JPH0129008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子管用陰極に係り、特にカラーブラ
ウン管などに装置される速動型陰極や長寿命陰極
などに好適な電子管用陰極の基体金属に関するも
のである。 カラーブラウン管などに装着される速動型陰極
や長寿命陰極に使用される基体金属は、通常タン
グステン、ジルコニウム、けい素、ランタン、イ
ツトリウム、ハフニウム、マグネシウムなどの還
元剤を微量添加したニツケル基合金よりなつてい
る。そしてこの基体金属の一方の表面には、バリ
ウム、ストロンチウム、カルシウムなどのアルカ
リ土類金属の炭酸化物が被着され、電子管製造工
程中にこれら炭酸化物を酸化物に変化させて電子
放射物質として使用される。この電子放射物質は
基体金属中の還元剤により活性化され、安定した
電子放射特性を発揮するものである。 ところで最近のカラーテレビジヨン装置は電源
の投入後数秒以内に出画する所謂速動型となつて
おり、これには陰極構体の熱容量を小さくして昇
温時間を短縮した速動型陰極が使用されている。 この陰極構体の熱容量を小さくする手段として
は陰極スリーブや基体金属の小形化や薄肉化が企
てられている。 このうち陰極スリーブに関してはNi―Cr―Ｗ
合金などの強化材料を採用することにより薄肉化
できることが特開昭53−119662号などに示されて
いる。 一方基体金属については比較的高い放射電流密
度を期待する陰極の場合には、基体金属中に必要
量の還元剤を確保することが電子放射特性を維持
する上で必須であるとされてきた。この還元剤は
加熱時に電子放射物質と反応し、これを活性化す
るために消費される。また還元剤は基体金属の表
面から熱蒸発によつて外部に放出される。このよ
うに基体金属中の還元剤は動作寿命期間中、徐々
にその有効量が減少する。そして電子放射物質の
活性化は基体金属内部の還元剤が反応界面まで拡
散し、反応することによつて行なわれ、その結
果、還元剤の種類や濃度に依存した反応生成物が
反応界面に形成されることが知られている。この
反応生成物は従来中間層と呼ばれているものであ
る。 一般に高濃度還元剤を使用すると、還元剤拡散
に対して阻止効果があるか、または高電気抵抗を
示す中間層が形成されると云われている。従つて
現在使用されている基体金属には、例えば0.01〜
0.5％のマグネシウム、けい素、ジルコニウムな
どを微量に制御した還元剤が添加されている。そ
のため、より陰極の速動性を増加させるために
は、基体金属の肉厚を薄くすると同時に、還元剤
の基体金属内部から電子放射物質との反応界面へ
の拡散量が維持されるように配慮する必要がある
ことになる。 本発明は前述した問題点に鑑みなされたもので
あり、速動性の優れた長寿命の電子管用陰極を提
供することを目的とし、拡散路就中基体金属にお
ける結晶粒界の分布に着目し、これを制御するこ
とにより速動型で長寿命の電子管陰極を得ようと
するものである。 即ち、本発明は基体金属の結晶粒分布について
電子放射物質が被着形成されている側の基体金属
の上表面近傍の結晶粒径を細粒とすることによ
り、拡散速度の大きい粒界を多数確保すると共
に、電子放射物質が被着形成されている側に対向
する下表面近傍の結晶粒径を粗粒とし、拡散速度
の大きい粒界を少数に限ることにより、電子放射
物質が被着形成されていない側の下表面からの陰
極の動作寿命期間中における還元剤の熱蒸発によ
る散逸を抑えて、還元剤の有効量維持を実現する
と共に、電子放射物質と還元剤との活性化のため
の電子放射物質被着形成されている上表面近傍に
おける実質的な反応界面を増加させ、活性度の高
い高効率な電子管用陰極を得るようにしたもので
ある。 次に本発明の一実施例を第２図により説明する
が、説明を明確にするため従来のものを第１図に
示し、対比して説明する。 即ち、第１図において電子放射物質１は基体金
属２の一方の面に被着形成されているが、この基
体金属２は、電子放射物質１の被着形成されてい
る側と、その対向面とでは結晶粒分布における特
異的な差は存在してない。これに比較し本発明の
ものは第２図に示すように基体金属３の電子放射
物質１の被着形成されている側の上表面近傍で結
晶粒分布が細粒となつており、その対向面である
下表面近傍が粗粒となつていることを特徴として
いる。 次に第２図に示すような基体金属３の製造方
法、およびこのような基体金属を使用した電子管
用陰極の特性について更に詳しく説明する。 実施例 １ 0.06重量％のマグネシウム―0.03重量％のけい
素―5.0重量％のタングステン―残ニツケルの化
学組成を有するニツケル合金から、通常の圧延、
焼鈍工程を経て直径1.5mmで板厚が40μｍおきに
