專利名稱：放電管和浪涌吸收器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在放映機，汽車的鹵化金屬燈等高壓放電燈，或氣體調(diào)理器等的點火插塞中適合用作供給點燈用或點火用的規(guī)定電壓的開關(guān)放電器的，或適合用作吸收浪涌電壓的氣體放電器(避雷管)的放電管；和通過利用封入氣密性外殼內(nèi)的放電間隙的放電現(xiàn)象吸收感應(yīng)雷等的浪涌來防止損傷電子設(shè)備，特別是使用沿面電暈放電作為對氣體放電的觸發(fā)裝置的浪涌吸收器件。
背景技術(shù)：
以往，在放映機，汽車的鹵化金屬燈等高壓放電燈、氣體調(diào)理器等點火插塞等中，作為供給點燈用或點火用的規(guī)定電壓的開關(guān)放電器，使用放電管。
迄今作為保護電子設(shè)備的電子電路不受感應(yīng)雷等的浪涌損傷的浪涌吸收器件，使用由有電壓非直線性的高電阻元件構(gòu)成的非線性電阻或?qū)⒎烹婇g隙收容在氣密容器內(nèi)的氣體放電器等各種浪涌吸收器件。而且在這種浪涌吸收器件中，為了實現(xiàn)高響應(yīng)性，更多使用將沿面電暈放電作為觸發(fā)放電的浪涌吸收器件。
作為該種放電管或浪涌吸收器件，本申請人先前已在特開2003-7420號中提出。該放電管(浪涌吸收器件)60如圖27所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件64、64，將由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的圓筒形的殼部件62的兩端開口部氣密封閉，形成氣密外殼66，將規(guī)定的放電氣體封入該氣密外殼66內(nèi)。
上述蓋部件64備有較多地向氣密外殼66的中心突出的平面狀的放電電極部68，和與殼部件62的端面相接的接合部70，在兩蓋部件64、64的放電電極部68、68之間形成規(guī)定的放電間隙72。
在上述殼部件62的內(nèi)壁面74上形成多組隔微小放電間隙76相對配置的一對觸發(fā)放電膜78、78。一對觸發(fā)放電膜78、78中的一個觸發(fā)放電膜78與一個放電電極部68電連接，另一個觸發(fā)放電膜78與另一個放電電極部68電連結(jié)。
在上述放電電極部68的表面上形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的絕緣性被膜80。作為該堿性碘化物有碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物。
封入上述密封外殼66內(nèi)的放電氣體有氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣等惰性氣體的單體或混合氣體。也有稀有氣體或惰性氣體的單體或混合氣體與H2等負極性氣體的混合氣體。
在具有上述結(jié)構(gòu)的放電管60的放電電極部68、68之間施加該放電管60的放電開始電壓以上的電壓后，觸發(fā)放電摸78、78之間的微小放電間隙76的電場集中，因此在微放電間隙76放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。然后，此沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)而轉(zhuǎn)移到輝光放電。而且，該輝光放電向放電電極部68、68間的放電間隙72轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)換為作為主放電的弧光放電。
浪涌加到具有上述結(jié)構(gòu)的浪涌吸收器件60后，觸發(fā)放電膜78、78間的微小放電間隙76的電場集中，因此在微小放電間隙76放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。然后，此沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)轉(zhuǎn)換到輝光放電。而且此輝光放電向放電電極部68、68間的放電間隙72轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)換成作為主放電的弧光放電，進行浪涌的吸收。
對上述現(xiàn)有的放電管(浪涌吸收器件)60來說，通過在放電電極部68的表面形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的被膜80，在用數(shù)ms這樣短的間隔工作時，或在施加上升時間快的浪涌電壓時，通常都能得到穩(wěn)定的放電開始電壓。
對上述放電管(浪涌吸收器件)60來說，即使放電次數(shù)約200萬次，放電開始電壓也無大的變化，能使放電管(浪涌吸收器件)60長壽命。
(1)如上所述，通過在放電電極部68的表面上形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的被膜80，能實現(xiàn)壽命較長的放電管。
然而，上述現(xiàn)有的放電管60的壽命特性不能獲得滿足的水平，期望出現(xiàn)更長壽命的放電管。
本發(fā)明就是為適應(yīng)上述要求而進行的，其第1個目的就是實現(xiàn)提高壽命特性的放電管。
(2)在上述現(xiàn)有的放電管60廣泛應(yīng)用無氧銅作為放電電極部68的構(gòu)成材料。其理由是用無氧銅構(gòu)成的放電電極部68，在產(chǎn)生放電時不會放出氧等不純氣體，對氣密外殼66內(nèi)放電氣體的組成不會產(chǎn)生惡劣影響。
可是，無氧銅的軟化溫度(熔點)約200℃，用無氧銅構(gòu)成上述的放電電極68時，在形成放電時，由于放電電極部68受到高溫?zé)崮?，由無氧銅構(gòu)成的放電電極部68產(chǎn)生融熔飛散的濺射，此濺射的發(fā)生成為縮短放電管60壽命的主要原因。
本發(fā)明就是鑒于現(xiàn)有的上述問題而作的發(fā)明，其第2個目的就是抑制放電極的濺射，提高放電管的壽命特性。
(3)進而在用無氧銅構(gòu)成放電電極部68時，產(chǎn)生追隨放電開始電壓的下降，這也成為短短放電管60壽命的主要原因。
本發(fā)明就是鑒于現(xiàn)有的上述問題而作的發(fā)明，其第3個目的是實現(xiàn)不產(chǎn)生追隨放電開始電壓下降的長壽命的放電管。
(4)在上述現(xiàn)有的放電管60，如圖28所示，在殼部件62內(nèi)壁面74的圓周方向隔微小放電間隙76相對配置的一對觸發(fā)放電膜78、78以90度的間隔形成4組。廣泛使用以微粒狀石墨為主要原料的碳系材料作為該觸發(fā)放電膜78的構(gòu)成材料。此觸發(fā)電膜78例如通過將由以石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成的芯材涂敷到殼部件62的內(nèi)壁面74上而形成。
然而，上述放電管60長時間放置時，由于放電氣體中所含的微量不純氣體或在氣密外殼66的密封工序中混入的不純氣體吸附到放電電極部68或被膜80的表面，使放電電極部68或被膜80的功函數(shù)變化，其結(jié)果，初期放電開始電壓上升，會產(chǎn)生初期放電延遲。
上述觸發(fā)放電膜78是為了通過供給初期電子擔(dān)負起防止有關(guān)初期放電延遲的功能而形成的，但如圖28所示，在殼部件62內(nèi)壁面74的圓周方向以90度間隔分4組形成的現(xiàn)有的觸發(fā)放電膜78、78不一定能完全防止初期放電延遲。
用以石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成的現(xiàn)有的觸發(fā)放電膜78不一定能完全防止初期放電延遲。進一步用以微粒狀的石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成的現(xiàn)有觸發(fā)放電膜78與殼部件62內(nèi)壁面74的粘結(jié)力小，由于通電時的沖擊等容易剝離，完不成防止初期放電延遲的功能。
此發(fā)明是鑒于現(xiàn)有的上述問題而作的發(fā)明，其第4個目的是實現(xiàn)能防止初期放電開始電壓的上升，不產(chǎn)生初期放電延遲的長壽命的放電管。
(5)在上述現(xiàn)有的放電管60，含有堿性碘化物的上述被膜80由于功函數(shù)小電子放出特性優(yōu)良，有使放電開始電壓降低的作用，特別是將碘化鉀(KI)添加到由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中，再將添加了KI的粘合劑涂敷到放電電極部68的表面上形成上述被膜80時，其放電開始電壓的降低作用是顯著的，這是很好的。
然而使用將碘化鉀加進由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中以后的粘合劑形成上述被膜80時，已判明放電管60在高溫環(huán)境下使用時會存在放電開始電壓進行大的變動的情況。
本發(fā)明正是鑒于上述問題而作的發(fā)明，其第5個目的是在將碘化鉀加進由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中以后的粘合劑涂敷到放電電極的表面形成被膜的放電管中，實現(xiàn)能抑制在高溫環(huán)境使用時的放電開始電壓的變動率的放電管。
(6)在上述現(xiàn)有的浪涌吸收器件60，由于使觸發(fā)放電膜78、78與具有放電電極68、68的蓋部件64、64電連接，同時隔開微小放電間隙76使一對觸發(fā)放電膜78、78相對配置，所以微小放電間隙76的電場集中程度強，電子大量放出后有助于放電開始電壓的降低，形成放電時放電電極部68濺射飛散的電極材料附著在相對配置的一對觸發(fā)放電膜78、78間的微小放電間隙76，容易產(chǎn)生觸發(fā)放電膜78、78間的絕緣惡化。
本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的發(fā)明，其第6個目的是實現(xiàn)能抑制絕緣惡化的發(fā)生的長壽命的浪涌吸收器件。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述第1個目的，本發(fā)明人對于封入氣密外殼內(nèi)的放電氣體的組成材料進行了各種研究和試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原子量大而且熱傳導(dǎo)率小的Kr(氪)對提高放電管的壽命特性是非常有效的，是完成本發(fā)明的放電氣體。
即，權(quán)利要求1所說的放電管的特征在于，在氣密外殼內(nèi)隔放電間隙配置多個放電電極，同時在上述氣密外殼內(nèi)封入含有Kr的放電氣體。
對于權(quán)利要求1所說的放電管來說，通過在氣密外殼內(nèi)封入含有原子量大而且熱傳導(dǎo)率小的Kr的放電氣體能抑制放電電極因濺射的消耗，能提高放電管的壽命特性。其理由如下。
即，放電管陰極側(cè)的放電電極由于在形成放電時通常受到陽離子的沖擊而濺射，其結(jié)果使陰極側(cè)放電電極的電極材料以原子狀態(tài)飛散，附著到放電電極或氣密外殼的內(nèi)壁并使之黑化，這使表面漏電流或氣密外殼內(nèi)壁電位變化，從而縮短放電管壽命。
