JPH05114352A - 含浸型陰極構体及びその製造方法 - Google Patents

含浸型陰極構体及びその製造方法

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JPH05114352A
JPH05114352A JP27750591A JP27750591A JPH05114352A JP H05114352 A JPH05114352 A JP H05114352A JP 27750591 A JP27750591 A JP 27750591A JP 27750591 A JP27750591 A JP 27750591A JP H05114352 A JPH05114352 A JP H05114352A
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JP
Japan
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cathode
impregnated
thin plate
cathode substrate
porous tungsten
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JP27750591A
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English (en)
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Toru Yakabe
徹 矢壁
Akito Hara
昭人 原
Eiji Yamamoto
栄治 山本
Noboru Kitamori
昇 北森
Shigetaka Kajima
繁貴 梶間
Junji Hatakeyama
淳二 畠山
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、陰極基体の表面に残る余剰電子放
射性物質を減少させ、安定した品質を有する含浸型陰極
構体及びその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】この発明の含浸型陰極構体は、空孔部に電子放
射性物質が含浸された多孔質タングステン薄板からなる
陰極基体1と、この陰極基体が一端開口部に接合された
陰極スリ−ブ4とを具備し、且つ陰極基体の表面粗さ
が、Rmax0.5乃至3.2μmの範囲内にあり、
又、この発明の含浸型陰極構体の製造方法は、タングス
テン粉末をプレス成型した後、焼結して多孔質タングス
テン薄板を形成する工程と、この工程の次に、多孔質タ
ングステン薄板をラップ研磨によりRmax0.5乃至
3.2μmの範囲内で表面仕上げを行ない陰極基体を得
る工程とを具備することにより、上記の目的を達成する
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、含浸型陰極構体及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、陰極線管等の電子管用陰極とし
て、従来より多孔質タングステン薄板の空孔部に電子放
射性物質を含浸させ、且つこの多孔質タングステン薄板
の一方の面(背面)にルテニウム・モリブデン溶融層を
形成して、電子放射性物質の蒸発を防ぐようにした含浸
型陰極基体がある。
【0003】この種の含浸型陰極基体の製造方法として
は、既に各種の方法が知られているが、その一方法とし
て特開昭58−44643号公報には、次の方法が示さ
れている。
【0004】先ず、タングステン粉末を圧縮成形した
後、還元性雰囲気中で焼結して径大長大な多孔質タング
ステンロッドを形成する。次に、この多孔質タングステ
ンロッドの空孔部に銅を含浸する。そして、この銅含浸
多孔質タングステンロッドを、旋盤加工あるいはワイヤ
放電加工などにより、厚さ0.5mm、直径30mm程
度の薄板にスライスする。次に、硝酸によりこの薄板中
の銅を溶解、あるいは還元性雰囲気中で加熱処理して、
薄板から銅を除去する。
【0005】その後、この多孔質タングステン薄板の一
方の面に、ルテニウムとモリブデンの混合粉末と有機バ
イダ−からなる懸濁液を滴下して乾燥する。更に還元性
雰囲気中で約2000℃に加熱し、ルテニウムとモリブ
デンを溶融させて、電子放射性物質の蒸発を防止するた
めのルテニウム・モリブデン溶融層を形成する。
【0006】次に、還元性雰囲気中で、この多孔質タン
グステン薄板の空孔部に、BaO、CaO、Al2 3
からなる電子放射性物質を含浸させる。そして、この電
子放射性物質が含浸された多孔質タングステン薄板を、
放電加工あるいはレ−ザ加工などにより、所定形状に切
り抜いて陰極基体とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の製造方法により得られた含浸型陰極基体は、そ
の表面粗さが10μm前後と粗く、陰極基体の製造工程
において、次のような問題が生じた。
【0008】即ち、多孔質タングステン薄板に電子放射
性物質を含浸させる工程において、不活性雰囲気中で溶
融含浸させた後、余剰の電子放射性物質を除去する際、
多孔質タングステン薄板の表面粗度が粗いため、溝部に
余剰の電子放射性物質が残り易く、大気中の水分あるい
は炭酸ガスと反応して不活性なBa(OH)2 あるいは
