminum layer. The aluminum layer does not have to be formed on the entire surface of the linear member 35, and may be formed on at least a part of the surface of the linear member 35.

【0089】なお、線状部材35の代わりに、導電性を
有する剛体(金属導体)を板状に形成した板状部材、金
属導体をメッシュ状に編んだメッシュ状部材等を用いる
ようにしてもよい。この場合、板状部材やメッシュ状部
材等の表面の少なくとも一部を被覆するようにアルミニ
ウム層が形成されることとなる。
In place of the linear member 35, a plate-shaped member having a conductive rigid body (metal conductor) formed in a plate shape, a mesh-shaped member obtained by knitting a metal conductor in a mesh shape, or the like may be used. Good. In this case, the aluminum layer is formed so as to cover at least a part of the surface of the plate member, the mesh member, or the like.

【0090】図7に戻ると、ガス放電管用陰極C3は、
易電子放射物質としての金属酸化物9を有している。金
属酸化物9は、二重コイル33に保持され、線状部材3
5に接触して設けられている。金属酸化物9及び線状部
材35は、金属酸化物9の表面及び線状部材35の表面
が放電面となるように、ガス放電管用陰極C3の外側に
露出しており、金属酸化物9の表面部分に線状部材35
が接触するようになっている。
Returning to FIG. 7, the gas discharge tube cathode C3 is
It has a metal oxide 9 as an electron-emissive substance. The metal oxide 9 is held by the double coil 33, and the linear member 3
5 is provided in contact with. The metal oxide 9 and the linear member 35 are exposed to the outside of the gas discharge tube cathode C3 so that the surface of the metal oxide 9 and the surface of the linear member 35 serve as a discharge surface. The linear member 35 on the surface
Are in contact with each other.

【0091】金属酸化物9は、陰極物質材として金属炭
酸塩(たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、
炭酸カルシウム等)の形で塗布され、塗布された金属炭
酸塩を真空加熱分解することにより得られる。尚、加熱
用ヒータへの通電により真空加熱分解を行う場合、直流
加熱分解に比べ交流加熱分解の方が好ましい。このよう
にして得られた金属酸化物9が最終的に易電子放射物質
となる。陰極物質材としての金属炭酸塩は、図7に示さ
れたように、二重コイル33の内側に加熱用ヒータ1が
配設され、二重コイル33に線状部材35が配設されて
いる状態において、線状部材35側から塗布される。
The metal oxide 9 is a metal carbonate (eg barium carbonate, strontium carbonate,
It is obtained by subjecting the applied metal carbonate to thermal decomposition under vacuum. When performing vacuum thermal decomposition by energizing the heating heater, AC thermal decomposition is preferable to DC thermal decomposition. The metal oxide 9 thus obtained finally becomes an electron-emissive substance. As shown in FIG. 7, the metal carbonate serving as the cathode material is provided with the heater 1 for heating inside the double coil 33 and the linear member 35 provided on the double coil 33. In the state, it is applied from the linear member 35 side.

【0092】また、二重コイル33の内側に加熱用ヒー
タ1が配設されていない状態で陰極物質材としての金属
炭酸塩を二重コイル33(線状部材35)に塗布し、そ
の後、二重コイル33の内側に加熱用ヒータ1を挿入し
てもよい。このように、金属炭酸塩の塗布後に加熱用ヒ
ータ1を挿入して配設するのは、加熱用ヒータ1に形成
された電気絶縁層2に小孔が有る場合、加熱用ヒータ1
を配設した状態で金属炭酸塩を塗布すると、塗布した金
属炭酸塩が小孔内に入り込み、金属炭酸塩から得られる
金属酸化物9と加熱用ヒータ1とが短絡状態となるのを
回避するためである。
Further, metal carbonate as a cathode material is applied to the double coil 33 (the linear member 35) in a state where the heater 1 for heating is not provided inside the double coil 33, and then the two The heating heater 1 may be inserted inside the heavy coil 33. In this way, the heater 1 for heating is inserted and disposed after the application of the metal carbonate so that the heater 1 for heating has a small hole when the electric insulating layer 2 formed on the heater 1 for heating has small holes.
When the metal carbonate is applied in the state where the metal carbonate is provided, the applied metal carbonate is prevented from entering into the small holes and short-circuiting the metal oxide 9 obtained from the metal carbonate and the heater 1 for heating. This is because.

【0093】加熱用ヒータ1は、図7に示されるよう
に、電気絶縁層2を介して、金属酸化物9に接触してい
る。このため、予熱時に加熱用ヒータ1の熱を確実且つ
効率よく金属酸化物9に伝えることができる。また、特
公昭62−56628号公報に開示されたガス放電管用
傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比し
て、放熱面積が少なくなり、熱陰極動作に必要となる熱
量の損失を抑制することができる。このため、外部から
の電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱
による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。ここ
で、自己加熱とは、ガス放電管において電極から電子が
出る際、放電空間中のイオン化したガス分子が衝突して
電気的に中和されるが、ガス分子が電極に衝突する衝撃
により、熱が発生することをいう。
As shown in FIG. 7, the heater 1 for heating is in contact with the metal oxide 9 via the electric insulating layer 2. Therefore, the heat of the heater 1 for heating can be transferred to the metal oxide 9 reliably and efficiently during preheating. Further, compared with the indirectly heated cathode for a gas discharge tube having a heat-conductive cylinder disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-56628, the heat radiation area is smaller, which is necessary for hot cathode operation. The loss of heat quantity can be suppressed. Therefore, it is possible to design the electrode so that the electrode operates only by the amount of heat generated by self-heating, without the need to supply the amount of heat to the electrode from the outside or forced overheating. Here, self-heating means that when electrons are emitted from the electrode in the gas discharge tube, ionized gas molecules in the discharge space collide and are electrically neutralized, but due to the impact of the gas molecules colliding with the electrode, It means that heat is generated.

【0094】なお、上記した金属酸化物以外には、熱電
子供給源としてほう化ランタン等の金属ほう化物、金属
炭化物、金属窒化物等を用いることも考えられるが、こ
れらの金属ほう化物、金属炭化物、金属窒化物等はガス
放電管用の熱陰極としての熱電子供給源としての実績が
乏しく、主副構成要件として加える意味はない。ただ
し、熱電子供給源以外の効果、たとえば放電部以外での
熱放散量を抑制するための絶縁効果向上等のために陰極
周辺部に使用することがある。
In addition to the above-mentioned metal oxides, it is also conceivable to use metal borides such as lanthanum boride, metal carbides, metal nitrides, etc. as a source of thermionic electrons. Carbides, metal nitrides, and the like have a poor track record as a thermoelectron supply source as a hot cathode for gas discharge tubes, and are meaningless to be added as main and sub constituent requirements. However, it may be used in the peripheral part of the cathode for the purpose other than the thermionic supply source, for example, for improving the insulating effect for suppressing the amount of heat dissipation other than the discharge part.