然而由于Kr的原子量大，形成放電時電離了的Kr離子飛向陰極側(cè)的放電電極時的加速度小，因Kr離子的移動速度慢，移動中的Kr離子回到基態(tài)，因與其它分子沖突變換為熱能等，對陰極側(cè)放電電極的沖擊小，從而認為能抑制放電電極因濺射引起的消耗。
由于Kr熱傳導(dǎo)率小，Kr離子與放電電極沖突時，熱難以傳導(dǎo)給放電電極，所以不易發(fā)生放電電極因熱造成的融熔。因此，如果放電氣體中含有Kr，形成放電時，即使Kr離子與放電電極沖突，也認為能抑制造成放電電極融熔飛散的濺射。
在權(quán)利要求1所述的放電管中，可用Kr與H2的混和氣體構(gòu)成上述放電氣體。這樣，如果用Kr與H2的混和氣體構(gòu)成放電氣體，借助原子量小的而且是負極性氣體的H2，能有效地防止放電延遲，也能有效地防止放電持續(xù)的續(xù)流現(xiàn)象。
在權(quán)利要求1所述的放電管中，可用Kr與Ar的混和氣體構(gòu)成上述放電氣體。這樣，如果用Kr與Ar的混和氣體構(gòu)成放電氣體，借助原子量小的Ar，有防止放電延遲效果。
進一步，在權(quán)利要求1所述的放電管中，可以用Kr與Ne的混和氣體構(gòu)成上述放電氣體。這樣，如果用Kr與Ne的混和氣體構(gòu)成放電氣體，借助有放電開始電壓降低作用的Ne，形成放電變得容易。
為了達到上述第2個目的，本發(fā)明人對構(gòu)成放電電極的材料進行了各種研究和實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無氧銅中含有鋯的鋯銅能抑制放電電極的濺射，可很有效的提高放電管的壽命特性，是完成本發(fā)明的放電電極材料。
即，權(quán)利要求5所述的放電管，在隔放電間隙配置多個放電電極并將其與放電氣體一起封入氣密外殼中的放電管中，其特征在于用無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成上述放電電極。
對于權(quán)利要求5所述的放電管來說，通過用在無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成放電電極。與只用無氧銅構(gòu)成放電電極的現(xiàn)有放電管60相比，能提高放電管的壽命特性，其理由如下。
即，陰極側(cè)的放電電極通常由于在形成放電時被陽離子沖擊并接受高溫?zé)崮?，從而發(fā)生使放電電極的電極材料融熔飛散的濺射，其結(jié)果陰極側(cè)放電電極的電極材料附著到放電電極和氣密外殼的內(nèi)壁使其黑化，這使表面漏電流和氣密外殼的內(nèi)壁電位變化，因而縮短放電管的壽命。
可是，無氧銅中含有鋯的鋯銅其軟化溫度(熔點)約500℃因為與無氧銅的軟化溫度(熔點)200℃相比提高了約2、5倍，通過用鋯銅構(gòu)成放電電極，提高了放電電極的耐熱性能，抑制了放電電極因濺射導(dǎo)致的消耗，從而提高了放電管的壽命特性。
為了達到上述第3個目的，本發(fā)明人對放電氣體的構(gòu)成材料及放電氣體封入氣壓進行了各種研究和實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用氬單體構(gòu)成放電氣體同時使其封入氣壓為0.3～5氣壓時，能防止追隨放電開始電壓的降低，可有效地提高放電管的壽命特性，從而完成本發(fā)明。
即，權(quán)利要求6所述的放電管，隔放電間隙配置多個用無氧銅構(gòu)成的放電電極，同時將其與放電氣體一起封入氣密外殼內(nèi)，在這樣的放電管中其特征在于用氬構(gòu)成上述放電氣體，同時將該氬以0.3～5氣壓的壓力封入氣密外殼內(nèi)。
對于權(quán)利要求6所述的放電管來說，由于用氬構(gòu)成放電氣體同時以0.3～5氣壓的壓力封入氣密外殼內(nèi)，能防止追隨放電開始電壓的降低，實現(xiàn)長壽命的放電管。
為了達到上述第4個目的，權(quán)利要求7所述的放電管，其特征在于通過將由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的圓筒形殼部件的兩端開口部用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封，形成氣密外殼，同時在該氣密外殼內(nèi)封入放電氣體，此外在配置于氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極部間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面形成其兩端與上述蓋部件隔微小的放電間隙配置的觸發(fā)放電膜而構(gòu)成的放電管，在殼部件內(nèi)壁面的圓周方向按等間隔形成8～12條上述觸發(fā)放電膜。
對于權(quán)利要求7所述的放電管來說，通過在殼部件內(nèi)壁面的圓周方向按等間隔形成8～12條觸發(fā)放電膜，能防止初期開始電壓的上升，實現(xiàn)不發(fā)生初期放電延遲的長壽命的放電管。
為了達到上述第4個目的，權(quán)利要求8所述的放電管是這樣的放電管，其特征在于通將由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的殼部件的兩端開口部用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封，形成氣密外殼，同時在該氣密外殼內(nèi)封入放電氣體，此外在配置于氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極部間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面形成其兩端與上述蓋部件隔微小的放電間隙配置的觸發(fā)放電膜；用以碳納米管(Carbon nanotube)為主要原料的碳系材料構(gòu)成上述觸發(fā)放電膜。
對于權(quán)利要求8所述的放電管來說，因為用以電子放出特性優(yōu)良的碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜，所以能大量供給初期電子，其結(jié)果能防止初期放電開始電壓的上升，實現(xiàn)不發(fā)生初期放電延遲的長壽命的放電管。
用以碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成的本發(fā)明的觸發(fā)放電膜，細長的碳納米管纏付在殼部件內(nèi)壁面微細的凹凸中，與殼部件內(nèi)壁面的附著力大，所以幾乎不發(fā)生剝離，能充分發(fā)揮防止初期放電延遲的功能。
在權(quán)利要求8所述的放電管中，也能用在碳納米管與非晶形碳混合物的燒結(jié)體中浸含硅油而成的碳系材料構(gòu)成上述觸發(fā)放電膜。
為了達到上述第5個目的，權(quán)利要求10所述的放電管的特征在于，隔放電間隙配置多個放電電極，同時將其與放電氣體一起封入氣密外殼內(nèi)，進一步將由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中添加碘化鉀后的粘合劑涂敷在上述放電電極的表面，形成含有碘化鉀的被膜，使上述碘化鉀向上述粘合劑的添加量為0.01～23重量％。
對于權(quán)利要求10所述的放電管來說，通過使碘化鉀向由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中添加量為0.01～23重量％。能將在高溫環(huán)境下使用時的放電開始電壓的變動率抑制到實用上無問題的±10％以內(nèi)。
在權(quán)利要求10所述的放電管中，上述碘化鉀向上述粘合劑中添加量也可以是5～15重量％。在碘化鉀向粘合劑的添加量為5～15重量％的情況下，因為能將放電開始電壓的變動率抑制在±5％以內(nèi)，所以就更好了。
為了達到上述第6個目的，權(quán)利要求12所述的浪涌吸收部件，其特征在于通過用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的殼部件的兩端開口部形成氣密外殼，同時在氣密外殼內(nèi)封入放電氣體，此外在配置于氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面上形成其兩端與上述蓋部件隔微小放電間隙相對配置的觸發(fā)放電膜，在上述放電電極的表面上形成含有堿性碘化物的被膜。
對于權(quán)利要求12所述的浪涌吸收器件來說，因為觸發(fā)放電膜的兩端與兼做放電電極的蓋部隔微小放電間隙配置，所以只要在設(shè)置于觸發(fā)放電膜兩端的兩個微小放電間隙不附著放電電極部濺射飛散的電極材料就不會產(chǎn)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的浪涌吸收器件與隔微小放電間隙76相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78而成的現(xiàn)有的浪涌吸收器件60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生，能謀求浪涌吸收器件的長壽命化。
此外，權(quán)利要求12所述的浪涌吸收器件由于觸發(fā)放電膜不與兼做放電電極的蓋部件電連接，所以能抑制微小放電間隙的電子放出量，還因為在放電極部的表面上形成含有功函數(shù)小而且電子放出特性優(yōu)良的堿性碘化物的被膜，所以能確保高的響應(yīng)性。
在權(quán)利要求12所述的浪涌吸收器件中，作為上述堿性碘化物例如有碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(PbI)的單體或混和物。


圖1是表示本發(fā)明的第1放電管的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1放電管與現(xiàn)有放電管的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1放電管與現(xiàn)有放電管的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1放電管與現(xiàn)有放電管的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1放電管與現(xiàn)有放電管的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明第2放電管的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明第3放電管的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的將由氬構(gòu)成的放電氣體用2氣壓封入氣密外殼內(nèi)的第3放電管以100ms間隔工作時直流放電開始電壓的移動的圖。
圖9是表示將由氬構(gòu)成的放電氣體用6氣壓封入氣密外殼內(nèi)的放電管以100ms間隔工作時直流放電開始電壓的移動的圖。
圖10是表示將由氬構(gòu)成的放電氣體用2氣壓封入氣密外殼內(nèi)的本發(fā)明的第3放電管和將氬、氖和H2的混合氣體用2氣壓封入氣密外殼內(nèi)的放電管的放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖11是表示本發(fā)明第4放電管的剖面圖。
圖12是圖11的B-B剖面圖。