BaCO3 に変質し、電子放射に有害な部分が生ずると
いう問題があった。このように従来の製造方法による
と、大量生産において安定な品質の含浸型陰極構体を得
ることが容易ではない。
【0009】この発明は、以上のような問題点を解決し
て、大量生産において安定した品質の含浸型陰極構体が
得られる含浸型陰極構体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、空孔部に電
子放射性物質が含浸された多孔質タングステン薄板から
なる陰極基体と、この陰極基体が一端開口部に直接又は
間接的に接合された陰極スリ−ブと、を具備する含浸型
陰極構体において、上記陰極基体の表面粗さが、Rma
x0.5乃至3.2μmの範囲内にある含浸型陰極構体
である。
【0011】又、この発明は、タングステン粉末をプレ
ス成型した後、焼結して多孔質タングステン薄板を形成
する工程と、上記多孔質タングステン薄板を研磨により
Rmax0.5乃至3.2μmの範囲内で表面仕上げを
行ない陰極基体を得る工程と、上記陰極基体を陰極スリ
−ブに挿入し、直接又は間接的に接合する工程と、を具
備する含浸型陰極構体の製造方法である。
【0012】
【作用】この発明によれば、多孔質タングステン薄板の
表面をバフ研磨により平坦にすることにより、電子放射
性物質を含浸させた後に、表面に残る余剰電子放射性物
質を減少させることが出来る。その結果、安定した品質
の含浸型陰極構体を容易に製造することが出来る。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。
【0014】この発明による含浸型陰極構体は図1に示
すように構成され、図中の符号1は円板状の陰極基体で
ある。この陰極基体1は空孔部に電子放射性物質が含浸
された多孔質タングステン薄板からなり、その表面粗さ
が、Rmax0.5乃至3.2μmの範囲内に設定され
ている。そして、この陰極基体1の一面(背面)には、
電子放射性物質の蒸発を防止するためのルテニウム・モ
リブデン溶融層2が形成され、このルテニウム・モリブ
デン溶融層2が底部に位置するように、陰極基体1が有
底短円筒状のカップ3内に収納され固着されている。
【0015】このカップ3は、その底部側から円筒状の
陰極スリ−ブ4の一端開口部に挿入され、この一端開口
部に陰極基体1を露出させた状態で、カップ3が陰極ス
リ−ブ4に固着されている。尚、陰極スリ−ブ4内には
ヒ−タ5が配置されている。更に、陰極スリ−ブ4の他
端外周に、複数例えば3本のストラップ6の一端部が固
着され、各ストラップ6の他端部は、陰極スリ−ブ4の
外側に所定間隔で同軸的に配設された筒状ホルダ7の張
り出し部7aに懸垂固着されている。次に、上記のよう
な含浸型陰極構体の製造方法について説明するが、最初
に陰極基体1の製造方法について述べることにする。
【0016】先ず、平均粒径3〜5μmのタングステン
粉末と少量のパラフィンを混合し、一定量のプレス機の
ダイに供給後、〜5Kg/cm2 程度で加圧し直径35
mm,厚さ1.2mmに成型する。次に、水素炉中で1
800℃,数時間〜十数時間焼結を行ない、直径約30
mm,厚さ約1mm,空孔率約20%の多孔質タングス
テン薄板を製作する。
【0017】その後、平面研削を行なった後、#150
0〜#3000程度のGCによるバフ研磨、又はGC#
380による粗いバフ研磨を行なった後、#1500〜
#3000程度の仕上げバフ研磨を行なうことにより、
厚さ0.4mmで表面粗度3.2μm以下、望ましくは
1.6μm以下の平坦な面を持つ多孔質タングステン薄
板を得る。
【0018】次に、この多孔質タングステン薄板の一面
にルテニウム・モリブデンのろう材を塗布し、還元性雰
囲気で溶融させルテニウム・モリブデン溶融層を形成す
る。次に、ルテニウム・モリブデン溶融層の形成された
反対の面からBaO,CaO,Al2 3 からなる電子
放射物質を還元性雰囲気で溶融させ、多孔質タングステ
ン薄板の空孔部に含浸する。その後、アルコ−ル洗浄な
どにより、残存する余剰の電子放射物質を除去する。
【0019】表面粗度については、以下の検証実験によ
り決定した。即ち、表面粗度0.8乃至1.2μm,表
面粗度2.3乃至2.8μm,表面粗度6μmの多孔質
タングステン薄板に、電子放射物質を含浸させた後の表
面SEM写真によると、余剰の電子放射物質は表面粗度
の小さいもの程、少なく良好であることが判る。又、表
面粗度3.2μm以下なら、余剰の電子放射物質は後の
工程で簡単に除去することが出来る。次に表面粗度Rm
ax0.5以下が悪い理由について、説明する。
【0020】Rmax0.5より小さく仕上げると、多
孔質タングステン薄板の表面は殆ど鏡面になる。これを
SEM写真で観察すると、タングステン粒の粒界が認め
られ、細孔(pore)もはっきり開孔している。この
状態で不活性雰囲気で電子放射物質を含浸した後、大気
中に取出すと、余剰の電子放射物質の残量は極く少な
く、非常に綺麗である。又、後工程の洗浄等により、余
剰の電子放射物質の除去は簡単に出来る。
【0021】しかし、この電子放射物質を含浸した多孔
質タングステン薄板は、陰極構体の組み立て等の大気中
での滞留において、表面近傍の空孔中の電子放射物質が
空気中のH2 OあるいはCO2 ガスを吸着し反応するこ
とにより、電子放射物質がBa(OH)2 あるいはBa
CO3 に変質して膨潤し、表面近傍の細孔(pore)
