JPH031420A - 電子管陰極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、受像管などに用いられる電子管陰極に関し
、詳しくは、電子放出特性の向上を図った電子管陰極に
関する。

［従来の技術］ 従来、受像管等に用いられている電子管陰極にはニッケ
ル（Ｎｉ）を主成分としてシリコン（Ｓｉ）等を還元剤
として微量含ませた基体金属上に、バリウム（Ｂａ）を
含むアルカリ土類金属の酸化物層を形成したいわゆる酸
化物陰極が多用されている。

この酸化物陰極は、還元剤と酸化物とを反応させて酸化
物から遊離原子を生成させ、この遊離原子を電子放射の
ドナー（源）として電子を放射せしめるようにしたもの
である。

第２図は従来の電子管陰極の一例を示す概略断面図であ
って、帽状の基体金属（１）、円筒状のスリーブ（２）
、基体金属（１）上に被覆形成された酸化バリウムから
なる電子放射物質層（５）から構成されている。（３）
は陰極加熱用のヒータである。

この電子放射物質層（５）は、次のような工程によって
形成される。すなわち、ニトロセルロース等を溶解した
有機溶剤に炭酸バリウムを混合したあと、吹き付け、電
着等の方法により基体金属（１）上に被着形成される。

このような陰極は、ついで電子管内に組み込まれ、電子
管内を真空にするための排気工程でヒータ（３）によっ
て約１０００℃に加熱昇温され、炭酸バリウムは次式で
示されるように熱分解によって酸化バリウムに変換され
る。

ＢａＣＯ５４ＢａＯ＋ＧＯ□・・・−・（Ａ）この酸化
バリウムは、陰極の動作中、基体金属（１）と接する境
界（１１）において、基体金属（１）の中の還元剤であ
るシリコンと次式のような還元反応を起こす。

２ＢａＯ＋Ｓｉ−＋　２Ｂａ＋ＳｉＯ２・・・＋＋　（
Ｂ）この反応で生成された遊離バリウムが、電子放射の
ドナーとして作用する。また、この時に次式に示す反応
も同時に起きる。

ＳｉＯ２＋２ＢａＯ−＋Ｂａ、ＳｉＯ４・・・・”　（
Ｃ）以上のように、ドナーとして作用する遊離バリウム
は電子放射の役を担なうが、（Ｂ）　、　（Ｃ）式に示
すようにＳｉｎ、、Ｂａ２Ｓｉｎ４なども反応生成物が
電子放射物質層（５）と基体金属（１）との境界（１１
）で生成される。この反応生成物は境界付近にどんどん
蓄積して中間層と呼ばれる障壁となり、シリコンの拡散
が妨たげられ、ドナーである遊離バリウムの生成が困難
となる。また、この中間層は高抵抗を有し、電子放射電
流の流れを妨げるという問題点もある。

このような問題点に対して、第３図に示すように基体金
属（１）の表面にスカンジエウム（Ｓｃ）または酸化ス
カンジユウム（ＳＣ２０３）の皮膜（４）を、真空蒸着
、メツキ法あるいは吹き付は法等で０．１〜１０μｍの
厚さに被着形成させ、Ｂａ２ＳｉＯ４等の反応生成物を
解離させることが特願昭６２−１２２６５９号に開示さ
れている。

しかしながら、この発明では、真空蒸着やメツキ法で皮
膜を形成する場合に成膜時間に長時間を要したり、高価
な設備を必要とする。また、吹き付は法の場合でも、０
．１〜１０μｍの非常に薄い膜を均一に成膜することは
困難であり、歩止まりも悪かった。また、真空蒸着やメ
ツキ法の場合には、基体金Ｒ（１）から電子放射物質層
（５）への還元性金属が拡散しにくくなり、電子放射特
性が安定しないという問題点があった。さらに、長時間
の動作中に電子放射物質層（５）が皮膜（４）上から剥
離してしまうという問題点もあった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電子管陰極は以上のように構成されているので、
量産性、および品質の安定性に欠けるという問題点があ
った。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、量産性に優れ、かつ電子放射特性等の品質
の安定した電子管陰極を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる電子管陰極は、基体金属上に酸化スカ
ンジユウムを含むニッケル粉末の焼結層を設け、この焼
結層の上に電子放射物質層を被着形成した点を特徴とす
る。