圖13是表示形成8條觸發(fā)放電膜的本發(fā)明的第4放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖14是表示形成10條觸發(fā)放電膜的本發(fā)明的第4放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖15是表示形成12條觸發(fā)放電膜的本發(fā)明的第4放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖16是表示形成4條觸發(fā)放電膜的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系，以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖17是表示形成6條觸發(fā)放電膜的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系，以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖18是表示形成14條觸發(fā)放電膜的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系，以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖19是表示本發(fā)明第5放電管的剖面圖。
圖20是表示用將硅油浸含到碳納米管與非晶形碳混合物的燒結(jié)體中而成的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜的本發(fā)明的第5放電管和用以石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖21是本發(fā)明第6放電管的剖面圖。
圖22是圖21的C-C剖面圖。
圖23是表示碘化鉀(KI)向粘合劑的添加量與直流放電開始電壓變動率的關(guān)系的曲線圖。
圖24是表示本發(fā)明的浪涌吸收器件的剖面圖。
圖25是表示碘化鉀的配合比例與直流放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖26是表示碘化鉀的配合比例與脈沖放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖27是表示現(xiàn)有的放電管(浪涌吸收器件)的剖面圖。
圖28是圖27的A-A剖面圖。
具體實施例方式
圖1示出本發(fā)明的第1放電管10。該第1放電管10與權(quán)利要求書1～4對應(yīng)。
本發(fā)明的第1放電管10如圖1所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的陶瓷等絕緣材料構(gòu)成的圓筒形的殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14備有向氣密外殼16的中心突出較大的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成多個線形的觸發(fā)放電膜28，所說的觸發(fā)放電膜28的兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26相對配置。該觸發(fā)放電膜28用碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。
在上述放電電極部18的表面上形成含有堿性碘化物的絕緣性的被膜30。該被膜30通過將由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中添加碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(PbI)等堿性碘化物的單體或混合物后的粘合劑涂敷到放電電極部18的表面上而形成的。
這種情況下，按0.01～70重量％的堿性碘化物的單體或混合物，99.99～30重量％的粘合劑的配合比例混合。粘合劑中的硅酸鈉溶液與純水的配合比例是0.01～70重量％的硅酸鈉溶液和99.99～30重量％的純水。
在上述被膜30中添加溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr)、溴化銦(InBr)、溴化鈷(CoBr)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以上后，更進一步能謀求第1放電管10的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
即使將氯化鋇(BaCl)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外添加到上述被膜30中，也有利于第1放電管10的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)以0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
在上述氣密外殼16內(nèi)封入含有原子量大而且熱傳導(dǎo)率小的Kr(氪)的放電氣體。
由于在放電氣體中含有原子量大而且熱傳導(dǎo)率小的Kr(氪)，能提高第1放電管10的壽命特性。這認為是由于以下理由。
即，陰極側(cè)的放電電極部18通常因形成放電時受到陽離子沖擊而濺射，其結(jié)果陰極側(cè)的放電電極部18的電極材料呈原子狀態(tài)飛散，附著在放電電極部18和氣密外殼16的內(nèi)壁上并使其黑化，這使表面漏電流和氣密外殼16的內(nèi)壁電位變化，使放電管的壽命縮短。
然而由于Kr的原子量大，形成放電時電離的Kr離子飛向陰極側(cè)放電電極18時的加速度小，由于Kr離子的移動速度慢，所在移動中Kr離子返回基態(tài)，由于與其它分子沖突變換成熱能等，加給陰極側(cè)放電電極18的沖擊小，認為能抑制放電電極部18因濺射引起的消耗。
由于Kr的熱傳導(dǎo)率小，Kr離子與放電電極部18沖突時，由于熱難以傳導(dǎo)到放電電極部18所以不易發(fā)生放電電極部18因熱的融熔。因而如果放電氣體中含有Kr，形成放電時即使Kr離子與放電電極部18沖突，也認為能抑制使放電電極部18融熔飛散的濺射。
此外，在用原子量大的Kr單體構(gòu)成放電氣體的情況下，與長壽命相反，由于Kr的移動速度慢引起發(fā)生放電延遲等導(dǎo)致放電特性下降，所以希望與其它氣體混合使用。
例如，如果用Kr與H2的混合氣體構(gòu)成放電氣體，借助于原子量小且為負極性氣體的H2，能防止放電延遲，對防止持續(xù)放電的續(xù)流現(xiàn)象也有效。
如果用Kr與Ar的混合氣體構(gòu)成放電氣體，借助原子量小的Ar對防止放電延遲有效。此外也可以在Kr與Ar的混合氣體中進一步混合進H2，這時借助H2能進一步提高響應(yīng)性能同時對防止續(xù)流現(xiàn)象也有效。
進一步，如果用Kr與Ne的混合氣體構(gòu)成放電氣體，借助有降低放電開始電壓作用的Ne，容易形成放電。
在用上述Kr與H2的混合氣體、Kr與Ne的混合氣體、Kr與Ar的混合氣體、Kr與Ar與H2三種混合的氣體構(gòu)成放電氣體時，Kr最好用3～95體積％的比例混合。
即，Kr的混合比例小于3體積％時，不太能得到壽命特性提高的效果，另一方面，Kr的混合比例超過95體積％時，使放電特性下降得太大。
對于具有上述構(gòu)成的本發(fā)明第1放電管10來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第1放電管10的放電開始電壓以上的電壓后，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。然后該沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)轉(zhuǎn)移為輝光放電。而且此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳛橹鞣烹姷幕」夥烹?。在本發(fā)明的第1放電管10中，由于利用在微小放電間隙26產(chǎn)生的原來響應(yīng)速度快的沿面電暈放電作為觸發(fā)放電，能實現(xiàn)高的響應(yīng)性。
本發(fā)明的第1放電管10的觸發(fā)放電膜28、28，由于不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中的電場過度集中，其結(jié)果能獲得穩(wěn)定的放電開始電壓。
即，如現(xiàn)有的放電管60那樣，能觸發(fā)放電膜78、78與兼做放電電極的蓋部件64、64電連接后，由于微小放電間隙76的電場集中程度強，容易大量放出電子，每次放電的電子放出量容易不穩(wěn)定，結(jié)果導(dǎo)致放電開始電壓的不穩(wěn)定。
與此相反，對本發(fā)明第1放電管10來說，由于觸發(fā)放電膜28、28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，所以微小放電間隙26的電場集中程度弱，能抑制電子放出量，每次放電的電子放出量穩(wěn)定，結(jié)果能獲得穩(wěn)定的放電開始電壓。
如上所述，對本發(fā)明的第1放電管10來說，通過在氣密外殼16內(nèi)封入含有原子量大且熱傳導(dǎo)率小的Kr的放電氣體，能抑制放電電極18因濺射導(dǎo)致的消耗，與現(xiàn)有放電管60相比，能提高壽命特性。
如圖2～圖5所示，本發(fā)明人對于放電開始電壓設(shè)定為800V的本發(fā)明第1放電管10和現(xiàn)有的放電管60，進行放電次數(shù)與放電開始電壓關(guān)系的試驗。
即，圖2是表示用Kr單體(100體積％)構(gòu)成放電氣體的本發(fā)明第1放電管10，和用Ar、Ne及H2的混合氣體構(gòu)成放電氣體的現(xiàn)有放電管60的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示用Kr(20體積％)與Ar(80體積％)的混合氣體構(gòu)成放電氣體的本發(fā)明第1放電管10，和用Ar、Ne及H2的混合氣體構(gòu)成放電氣體的現(xiàn)有放電管60的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖4是表示用Kr(10體積％)與Ar(90體積％)的混合氣體構(gòu)成放電氣體的本發(fā)明第1放電管10，和用Ar、Ne及H2的混合氣體構(gòu)成放電氣體的現(xiàn)有放電管60的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示用Kr(5體積％)與Ar(95體積％)的混合氣體構(gòu)成放電氣體的本發(fā)明第1放電管10，和用Ar、Ne及H2的混合氣體構(gòu)成放電氣體的現(xiàn)有放電管60的放電次數(shù)與放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
如圖2～圖5的試驗結(jié)果所示，對現(xiàn)有放電管60來說，從放電次數(shù)超過約200萬次附近，放電開始電壓大幅度變動而無法使用，與此相反，本發(fā)明的第1放電管10即使放電次數(shù)超過1000萬次，放電開始電壓也是穩(wěn)定的。這樣通過使用含有Kr的放電氣體，能實現(xiàn)第1放電管10的長壽命化。