から電子放射物質が表面に吹き出してくる。このタング
ステン粒1個1個の粒界がはっきり識別出来る程の仕上
げ面を持つ多孔質タングステン薄板は、この内部応力に
耐えられず、吹き出した細孔(pore)を中心にクラ
ックが生じて膨れ上がり、ひどい時にはバラバラに割れ
てしまう。
【0022】逆に、表面粗度Rmax0.5以上の場合
には、タングステン粒がある程度延びてタングステンの
粒子間がブリッジ状に連なっており、この内部応力に耐
えられるので、クラックが生じることはない。
【0023】尚、平面研削及びバフ研磨工程において、
多孔質タングステン薄板の目潰れ防止及び加工性向上の
ために、予め空孔部に銅あるいはプラスチックを含浸さ
せておき、バフ研磨後、還元性雰囲気中で加熱、除去し
多孔質タングステン薄板としても良い。
【0024】次に、多孔質タングステン薄板の一面にル
テニウム・モリブデン粉末を適当な有機バインダ−と共
に溶媒に混合したろう材を塗布した後、還元性雰囲気で
加熱し、ルテニウム・モリブデンの溶融層を形成する。
【0025】次に、多孔質タングステンの空孔部に電子
放射物質を含浸し、表面の余剰エミッタ−を除去した
後、放電加工あるいはレ−ザ加工により例えば直径1.
45mmの円板に切り抜くことにより、表面を電子放射
面とし、その反対面にルテニウム・モリブデン溶融層を
持つ含浸型陰極基体が得られる。以上述べたように、こ
の発明の製造方法では、量産性に優れ安定した品質の含
浸型陰極基体が得られる。さて次に、この発明の含浸型
陰極基体を使用した陰極構体の組み立て法について、説
明する。
【0026】即ち、図1に示すように、上記方法により
製造された含浸型陰極基体1の均一なルテニウム・モリ
ブデン溶融層2が内側になるように、タンタルからなる
カップ3の内側に挿入し、抵抗溶接又はレ−ザ溶接によ
り、その陰極基体1をカップ3の底部に接合する。次
に、この陰極基体1が接合されたカップ3をタンタルか
らなる陰極スリ−ブ4の一端開口部に嵌め合わせ、その
側面を溶接により接合する。
【0027】更に、この陰極スリ−ブ4の他端部側面に
3個のタンタルからなるストラップ6の一端を溶接によ
り接合し、これらストラップ6の他端をFe−Ni−C
o合金からなる陰極ホルダ7の一端部内側に張り出した
張り出し部7aに溶接接合する。次いで、陰極スリ−ブ
4内にヒ−タ5を配置することにより、所要の含浸型陰
極構体が完成する。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、多孔質タングステン
薄板からなる陰極基体の表面をラップ研磨し、表面粗度
をRmax0.5乃至3.2μmの範囲内に仕上げてい
るので、電子放射物質を含浸させた後の余剰電子放射物
質の付着量を低減させることが出来、且つ後の洗浄工程
で簡単に除去することが出来る。
【0029】この結果、大気中の水分や炭酸ガスによ
り、陰極基体の表面が変質することはない。従って、組
立て工程でも変質することは少なく、極めて安定した高
品位の含浸型陰極構体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る含浸型陰極構体を一
部切り欠いて示す斜視図。
【符号の説明】
1…陰極基体、2…ルテニウム・モリブデン溶融層、3
…カップ、4…陰極スリ−ブ、5…ヒ−タ、6…ストラ
ップ、7…筒状ホルダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 栄治 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 北森 昇 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 梶間 繁貴 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 畠山 淳二 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空孔部に電子放射性物質が含浸された多
    孔質タングステン薄板からなる陰極基体と、この陰極基
    体が一端開口部に直接又は間接的に接合された陰極スリ
    −ブと、 を具備する含浸型陰極構体において、 上記陰極基体の表面粗さが、Rmax0.5乃至3.2
    μmの範囲内にあることを特徴とする含浸型陰極構体。
  2. 【請求項2】 タングステン粉末をプレス成型した後、
    焼結して多孔質タングステン薄板を形成する工程と、 上記多孔質タングステン薄板を研磨によりRmax0.
    5乃至3.2μmの範囲内で表面仕上げを行ない陰極基
    体を得る工程と、 上記陰極基体を陰極スリ−ブに挿入し、直接又は間接的
    に接合する工程と、 を具備することを特徴とする含浸型陰極構体の製造方
    法。
JP27750591A 1991-10-24 1991-10-24 含浸型陰極構体及びその製造方法 Pending JPH05114352A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10286512A (ja) * 1997-02-14 1998-10-27 Ngk Insulators Ltd 膜の形成方法と膜形成部品
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