使用具备厚度为10nm以上的钝化膜(33a)的金属作为用以在真空中产生电场的金属电极(聚焦杯电极)(33)。由不锈钢形成金属电极(33)，将所述不锈钢浸渍在处理液中进行皮膜处理(钝化处理)，由此，能够将钝化膜(33a)形成得比10nm更厚。这样，因为钝化膜(33a)比10nm更厚，所以表面均一且密接性优异，针孔也少，因此，能够提高耐电压性能。
Metal electrode, electron gun using the metal electrode, electron tube and X ray tube
A metal electrode having a thickness of more than 10nm (33a) is used as a metal electrode to generate an electric field in a vacuum (focusing cup electrode) (33). The formation of metal electrodes made of stainless steel (33), the impregnation of stainless steel coating in the treatment solution (passivation), which can be the passivation film (33a) formed more than 10nm thick. So, because of the passivation film (33a) is more than 10nm thick, so the surface is uniform and excellent adhesion, the pinhole is less, therefore, can improve the voltage resistance performance.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在真空中使用的金属电极、使用有所述金属电极的电子枪、电子管及X射线管。
技术介绍
电子枪或X射线管等是使真空内的电极之间(例如包围灯丝(filament)的聚焦杯(focuscup)与阳极之间)产生电压差而工作。通常，以使电极表面的电场为10kV/mm以下的方式进行设计，使用表面经过研磨的电极，并将所述电极清洗以使灰尘等不会附着于所述电极。这些做法可以说会使电极表面均一且平滑，电场不会局部地集中，从而会防止电极放电。若除了灰尘以外，研磨面上还有微小的针孔等，则导致微小的角部分变成高电场而放电。研磨有机械研磨或电化学研磨等多个种类。但是，在多数情况下，必须连续施加使电极表面的电场超过10kV/mm的高电压。因此，电极需要具有高耐电压特性(即不放电的电极)。为了获得高耐电压特性，如下所述的方法已为人所知。A.使用经过研磨的电极并实施彻底清洗的方法已为人所知。最近，还有进行超精密镜面加工的情况，所述超精密镜面加工是将电极表面研磨成粗糙度为1nm(Ra)左右的高精度表面的加工。在所述经过研磨的金属表面自然地形成氧化膜(自然氧化膜)。例如，在铁中含有约10.5％以上的铬而成的合金即“不锈钢”的情况下，在不锈钢的表面生成自然氧化膜，所述自然氧化膜被称为“钝化皮膜”或“钝化膜”，并且厚度为1nm～3数nm，最厚设为6nm。所述膜主要是在铬上键结有氧和羟基的致密且密接性高的膜，其覆盖金属表面。所述皮膜具有如下性质：即使因擦痕等而部分地被除去，只要有氧，则会立即再生，并且所述皮膜保护不锈钢不受腐蚀环境的影响。不锈钢因所述钝化皮膜而具有优异的耐腐蚀性，但根据放置的环境，所述钝化皮膜会受到破坏而发生腐蚀。即，通常的钝化皮膜因为极薄，所以不均一且残留有微小的凹陷或针孔。易腐蚀度是利用孔蚀(pittingcorrosion)测试(JISG0578)来判定(参照http://www.jssa.gr.jp/contents/faq-article/q8/)。一般来说，若镀覆厚度增加，则针孔会减少。B.在电极上形成绝缘膜(例如环氧膜)的方法已为人所知。C.利用等离子体·离子注入在文纳尔电极(Wehneltelectrode)(在用于X射线管的情况下，所述文纳尔电极为聚焦杯电极)上形成类钻碳(diamondlikecarbon，DLC)膜的方法已为人所知(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012-164427号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的课题]但是，在如上所述的A～C的方法的情况下，存在如下所述的问题。即，在A方法中，需要昂贵的精密加工机，而且需要用于所述精密加工机的微细均一的研磨粒。另外，电极形状大多不平坦，无法一次对大量的电极进行加工。结果是成本升高。而且，在A方法中，因为表面的钝化膜薄且不均一，所以若以数纳米级进行观察，则会引起电场局部地集中，并成为高电场而放电。另外，在B方法中，绝缘膜对于电极的密接性容易因制造不均等而变得不充分，绝缘膜会从金属上剥离。而且，因为耐热温度低，无法进行高温烘烤(除气处理)等，所以真空度容易下降。另外，C方法存在如下问题：因为成膜装置昂贵，且必须在真空中成膜，所以产量低(虽取决于真空室的尺寸，但一次仅能够对数个进行处理，成膜时间长)。结果是成本升高。