JPH04141929A - 含浸形陰極の製造方法 - Google Patents
含浸形陰極の製造方法Info
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- JPH04141929A JPH04141929A JP26390490A JP26390490A JPH04141929A JP H04141929 A JPH04141929 A JP H04141929A JP 26390490 A JP26390490 A JP 26390490A JP 26390490 A JP26390490 A JP 26390490A JP H04141929 A JPH04141929 A JP H04141929A
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- Japan
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- electron
- cathode
- manufacturing
- melting point
- impregnated
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ブラウン管、撮像管等の電子管に用いられる
小型、高電流密度の含浸形陰極の製造方法にかかり、特
に、安定した電子放出特性を有する陰極を容易にかつ確
実に得ることのできる含浸形陰極の製造方法に関す、る
。
小型、高電流密度の含浸形陰極の製造方法にかかり、特
に、安定した電子放出特性を有する陰極を容易にかつ確
実に得ることのできる含浸形陰極の製造方法に関す、る
。
［従来の技術］
高電流密度の特性を有する含浸形陰極は、タングステン
（Ｗ）等からなる耐熱、多孔質基体の細孔部にバリウム
・カルシウム・アルミネート（ＢａＯ−ＣａＯ・Ａｌ、
Ｏ，）等の電子放出物質を溶融含浸させた構成からなる
陰極であり、電子放出特性を向上させるために、陰極表
面にさらにオスミウム（Ｏ８）、イリジウム（Ｉｒ）、
ルテニウム（Ｒｕ）あるいはこれらの合金膜を被覆して
使用される。
（Ｗ）等からなる耐熱、多孔質基体の細孔部にバリウム
・カルシウム・アルミネート（ＢａＯ−ＣａＯ・Ａｌ、
Ｏ，）等の電子放出物質を溶融含浸させた構成からなる
陰極であり、電子放出特性を向上させるために、陰極表
面にさらにオスミウム（Ｏ８）、イリジウム（Ｉｒ）、
ルテニウム（Ｒｕ）あるいはこれらの合金膜を被覆して
使用される。
このような含浸形陰極の製造は、例えば特開昭５６−６
９７５１号公報記載のように、まず、Ｗ等からなる耐熱
多孔質基体（ベレット）を作成し、次に、該多孔質基体
の細孔部ｔ； ＢａＣ（Ｌ、Ｃａｃ、イＡｌ、０．から
なる混合物を水素中もしくは真空中で加熱・溶融して電
子放出物質として含浸させ、さらに、電子放出特性を向
上させるために、その表面をＯｓ、 Ｉｒ、Ｒｕ等の金
属薄膜で被覆し、これを障壁層としての高融点金属製カ
ップ、高融点金属製スリーブと組み合わせることによっ
て行われる。
９７５１号公報記載のように、まず、Ｗ等からなる耐熱
多孔質基体（ベレット）を作成し、次に、該多孔質基体
の細孔部ｔ； ＢａＣ（Ｌ、Ｃａｃ、イＡｌ、０．から
なる混合物を水素中もしくは真空中で加熱・溶融して電
子放出物質として含浸させ、さらに、電子放出特性を向
上させるために、その表面をＯｓ、 Ｉｒ、Ｒｕ等の金
属薄膜で被覆し、これを障壁層としての高融点金属製カ
ップ、高融点金属製スリーブと組み合わせることによっ
て行われる。
第２図は上記従来技術の含浸形陰極製造手順の概要を示
した工程図である。
した工程図である。
Ｃ発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来技術においては、Ｗ等の耐熱多
孔質基体の細孔部に電子放出物質を溶融含浸させた場合
に該基体の周囲に余剰の電子放出特性が残留固着し、こ
れらの余剰の電子放出物質は陰極として不要でもありま
た組立作業上悪影響を与えるので、Ｏ８等の金属薄膜被
覆およびカップ、スリーブとの組合せの前に、該余剰物