【0095】ところで、塗布された金属炭酸塩(たとえ
ば、炭酸バリウム)が真空加熱分解(熱活性)される
と、線状部材35の表面に層状に形成されたアルミニウ
ムと、金属酸化物9に含まれる金属(たとえば、バリウ
ム)との間で酸化バリウム(BaO)が作られ、この酸
化バリウムと線状部材35を構成する高融点金属(タン
グステン(W))と間において、アルミニウム(Al)
がタングステンとバリウム等との橋渡し役となって酸素
侵入型、すなわち酸素侵入型の金属間化合物(WAlO
Ba)が形成されることになる。金属間化合物中では、
共有結合とイオン結合とが混在した状態となり、上述し
たように、遊離バリウム(Ba)が存在することにな
る。
By the way, when the applied metal carbonate (for example, barium carbonate) is vacuum-heat decomposed (thermally activated), aluminum layered on the surface of the linear member 35 and the metal oxide 9 are contained. Barium oxide (BaO) is formed between the metal (for example, barium) to be formed, and aluminum (Al) is formed between the barium oxide and the refractory metal (tungsten (W)) forming the linear member 35.
Serves as a bridge between tungsten and barium, etc., and is an oxygen interstitial type, that is, an oxygen interstitial type intermetallic compound (WAlO
Ba) will be formed. In intermetallic compounds,
A covalent bond and an ionic bond are mixed, and free barium (Ba) is present as described above.

【0096】アルミニウム(Al)は、イオン化ポテン
シャル及び融点がタングステンよりも低く、イオン化ポ
テンシャルはバリウムと同等である。アルミニウムのイ
オン化ポテンシャルは5.984eV(577kJ/m
ol)であり、融点は660℃である。このため、炭酸
バリウムを熱分解して形成されたBa−酸素(O)化合
物におけるバリウムがアルミニウムに容易に置換され、
耐熱性を有するBa−Al−Oの結合を有する化合物が
形成される。また、タングステンとアルミニウムとの間
は金属結合であり、アルミニウムとバリウムとの間は電
子が供給されやすい結合状態であることから、タングス
テンとアルミニウムとバリウムとの間には導電性があ
る。
Aluminum (Al) has a lower ionization potential and melting point than tungsten, and has the same ionization potential as barium. The ionization potential of aluminum is 5.984 eV (577 kJ / m).
ol), and the melting point is 660 ° C. Therefore, barium in the Ba-oxygen (O) compound formed by thermally decomposing barium carbonate is easily replaced by aluminum,
A compound having a Ba—Al—O bond having heat resistance is formed. Further, since tungsten and aluminum are metallic bonds and aluminum and barium are in a bond state in which electrons are easily supplied, there is conductivity between tungsten, aluminum and barium.

【0097】以上のことから、本第3実施形態によれ
ば、アルミニウムが橋かけとなり、線状部材35の表面
に形成されたアルミニウム層と線状部材35と金属酸化
物9との間において、WAlOBa組成の酸素侵入型の
金属間化合物を容易に生成することができる。この金属
間化合物には、接続された電源から供給される放電用電
子が線状部材35からAlを介して易電子放射物質とな
る金属(バリウム等)に連続的に且つ多量に供給される
回路が形成されていることから、ガス放電管用陰極C3
は、熱活性された状態で、熱電子放出が開始可能な状態
となっており、初期始動性が改善されることとなる。
From the above, according to the third embodiment, aluminum becomes a bridge, and between the aluminum layer formed on the surface of the linear member 35, the linear member 35, and the metal oxide 9, Oxygen interstitial intermetallic compounds having a WAlOBa composition can be easily produced. This intermetallic compound is a circuit in which discharge electrons supplied from a connected power source are continuously and in large quantities supplied from the linear member 35 to a metal (barium or the like) which becomes an electron-emissive substance through Al. Is formed, the cathode C3 for gas discharge tube is formed.
In the thermally activated state, thermionic emission can be started, and the initial startability is improved.

【0098】また、本第3実施形態においては、アルミ
ニウムは、線状部材35の表面の少なくとも一部を被覆
して層状に形成されている。これにより、アルミニウム
は、線状部材35の表面の少なくとも一部を層状に被覆
するので、Alの露出表面積が大きくなり、酸素侵入型
の金属間化合物が、線状部材35と易電子放射物質とな
る金属との間に多く形成することができる。また、上述
した金属間化合物の形成に寄与するアルミニウムの量を
簡易かつ適切に制御することができる。
Further, in the third embodiment, aluminum is formed in layers by covering at least a part of the surface of the linear member 35. As a result, aluminum coats at least a part of the surface of the linear member 35 in a layered manner, so that the exposed surface area of Al becomes large, and the oxygen-intrusion type intermetallic compound is absorbed between the linear member 35 and the electron-emissive substance. It is possible to form a large amount between the metal and the metal. Further, the amount of aluminum contributing to the formation of the above-mentioned intermetallic compound can be controlled easily and appropriately.

【0099】また、第3実施形態のガス放電管用陰極C
3においては、金属酸化物9に接触して線状部材35が
設けられ、線状部材35が複数箇所において二重コイル
33と電気的に接触することで、線状部材35により等
電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面
の広い領域で熱電子放出が起きるために放電面積が増加
し、単位面積当りの電子放出量(電子放出密度)が大き
くなり、放電位置における負荷が軽減されることにな
り、劣化要因である金属酸化物9のスパッタ、還元金属
との酸化による安定化(鉱物化)、つまり熱電子放出能
の低下を抑制することができる。この結果、局所的な放
電の発生を抑制でき、陰極の長寿命化を図ることができ
る。また、放電位置の移動も抑制されることになるた
め、長時間にわたって安定した放電を得ることができ
る。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the third embodiment
3, the linear member 35 is provided in contact with the metal oxide 9, and the linear member 35 makes electrical contact with the double coil 33 at a plurality of locations, so that the linear member 35 provides an equipotential surface. Since it is formed effectively, thermionic emission occurs in a wide area of the formed equipotential surface, so that the discharge area increases, the electron emission amount per unit area (electron emission density) increases, and Since the load is reduced, it is possible to suppress the deterioration of the thermionic emission capability, that is, the stabilization (mineralization) due to the sputtering of the metal oxide 9 and the oxidation with the reducing metal, which are deterioration factors. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed and the life of the cathode can be extended. Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time.

【0100】また、ガス放電管用陰極C3にあっては、
放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上
げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、
従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従
来のものとほぼ同一形状で、大放電電流のガス放電管用
傍熱型陰極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現
が可能となる。
Further, in the cathode C3 for gas discharge tube,
In connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased,
Damage can be reduced compared to the conventional one. This makes it possible to provide an indirectly heated cathode for a gas discharge tube with a large discharge current, which has substantially the same shape as the conventional one, and can realize pulse operation and large current operation.