本专利技术是鉴于所述情况而成，其目的在于提供一种表面均一且密接性优异并能够提高耐电压性能的金属电极、使用有所述金属电极的电子枪、电子管及X射线管。[解决课题的技术手段]本专利技术为了实现如上所述的目的而采用了如下所述的结构。即，本专利技术的金属电极是在真空中使用的金属电极，且具备厚度为10nm以上的钝化膜。[作用·效果]根据本专利技术的金属电极，使用具备厚度为10nm以上的钝化膜(即，比自然氧化膜更厚的钝化膜)的金属作为用以在真空中产生电场的金属电极。因为钝化膜的厚度为10nm以上，所以与自然氧化膜相比，所述钝化膜的表面均一且密接性优异，微细的针孔也少，因此，能够提高耐电压性能。另外，本专利技术的金属电极被用于电子枪、电子管及X射线管。[专利技术的效果]根据本专利技术的金属电极、使用有所述金属电极的电子枪、电子管及X射线管，使用具备厚度为10nm以上的钝化膜的金属作为用以在真空中产生电场的金属电极，能够提高耐电压性能。附图说明[图1](a)是表示实施例的X射线管的结构的概略剖视图，(b)是放大了(a)的聚焦杯电极33的概略剖视图。[图2](a)是聚焦杯电极33附近的电位分布，(b)是聚焦杯电极33附近的电位分布及电子束轨道例。[图3](a)是具有(厚度为300nm以上且600nm以下的)钝化膜时的耐电压实验(电场及真空度)的结果，(b)是用于比较的具有因自然氧化而形成的钝化膜时的耐电压实验(电场及真空度)的结果。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施例。图1(a)是表示实施例的X射线管的结构的概略剖视图。图1(b)是放大了图1(a)的聚焦杯电极33的本专利技术的概略剖视图。图1(a)所示的X射线管1具备真空容器2、阴极3、阳极4及靶材5。阴极3、阳极4及靶材5收容在真空容器2内。阴极3产生电子束B。阴极3具备发射电极31、发射部32、聚焦杯电极33及固定部34。真空容器2的底部由绝缘体7密封，但发射电极31及固定部34贯通绝缘体7而能电连接地构成。发射电极31是将通常的双端子灯丝简化后图示的发射电极，通过使电流在两个端子之间流动而进行加热，从而从前端发射部32释放出热电子(电子束B)。所述热电子(电子束B)的电位大致接近于聚焦杯电极33的电位。聚焦杯电极33呈包围发射电极31及发射部32的形状，且具有如下作用：控制电子束B从发射部32的抽出。聚焦杯电极33是以产生可获得所期望的性能的电场分布的形状对不锈钢(SUS)进行切割而形成。聚焦杯电极33的具体结构(不锈钢的钝化膜33a)将在后文中叙述。固定部34是以保持聚焦杯电极33为目的，并被设计成表面相对于容器2为低电场，且与聚焦杯电极33同样地由不锈钢形成。但是，如下所述，聚焦杯电极33中的不锈钢的钝化膜33a的厚度大于10nm，相对于此，固定部34中的不锈钢的钝化膜34a的厚度为1nm～3数nm，最厚为6nm左右。阳极4与阴极3相比处于正电位，抽出从发射电极31的发射部32放射出的电子束B。此时，使聚焦杯电极33与阳极4之间产生电压差来控制电子束B。电子束B向阳极4加速，并从阳极4的中央的孔射出。若加速电压逐渐升高以产生高能X射线，则阴极3表面的最高电场会变为10kV/mm以上。虽根据电极的形状和电位来设计电子束B的形状，但通常为了使所述电子束B收缩得较细，需要缩短电极间的距离，因此，无法使阴极表面的最高电场低于10kV/mm。阳极4是由与聚焦杯电极33相同的不锈钢、或者钨或钼形成。在由不锈钢形成阳极4的情况下，与固定部34同样地，阳极4中的不锈钢的钝化膜4a的厚度为1nm～3数nm，最厚为6nm左右。靶材5因电子束B的轰击而产生X射线(在图1(a)中表述为“X射线”)。所产生的X射线通过真空容器2的X射线出射窗21出射到外部。为了使X射线相对于电子束B大致正交地出射，靶材5的表面为相对于电子束B倾斜的面。靶材5由钨或钼等形成。为了使X射线(X本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属电极，其是在真空中使用的金属电极，且包括厚度为10nm以上的钝化膜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 JP 2014-0144941.一种金属电极，其是在真空中使用的金属电极，且包括厚度为10nm以上的钝化膜。2.根据权利要求1所述的金属电极，其中所述金属电极由不锈钢、铬或镍形成，所述钝化膜为铬氧化物，或所述钝化膜为镍氧化物。3.根据权利要求1或2所述的金属电极，其中在对所述金属电极进行电解研磨后，进行形成所述钝化膜的皮膜处理。4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属电极，其中所述钝化膜的厚度为10nm以上且600nm以下。5.根据权利要求1至3中任一项所述的金属电极，其中所述钝化膜的厚度为300nm以上且600nm以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属电极，其中在所述钝化膜上包括与所述金属电极的钝化膜不同的绝缘膜。7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属电极，...
【专利技术属性】
技术研发人员：浮田昌昭，和泉拓朗，古贺裕介，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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