电子管用阴极制造技术

长时间工作中基体金属１产生变形，电子束管的截止特性偏离初始设定值而变化，因此，不能期望在长时间内维持色彩稳定和不发生亮度变化的高品质图象。本发明专利技术在电子管用阴极里配备有：主要成分由镍构成，内含至少一种还原剂的基体金属１；比该基体金属１含有的还原剂中至少一种还原剂的还原性更小或相等，且比镍还原性大的金属作主要成分，在基体金属１的表面上形成的金属层５０；和在这个金属层５０上涂覆含钡的硷土金属氧化物形成的电子发射物质层２０，其特征在于，金属层５０是涂覆在基体金属表面的一部分形成的，而电子发射物质层２０是在金属层及基体金属任一表面涂覆形成的。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子束管等使用的电子管用阴极，尤其是涉及抑制电子束管在长时间运行时截止电压变化的技术。现有技术附图说明图17给出了日本特開平3-257735号公报公布的电视机用显象管历来用的阴极例子。图中1是含有微量硅(Si)、镁(Mg)等还原性元素并以镍(Ni)作主要成分、一端封住的帽状基体金属，其侧壁部分被焊接固定在略呈圆筒状的套管4的一端上。2是电子发射物质层，这个电子发射物质层2是由在至少含有钡(Ba)、其次含有锶(Sr)和钙(Ca)的三元硷土金属氧化物21内分散着氧化钪等稀土金属氧化物22而构成的。3是配置在上述套管4内的热子，依靠这个热子3的加热，使基体金属1加热，热电子从电子发射物质层放出。5是在基体金属1上形成的、由比基体金属内含有的还原性元素的还原性小而且比作为基体金属1的主要成分镍(Ni)的还原性大的金属构成的金属层。在此金属层5的上面涂覆形成电子发射物质层2。以下就如此构成的电子管用阴极的制造方法给予说明。首先，在基体金属1的表面形成作为金属层5的钨(W)，厚度为0.2～2微米。其次涂覆形成电子发射物质层2。其涂覆的次序为首先、把氧化钪与钡、锶、钙三元碳酸盐用硝化纤维粘结剂和醋酸丁酯构成的有机溶剂共同混合制成悬浊液，接着把这种悬浊液用喷涂法等涂布在基体金属1的顶部形成的金属层5上形成。在涂布了电子发射物质层后，把此阴极装入电子枪内，其次，在显象管排气过程中，依靠热子3加热。在此期间，三元碳酸盐热分解变化为硷土类金属氧化物21。排气工序之后，接着进行高温加热激活。在此期间，由于硷土类金属氧化物21的一部分还原，电子发射物质层2激活，具有半导体性质，在基体金属1上由硷土类金属氧化物21和稀土类金属氧化物22的混合物构成电子发射物质层2。在此激活工序中，硷土类金属氧化物21的一部分进行如下反应。即基体金属中含有的硅、镁等还原性元素通过扩散，迁移到金属层5和电子发射物质层2之间的界面上，与硷土类金属氧化物21反应。例如，作为硷土金属氧化物21以氧化钡(BaO)为例，进行下式1、2一类的反应…(1)…(2)这个反应的结果，在金属层5上涂覆形成的硷土金属氧化物21即氧化钡(BaO)的一部分被还原，形成氧欠缺型半导体，电子发射容易。同时，硷土金属氧化物21与金属层5的成分钨进行式3所示的反应，同样形成氧欠缺型半导体。…(3)一般，在氧化物阴极的场合，由于上述反应时生成的付生成物中称为中间层的硅酸钡(Ba2SiO4)、氧化镁(MgO)以及钨酸钡(Ba3WO6)集中在金属层5和电子发射物质层2的界面上形成，因此，由于这个中间层的影响，抑制了镁、硅和钨的扩散速度，其结果，引起过剩钡(Ba)的供给不足，限制了高密度电流的运行。另一方面，在电子发射物质层2内含有稀土类金属氧化物22的场合，以氧化钪的场合为例，阴极工作时在金属层5和电子发射物质层2的界面上，在基体金属1和金属层5内扩散迁移的还原剂的一部分与氧化钪反应，如下式4所示，生成少量金属状钪，这个金属状钪存在于上述界面。…(4)因为这个金属状钪对于金属层5上形成的中间层，例Ba2SiO4，有分解作用，如下式5所示，因而改善了过剩钡(Ba)的供给，认为与不含稀土类金属氧化物22的场合相比，可能运行在更高电流密度下。这样一来，其优点是在基体金属1上形成金属层的电子管用阴极，由于游离钡生成丰富，有可能在高电流密度下运行。…(5)此外，图18给出了在电视用显象管和摄象管等中使用现有的(例2)电子管用阴极。在图中，1是含微量硅(Si)、镁(Mg)等还原性元素、主成分由镍构成的圆盘状基体金属(简称基体)，4是由镍铬合金等构成的阴极套管，3是安置在阴极套管2内的热子，5是具有与基体金属1同量级直径，在基体金属1的与热子3相对面的全部表面上形成的圆形金属层，主要成分是比基体内含有的还原性元素的至少一种的还原性相同或更小，但比镍的还原性大的还原性元素(例如，钨(W)等)。此外，2是在金属层5上涂覆形成的电子发射物质层，它以至少含有钡，此外，含有锶(Sr)或/和钙(Ca)的硷土类金属氧化物作为主要成分，并含有重量百分率0.1～20％的氧化钪(Sc2O3)等稀土类金属氧化物。