【0101】また、電気導体として線状部材35を用い
ているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を
抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易
に実現することができる。また、線状部材35(電気導
体)が剛体となるために、加工が容易であると共に、金
属酸化物9に密接して設けることができる。
Further, since the linear member 35 is used as the electric conductor, the electric conductor having a structure capable of suppressing the decrease of the thermoelectron emission ability and the movement of the discharge position can be realized at low cost and more easily. . Further, since the linear member 35 (electric conductor) is a rigid body, it is easy to process and can be provided in close contact with the metal oxide 9.

【0102】(第4実施形態)次に、図8に基づいて、
第4実施形態に係るガス放電管用陰極C4を説明する。
図8は、本第4実施形態に係るガス放電管用陰極を示す
概略断面図である。
(Fourth Embodiment) Next, based on FIG.
The gas discharge tube cathode C4 according to the fourth embodiment will be described.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to the present fourth embodiment.

【0103】ガス放電管用陰極C4は、図8に示される
ように、加熱用ヒータ1と、コイル部材としての二重コ
イル7と、電気導体としての板状部材41と、易電子放
射物質(陰極物質)としての金属酸化物9とを有してい
る。
As shown in FIG. 8, the gas discharge tube cathode C4 includes a heater 1 for heating, a double coil 7 as a coil member, a plate member 41 as an electric conductor, and an electron-emissive substance (cathode). And a metal oxide 9 as a substance.

【0104】二重コイル7には、その表面の少なくとも
一部を被覆するアルミニウム層が形成されている。この
アルミニウム層は、二重コイル7の表面にアルミニウム
(Al)を、蒸着(物理蒸着(PVD)法、化学蒸着
(CVD)法)、めっき等により形成され、二重コイル
7と電気的に導通した状態となっている。アルミニウム
層の形成は、特に、PVD法における真空蒸着法やイオ
ンプレーティング法が有効である。なお、アルミニウム
層は、二重コイル7の全表面に形成する必要はなく、二
重コイル7の表面の少なくとも一部に形成されればよ
い。
The double coil 7 is formed with an aluminum layer covering at least a part of its surface. This aluminum layer is formed by vapor deposition (physical vapor deposition (PVD) method, chemical vapor deposition (CVD) method), plating or the like of aluminum (Al) on the surface of the double coil 7, and is electrically connected to the double coil 7. It is in the state of doing. The vacuum deposition method and the ion plating method in the PVD method are particularly effective for forming the aluminum layer. The aluminum layer does not have to be formed on the entire surface of the double coil 7, and may be formed on at least a part of the surface of the double coil 7.

【0105】板状に形成された板状部材41は、導電性
を有する剛体(金属導体)で、周期律表のIIIa〜VII
a、VIII、Ib族に属し、具体的にはタングステン、タ
ンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、
イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコ
ニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希
土類金属等の高融点金属(融点1000℃以上)の単体
金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態におい
ては、幅1.5mm、厚さ25.4μmのタングステン
製の板状部材を用いている。
The plate-like member 41 formed in a plate-like shape is a rigid body (metal conductor) having conductivity, and is IIIa to VII in the periodic table.
a, VIII, Ib group, specifically, tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium,
It is made of a simple metal such as iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, or a rare earth metal (melting point 1000 ° C. or higher), or an alloy thereof. In this embodiment, a tungsten plate member having a width of 1.5 mm and a thickness of 25.4 μm is used.

【0106】板状部材41は、二重コイル7の内側(加
熱用ヒータ1と二重コイル7との間)に二重コイル7の
長手方向にわたって、放電方向に略直交して設けられて
いる。板状部材41は、二重コイル7と電気的に接続さ
れた状態にある。また、板状部材41は、二重コイル7
の内側において複数のコイル部分に接触しており、二重
コイル7と複数個の接点を形成している。板状部材41
は、加熱用ヒータ1の接地側の端子に接続されることに
より、接地(GND)されている。板状部材41が接地
されることにより、二重コイル7も接地されることにな
る。なお、板状部材41を用いる代わりに、線状に形成
された線状部材(たとえば、直径0.1mm程度のタン
グステン素線)やメッシュ状に形成されたメッシュ部材
を用いるようにしてもよい。また、板状部材41と二重
コイル7との各接触点を溶接してもよい。
The plate member 41 is provided inside the double coil 7 (between the heating heater 1 and the double coil 7) over the longitudinal direction of the double coil 7 substantially orthogonal to the discharge direction. . The plate member 41 is in a state of being electrically connected to the double coil 7. In addition, the plate member 41 includes the double coil 7
It contacts a plurality of coil portions inside the and forms a plurality of contacts with the double coil 7. Plate member 41
Is grounded (GND) by being connected to the grounding side terminal of the heating heater 1. When the plate member 41 is grounded, the double coil 7 is also grounded. Instead of using the plate member 41, a linear member (for example, a tungsten element wire having a diameter of about 0.1 mm) formed in a linear shape or a mesh member formed in a mesh shape may be used. Further, each contact point between the plate member 41 and the double coil 7 may be welded.

【0107】金属酸化物9は、二重コイル7及び加熱用
ヒータ1に保持され、板状部材41に接触して設けられ
ている。金属酸化物9の表面及び二重コイル7の表面が
ガス放電管用陰極C4の外側に露出しており、金属酸化
物9の表面部分に二重コイル7の表面部分が接触するよ
うになっている。
The metal oxide 9 is held by the double coil 7 and the heater 1 for heating, and is provided in contact with the plate member 41. The surface of the metal oxide 9 and the surface of the double coil 7 are exposed to the outside of the cathode C4 for a gas discharge tube, and the surface portion of the double coil 7 contacts the surface portion of the metal oxide 9. .

【0108】金属酸化物9は、陰極物質材として金属炭
酸塩(たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、
炭酸カルシウム等)の形で塗布され、塗布された金属炭
酸塩を真空加熱分解することにより得られる。なお、加
熱用ヒータ1への通電により真空加熱分解を行う場合、
直流加熱分解に比べ交流加熱分解の方が好ましい。この
ようにして得られた金属酸化物9が最終的に易電子放射
物質となる。陰極物質材としての金属炭酸塩は、図8に
示されたように、二重コイル7の内側に加熱用ヒータ1
が配設され、放電面側となる二重コイル7の内側に板状
部材41が配設されている状態において、二重コイル7
の表面側から塗布される。なお、金属炭酸塩は、ガス放
電管用陰極C4(二重コイル7)の全周を覆うように塗
布する必要はなく、放電面側となる板状部材41が設け
られている側の部分のみに塗布するようにしてもよい。
The metal oxide 9 is a metal carbonate (eg barium carbonate, strontium carbonate,
It is obtained by subjecting the applied metal carbonate to thermal decomposition under vacuum. When vacuum heating decomposition is performed by energizing the heating heater 1,
AC pyrolysis is preferable to DC pyrolysis. The metal oxide 9 thus obtained finally becomes an electron-emissive substance. As shown in FIG. 8, the metal carbonate as the cathode material is placed inside the double coil 7 by the heater 1 for heating.
And the plate-shaped member 41 is disposed inside the double coil 7 on the discharge surface side.
Is applied from the front side. It is not necessary to apply the metal carbonate so as to cover the entire circumference of the gas discharge tube cathode C4 (double coil 7), and only the portion on the discharge surface side where the plate-like member 41 is provided is provided. It may be applied.