質を物理的あるいは化学的に除去する工程を設ける必要
があった・ 電子管用として用いられる陰極の多孔質基体は直径が約
１ｍｍと小さいことから、上記余剰電子放出物質除去工
程は極めて複雑な作業となる。
孔質基体の細孔部に電子放出物質を溶融含浸させた場合
に該基体の周囲に余剰の電子放出特性が残留固着し、こ
れらの余剰の電子放出物質は陰極として不要でもありま
た組立作業上悪影響を与えるので、Ｏ８等の金属薄膜被
覆およびカップ、スリーブとの組合せの前に、該余剰物
質を物理的あるいは化学的に除去する工程を設ける必要
があった・ 電子管用として用いられる陰極の多孔質基体は直径が約
１ｍｍと小さいことから、上記余剰電子放出物質除去工
程は極めて複雑な作業となる。
本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
して、安定した電子放出特性を有する陰極を容易にかつ
確実に得ることのできる含浸形陰極の製造方法を提供す
ることにある。
して、安定した電子放出特性を有する陰極を容易にかつ
確実に得ることのできる含浸形陰極の製造方法を提供す
ることにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、下記工程からなる製造方法とすることによ
って達成することができる。
って達成することができる。
ａ、 Ｗ等の耐熱多孔質物質およびＢａ等を含む電子放
出物質の粉末をそれぞれ顆粒化する工程、ｂ、上記の顆
粒を所定の割合で秤量、混合する工程、 ｃ、上記混合体を所定の形状にプレス成形する工程、 ｄ、上記プレス成形体を水素中もしくは真空中あるいは
非酸化性雰囲気中電子放出物質の融点以下で焼結する工
程、 ｅ、上記焼結体を高融点金属製カップ、高融点金属製ス
リーブと組合せて陰極完成品とする工程。
出物質の粉末をそれぞれ顆粒化する工程、ｂ、上記の顆
粒を所定の割合で秤量、混合する工程、 ｃ、上記混合体を所定の形状にプレス成形する工程、 ｄ、上記プレス成形体を水素中もしくは真空中あるいは
非酸化性雰囲気中電子放出物質の融点以下で焼結する工
程、 ｅ、上記焼結体を高融点金属製カップ、高融点金属製ス
リーブと組合せて陰極完成品とする工程。
なお、上記ｄの焼結工程の後に焼結体表面にＯｓ、Ｉｒ
、 Ｒｕ等を含む金属薄膜を設ける工程を付加すること
によって陰極の電子放出特性をさらに向上させることが
できる。
、 Ｒｕ等を含む金属薄膜を設ける工程を付加すること
によって陰極の電子放出特性をさらに向上させることが
できる。
［作用コ
上記の手順においては、多孔質基体材料と電子放出物質
とを予め所定の割合で混合した混合物のプレス成形体を
焼結させるので、焼結終了時点で電子放出物質を含有す
る焼結体が得られ、従来技術の場合のように焼結体を作
成した後に改めて電子放出物質を溶融含浸させる必要が
ない。
とを予め所定の割合で混合した混合物のプレス成形体を
焼結させるので、焼結終了時点で電子放出物質を含有す
る焼結体が得られ、従来技術の場合のように焼結体を作
成した後に改めて電子放出物質を溶融含浸させる必要が
ない。
また、焼結が電子放出物質の融点以下で行われるので、
電子放出物質の溶融流出がなく、従来技術の場合のよう
な余剰電子放出物質除去の工程が不要となる。
電子放出物質の溶融流出がなく、従来技術の場合のよう
な余剰電子放出物質除去の工程が不要となる。
これらによって製造工程の簡略化が可能となる。
［実施例］
以下１本発明の含浸形陰極の製造方法について実施例に
よって具体的に説明する。
よって具体的に説明する。
第１図は本発明方法の手順を示す工程図で、以下、図に
よって工程を説明する。すなわち、まず、Ｗ粉末（平均
粒径５ ｔａ ）に１．２５％のポリメチルメタクリレ
ートをバインダとして添加、アセトン中に分散し、アセ
トン液を撹拌しながらアセトンを徐々に揮発させてＷ粉
末を顆粒化し、該顆粒を２００メツシユの篩で分粒した
。一方、Ｂａｃ、，、Ｃａｃ、，、ＡＩ、０、の粉末を
モル比で４：ｌ：ｌの割合となるように秤量、混合し、
該混合物を水素雰囲気中１１００℃ａ１７００℃の２段
階で熱処理して、Ｂａｃ、イＣａｃ、，のＢａｄ、 Ｃ