此外，放電氣體中Kr的比例不管是100體積％情況還是5體積％情況，放電管10的壽命特性幾乎無變化，因而即使放電氣體中含有Kr的比例小，也都能獲得壽命特性充分提高的效果。
對于本發(fā)明的第1放電管10來說，因為在放電電極部18的表面形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的被膜30，所以在使用該第1放電管10作為開關(guān)放電器時，接受來自未圖示的電容器的高壓脈沖(數(shù)百Hz以上)，常常能以數(shù)ms這樣短的間隔用規(guī)定的放電開始電壓穩(wěn)定地工作。
進一步，使用本發(fā)明的第1放電管10作為氣體放電器時，即使是在施加上升時間快的浪涌電壓的情況下，也不易產(chǎn)生使該放電開始電壓發(fā)生變動的所謂放電開始電壓的“起伏”，能用現(xiàn)定的放電開始電壓穩(wěn)定地工作。
即，放電開始電壓的“起伏”現(xiàn)象，是因為在浪涌電壓加到第1放電管10時，作為放電火種的初期電子和離子與放電氣體分子沖突將其電離為離子和電子的α效應(yīng)、和已電離的離子與放電電極部18表面的被膜30沖突發(fā)出二次級電子的二次級發(fā)射作用(γ效應(yīng))都不能穩(wěn)定地進行而產(chǎn)生的現(xiàn)象。
然而，對本發(fā)明來說，由于上述被膜30中含有的堿性碘化物有易使放電氣體分子離子化的性質(zhì)，所以在氣密外殼16內(nèi)存在大量的離子，結(jié)果因顯示出穩(wěn)定的α效應(yīng)和二次級電子發(fā)射作用(γ效應(yīng))，所以不易產(chǎn)生放電開始電壓的“起伏”。
圖6示出本發(fā)明第2放電管40。此第2放電管40與權(quán)利要求5對應(yīng)。與上述第1放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明的第2放電管40如圖6所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形的殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14備有向氣密外殼16的中心有較大突出的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18間形成規(guī)定的放電間隙22。殼部件12的端面與蓋部件14的接合部20通過銀焊料等密封材料(未圖示)被氣密密封。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成其兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26相對配置的多個線狀觸發(fā)放電膜28。該觸發(fā)放電膜28由碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14由在無氧銅中含有鋯(Zr)的鋯銅構(gòu)成。
這樣，通過用在無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成放電電極部18，與用無氧銅構(gòu)成放電電極部68的現(xiàn)有放電管60相比，能提高第2放電管40的壽命特性。其理由如下。
即，陰極側(cè)放電電極部18由于通常形成放電時受到陽離子的沖擊和接受高溫?zé)崮?，產(chǎn)生使放電電極18的電極材料融熔飛散的濺射，其結(jié)果，陰極側(cè)放電電極部18的電極材料附著到放電電極部18和氣密外殼16的內(nèi)壁上并使其黑化，這使表面漏電流和氣密外殼16的內(nèi)壁電位變化，使放電管的壽命縮短。
然而，無氧銅中含有鋯的鋯銅的軟化溫度(熔點)約是500℃，因為與無氧銅的約200℃軟化溫度相比提高了約2.5倍，通過用鋯銅構(gòu)成放電電極部18，使放電電極部18的耐熱性能提高，能抑制放電電極部18因濺射的消耗，提高第2放電管40的壽命特性。而且對鋯來說由于有消氣劑的作用，所以能獲得消氣劑作用產(chǎn)生的提高放電特性的效果。
即使在用無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成放電電極部18的情況下，與現(xiàn)有的用無氧銅構(gòu)成放電電極68的情況相同，形成放電時不會放出氧等不純氣體，對氣密外殼16內(nèi)的放電氣體的組成不會造成壞的影響。
鋯銅的熱膨脹系數(shù)與無氧銅的熱膨脹系數(shù)大致相等，所以即使在用鋯銅構(gòu)成蓋部件14時，對與由陶瓷構(gòu)成的蓋部件12的接合不會產(chǎn)生障礙。
在上述放電電極部18的表面形成含有堿性碘化物的絕緣性的被膜30。此被膜30是通過將由硅酸溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中添加了碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物以后的粘合劑涂敷到放電電極部18的表面而形成的。
這時，用堿性碘化物的單體或混合物為0.01～70重量％，粘合劑為99.99～30重量％的配合比例進行混合。粘合劑中的硅酸鈉溶液與純水配合比例是硅酸鈉溶液0.01～70重量％，純水99.99～30重量％。
將溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等1種以上的溴化物添加到上述被膜30中時能更進一步使第2放電管40的放電開始電壓穩(wěn)定化。
將氯化鋇(BaCl)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外添加到上述被膜30中，也有助于第2放電管40的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)以0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
在上述氣密外殼16內(nèi)封入規(guī)定的放電氣體。此放電氣體例如是氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣體等惰性氣體的單體或混合氣體。也能是稀有氣體或惰性氣體的單體或混合氣體與H2等負極性氣體的混合氣體。
與第1放電管10相同，通過在上述氣密外殼16內(nèi)封入含有原子量大且熱傳導(dǎo)率小的Kr(氪)的放電氣體，能提高第2放電管40的壽命特性。
對具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的第2放電管40來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第2放電管40的放電開始電壓以上的電壓時，在觸發(fā)放電膜28的兩端和蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，產(chǎn)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。隨后此沿面電暈放電借助電子點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)為作為主放電的弧光放電。在本發(fā)明的第2放電管40，由于利用在微小放電間隙26產(chǎn)生的原來響應(yīng)速度快的沿面電暈放電作為觸發(fā)放電，所以能實現(xiàn)高的響應(yīng)性。
本發(fā)明的第2放電管40的觸發(fā)放電膜28、28由于不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中的電場過度集中，結(jié)果能獲得穩(wěn)定的放電開始電壓。
即，如現(xiàn)有放電管60那樣，觸發(fā)放電膜78、78與兼做放電電極的蓋部件64、64電連接時，由于微小放電間隙76中的電場集中程度強，電子易大量放出，每次放電的電子放出量易變得不穩(wěn)定，其結(jié)果導(dǎo)致放電開始電壓不穩(wěn)定。
與此相反，對本發(fā)明的第2放電管40來說，由于觸發(fā)放電膜28、28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，所以微小放電間隙26中的電場集中程度弱，抑制電子的放出量，每次放電的電子放出量穩(wěn)定，結(jié)果能獲得穩(wěn)定的放電開始電壓。
如上所述，對本發(fā)明的第2放電管40來說，用在無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成放電電極部18，因為該鋯銅的熔點比無氧銅約高2.5倍，與用無氧銅構(gòu)成放電電極部68的現(xiàn)有放電管60相比，放電電極部18的耐熱性提高，其結(jié)果能抑制形成放電時的放電電極部18因濺射造成的消耗，能提高第二放電管40的壽命特性。
圖7示出本發(fā)明的第3放電管42。此第3放電管42與權(quán)利要求6相對應(yīng)。與上述第1放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明的第3放電管42如圖7所示，通過兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形的殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14具備向氣密外殼16的中心突出較大的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。殼部件12的端面與蓋部件14的接合部20通銀焊料等密封材料(未圖示)被氣密密封。上述放電間隙22例如為1.5mm左右。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成其兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26相對配置的多個線狀的觸發(fā)放電膜28。該觸發(fā)放電膜28用碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14用無氧銅構(gòu)成。用無氧銅構(gòu)成的放電電極部18在形成放電時不會放出氧等不純體，不會對氣密外殼16內(nèi)的放電氣體的組成產(chǎn)生壞的影響。
在上述放電電極部18的表面上形成含有放電電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的絕緣性的被膜30。此被膜30通過將把碘化鉀(KI)、碘化鈉(Na1)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物添加到由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑后的粘合劑涂敷到放電電極部18的表面而形成的。
這時，用堿性碘化物的單體或混合物為0.01～70重量％，粘合劑為99.99～30重量％的配合比例將它們混合起來。粘合劑中的硅酸鈉溶液與純水的配合比例是硅酸鈉溶液為0.01～70重量％，純水99.99～30重量％。-將溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以上添加到上述被膜30中時，能更進一步使第3放電管42的放電開始電壓穩(wěn)定。