【0109】加熱用ヒータ1は、図8に示されるよう
に、電気絶縁層2を介して、金属酸化物9と二重コイル
7とに接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ
1の熱を確実且つ効率よく金属酸化物9及び二重コイル
7に伝えることができる。また、特公昭62−5662
8号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように
熱良導性の円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必
要となる熱量の損失を抑制することができる。このた
め、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせ
ず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計
できる。ここで、自己加熱とは、ガス放電管において電
極から電子が出る際、放電空間中のイオン化したガス分
子が衝突して電気的に中和されるが、ガス分子が電極に
衝突する衝撃により、熱が発生することをいう。
As shown in FIG. 8, the heating heater 1 is in contact with the metal oxide 9 and the double coil 7 via the electric insulating layer 2. Therefore, the heat of the heating heater 1 can be reliably and efficiently transferred to the metal oxide 9 and the double coil 7 during preheating. In addition, Japanese Examined Japanese Patent Publication Sho 62-5662
As compared with the indirectly heated cathode for a gas discharge tube having a heat-conductive cylinder disclosed in Japanese Patent Publication No. 8, it is possible to suppress the loss of the amount of heat required for hot cathode operation. Therefore, it is possible to design the electrode so that the electrode operates only by the amount of heat generated by self-heating, without the need to supply the amount of heat to the electrode from the outside or forced overheating. Here, self-heating means that when electrons are emitted from the electrode in the gas discharge tube, ionized gas molecules in the discharge space collide and are electrically neutralized, but due to the impact of the gas molecules colliding with the electrode, It means that heat is generated.

【0110】ところで、塗布された金属炭酸塩(たとえ
ば、炭酸バリウム)が真空加熱分解(熱活性)される
と、二重コイル7の表面に層状に形成されたアルミニウ
ムと、金属酸化物9に含まれる金属(たとえば、バリウ
ム)との間で酸化バリウム(BaO)が作られ、この酸
化バリウムと二重コイル7を構成する高融点金属(タン
グステン(W))と間において、アルミニウム(Al)
がタングステンとバリウム等との橋渡し役となって酸素
侵入型、すなわち酸素侵入型の金属間化合物(WAlO
Ba)が形成されることになる。金属間化合物中では、
共有結合とイオン結合とが混在した状態となり、上述し
たように、遊離バリウム(Ba)が存在することにな
る。
By the way, when the applied metal carbonate (for example, barium carbonate) is decomposed (heat activated) under vacuum, it is contained in the layered aluminum and the metal oxide 9. Barium oxide (BaO) is formed between the metal (for example, barium) to be formed, and aluminum (Al) is formed between the barium oxide and the refractory metal (tungsten (W)) forming the double coil 7.
Serves as a bridge between tungsten and barium, etc., and is an oxygen interstitial type, that is, an oxygen interstitial type intermetallic compound (WAlO
Ba) will be formed. In intermetallic compounds,
A covalent bond and an ionic bond are mixed, and free barium (Ba) is present as described above.

【0111】アルミニウム(Al)は、イオン化ポテン
シャル及び融点がタングステンよりも低く、イオン化ポ
テンシャルはバリウムと同等である。アルミニウムのイ
オン化ポテンシャルは5.984eV(577kJ/m
ol)であり、融点は660℃である。このため、炭酸
バリウムを熱分解して形成されたBa−酸素(O)化合
物におけるバリウムがアルミニウムに容易に置換され、
耐熱性を有するBa−Al−Oの結合を有する化合物が
形成される。また、タングステンとアルミニウムとの間
は金属結合であり、アルミニウムとバリウムとの間は電
子が供給されやすい結合状態であることから、タングス
テンとアルミニウムとバリウムとの間には導電性があ
る。
Aluminum (Al) has a lower ionization potential and melting point than tungsten, and has the same ionization potential as barium. The ionization potential of aluminum is 5.984 eV (577 kJ / m).
ol), and the melting point is 660 ° C. Therefore, barium in the Ba-oxygen (O) compound formed by thermally decomposing barium carbonate is easily replaced by aluminum,
A compound having a Ba—Al—O bond having heat resistance is formed. Further, since tungsten and aluminum are metallic bonds and aluminum and barium are in a bond state in which electrons are easily supplied, there is conductivity between tungsten, aluminum and barium.

【0112】以上のことから、本第4実施形態によれ
ば、アルミニウムが橋かけとなり、二重コイル7の表面
に形成されたアルミニウム層と二重コイル7と金属酸化
物9との間において、WAlOBa組成の酸素侵入型の
金属間化合物を容易に生成することができる。この金属
間化合物には、接続された電源から供給される放電用電
子が二重コイル7からAlを介して易電子放射物質とな
る金属(バリウム等)に連続的に且つ多量に供給される
回路が形成されていることから、ガス放電管用陰極C4
は、熱活性された状態で、熱電子放出が開始可能な状態
となっており、初期始動性が改善されることとなる。
From the above, according to the present fourth embodiment, aluminum becomes a bridge, and between the aluminum layer formed on the surface of the double coil 7 and the double coil 7 and the metal oxide 9, Oxygen interstitial intermetallic compounds having a WAlOBa composition can be easily produced. The intermetallic compound is a circuit in which discharge electrons supplied from a connected power source are continuously and in large quantities supplied from the double coil 7 to a metal (barium or the like) which becomes an electron-emissive substance through Al. Is formed, the cathode C4 for gas discharge tube is formed.
In the thermally activated state, thermionic emission can be started, and the initial startability is improved.

【0113】また、本第4実施形態において、アルミニ
ウムは、二重コイル7の表面の少なくとも一部を被覆し
て層状に形成されている。これにより、アルミニウム
は、二重コイル7の表面の少なくとも一部を層状に被覆
するので、Alの露出表面積が大きくなり、酸素侵入型
の金属間化合物が、二重コイル7と易電子放射物質とな
る金属との間に多く形成することができる。また、上述
した金属間化合物の形成に寄与するアルミニウムの量を
簡易かつ適切に制御することができる。
Further, in the fourth embodiment, aluminum is formed in layers so as to cover at least a part of the surface of the double coil 7. As a result, aluminum coats at least a part of the surface of the double coil 7 in a layered manner, so that the exposed surface area of Al becomes large, and the oxygen intercalation type intermetallic compound becomes a double coil 7 and an electron-emissive substance. It is possible to form a large amount between the metal and the metal. Further, the amount of aluminum contributing to the formation of the above-mentioned intermetallic compound can be controlled easily and appropriately.