［作用］ この発明におけるニッケル粉末焼結層は、基体金属に強
固に固着すると共に焼結層の中に酸化スカンジュムを適
度に分散させて保有しており、さらに、この焼結層は適
度な表面荒さと空孔があるため、電子放射物質を強固に
被着することができると共に、還元性金属の拡散を容易
にすることができる。このため、中間層が形成されるの
を防止できるとともに、製作が容易で、剥離することが
なく、電子放射特性も安定する。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図によって説明する。第１
図は、この実施例を示す概略構造断面図で、第２図およ
び第３図の従来例と同一構成部分には、同一符号を付し
て説明を省略する。

図において、（６）はニッケル粉末焼結層で、基体金属
（１）上に、酸化スカンジユウム（６ｂ）が分散して含
まれたニッケル粉末（６ａ）の焼結層である。

このニッケル粉末焼結層（６）は、次のように形成され
る。平均粒径が１０〜３０μｍのニッケル粉末（６ａ）
に、重量比で１〜１０％の酸化スカンジエウム粉末（６
ｂ）を加え、この混合粉末をニトロセルロースを溶解し
た有機溶媒に加えて懸濁液とし、スプレー等の方法で基
体金属（１）上に２０〜３０μｍの厚さで塗布する。次
いで、水素雰囲気あるいは真空雰囲気中で、約１０００
℃で１０分間の熱処理を施すことにより基体金属（１）
上に酸化スカンジュウム（６ｂ）を含んだニッケル粉末
（６ａ）が溶着したニッケル粉末焼結層（６）が形成さ
れる。

このニッケル粉末焼結層（６）の上に、従来例と同様に
、電子放射物質を例えば、スプレーにより５０〜１００
μｍの厚さになるように塗布する。この電子放射物質層
（５）は少なくともバリウム（Ｂａ）を含有し、他にス
トロンチウム（Ｓｒ）あるいはカルシウム（Ｃａ）を含
むアルカリ土類金属酸化物を主成分とする。

このように、この実施例によれば、酸化スカンジユウム
粉末（６ｂ）をニッケル粉末（６ａ）に分散混合させ、
スプレー等の簡単な方法により基体金属（１）上に被着
した後、非酸化性雰囲気中で熱処理を行うという簡単な
プロセスであるため全生産が向上した。また、焼結層で
あるため、その層内が適度の空孔を備えている。したが
って、基体金属（１）からの還元性金属が電子放射物質
層（５）へ拡散しやすく、従来問題となっていた初期の
電子放射特性のバラツキを低減できた。

また、ニッケル粉末焼結層（６）と電子放射物質層（５
）との界面は、適度な凹凸があるため電子放射物質層（
５）の被着力が向上し、電子放射物質の剥離が低減でき
た。

次に、動作中の中間層生成の抑制作用について説明する
。その要旨とするところは、特願昭８２−１２２（１５
９号に開示されているとおりであり、ここでは簡単に述
べる。ニッケル粉末焼結層（６）内の酸化スカンジユウ
ム（６ｂ）は、ニッケル粉末（ｅａ）あるいは、基体金
属（１）のニッケルと次のような反応を起こす。

Ｓｃ、０３＋１ＯＮｉ→２ＳｃＮｉｓ＋３０・・・・・
・（ＤＪこの反応での生成物５ＣＮｔｓは、中間層の成
分であるＢａ２ＳｉＯ４と次の様な反応をおこす。

１６ＳｃＮｉ、＋９Ｂａ２ＳｉＯ４−＋　４Ｂａ３Ｓｃ
４０．＋６Ｂａ＋９Ｓｉ＋８ＯＮｉ・・・・・・（Ｅ） このように３ａ２Ｓｉ０４は解離され、蓄積されないの
で、中間層の生成が抑制される。

［発明の効果］ この発明によれば、酸化スカンジユウムを含んだニッケ
ル粉末の焼結層を基体金属上に形成し、その層上に電子
放射物質を被覆形成したものであるから効率よく安価に
製作できるとともに、電子放射特性の安定した信頼性の
高い電子管陰極が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の一実施例の概略拡大断面図、第２
図は従来の電子管陰極の概略拡大断面図、第３図は改良
された従来の電子管陰極の拡大概略断面図である。 （１）・・・基体金属、（５）・・・電子放射物質層、
（６）・・・ニッケル粉末焼結層、（６ａ）・・・ニッ
ケル粉末、（６ｂ）・・・酸化スカンジユウム。 なお、各図中、同一符号は同一　または相当部分を示す
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケルを主成分とし、少なくともシリコンを含
   有している陰極基体金属と、この基体金属の面上に形成
   された酸化スカンジユウムが分散されているニッケル粉
   末焼結層と、この焼結層の面上に形成された少なくとも
   バリウムを含むアルカリ土類金属酸化物からなる電子放
   射物質層とを備えた電子管陰極。