电子发射物质层2借助设置在阴极套管4内的热子3的加热，发射热电子。对在如此构成的电子管阴极中，往基体金属1上形成金属层的方法以及往金属层5的表面上涂覆电子发射物质层2的方法予以说明。首先，把具有钨(W)一类还原性的金属通过真空蒸发等方法在基体1对着控制极的面上(即热子3的对面侧)全面涂覆厚度1微米量级的涂层，通过在非氧化气氛中的热处理，进行金属层的烧结、再结晶和向基体内扩散。其次，把由钡、锶、钙的三元碳酸盐和一定量的氧化钪与粘结剂和溶剂一起混合而成的悬浊液，用喷涂法在金属层5上涂覆约100微米的厚度，形成电子发射物质层2。下面就该电子管用阴极组装入电子束管内，一直到可能产生电子发射的工序予以说明。首先，电子管用阴极与阴极加热用的热子3一起组装入电子枪内，接着，在装配到电子束管后，在真空排气工序中，通过热子3的加热，三元硷土类金属碳酸盐分解为其氧化物。然后，在激活工序中，电子发射物质层2内的硷土类金属氧化物被基体1中的还原剂部分还原，成为氧欠缺型半导体，因而成为能发射热电子的状态。使用这种电子管用阴极的电子束管，与在电子发射物质层2内不含氧化钪的电子管阴极或没有形成金属层5的电子管用阴极相比，能在高电流密度工作，平均可以长时间支取3.0A/CM2。顺便指出，用电子发射物质层2内不含氧化钪，且不形金属层5的电子管阴极只能在0.5A/CM2电流密度下工作，而在电子发射物质层2内含有氧化钪但未形成金属层5的电子管阴极能在2.0A/CM2电流密度下工作。以下对一般电子束管的电子枪进行说明。图19是给出了一般电子束管电子枪的大致结构的概略图。在图中，7是控制极，8是加速极，9是聚焦极，10是高压电极，它与涂布产生红色、绿色和兰色的荧光体的显示用屏构成一体，11是由基体1、阴极套管4、热子3、金属层5，电子发射物质层2等构成的如图18所示的电子管用阴极。此外，在各电极上都提供有与红色、绿色和蓝色用各电子束相应的电子束通过孔，在使用安装了这种电子枪的显象管的普通电视机装置中，控制极7，加速极8，聚焦极9和高压电极上所加电压是固定的，通过调制加在阴极本身的电压来控制从阴极11流出的电流。例如，如果考虑以控制电极7的电压作基准的情况，阴极11上加0到截止电压，而加速极8上加正数百伏电压，通过调制阴极11的电压直到与控制极7的电压相近，则来自加速极8的电场穿过控制极7的电子束通过孔浸透，因而使电子发射。这里，所谓截止电压定义为在除阴极11以外的其它各电极所加电压为一定的状态下，从阴极11出发的电子发射电流(也称为电子束)开始流出时的阴极电压。而聚焦极9及高压极10是为了聚焦、加速从阴极11发射的电子发射电流而配置的。可是，决定电子束管特性的因素之一是截止电压。此截止电压一般由阴极11，控制极7和加速极8三因素决定，取决于各电极之间的间距，电极厚度以及电子束通过孔之形状，根据电子枪的种类，设定在一合适的截止电压范围内。不过，在应用已形成上述金属层5的电子管阴极的场合，在电子束管长时间使用过程，基体金属1逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子管用阴极，其特征在用它包括：以镍作为主要成分，且至少含有一种还原剂的基体金属；在这基体金属的表面及背面形成，由比上述还原剂的至少一种的还原性小或相同、但比镍还原性大的金属构成的金属构件；如在上述基体金属的表面形成的金属构件上 喷涂形成，包括至少含有钡的硷土金属氧化物和稀土类金属氧化物的电子发射物质层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1996-1-9 1642/96;JP 1995-12-27 341963/951.一种电子管用阴极，其特征在用它包括以镍作为主要成分，且至少含有一种还原剂的基体金属；在这基体金属的表面及背面形成，由比上述还原剂的至少一种的还原性小或相同、但比镍还原性大的金属构成的金属构件；如在上述基体金属的表面形成的金属构件上喷涂形成，包括至少含有钡的硷土金属氧化物和稀土类金属氧化物的电子发射物质层。2.权利要求1所述的电子管用阴极，其特征为在基体金属表面及背面形成的金属构件均是金属层。3.根据权利要求1所述的电子管用阴极，其特征为在基体金属表面及背面形成的金属构件均是金属粉末层。4.根据权利要求1所述的电子管用阴极，其特征为基体金属的表面形成的金属构件是金属层、在基体金属的背面形成的金属构件是金属粉末层。5.根据权利要求1所述的电子管用阴极，其特征为基体金属表面形成的金属构件是金属粉末层，基体金属背面形成的金属构件是金属层。6.根据权利要求1所述的电子管...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野金冶郎，新庄孝，近藤利一，齐藤正人，大平卓也，寺本浩行，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]