【0114】ここで、二重コイル7の表面の所定の3つ
の放電部(電子供給源としてのグランド(GND)に近
いほうから1A、1B、1Cとする)における放電を考
察してみる。各放電部1A、1B、1Cは、板状部材4
1からの二重コイル7の巻線抵抗分R1A、R1B、R
1Cを有している。放電電流量は、その部位の仕事関数
によって異なるが、 I1A>I1B>I1C ……… (7) と仮定して、巻線抵抗分R1Aを有する放電部1Aに主
たる放電が発生した場合、下記の(8)式で表されるジ
ュール熱による発熱(W)が増大し、 W=I1A2×R1A ……… (8) 温度上昇による仕事関数の低下が起こる。これにより、
放電の多くがこの放電部1Aに集まって放電の集中度が
増え、放電分布は、緩やかな凹凸を有する山脈状の連続
分布となる。巻線抵抗分R1Aの値が大きいほど、放電
分布の傾斜は大きくなるが、逆に巻線抵抗分R1Aの値
が小さくなっていくと、その放電分布は、幅の広い緩や
かな一山型の連続分布に収束していくこととなる。
Now, let us consider the discharges at three predetermined discharge parts on the surface of the double coil 7 (1A, 1B, 1C from the side closer to the ground (GND) as the electron supply source). Each discharge part 1A, 1B, 1C is a plate-shaped member 4
Winding resistance component of the double coil 7 from 1 R1A, R1B, R
It has 1C. The discharge current amount varies depending on the work function of the part, but assuming that I1A>I1B> I1C (7), when the main discharge occurs in the discharge portion 1A having the winding resistance R1A, The heat generation (W) due to the Joule heat represented by the equation (8) increases, and W = I1A 2 × R1A (8) The work function decreases due to the temperature increase. This allows
Most of the discharge is collected in the discharge part 1A, and the degree of concentration of the discharge is increased, and the discharge distribution becomes a mountain range-like continuous distribution having gentle unevenness. The larger the winding resistance R1A, the larger the slope of the discharge distribution. Conversely, the smaller the winding resistance R1A, the smaller the discharge distribution becomes. It will converge to a continuous distribution.

【0115】以上のことから、本実施形態のガス放電管
用陰極C4においては、金属酸化物9に接触するととも
に二重コイル7に接触して板状部材41が設けられてい
るので、板状部材41は、二重コイル7の裏面(放電面
とは反対側の面)において当該二重コイル7の内側部分
とともに等電位面を実効的に形成することになる。すな
わち、板状部材41と二重コイル7の内側部分とは、複
数の電気配線(導電路)で構成され、かつ単一の方向へ
電流が流れるよう規制されることはない。したがって、
板状部材41の表面の端々間の電気抵抗は著しく小さ
く、板状部材41の表面においてはほぼ等電位状態とな
っており、複数の放電点あるいは放電線からなる放電面
の電位はほぼ等しくなる。言い換えると、板状部材41
により、放電面に平行な方向に放電電流が流れ得る複数
の電気回路が形成、つまり、放電電子(エミッション)
の通り路(等電位回路)が複数形成されることとなる。
From the above, in the gas discharge tube cathode C4 of the present embodiment, the plate member 41 is provided in contact with the metal oxide 9 and the double coil 7, so that the plate member 41 is provided. 41 effectively forms an equipotential surface with the inner portion of the double coil 7 on the back surface (the surface opposite to the discharge surface) of the double coil 7. That is, the plate member 41 and the inner portion of the double coil 7 are composed of a plurality of electric wirings (conductive paths) and are not regulated so that current flows in a single direction. Therefore,
The electrical resistance between the ends of the plate member 41 is extremely small, and the surface of the plate member 41 is in a substantially equipotential state, and the electric potentials of the discharge surfaces composed of a plurality of discharge points or discharge lines are substantially equal. . In other words, the plate member 41
Form a plurality of electric circuits in which discharge current can flow in the direction parallel to the discharge surface, that is, discharge electrons (emissions)
A plurality of paths (equipotential circuits) will be formed.

【0116】したがって、ガス放電管用陰極C4では、
板状部材41と二重コイル7とにより、二重コイル7の
裏面(放電面とは反対側の面)において等電位面が実効
的に形成されているので、形成された等電位面の広い領
域で熱電子放出が起きて放電面積が増加し、単位面積当
りの電子放出量(電子放出密度)が大きくなって放電位
置における負荷が軽減されることになり、劣化要因であ
る金属酸化物9のスパッタ、還元金属との酸化による安
定化(鉱物化)、つまり熱電子放出能の低下を抑制する
ことができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制で
き、陰極の長寿命化を図ることができる。また、放電位
置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたっ
て安定した放電を得ることができる。また、放電面積が
増加することから、ガス放電管用陰極C4の動作電圧及
び発生熱量を低くすることもできる。
Therefore, in the gas discharge tube cathode C4,
Since the equipotential surface is effectively formed on the back surface (the surface opposite to the discharge surface) of the double coil 7 by the plate member 41 and the double coil 7, the formed equipotential surface is wide. Thermionic emission occurs in the region, the discharge area increases, the amount of electron emission per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. It is possible to suppress the spattering and the stabilization (mineralization) due to the oxidation with the reduced metal, that is, the decrease in the thermoelectron emission ability. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed and the life of the cathode can be extended. Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time. Further, since the discharge area is increased, the operating voltage and the amount of heat generated of the gas discharge tube cathode C4 can be reduced.

【0117】また、ガス放電管用陰極C4にあっては、
放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上
げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、
従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従
来のものとほぼ同一形状で、大放電電流のガス放電管用
傍熱型陰極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現
が可能となる。
Further, in the cathode C4 for gas discharge tube,
In connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased,
Damage can be reduced compared to the conventional one. This makes it possible to provide an indirectly heated cathode for a gas discharge tube with a large discharge current, which has substantially the same shape as the conventional one, and can realize pulse operation and large current operation.

【0118】また、電気導体として板状部材41を用い
ているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を
抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易
に実現することができる。また、板状部材41(電気導
体)が剛体となるために、加工が容易であると共に、金
属酸化物9に密接して設けることができる。更に、板状
部材41と金属酸化物9とが接触する箇所を容易に多く
設けることができる。
Further, since the plate-like member 41 is used as the electric conductor, the electric conductor having a structure capable of suppressing the decrease in thermionic emission capability and the movement of the discharge position can be realized at low cost and more easily. . Further, since the plate member 41 (electric conductor) is a rigid body, it is easy to process and can be provided in close contact with the metal oxide 9. Furthermore, it is possible to easily provide a large number of locations where the plate-shaped member 41 and the metal oxide 9 come into contact with each other.

