松下真空管ハンドブック 真空管の劣化、故障   (工事中)

1962 ナショナル真空管ハンドブック からの転載です。
4 徐々に起こる性能劣化  徐々に起こる性能劣化にはエミッション減少、絶縁低下、グリッド電流の増加などがあります。

4-1 カソードの現象
 真空管を劣化さす原因となるものに、ニッケル・スリーブの還元性金属が時間とともに還元作用によってカソード被覆物が反応を起こしてリッケル・スリーブと被覆物との間に境界層を作る”中間層効果”があります。この反応によってできるBa2SiO4の中間層は徐々に厚くなり、抵抗を増加させます。とくにカソードが高温、低電流の場合に、この成長速度が早められます。この中間層抵抗は、カソードに対して1000pFオーダーの容量でシャントされた形の抵抗となってカソード電流の減少を招くだけでなく、負帰還がかかり低い周波数で利得低下の原因となります。
 またカソードが低温の場合は、カソード表面の局部的なエミッションによって、高密度の表面が破壊されます。一方、高温の場合は遊離Baの蒸発が促進され、中間層の成長が速くなり、エミッション低下の原因となります。これらの予防として
 (a) カソード悪化を減少させるため電極形状は電子がガラスやマイカにあたらないように遮蔽します。金属部品は煮沸蒸留水で洗浄し、真空中でアニール、ガス抜きを十分行い不純物の付着を防ぎます。のた、組立は防塵室内で行い、ゲッタ効果の良好なものを用い、完全に排気します。
 (b) カソードの定格を可能なかぎり低く設計します。
 (c) 中間層効果の防止のため、カソード・スリーブにシリコンの含有率の低い不活性リッケルを用います。
 装置の設計者、使用者は次の予防策を守ることによって、真空管の実用寿命を永くすることができます。
 (a) ヒーター電圧は規定値の±5%以内に保つこと。
 (b) バルブ温度は管壁で最大定格以下に保つこと。
  これはとくにガス放出のおそれがあり、外部シールドを使用する場合とくに留意する必要があります。
 (c) 最大損失を超えないこと。

4-2 絶縁不良、グリッド・エミッションおよびイオン電流
 カソード材料の蒸発物はもマイカおよびベースの上に導電性の薄膜を形成して、絶縁を破壊することがあります。またこれが第1グリッド上に付着することによって、グリッド・エミッショんを生じます。このように徐々に起きる性能劣化は、カソード尾などを低く保つことによって、また第1グリッドの放熱をよくすることによって防止できます。絶縁低下を防止するために、マグネシウム・オキサイドをマイカ表面に被覆することによって、かなり改善されます。
 グリッドが負電位になったとき、管内の陽イオンなよってわずかなグリッド電流が流れます。イオン電流はゲッタ効果が少ないときとかとか、エア・リークで生じますので、ゲッタ効果のよいものを用い、真空度を高くし、電極温度上昇にともなうガス放出の防止を行います。
 以上の欠陥については1ヶ月間、真空管を在庫後にガス電流のチェックによって製造中に防止できます。非常に効果のあるエア・リークのチェックの方法として、アルゴン・テストを用います。もし真空管がリークしている場合、このテストを24時間するとたやすく確認できます。
 アルゴン・テストは100日間の放置試験に匹敵します。装置設計のときは不完全絶縁と第1グリッド抵抗を可能なかぎり低くかると、グリッド・エミッションを減少させることができます。

5 突発的な性能劣化   真空管の突発的な不良には断線、電極間の短絡、ガラス・クラックなどがあります。

5-1 接続不良
  真空管の接続不良は実際上ほとんど溶接不完全によって生じますので、製造における実質的な問題として、信頼性の高い溶接技術が必要にならます。しかし全溶接箇所について無害な試験を行うのは不可能で、一般には次の条件で良好な結果を得ます。
 (a) 真空管の設計時に全溶接箇所が明視でき、他の電極との間隔を適当にとり、溶接の容易な材料を用います。
 (b) 溶接装置は常に完全な溶接点を得られるものを用います。
 (c) 溶接状態については一定間隔で抜取り検査を行います。
 
5-2 短絡
 短絡は電極間が直接に接触して生じるもので、製造中や仕上げ工程で簡単に発見できます。そのほかに、外部から
真空管内部に混入する微片によって局所的短絡を起こすものがありますが、短絡の抵抗値が10MΩ〜1Ωまで広が
っている上に、その短絡状態が断続的であるため、発見および予防が非常に困難であります。これらの微片は作業工
程中に生ずるもので、空気中の塵埃が第一に考えられますので、組立室内の空気を完全に浄化し、周囲を絶えず正常
にし、ここの作業はダストカバー内で行います。
 部品も洗浄や熱処理をして、完全防塵の状態で組立、供給されます。
 備品はこれ以外に溶接時の金属片の飛散、カソード被覆物の脱落、マイカの小片 (マイカはカソード物質の付着で導
電性をおびます)などがあります。金属微片の飛散については溶接機の調整によってカソード物質の脱落はカソード製
造工程の欠陥除去によつて防止できます。
 マイカの飛散については第2図(B)に示す新しい爪なしマイカを用いて従来のマイカよりさらに減少を図っています。
 真空管の組立、溶接工程中の品質は作業員の注意力にかかっていますので、最高品質を保証するにふさわしい環
境で最良、簡便な設備工具で順序正しい作業をすると品質の優れたものが生み出されます。この仕事の重要性は訓
練期間中に作業員自身に説明し理解させます。
5-3 ガラス不良
5−4 ヒーター・カソード短絡


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