150μｍに至るまでの各基体金属を用いて傍熱型
陰極を作成した。これらの基体金属の断面はいず
れも第１図のような結晶粒径を呈するものであ
る。 一方同様にして得られた各板厚の基体金属を陰
極に組み込む前にマイクロヴイツカーズ試験器を
用いて第３図に示すようにダイヤモンド錘の対角
長5μｍ程度の圧痕１０を基体金属の片方の面に
くまなく付けたのち、10^-5Torrの真空中で700
℃、10分間加熱することにより各基体金属におけ
る結晶粒分布を第２図に示すよう調整した。その
後通常の方法により陰極を作成した。 このようにして作られた電子管用陰極を電子管
に組み込み、電子放射の強制寿命試験を行なつた
結果を第４図に示す。 即ち、板厚50μｍの本発明に係る基体金属３を
用いた寿命曲線５は同じ板厚の従来の基体金属２
を用いた寿命曲線７に較べ約30％の寿命増加が認
められた。寿命曲線４および６は板厚がいずれも
150μｍの場合のそれぞれ本発明に係る基体金属
３と従来の基体金属２を使用した結果であり、こ
の曲線４および６を対比すると、本発明の寿命特
性４が優れているが、その差は板厚50μｍの場合
よりもかなり小さい。 なお、従来と本発明に係る50μｍおよび150μｍ
の板厚の基体金属の結晶粒径を表１に示す。

【表】 また表２に従来と本発明に係る50μｍの板厚の
基体金属の上下各表面から5μｍの深さ（1/10）
の深さにおける結晶粒径と寿命との関係を示す。
なおこの表２の寿命の判定は初期放射電流に対し
て放射電流が50％に減衰するまでの時間が表１に
示した上下各表面側の結晶粒径がそれぞれ30μｍ
の従来の基体金属に対して30％以上改善されたも
のを◎、10％以上改善されたものを〇、10％未満
の顕著な効果が認められないものを△で示してあ
る。

【表】 本発明に係る基体金属の効果が極めて明確に現
れるのは図示および表示していないが基体金属の
厚さが約75μｍ以下である。 第４図からわかるように本発明の電子管用陰極
の特徴は速動性を具備した長寿命のものと云え
る。 なおこの種の電子管用陰極の基体金属の結晶粒
径と寿命との関係については、Ｄを平均結晶粒
径、ｔを加熱時間、Ｋ、ｎを定数とするとき、一
般に Ｄ＝Ktⁿ で表され、平均結晶粒径Ｄは加熱時間に伴つて増
大する。しかしこのように結晶粒径が増大しても
基体金属の上下両表面の結晶粒径の相対的な相違
は維持されることが確認されており、結果的にそ
れが寿命特性の向上に寄与していると考えてよ
い。 前述した実施例１で示したマイクロヴイツカー
ズダイヤモンド錘による片面残留圧縮応力―焼鈍
方法以外にシヨツトピーニング―焼鈍方式、粒末
焼結―圧延法で細粒化した圧延板の一表面をレー
ザ走査により、この一表面近傍の領域を限定的に
焼鈍し粗粒化する方式、粉末焼結―圧延法で細粒
化した圧延板と通常の溶解―圧延法で得られた圧
延板とを張り合せて圧延したクラツド板を用いる
方式などによつても得られることは云う迄もな
い。 なお本発明の効果が充分に得られる結晶粒分布
の程度は前記表２からわかるように基体金属の結
晶粒径が電子放射物質が被着されている側の基体
金属の板厚の１／10の深さ領域における平均結晶
粒径が5μｍ以下で、かつ電子放射物質が被着形
成されている面の対向面の基体金属の板厚の１／
10深さ領域における平均粒径が20μｍ以上である
場合に最も良好な効果が得られる。 即ち例えば板厚が50μｍの場合5μｍの深さにお
ける平均粒径が5μｍ以下、20μｍ以上と云うこと
である。 上述のように本発明は速動型に好適な長寿命の
電子管用陰極を提供できるのでその工業的価値は
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子管用陰極の要部断面図、第
２図は本発明の電子管用陰極の要部断面図、第３
図はマイクロヴイツカースダイヤモンド錘の圧痕
図、第４図は従来及び本発明に係る電子管用陰極
の強制寿命試験における電子放射特性図である。 １…電子放射物質、２…従来の基体金属、３…
本発明に係る基体金属。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ニツケル基合金の上表面に電子放射物質を被
   着形成してなる基体金属を備えた電子管用陰極に
   おいて、前記上表面から前記基体金属の板厚の
   １／10の深さの領域における平均結晶粒径が5μ
   ｍ以下であり、かつ対向面である下表面から前記
   板厚の1/10の深さの領域における平均結晶粒径が
   20μｍ以上であることを特徴とする電子管用陰
   極。 ２ 基体金属の板厚が75μｍ以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子管用陰
   極。