【0119】また、本実施形態のガス放電管用陰極C4
においては、加熱用ヒータ1を核として、その外側に金
属酸化物9を保持する二重コイル7を取り巻くように配
置し、二重コイル7の内側において金属酸化物9に接触
するように板状部材41を配設することにより、二重コ
イル7の振動抑制効果が働き、金属酸化物9の落下を防
ぐことができる。また、二重コイル7のピッチ間に多量
の金属酸化物9が保持されることになり、放電中の経時
劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
Further, the cathode C4 for gas discharge tube of this embodiment
In the above, the heater 1 for heating is used as a core, and the double coil 7 holding the metal oxide 9 is arranged around the heater 1 as a core, and the double coil 7 is arranged so as to contact the metal oxide 9 inside the double coil 7. By disposing the member 41, the vibration suppressing effect of the double coil 7 works, and the metal oxide 9 can be prevented from falling. Further, a large amount of metal oxide 9 is held between the pitches of the double coil 7, which has an effect of replenishing the amount of metal oxide lost due to deterioration over time during discharge.

【0120】(第5実施形態)次に、図9に基づいて、
第5実施形態に係るガス放電管用陰極C5を説明する。
図9は、本第5実施形態に係るガス放電管用陰極を示す
概略断面図である。
(Fifth Embodiment) Next, based on FIG.
The gas discharge tube cathode C5 according to the fifth embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to the present fifth embodiment.

【0121】ガス放電管用陰極C5は、図8に示される
ように、加熱用ヒータ1と、二重コイル7と、線状部材
35と、易電子放射物質としての金属酸化物9と、基体
金属3とを有している。基体金属3は、易電子放射物質
としての金属酸化物9と加熱用ヒータ1に形成された電
気絶縁層2とを隔絶する機能を有している。
As shown in FIG. 8, the gas discharge tube cathode C5 includes a heater 1, a double coil 7, a linear member 35, a metal oxide 9 as an electron-emissive substance, and a base metal. 3 and 3. The base metal 3 has a function of separating the metal oxide 9 as the electron-emissive substance from the electric insulating layer 2 formed on the heater 1 for heating.

【0122】なお、基体金属3の材料として、動作中の
陰極温度よりも高い融点を有する高融点金属を用いるこ
とができる。また、基体金属3としては、円筒形状の筒
状部材が一般的であるが、切り欠き部を有する円弧形状
(開放された形状)の筒状部材を用いるようにしてもよ
い。
As the material of the base metal 3, a refractory metal having a melting point higher than the cathode temperature during operation can be used. Further, as the base metal 3, a cylindrical tubular member is generally used, but an arcuate (opened) tubular member having a cutout portion may be used.

【0123】線状に形成された線状部材35は、一本の
線状部材を二重コイル7の外側において複数回折り曲げ
て蛇行させるようにして二重コイル7の長手方向にわた
って、放電方向に略直交して配設されている。この線状
部材35は、図8に示されるように、二重コイル7の長
手方向に沿って二重コイル7の複数のコイル部分に電気
的に接触して設けられている。また、線状部材35は、
加熱用ヒータ1の接地側の端子に接続されることによ
り、接地されている。これにより、二重コイル7が接地
されるとともに、易電子放射物質としての金属酸化物9
は接地電位となっている。基体金属3も、リードロッド
4を介して接地されている。
The linear member 35 formed in a linear shape is formed by bending a single linear member a plurality of times outside the double coil 7 to make it meander, and extends in the discharge direction over the longitudinal direction of the double coil 7. They are arranged substantially orthogonally. As shown in FIG. 8, the linear member 35 is provided in electrical contact with a plurality of coil portions of the double coil 7 along the longitudinal direction of the double coil 7. In addition, the linear member 35,
It is grounded by being connected to the grounding side terminal of the heating heater 1. As a result, the double coil 7 is grounded, and the metal oxide 9 as an electron-emissive substance is
Is at ground potential. The base metal 3 is also grounded via the lead rod 4.

【0124】塗布された金属炭酸塩(たとえば、炭酸バ
リウム)が真空加熱分解(熱活性)されると、線状部材
35の表面に層状に形成されたアルミニウムと、金属酸
化物9に含まれる金属(たとえば、バリウム)との間で
酸化バリウム(BaO)が作られ、この酸化バリウムと
線状部材35を構成する高融点金属(タングステン
(W))と間において、アルミニウム(Al)がタング
ステンとバリウム等との橋渡し役となって酸素侵入型、
すなわち酸素侵入型の金属間化合物(WAlOBa)が
形成されることになる。金属間化合物中では、共有結合
とイオン結合とが混在した状態となり、上述したよう
に、遊離バリウム(Ba)が存在することになる。
When the applied metal carbonate (for example, barium carbonate) is decomposed (heat activated) in a vacuum, the aluminum contained in layers on the surface of the linear member 35 and the metal contained in the metal oxide 9. Barium oxide (BaO) is formed between the barium oxide and the refractory metal (tungsten (W)) forming the linear member 35, and aluminum (Al) is tungsten and barium. Oxygen invasion type, acting as a bridge between
That is, an oxygen interstitial intermetallic compound (WAlOBa) is formed. In the intermetallic compound, covalent bonds and ionic bonds are mixed, and free barium (Ba) is present as described above.

【0125】アルミニウム(Al)は、イオン化ポテン
シャル及び融点がタングステンよりも低く、イオン化ポ
テンシャルはバリウムと同等である。アルミニウムのイ
オン化ポテンシャルは5.984eVであり、融点は6
60℃である。このため、炭酸バリウムを熱分解して形
成されたBa−酸素(O)化合物におけるバリウムがア
ルミニウムに容易に置換され、耐熱性を有するBa−A
l−Oの結合を有する化合物が形成される。また、タン
グステンとアルミニウムとの間は金属結合であり、アル
ミニウムとバリウムとの間は電子が供給されやすい結合
状態であることから、タングステンとアルミニウムとバ
リウムとの間には導電性がある。
Aluminum (Al) has a lower ionization potential and melting point than tungsten, and has the same ionization potential as barium. Aluminum has an ionization potential of 5.984 eV and a melting point of 6
It is 60 ° C. Therefore, barium in the Ba-oxygen (O) compound formed by thermally decomposing barium carbonate is easily replaced by aluminum, and Ba-A having heat resistance is used.
A compound having a l-O bond is formed. Further, since tungsten and aluminum are metallic bonds and aluminum and barium are in a bond state in which electrons are easily supplied, there is conductivity between tungsten, aluminum and barium.

【0126】以上のことから、本実施形態によれば、ア
ルミニウムが橋かけとなり、線状部材35の表面に形成
されたアルミニウム層と線状部材35と金属酸化物9と
の間において、WAlOBa組成の酸素侵入型の金属間
化合物を容易に生成することができる。この金属間化合
物には、接続された電源から供給される放電用電子が線
状部材35からAlを介して易電子放射物質となる金属
(バリウム等)に連続的に且つ多量に供給される回路が
形成されていることから、ガス放電管用陰極C5は、熱
活性された状態で、熱電子放出が開始可能な状態となっ
ており、初期始動性が改善されることとなる。
From the above, according to the present embodiment, aluminum becomes a bridge, and the WAlOBa composition is formed between the aluminum layer formed on the surface of the linear member 35, the linear member 35 and the metal oxide 9. The oxygen interstitial intermetallic compound can be easily produced. This intermetallic compound is a circuit in which discharge electrons supplied from a connected power source are continuously and in large quantities supplied from the linear member 35 to a metal (barium or the like) which becomes an electron-emissive substance through Al. Therefore, the cathode C5 for a gas discharge tube is in a thermally activated state and is ready to start thermionic emission, which improves the initial startability.