此外將氯化鋇(BaC1)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外，添加到上述被膜30中，也有助于第3放電管42的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)用0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
此外，含有堿性碘化物的絕緣性的上述被膜30由于功函數(shù)小，電子放出特性優(yōu)良，有使放電開始電壓下降的作用，特別是，在將碘化鉀(KI)添加到由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中形成被膜30時，有顯著降低放電開始電壓的作用。
這時，添加到粘合劑(硅酸鈉溶液與純水的配合比例為1∶1)中的碘化鉀的配合比例超過40重量％時，碘化鉀對粘合劑的溶解度變飽和，由于在其以上不溶解，所以碘化鉀的配合比例最好在0.1重量％～40重量％的范圍，碘化鉀的配合比例為40重量％時，放電開始電壓的降低作用最大。
用0.3～5氣壓的壓力將由氬構(gòu)成的放電氣體封入上述氣密外殼16內(nèi)。
這樣一來，通過以0.3～5氣壓的壓力將由氬構(gòu)成的放電氣體封入氣密外殼16內(nèi)，能防止在使本發(fā)明第3放電管42用規(guī)定的時間間隔反復(fù)工作時的初次放電開始電壓(初期放電開始電壓)下面的第2次以后的放電開始電壓(追隨放電開始電壓)的降低。
向氣密外殼16內(nèi)封入氬的氣壓為0.3～5氣壓范圍的理由如下。即封入氣壓比0.3氣壓低時由于氣密外殼16中的氣體分子量少，形成放電時陽離子不與氣體分子沖突而與陰極側(cè)放電電極部18沖突的比例高，結(jié)果陰極側(cè)放電電極部18的濺射量增加。而且已濺射的陰極側(cè)放電電極部18的電極材料以原子狀態(tài)飛散，由于一邊吸附氣體分子一邊附著在氣密外殼16的內(nèi)壁上，所以使氣密外殼16內(nèi)的放電氣體的組成變質(zhì)，結(jié)果是使放電開始電壓不穩(wěn)定。
另一方面，封入氣壓高于5氣壓時，在放電電極部18、18的容易產(chǎn)生電場集中的部分間，存在以低電壓形成局部放電的情況，放電開始電也不穩(wěn)定了。
因此，氬的封入氣壓在上述的0.3～5氣壓的范圍內(nèi)是適當(dāng)?shù)摹?br> 對本發(fā)明的上述第3放電管42來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第3放電管42的放電開始電壓以上的電壓時，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。隨后，此沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且，此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)為作為主放電的弧光放電。在本發(fā)明的第3放電管42，由于利用在微小放電間隙26產(chǎn)生的原來響應(yīng)速度快的沿面電暈放電作為觸發(fā)放電，所以能實現(xiàn)高的響應(yīng)性。
本發(fā)明第3放電管42的各觸發(fā)放電膜28的兩端，因為與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙配置，所以在設(shè)置于觸發(fā)放電膜28兩端的兩個微小放電間隙26，只要不附著放電電極部18濺射飛散的電極材料，就不會發(fā)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的第3放電管42與隔微小放電間隙76相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78而成的現(xiàn)有放電管60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生。
這時，由于觸發(fā)放電膜28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中的電子放出量，因為在放電電極部18的表面形成含有功函數(shù)小電子放出特性優(yōu)良的堿性碘化物的被膜30，所以也能確保高的響應(yīng)性。
如上所述，對本發(fā)明第3放電管42來說，通過在氣密外殼16內(nèi)以0.3～5氣壓的壓力封入由氬構(gòu)成的放電氣體，不會產(chǎn)生追隨放電開始電壓的下降，能實現(xiàn)長壽命的放電管。
圖8是以2氣壓將由氬構(gòu)成的放電氣體封入氣密外殼16內(nèi)，使其直流放電開始電壓設(shè)定在800V的本發(fā)明第3放電管42以100ms間隔工作時的表示直流放電開始電壓推移的圖，如該圖所示，對此第3放電管42來說，理解為追隨放電開始電壓常穩(wěn)定在額定的800V左右。
另一方面，圖9是以6氣壓將由氬構(gòu)成的放電氣體封入氣密外殼16內(nèi)，使其直流放電開始電壓設(shè)定在800V的放電管用100ms間隔工作時的表示直流放電開始電壓推移的圖，如該圖所示，在該放電管的情況下常發(fā)生追隨放電開始電壓比額定的800V低的情況，極不穩(wěn)定。
圖10是表示以2氣壓將由氬構(gòu)成的放電氣體封入氣密外殼16內(nèi)的本發(fā)明第3放電管42，和以2氣壓將氬(40％)、氖(40％)及H2(20％)的混合氣體封入氣密外殼16內(nèi)的放電管的放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。如該曲線圖所示，在將氬、氖及H2的混合氣體封入氣密外殼16內(nèi)的放電管的情況(圖10的曲線B)下，在放電次數(shù)達到40萬次之前，追隨放電開始電壓下降，不能使用，與此相反，在本發(fā)明第3放電管42的情況(圖10的曲線A)下，即使放電次數(shù)超過100萬次，追隨放電開始電壓也無大的變化，實現(xiàn)長壽命化。
圖11和圖12示出本發(fā)明的第4放電管44。此第4放電管44與權(quán)利要求7對應(yīng)。與上述第放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明的第4放電管44如圖11和圖12所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形的殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14備有向氣密外殼16的中心突出較大的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。此放電間隙22例如為1.5mm左右。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14用無氧銅或在無氧銅中含有鋯(Zr)的鋯銅構(gòu)成。殼部件12的端面與蓋部件14的接合部20通過銀焊料等密封材料(未圖示)氣密密封。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成其兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置的多個線狀的觸發(fā)放電膜28。在圖11和圖12中，表示在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向以45度間隔形成8條觸發(fā)放電膜28的情況，這只是一個例子，上述觸發(fā)放電膜28在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按等間隔可形成8條-12條。
上述觸發(fā)放電膜28用碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。此觸發(fā)放電膜28例如通過涂敷由碳系材料構(gòu)成的芯材而形成。
因此，在上述蓋部件的全長L(參照圖11)為4.6mm，內(nèi)徑D1(參照圖12)為6mm時，上述觸發(fā)放電膜28的長度設(shè)定為3mm，寬度設(shè)定為0.57mm。
在上述放電電極部18的表面上形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的絕緣性的被膜30。此被膜30是通過將在由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中添加了碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物后的粘合劑涂敷到放電電極部18表面而形成。
這時，用堿性碘化物的單體或混合物為0.01～70重量％，粘合劑為99.99～30重量％的配合比例將它們混合起來。粘合劑中的硅酸鈉溶液與純水的配合比例是硅酸鈉溶液0.01～70重量％純水99.99～30重量％。
將溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以添加到上述被膜30中時，能更進一步地使第4放電管44的放電開始電壓穩(wěn)定化。
即使將氯化鋇(BaC1)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外添加到上述被膜30中，也有助于第4放電管44的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)以0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
此外，含有堿性碘化物的絕緣性被膜30由于功函數(shù)小，電子放出特性優(yōu)良而有使放電開始電壓降低的作用，特別是，在將碘化鉀(KI)添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中形成被膜30時，使放電開始電壓下降的作用是顯著的。
這時，添加到粘合劑(硅酸鈉溶液與純水的配合比例為1∶1)的碘化鉀的配合比例超過40重量％時，由于碘化鉀對粘合劑的溶解度變成飽和，在其以上不溶解，所以碘化鉀的配合比例最好在0.1重量％～40重量％的范圍內(nèi)，碘化鉀的配合比例為40重量％時，放電開始電壓的下降作用最大。
在上述氣密外殼16內(nèi)封入規(guī)定的放電氣體。作為該放電氣體例如有氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣體等惰性氣體的單體或混合物。也有稀有氣體或惰性氣體的單體或混合物與H2等負極性氣體的混合氣體。
對本發(fā)明的上述第4放電管44來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第4放電管44的放電開始電壓以上的電壓時，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。隨后，此沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且，此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳛橹鞣烹姷幕」夥烹姟?br> 而且，對本發(fā)明第4放電管44來說，通過沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按等間隔形成8條～12條觸發(fā)放電膜28，能防止初期放電開始電壓的上升，能實現(xiàn)不產(chǎn)生初期放電延遲的長壽命的放電管。此外，初期放電開始電壓稱為使放電管反復(fù)工作時的初次的放電開始電壓，將該初期放電開始電壓下面的第2次以后的放電開始電壓稱為追隨放電開始電壓。