ａＯへの分解（１１００℃）とともにＢａ−Ｃａアルミ
ネートの合成（１７００℃）を行い、該合成物を粉砕し
た後、上記讐粉末の場合と同様にして顆粒化を行い、４
００メツシユの篩で分粒した。次いで、分粒した上記Ｗ
顆粒とＢａ−Ｃａアルミネート顆粒とを体積比で８：２
となるように秤量、混合し、該混合体を直径１．２５ｍ
ｍの円筒状プレス型を用い５ｔｏｎ／ｃｒｌのプレス圧
力でプレスし、高さ０．５ｍｍのプレス成形体（ペレッ
ト）を作成した。次に、上記プレス成形体を水素雰囲気
中で１０００℃＝＞１８００℃の２段階熱処理を行い、
基本型の含浸形陰極を作成した。ここで、１０００℃の
処理は上記粉末の顆粒化の際にバインダとして用いたポ
リメチルメタクリレートを分解・蒸発させる目的のため
に行うものであり、分解後に炭素残渣を残さないように
する必要があるので、この温度は６００〜１２００℃の
範囲の中から選ぶことができる。また、２段階目の１８
００℃処理はＷ粉末同士の焼結および電子放出物質同士
あるいは電子放出物質とＷ粉末との固着を目的とするも
のであり、この温度は電子放出物質の融点以下（該物質
の内容によって異なるが、２０００℃以下が目安）とす
る。
よって工程を説明する。すなわち、まず、Ｗ粉末（平均
粒径５ ｔａ ）に１．２５％のポリメチルメタクリレ
ートをバインダとして添加、アセトン中に分散し、アセ
トン液を撹拌しながらアセトンを徐々に揮発させてＷ粉
末を顆粒化し、該顆粒を２００メツシユの篩で分粒した
。一方、Ｂａｃ、，、Ｃａｃ、，、ＡＩ、０、の粉末を
モル比で４：ｌ：ｌの割合となるように秤量、混合し、
該混合物を水素雰囲気中１１００℃ａ１７００℃の２段
階で熱処理して、Ｂａｃ、イＣａｃ、，のＢａｄ、 Ｃ
ａＯへの分解（１１００℃）とともにＢａ−Ｃａアルミ
ネートの合成（１７００℃）を行い、該合成物を粉砕し
た後、上記讐粉末の場合と同様にして顆粒化を行い、４
００メツシユの篩で分粒した。次いで、分粒した上記Ｗ
顆粒とＢａ−Ｃａアルミネート顆粒とを体積比で８：２
となるように秤量、混合し、該混合体を直径１．２５ｍ
ｍの円筒状プレス型を用い５ｔｏｎ／ｃｒｌのプレス圧
力でプレスし、高さ０．５ｍｍのプレス成形体（ペレッ
ト）を作成した。次に、上記プレス成形体を水素雰囲気
中で１０００℃＝＞１８００℃の２段階熱処理を行い、
基本型の含浸形陰極を作成した。ここで、１０００℃の
処理は上記粉末の顆粒化の際にバインダとして用いたポ
リメチルメタクリレートを分解・蒸発させる目的のため
に行うものであり、分解後に炭素残渣を残さないように
する必要があるので、この温度は６００〜１２００℃の
範囲の中から選ぶことができる。また、２段階目の１８
００℃処理はＷ粉末同士の焼結および電子放出物質同士
あるいは電子放出物質とＷ粉末との固着を目的とするも
のであり、この温度は電子放出物質の融点以下（該物質
の内容によって異なるが、２０００℃以下が目安）とす
る。
次に、以上のようにして作成した基本型の含浸形陰極を
０ｓ−２０％Ｒｕターゲットを有するスパッタ装置の基
板上に置き、装置を５Ｘ１０−”Ｐａ程度まで真空排気
した後、アルゴン（Ａｒ）ガスを導入（３０ＳＣＣＩＩ
Ｉ） Ｌ／、圧力を０，８Ｐａとして高周波スパッタリ
ングを行い、陰極表面に５５０ｎｍ厚さの０ｓ−２０％
Ｒｕ膜を形成した。この陰極をカップ、スリーブおよび
ヒータと組合せ、圧力】０−“Ｐａ以下の真空容器中２
極菅構成で零電界における飽和電流密度を測定したその
結果、電子放出特性は従来技術の製造方法により製造し
た含浸形陰極と全く差は認められず、また、陰極試料間
のばらつきが小さいという結果が得られた。
０ｓ−２０％Ｒｕターゲットを有するスパッタ装置の基
板上に置き、装置を５Ｘ１０−”Ｐａ程度まで真空排気
した後、アルゴン（Ａｒ）ガスを導入（３０ＳＣＣＩＩ
Ｉ） Ｌ／、圧力を０，８Ｐａとして高周波スパッタリ
ングを行い、陰極表面に５５０ｎｍ厚さの０ｓ−２０％
Ｒｕ膜を形成した。この陰極をカップ、スリーブおよび
ヒータと組合せ、圧力】０−“Ｐａ以下の真空容器中２
極菅構成で零電界における飽和電流密度を測定したその
結果、電子放出特性は従来技術の製造方法により製造し