【0127】また、第5実施形態のガス放電管用陰極C
5においては、金属酸化物9に接触して線状部材35が
設けられ、線状部材35が二重コイル7の複数箇所にわ
たって電気的に接触することにより、金属酸化物9に接
触する線状部材35により等電位面が実効的に形成され
るので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が
起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電子放
出量(電子放出密度)が大きくなり、放電位置における
負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属酸化
物9のスパッタ、還元金属との酸化による安定化(鉱物
化)、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができ
る。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、陰極の
長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も
抑制されることになるため、長時間にわたって安定した
放電を得ることができる。
Further, the cathode C for gas discharge tube of the fifth embodiment
In FIG. 5, the linear member 35 is provided in contact with the metal oxide 9, and the linear member 35 makes electrical contact over a plurality of positions of the double coil 7 so that the linear member 35 contacts the metal oxide 9. Since the equipotential surface is effectively formed by the member 35, thermoelectron emission occurs in a wide region of the formed equipotential surface, so that the discharge area increases and the amount of electron emission per unit area (electron emission density). Is increased, the load at the discharge position is reduced, and the stabilization (mineralization) by the sputtering of the metal oxide 9 and the oxidation with the reducing metal, that is, the deterioration factor, that is, the decrease in thermionic emission capability is suppressed. be able to. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed and the life of the cathode can be extended. Further, since the movement of the discharge position is also suppressed, stable discharge can be obtained for a long time.

【0128】また、ガス放電管用陰極C5にあっては、
放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上
げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、
従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従
来のものとほぼ同一形状で、大放電電流のガス放電管用
陰極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能
となる。
Further, in the gas discharge tube cathode C5,
In connection with the increase in the discharge area, the current density is slightly increased to slightly increase the load, that is, even if the discharge current is increased,
Damage can be reduced compared to the conventional one. As a result, it is possible to provide a cathode for a gas discharge tube having a large discharge current and a substantially same shape as a conventional one, and it is possible to realize pulse operation and large current operation.

【0129】また、基体金属3を有しているので、熱電
子供給源として金属炭酸塩から金属酸化物9に変化(熱
分解)させる際に、熱伝導体として熱分解を助長するこ
とができる。また、金属酸化物9と加熱用ヒータ1とを
確実に分離することができる。更に、基体金属3の有す
る還元能力を利用して、動作中に金属酸化物9を還元し
て自由金属元素を発生させて、電子放射能を向上するこ
とができる。更に、活性時に加熱用ヒータ1の熱を確実
に金属酸化物9に伝えることができる。
Further, since it has the base metal 3, when the metal carbonate as the thermoelectron supply source is changed (thermal decomposition) to the metal oxide 9, the thermal decomposition can be promoted as a heat conductor. . Moreover, the metal oxide 9 and the heater 1 for heating can be reliably separated. Further, the reducing ability of the base metal 3 can be utilized to reduce the metal oxide 9 during operation to generate a free metal element, thereby improving the electron emissivity. Furthermore, the heat of the heater 1 for heating can be surely transmitted to the metal oxide 9 when activated.

【0130】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。たとえば、第1実施形態におけるアルミ
ニウム箔11の大きさ、第2実施形態におけるアルミニ
ウム線23の本数等、適宜設定することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the size of the aluminum foil 11 in the first embodiment, the number of the aluminum wires 23 in the second embodiment, etc. can be appropriately set.

【0131】なお、第1実施形態及び第2実施形態にお
いては、ガス放電管用陰極C1,C2の放電開始後は、
放電熱量等に応じて上述した金属間化合物が形成されて
いくので、二重コイル7における内側部分全体に対して
アルミニウム層を形成する必要はない。同様の理由に
て、第3〜第5実施形態においても、線状部材35の全
表面、あるいは、二重コイル7の全表面をアルミニウム
で被覆する必要はない。
In the first and second embodiments, after the discharge of the gas discharge tube cathodes C1 and C2 is started,
Since the above-mentioned intermetallic compound is formed according to the amount of heat of discharge and the like, it is not necessary to form an aluminum layer on the entire inner portion of the double coil 7. For the same reason, also in the third to fifth embodiments, it is not necessary to coat the entire surface of the linear member 35 or the entire surface of the double coil 7 with aluminum.

【0132】[0132]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、大電流動作に適した放電特性を有し、初期始動
性が改善された傍熱型陰極を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an indirectly heated cathode having discharge characteristics suitable for large current operation and improved initial starting property.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view showing the cathode for a gas discharge tube according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施形態に係るガス放電管用陰極
における、製造工程の一例を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process for the cathode for a gas discharge tube according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施形態に係るガス放電管用陰極
における、製造工程の一例を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process for the cathode for a gas discharge tube according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態に係るガス放電管用陰極
における、製造工程の一例を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process in the cathode for gas discharge tube according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6実施形態に係るガス放電管用陰極
を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a cathode for a gas discharge tube according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】ガス放電管における、ヒータ印加電圧と陰極
降下電圧(ボックス電位)との関係を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a heater applied voltage and a cathode drop voltage (box potential) in a gas discharge tube.