即，在殼部件12的內(nèi)壁面24上形成的觸發(fā)放電膜28為7條以下時，初期電子的供給量不足，不能充分地防止初期放電延遲。
另一方面，在殼部件12的內(nèi)壁面24形成的觸發(fā)放電膜28在13條以上時，能抑制初期放電開始電壓的上升，觸發(fā)放電未轉(zhuǎn)為放電電極部18、18間的主放電，在觸發(fā)放電膜28放電持續(xù)，結(jié)果產(chǎn)生追隨放電開始電壓下降這樣的問題。
因此，觸發(fā)放電膜28如上所述在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向用等間隔形成8條～12條是適當(dāng)?shù)摹?br> 圖13～圖15是表示直流放電開始電壓設(shè)定為800V的本發(fā)明第4放電管44的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
即，圖13是表示在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按45度間隔形成8條觸發(fā)放電膜28的本發(fā)明第4放電管44的，放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖13的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖13的B)的曲線圖。圖14是表示在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按36度間隔形成10條觸發(fā)放電膜28的本發(fā)明第4放電管44的，放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖14的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖14的B)的曲線圖。進一步，圖15是表示在殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按30度間隔形成12條觸發(fā)放電膜28的本發(fā)明第4放電管44的，放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖15的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖15的B)的曲線圖。
另一方面，圖16～圖18是表示作為對本發(fā)明第4放電管44的比較例的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。
即，圖16是表示作為沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按90度間隔形成4條觸發(fā)放電膜28的比較例放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖16的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖16的B)的曲線圖。圖17是表示作為沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按60度的間隔形成6條觸發(fā)放電膜28的比較例放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖17的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖17的B)的曲線圖。進而圖18是表示作為沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按26度間隔形成14條觸發(fā)放電膜28的比較例放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系(圖18的A)以及放電次數(shù)與追隨放電開始電壓的關(guān)系(圖18的B)的曲線圖。
如圖13～圖15所示，在沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按等間形成8條(圖13)、10條(圖14)、12條(圖15)觸發(fā)放電膜28的本發(fā)明第4放電管44的情況下，既使放電次數(shù)超過100萬次，初期放電開始電壓也無大的變化，從而不會產(chǎn)生初期放電延遲，能實現(xiàn)長壽命。對于圖13～15所示的本發(fā)明的第4放電管44來說，追隨放電開始電壓也穩(wěn)定。
與此相反，如圖16和圖17所示，在沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按等間形成4條(圖16)、6條(圖17)觸發(fā)放電膜28的比較例放電管的情況下，從放電次數(shù)20萬次左右初期放電開始電壓上升，發(fā)生初期放電延遲。
此外如圖18所示，在沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按等間形成14條觸發(fā)放電膜28的比較例放電管的情況下，與本發(fā)明第4放電管44一樣，能抑制初期放電開始電壓的上升，但從放電次數(shù)約60萬次左右，追隨放電開始電壓開始下降，不適合應(yīng)用。
因為本發(fā)明第4放電管44的各觸發(fā)放電膜28的兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置，只要在設(shè)置于觸發(fā)放電膜28兩端的兩個微小放電間隙26不附著放電電極部18濺射飛散的電極材料就不會發(fā)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的第4放電管44與隔微小放電間隙26相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78的現(xiàn)有放電管60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生。
這時，由于觸發(fā)放電膜28未與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中電場集中程度，如上所述，因為在放電電極部18的表面上形成含有功函數(shù)小且電子放出特性優(yōu)良的堿性碘化物的被膜30，所以無損于高響應(yīng)性。
圖19示出本發(fā)明第5放電管46。此第5放電管46與權(quán)利要求8和9對應(yīng)。與上述第1放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明第5放電管46如圖19所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部14備有向氣密外殼16的中心突出較大的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。此放電間隙22例如是1.5mm左右。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14用無氧銅或者在無氧銅中含有鋯(Zr)的鋯銅構(gòu)成。殼部件12的端面與蓋部件14的接合部20通過銀焊料等密封材料(未圖示)氣密密封。
上述氣密外殼16內(nèi)封入規(guī)定的放電氣體。作為此放電氣體例如是氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣體等惰性氣體的單體或混合物。也可以是稀有氣體或惰性氣體的單體或混合物與H2等負極性氣體的混合氣體。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成多條其兩端與兼做放電電極的蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置的線狀觸發(fā)放電膜28。
上述觸發(fā)放電膜28用以碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成。具體地說是在由用作為主要原料的碳納米管80％，非晶形碳20％的比例混合的混合物的燒結(jié)體上浸含硅油而成的碳系材料構(gòu)成的。上述非晶形碳有作為結(jié)合材料的功能，通過該非晶形碳能強固地將這些碳納米管們結(jié)合起來。
上述碳納米管其由碳原子的6員環(huán)連續(xù)構(gòu)成的石墨構(gòu)造體是呈圓筒狀的功函數(shù)低的導(dǎo)電體，其前端部為圓錐狀，極尖銳。碳納米管細長，其直徑為2nm～數(shù)+nm左右，長度0.5～1μm左右，其高度對直徑的比例即高寬比大。這樣一來，由于碳納米管前端部尖銳而且高寬比大，在前端部產(chǎn)生強的電場集中，所以具有優(yōu)良的電子放出特性。此外，碳納米管不僅是單層碳納米管，也能使用圓筒形石墨構(gòu)造體重疊成多個同心圓形而形成的多層碳納米管。
上述觸發(fā)放電膜28是通過將用碳系材料構(gòu)成的芯材涂敷到殼部件12的內(nèi)壁面24，附著碳系材料而形成的，所說的碳系材料是在碳納米管和非晶形碳混合物的燒結(jié)體上浸含硅油而成的。
這時，通過將硅油浸入碳納米管與非晶形碳混合物的燒結(jié)體，提高將上述芯材涂敷到殼部件12的內(nèi)壁面24時的碳系材料附著性。
上述硅油雖能產(chǎn)生不純氣體，但在形成氣密外殼16的過程中，因為硅油蒸發(fā)被排氣，不會對氣密外殼16內(nèi)的放電氣體的組成產(chǎn)生不良影響。即，上述氣密外殼16在約800度的加熱氣氛中，進行殼部件12內(nèi)的真空排氣后，再導(dǎo)入規(guī)定的放電氣體，然后通過密封材料將殼部件12和蓋部件14氣密密封而形成，所以上述硅油在約800度的加熱氣氛條件下蒸發(fā)，同時在真空排氣過程中被排氣。
在上述放電電極部18的表面上形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的被膜30。此被膜30是通過將碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中以后的粘合劑涂敷到放電電極部18表面而形成的。
這時，以堿性碘化物的單體或混合物0.01～70重量％，粘合劑為99.99～30重量％的配合比例將其混合起來。粘合劑中硅酸鈉溶液與純水的配合比例是硅酸鈉溶液0.01～70重量％純水99.99～30重量％。
在上述被膜30中添加溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以上時，能更進一步使第5放電管46的放電開始電壓穩(wěn)定化。