た含浸形陰極と全く差は認められず、また、陰極試料間
のばらつきが小さいという結果が得られた。
なお、上記０ｓ−Ｒｕ膜の形成について、２元ターゲッ
ト、すなわちＯｓとＲｕと独立のターゲットを用いて同
時にスパッタリングを行った場合にも全く同様の結果が
得られた。
ト、すなわちＯｓとＲｕと独立のターゲットを用いて同
時にスパッタリングを行った場合にも全く同様の結果が
得られた。
［発明の効果］
以上述べてきたように、含浸形陰極の製造方法を本発明
構成の製造方法とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、安定した電子放出特性を有する陰
極を容易にかつ確実に得ることのできる含浸形陰極の製
造方法を提供することができた。従来技術における電子
放出物質の加熱溶融・含浸工程および含浸後の余剰電子
放出物質除去工程を省略することができることにより、
コスト低減効果と同時に陰極間の特性のばらつきを小さ
くすることができた。
構成の製造方法とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、安定した電子放出特性を有する陰
極を容易にかつ確実に得ることのできる含浸形陰極の製
造方法を提供することができた。従来技術における電子
放出物質の加熱溶融・含浸工程および含浸後の余剰電子
放出物質除去工程を省略することができることにより、
コスト低減効果と同時に陰極間の特性のばらつきを小さ
くすることができた。
第１図は本発明の含浸形陰極の製造方法の手順を示す工
程図、 第２図は従来技術における含浸形 陰極の製造方法の手順を示す工程図である。 第 図 第２ 図
程図、 第２図は従来技術における含浸形 陰極の製造方法の手順を示す工程図である。 第 図 第２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、下記工程からなることを特徴とする含浸形陰極の製
造方法。 ａ、多孔質物質および電子放出物質の粉末をそれぞれ顆
粒化する工程、 ｂ、上記の顆粒を所定の割合で秤量、混合する工程、 ｃ、上記混合体を所定の形状にプレス成形する工程、 ｄ、上記プレス成形体を水素中もしくは真空中あるいは
非酸化性雰囲気中電子放出物質の融点以下で焼結する工
程、 ｅ、上記焼結体を高融点金属製カップ、高融点金属製ス
リーブと組合せて陰極完成品とする工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26390490A JPH04141929A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 含浸形陰極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26390490A JPH04141929A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 含浸形陰極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141929A true JPH04141929A (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=17395879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26390490A Pending JPH04141929A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 含浸形陰極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04141929A (ja) |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP26390490A patent/JPH04141929A/ja active Pending
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