【図11】ガス放電管における、ヒータ印加電圧と放電
電流との関係を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a heater applied voltage and a discharge current in a gas discharge tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加熱用ヒータ、2…電気絶縁層、3…基体金属、5
…電子放射部、7…二重コイル、9…金属酸化物、11
…アルミニウム箔、21…線状部材、23…アルミニウ
ム線、33…二重コイル、34…マンドレル、35…線
状部材、41…板状部材、C1〜C5…ガス放電管用陰
極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heating heater, 2 ... Electric insulating layer, 3 ... Base metal, 5
... Electron emission part, 7 ... Double coil, 9 ... Metal oxide, 11
Aluminum foil, 21 ... Linear member, 23 ... Aluminum wire, 33 ... Double coil, 34 ... Mandrel, 35 ... Linear member, 41 ... Plate member, C1-C5 ... Cathode for gas discharge tube.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒ
ータと、 前記加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子
放射部と、を有し、 前記電子放射部は、 易電子放射物質としての金属酸化物と、 前記金属酸化物を保持する保持部材と、 当該電子放射部の最表面側部分に設けられ、所定長さを
有すると共に高融点金属からなる電気導体と、 前記電気導体と電気的に導通するアルミニウムと、を含
んでおり、 前記アルミニウムにより前記高融点金属と前記金属酸化
物とが橋かけされて、酸素侵入型の金属間化合物が形成
されていることを特徴とする傍熱型陰極。
1. A heating heater having an electrically insulating layer formed on a surface thereof, and an electron emitting portion which emits electrons in response to heat from the heating heater. A metal oxide as a radiating material, a holding member that holds the metal oxide, an electric conductor that is provided on the outermost surface side portion of the electron emitting portion and has a predetermined length and is made of a refractory metal, Aluminum that is electrically conductive with a conductor, and the refractory metal and the metal oxide are bridged by the aluminum to form an oxygen intercalation-type intermetallic compound. Indirectly heated cathode.
【請求項2】 前記保持部材は、高融点金属がコイル状
に巻き回されて構成されており、 前記電気導体は、前記金属酸化物に接触するとともに、
前記保持部材の長手方向にそって当該保持部材の複数の
コイル部分に接触して設けられていることを特徴とする
請求項1に記載の傍熱型陰極。
2. The holding member is formed by winding a refractory metal in a coil shape, and the electric conductor contacts the metal oxide,
The indirectly heated cathode according to claim 1, wherein the indirectly heated cathode is provided in contact with a plurality of coil portions of the holding member along a longitudinal direction of the holding member.
【請求項3】 前記電気導体は、メッシュ状、線状ある
いは板状に形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の傍熱型陰極。
3. The indirectly heated cathode according to claim 1, wherein the electric conductor is formed in a mesh shape, a linear shape, or a plate shape.
【請求項4】 前記アルミニウムは、前記電気導体の表
面の少なくとも一部を被覆して層状に形成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の傍熱型陰極。
4. The indirectly heated cathode according to claim 1, wherein the aluminum is formed into a layer so as to cover at least a part of the surface of the electric conductor.
【請求項5】 コイル状に巻き回された高融点金属と、 前記高融点金属の内側に配設され、その表面に電気絶縁
層が形成された加熱用ヒータと、 前記高融点金属に保持される易電子放射物質としての金
属酸化物と、 前記高融点金属の内側に当該高融点金属と接触して設け
られ、所定長さを有する電気導体と、 前記高融点金属と電気的に導通するアルミニウムと、を
有しており、 前記アルミニウムにより前記高融点金属と前記金属酸化
物とが橋かけされて、酸素侵入型の金属間化合物が形成
されていることを特徴とする傍熱型陰極。
5. A high melting point metal wound in a coil shape, a heating heater disposed inside the high melting point metal and having an electric insulating layer formed on the surface thereof, and held by the high melting point metal. A metal oxide as an electron-emissive substance, an electric conductor provided inside the refractory metal in contact with the refractory metal, and having a predetermined length, and aluminum electrically conducting with the refractory metal. The indirectly heated cathode, wherein the refractory metal and the metal oxide are bridged by the aluminum to form an oxygen intercalation intermetallic compound.
【請求項6】 前記電気導体は、前記金属酸化物に接触
するとともに、前記高融点金属の複数のコイル部分に接
触して設けられていることを特徴とする請求項5に記載
の傍熱型陰極。
6. The indirectly heated type according to claim 5, wherein the electric conductor is provided in contact with the metal oxide and in contact with a plurality of coil portions of the refractory metal. cathode.
【請求項7】 前記金属酸化物は、前記電気絶縁層を介
して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする
請求項5に記載の傍熱型陰極。
7. The indirectly heated cathode according to claim 5, wherein the metal oxide is in contact with the heater for heating through the electrically insulating layer.
【請求項8】 前記高融点金属は、前記電気絶縁層を介
して前記加熱用ヒータに接触していることを特徴とする
請求項5に記載の傍熱型陰極。
8. The indirectly heated cathode according to claim 5, wherein the refractory metal is in contact with the heater for heating via the electrical insulating layer.
【請求項9】 前記電気導体は、メッシュ状、線状ある
いは板状に形成されていた高融点金属であることを特徴
とする請求項5に記載の傍熱型陰極。
9. The indirectly heated cathode according to claim 5, wherein the electric conductor is a refractory metal formed in a mesh shape, a linear shape, or a plate shape.
【請求項10】 前記アルミニウムは、前記高融点金属
の表面の少なくとも一部を被覆して層状に形成されてい
ることを特徴とする請求項5に記載の傍熱型陰極。
10. The indirectly heated cathode according to claim 5, wherein the aluminum is formed into a layer by covering at least a part of the surface of the refractory metal.
【請求項11】 前記アルミニウムは、蒸着により層状
に形成されることを特徴とする請求項4又は請求項10
に記載の傍熱型陰極。
11. The aluminum according to claim 4, wherein the aluminum is formed into a layer by vapor deposition.
The indirectly heated cathode according to 1.
【請求項12】 前記高融点金属は、タングステン、タ
ンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、
イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコ
ニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウムの単
体金属もしくはこれらの合金からなることを特徴とする
請求項1又は請求項5に記載の傍熱型陰極。
12. The refractory metal is tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, niobium, osmium,
The indirectly heated cathode according to claim 1 or 5, which is composed of a single metal of iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, or an alloy thereof.
【請求項13】 前記高融点金属は、特に、タングステ
ン、タンタル、モリブデンの単体金属もしくはこれらの
合金からなることを特徴とする請求項12に記載のガス
放電管用陰極。
13. The cathode for a gas discharge tube according to claim 12, wherein the refractory metal is made of a single metal of tungsten, tantalum, molybdenum, or an alloy thereof.
【請求項14】 前記金属酸化物は、バリウム、ストロ
ンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又
はこれらの酸化物の混合物あるいは希土類金属の酸化物
を含んでいることを特徴とする請求項1又は請求項5に
記載の傍熱型陰極。
14. The metal oxide contains an oxide of any one of barium, strontium, and calcium, a mixture of these oxides, or an oxide of a rare earth metal. The indirectly heated cathode according to claim 1 or claim 5.
【請求項15】 表面に電気絶縁層が形成された加熱用
ヒータと、 前記加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子
放射部と、を有し、 前記電子放射部は、 易電子放射物質としての金属酸化物と、 高融点金属と、 前記高融点金属の表面の少なくとも一部を被覆して層状
に形成され、当該高融点金属と電気的に導通するアルミ
ニウムと、を含んでおり、 前記アルミニウムにより前記高融点金属と前記金属酸化
物とが橋かけされて、酸素侵入型の金属間化合物が形成
されていることを特徴とする傍熱型陰極。
15. A heating heater having an electrically insulating layer formed on a surface thereof, and an electron emitting portion that emits electrons by receiving heat from the heating heater, wherein the electron emitting portion is an easy electron. A metal oxide as a radiating material, a refractory metal, and aluminum that is formed in a layer by covering at least a part of the surface of the refractory metal and is electrically conductive with the refractory metal. The indirectly heated cathode, wherein the refractory metal and the metal oxide are bridged by the aluminum to form an oxygen intercalation intermetallic compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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