此外，即使將氯化鋇(BaG1)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外添加到上述被膜30中，也有助于第5放電管46的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)以0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
含有堿性碘化物的絕緣性的上述被膜30由于功函數(shù)小電子放出特性好，有降低放電開始電壓的作用，特別是將碘化鉀(KI)加進由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中形成被膜30時，降低放電開始電壓的作用顯著。
這時，添加到粘合劑(硅酸鈉溶液與純水配合比1∶1)中的碘化鉀的配合比例超過40重量％時，由于碘化鉀對粘合劑的溶解度飽和，其以上不溶解，所以碘化鉀的配合比例最好在0.1重量％～40重量％的范圍，碘化鉀的配合比例為40重量％時，降低放電開始電壓的作用最大。
對本發(fā)明的第5放電管46來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第5放電管46的放電開始電壓以上的電壓時，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此，在微小放電間隙26放出電子，產(chǎn)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。隨后此沿面電暈放電借助電子的點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且，此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)為作為主放電的弧光放電。
而且，對本發(fā)明的第5放電管46來說，因為用以電子放出特性優(yōu)良的碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜28，能大量供給初期電子，結(jié)果能防止初期放電開始電壓的上升，實現(xiàn)不產(chǎn)生初期放電延遲的長壽命的放電管。
用以碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成的本發(fā)明的觸發(fā)放電膜28，由于細長的碳納米管繞附在蓋部件12的內(nèi)壁面24的細微的凸凹處，與蓋部件內(nèi)壁面24的附著力大，幾乎不發(fā)生剝離，能充分發(fā)揮防止初期放電延遲的功能。
圖20是表示用在碳納米管與非晶體碳混合物的燒結(jié)體上浸入硅油而成的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜28的本發(fā)明第5放電管46和用石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜28的放電管的放電次數(shù)與初期放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。如該曲線圖所示，對于用以石墨為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜28的放電管(圖20的曲線B)來說，從放電次數(shù)約60萬次左右初期放電開始電壓上升，發(fā)生初期放電延遲，與此相反，在本發(fā)明第5放電管46的情況(圖20的曲線A)，即使放電次數(shù)超過100萬次，初期放電開始電壓也無大的變化，因而不會發(fā)生初期放電延遲，實現(xiàn)長壽命化。
因為本發(fā)明的第5放電管46的各觸發(fā)放電膜28的兩端與構(gòu)成放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置，只要在設(shè)置于觸發(fā)放電膜28兩端的兩個微小放電間隙26不附著放電電極部18濺射飛散的電極材料，就不會發(fā)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的第5放電管46與隔微小放電間隙76相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78的現(xiàn)有放電管60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生。
這時，由于觸發(fā)放電膜28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中電場集中程度，如上所述，用以電子放出特性優(yōu)良的碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成觸發(fā)放電膜28，同時因為在放電電極18的表面也形成含有功函數(shù)小且電子放出特性優(yōu)良的堿性碘化物的被膜30，所以不會損壞高響應(yīng)性。
圖21和圖22示出本發(fā)明的第6放電管48。此第6放電管48與權(quán)利要求10和11對應(yīng)。與上述放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明的第6放電管48如圖21和圖22所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14備有向氣密外殼16的中心突出較大的平面狀的放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14用無氧銅或在無氧銅中含有鋯(Zr)的鋯銅構(gòu)成。通過銀焊料等密封材料(未圖示)氣密密封殼部件12的端面和蓋部件14的接合部20。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成多條其兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置的線狀觸發(fā)放電膜28。在圖21和圖22中，例示出沿殼部件12的內(nèi)壁面24的圓周方向按45度間隔形成8條觸發(fā)放電膜28的情況。
上述觸發(fā)放電膜28用碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。此觸發(fā)放電膜28例如能通過涂敷由碳系材料構(gòu)成的芯材而形成。
在上述放電電極部18的表面形成含有碘化鉀(KI)的絕緣性被膜30。此被膜30放電開始電壓穩(wěn)定有效，而且功函數(shù)小，電子放出特性優(yōu)良，有使放電開始電壓降低的作用。
上述被膜30是通過將在由硅酸鈉溶液和純水構(gòu)成的粘合劑中加進碘化鉀后的粘合劑涂敷(被復(fù))在放電電極部18的表面而形成的。
這時，碘化鉀向由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑的添加量為0.01～23重量％，最好是5～15重量％。
粘合劑中硅酸鈉溶液與純水的配合比例是硅酸鈉溶液為50～67重量％，最好是60重量％。純水為50～33重量％，最好是40重量％。
將溴化銫(CaBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以上添加到上述被膜30中時，能更進一步使第6放電管48的放電開始電壓穩(wěn)定化。
將氯化鋇(BaG1)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外，添加入上述被膜30中，也有助于第6放電管48的放電開始電壓的穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)按0.01～10重量％的配合比例添加到上述碘化鉀與粘合劑的混合物中。
在上述氣密外殼16內(nèi)封入規(guī)定的放電氣體。此放電氣體例如是氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣體等惰性氣體的單體或混合氣體。也可以是稀有氣體或惰性氣體的單體或混合氣體與H2等負極性氣體的混合氣體。
對本發(fā)明的上述第6放電管48來說，在兼做放電電極的上述一對蓋部件14、14間施加該第6放電管48的放電開始電壓以上的電壓時，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，發(fā)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。然后此沿面電暈放電借助電子點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)換為作為主放電的弧光放電。
本發(fā)明第6放電管48的各觸發(fā)放電膜28的兩端因為與兼做放電電極的蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置，所以只要在設(shè)置于觸發(fā)放電膜28兩端的兩個微小放電間隙26不附著放電電極部18濺射飛散的電極材料，就不會產(chǎn)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的第6放電管48與隔微小放電間隙76相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78而成的現(xiàn)有放電管60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生。
這時，由于觸發(fā)放電膜28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，能抑制微小放電間隙26中電場集中程度，如上述那樣，由于在放電電極部18的表面形成功函數(shù)小，電子放出特性優(yōu)良的上述被膜30，所以不會損壞高的響應(yīng)性。
而且，對本發(fā)明第6放電管48來說，通過使碘化鉀向由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中的添加量為0.01～23重量％，即使在高溫環(huán)境下使用時也能抑制放電開始電壓的變動率。
圖23是表示用150℃加熱本發(fā)明的第6放電管48后再放置50小時情況下的碘化鉀(KI)向粘合劑的添加量與直流放電開始電壓的變動率的關(guān)系的曲線圖。所使用的第6放電管48是用無氧銅構(gòu)成放電電極部18，用Ar構(gòu)成放電氣體，而粘合劑中硅酸鈉溶液與純水的配合比例是60重量％∶40重量％。
如果直流放電開始電壓的變動率在±10％以內(nèi)，使用上無問題，如圖23的曲線所示，如果碘化鉀向粘合劑的添加量為0.01～23重量％，能將放電開始電壓的變動率抑制在±10％以內(nèi)。碘化鉀向粘合劑的添加量為5～15重量％時，因為能將放電開始電壓的變動率抑制在±5％以內(nèi)，所以就更好了。
由于粘合劑中的硅酸鈉溶液的量多，粘合劑的粘性就高，將粘合劑涂敷(被復(fù))到放電電極部18表面形成的上述被膜30的膜厚容易不均勻，其結(jié)果成為產(chǎn)生放電開始電壓偏差的主要原因。
另一方面，由于粘合劑中的硅酸鈉溶液的量少，粘合劑的粘性就低，放電電極18表面與被膜30的粘結(jié)力小，其結(jié)果被膜30易被濺射，成為壽命特性惡化的主要原因。
由上述可知，粘合劑中硅酸鈉溶液與純水的配合比例如上述那樣，硅酸鈉溶液為50～67重量％，最好是60重量％。純水為50～33重量％，最好是40重量％，這才是適當(dāng)?shù)摹?br> 圖24示出本發(fā)明的浪涌吸收器件50。此浪涌吸收器件50與權(quán)利要求12和13相對應(yīng)。與上述第1放電管10相同的構(gòu)成部件給予相同的符號。
本發(fā)明的浪涌吸收器件50如圖24所示，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料陶瓷構(gòu)成的圓筒形殼部件12的兩端開口部，形成氣密外殼16。
上述蓋部件14備有向氣密外殼16中心突出較多的平面狀放電電極部18和與殼部件12的端面相接的接合部20，在兩蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22。
備有放電電極部18和接合部20的上述蓋部件14用無氧銅或在無氧銅中含有鋯(Zr)的鋯銅構(gòu)成。
通過銀焊料等密封材料(未圖示)氣密密封殼部件12的端面和蓋部件14的接合部20。
在上述殼部件12的內(nèi)壁面24上形成其兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26相對配置的多條線狀的觸發(fā)放電膜28。該觸發(fā)放電膜28用碳系材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。此觸發(fā)放電膜28例如通過涂敷由碳系材料構(gòu)成的芯材而形成。
在上述氣密外殼16內(nèi)封入規(guī)定的放電氣體。此放電氣體例如是氬、氖、氦、氙等稀有氣體或氮氣體等惰性氣體的單體或混合氣體。也可以是稀有氣體或惰性氣體的單體或混合氣體與H2等負極性氣體的混合氣體。
在上述放電電極部18的表面上形成含有放電開始電壓穩(wěn)定有效的堿性碘化物的絕緣性被膜30。此被膜30是通過將在由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中添加到碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)等堿性碘化物的單體或混合物后的粘合劑涂敷到放電電極部18表面而形成。
這時，按堿性碘化物的單體或混合物0.01～70重量％，粘合劑99.99～30重量％的配合比例將其混合起來。粘合劑中的硅酸鈉溶液與純水的配合比例是硅酸鈉溶液為0.01～70重量％，純水為99.99～30重量％。
將溴化銫(CsBr)、溴化銣(RbBr)、溴化鎳(NiBr2)、溴化銦(InBr3)、溴化鈷(CoBr2)、溴化鐵(FeBr2、FeBr3)等溴化物中的1種以上添加到上述被膜30中能更進一步使浪涌吸收部件50的放電開始電壓穩(wěn)定化。
將氯化鋇(BaG1)、氟化鋇(BaF)、氧化釔(Y2O3)、氯化釔(YC12)、氟化釔(YF3)、鉬酸鉀(K2M0O4)、鎢酸鉀(K2WO4)、鉻酸銫(Cs2CrO4)、氧化鐠(Pr6O11)、鈦酸鉀(K2Ti4O9)中的1種以上與上述溴化物一起或在上述溴化物以外添加到上述被膜30中，也有助于浪涌吸收部件50的放電開始電壓穩(wěn)定化。
這些物質(zhì)以0.01～10重量％的配合比例添加到上述堿性碘化物的單體或混合物與粘合劑的混合物中。
含有堿性碘化物的絕緣性的上述被膜30由于功函數(shù)小，電子放出特性優(yōu)良，有降低放電開始電壓的作用。特別是將碘化鉀(KI)加進由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中，形成被膜30時，降低放電開始電壓的作用是顯著的。
圖25是表示加進由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑(硅酸鈉溶液與純水配合比例1∶1)中的碘化鉀的配合比例(重量％)與浪涌吸收器件50的直流放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。此浪涌吸收器件50是以氣壓120kPa封入氬作為放電氣體，同時放電電極部18、18的放電間隙22為0.55mm而成的器件。
由圖25的曲線可知，直流放電開始電壓隨著添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑(硅酸鈉溶液與純水的配合比例1∶1)中的碘化鉀的配合比例變大而下降。
圖26是表示添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑(硅酸鈉溶液與純水的配合比例1∶1)中的碘化鉀的配合比例(重量％)與浪涌吸收器件50的沖擊放電開始電壓的關(guān)系的曲線圖。此浪涌吸收器件50使用以120kPa的氣壓封入氬作為放電氣體，同時放電電極部18、18間的放電間隙22為0.55mm而成的器件，以1.2/50μs施加2.5KV的脈沖電壓進行測定。
由圖26的曲線可知，脈沖放電開始電壓隨著添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑(硅酸鈉溶液與純水的配合比例1∶1)中的碘化鉀的配合比例的增加而降低。
添加到粘合劑(硅酸鈉溶液與純水配合比例1∶1)中的碘化鉀的配合比例超過40重量％時，碘化鉀對粘合劑的溶解度飽和，在其以上不溶解，所以碘化鉀的配合比例最好在0.1重量％～40重量％的范圍內(nèi)，碘化鉀的配合比例為40重量％時，降低放電開始電壓的作用最大。
通過兼做放電電極的上述蓋部件14、14將浪涌加給本發(fā)明的浪涌吸收元件50時，在觸發(fā)放電膜28的兩端與蓋部件14、14間的微小放電間隙26電場集中，因此在微小放電間隙26放出電子，產(chǎn)生作為觸發(fā)放電的沿面電暈放電。然后，此沿面電暈放電借助電子點火效應(yīng)轉(zhuǎn)為輝光放電。而且，此輝光放電向放電電極部18、18間的放電間隙22轉(zhuǎn)移，并轉(zhuǎn)換為作為主放電的弧光放電進行浪涌吸收。
而且，對本發(fā)明的浪涌吸收器件50來說，因為各觸發(fā)放電膜28兩端與兼做放電電極的上述蓋部件14、14隔微小放電間隙26配置，所以只要在設(shè)置于觸發(fā)放電膜28兩端的兩個微小放電間隙26不附著放電電極部18濺射飛散的電極材料，就不會發(fā)生絕緣惡化。因此，本發(fā)明的浪涌吸收器件50與隔微小放電間隙76相對配置一對觸發(fā)放電膜78、78的現(xiàn)有的浪涌吸收器件60相比，能抑制絕緣惡化的發(fā)生。能使浪涌吸收器件50長壽命化。
由于觸發(fā)放電膜28不與兼做放電電極的蓋部件14、14電連接，所以能抑制微小放電間隙26中的電子放出量，還因為在放電電極部18的表面形成含有功函數(shù)小、電子放出特性優(yōu)良的堿性碘化物的被膜30，能確保高的響應(yīng)性。
權(quán)利要求
1.一種放電管，其特征是在氣密外殼內(nèi)隔放電間隙配置多個放電電極，同時在上述氣密外殼內(nèi)封入含有Kr的放電氣體。
2.按照權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于用Kr和H2的混合氣體構(gòu)成上述放電氣體。
3.按照權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于用Kr和Ar的混合氣體構(gòu)成上述放電氣體。
4.按照權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于用Kr如Ne的混合氣體構(gòu)成上述放電氣體。
5.一種放電管，隔放電間隙配置多個放電電極，同時將其與放電氣體一起封入氣密外殼內(nèi)，此放電管的特征在于用在無氧銅中含有鋯的鋯銅構(gòu)成上述放電電極。
6.一種放電管，隔放電間隙配置用無氧銅構(gòu)成的多個放電電極，同時將它們與放電氣體一起封入氣密外殼內(nèi)，此放電管的特征在于用氬構(gòu)成上述放電氣體，同時使用0.3～5氣壓的壓力將該氬封入氣密外殼內(nèi)。
7.一種放電管，其特征在于通過用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的圓筒形殼部件的兩端開口部，同時將放電氣體封入氣密外殼內(nèi)，在配置于氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極部間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面形成其兩端與上述蓋部件隔微小放電間隙配置的觸發(fā)放電膜，沿殼部件內(nèi)壁面的圓周方向按等間隔形成8條～12條上述觸發(fā)放電膜。
8.一種放電管，其特征在于通過用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的殼部件的兩端開口部形成氣密外殼，同時在氣密外殼內(nèi)封入放電氣體，在配置在氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面上形成其兩端與上述蓋部件隔微小放電間隙配置的觸發(fā)放電膜，用以碳納米管為主要原料的碳系材料構(gòu)成上述觸發(fā)放電膜。
9.按照權(quán)利要求8所述的放電管，其特征在于用在碳納米管與非晶形碳混合物的燒結(jié)體中浸有硅油而成的碳系材料構(gòu)成上述觸發(fā)放電膜。
10.一種放電管，其特征在于隔放電間隙配置多個放電電極，同時將其與放電氣體一起封入氣密外殼內(nèi)，進一步在上述放電電極表面涂敷將把碘化鉀添加到由硅酸鈉溶液與純水構(gòu)成的粘合劑中的粘合劑，形成含有碘化鉀的被膜，上述碘化鉀向上述粘合劑的添加量是0.01～23重量％。
11.按照權(quán)利要求10所述的放電管，其特征在于上述碘化鉀向上述粘合劑的添加量是5～15重量％。
12.一種浪涌吸收器件，其特征在于通過用兼做放電電極的一對蓋部件氣密密封由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的殼部件的兩端開口部形成氣密外殼，同時在該氣密外殼內(nèi)封入放電氣體，在配置在氣密外殼內(nèi)的上述蓋部件的放電電極部之間形成放電間隙，同時在上述殼部件的內(nèi)壁面形成其兩端與上述蓋部件隔微小放電間隙相對配置觸發(fā)放電膜，上述放電電極部的表面形成含有堿性碘化物的被膜。
13.按照權(quán)利要求12所說的浪涌吸收器件，其特征在于上述堿性碘化物是碘化鉀(KI)、碘化鈉(NaI)、碘化銫(CsI)、碘化銣(RbI)的單體或混合物。
全文摘要
一種放電管，通過用兼做放電電極的一對蓋部件14、14氣密密封由兩端開口的絕緣材料構(gòu)成的殼部件12的兩端開口部形成氣密外殼16，同時在上述蓋部件14、14的放電電極部18、18之間形成規(guī)定的放電間隙22，在殼部件12的內(nèi)壁面24上形成其兩端與兼做放電電極的蓋部件14、14隔微小放電間隙26相對配置的多條線狀觸發(fā)放電膜28，同時在上述放電電極部18的表面形成含有堿性碘化物的絕緣性的被膜30，進一步在上述氣體外殼16內(nèi)封入含有Kr(氪)的放電氣體。
文檔編號H01J61/54GK1762079SQ20048000726
公開日2006年4月19日 申請日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者今井孝一, 堀諭史, 松山陽一, 花村義和 申請人:岡谷電機產(chǎn)業(yè)株式會社