JPH07192602A - ディスペンサー陰極及びその製造方法 - Google Patents
ディスペンサー陰極及びその製造方法Info
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- JPH07192602A JPH07192602A JP26520994A JP26520994A JPH07192602A JP H07192602 A JPH07192602 A JP H07192602A JP 26520994 A JP26520994 A JP 26520994A JP 26520994 A JP26520994 A JP 26520994A JP H07192602 A JPH07192602 A JP H07192602A
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
- H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part
- H01J9/047—Cathodes having impregnated bodies
-
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- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
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- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
-
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- H01J2201/28—Heaters for thermionic cathodes
- H01J2201/2892—Coatings
Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性金属粉末とスカンジウム含有粉末を混
合して陰極本体に圧縮成型する方法を提供する。 【構成】 圧縮成型工程に先立って、少なくともこれら
両粉末と適当なバインダーを混合して均一な混合物を形
成し、続いて混合物全体を硬化させた後、これを出発物
質粉末の粒子より大きい平均粒径を持ち従ってより大き
い流動性を持つ粒子に粉砕する。続いてこのようにして
得られた粒子を陰極本体(2) に圧縮成型する。出発物質
粉末の加工処理性の向上と取扱いの容易性の向上を実現
し、極めて微細な出発物質粉末を使用できるようにな
り、より粗い出発物質粉末によることを要する従来の方
法によって製造された陰極に比較して、イオン衝撃後の
回復特性が改善された陰極(1) となる。
合して陰極本体に圧縮成型する方法を提供する。 【構成】 圧縮成型工程に先立って、少なくともこれら
両粉末と適当なバインダーを混合して均一な混合物を形
成し、続いて混合物全体を硬化させた後、これを出発物
質粉末の粒子より大きい平均粒径を持ち従ってより大き
い流動性を持つ粒子に粉砕する。続いてこのようにして
得られた粒子を陰極本体(2) に圧縮成型する。出発物質
粉末の加工処理性の向上と取扱いの容易性の向上を実現
し、極めて微細な出発物質粉末を使用できるようにな
り、より粗い出発物質粉末によることを要する従来の方
法によって製造された陰極に比較して、イオン衝撃後の
回復特性が改善された陰極(1) となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも耐熱性金属
及び希土類金属含有物質を含む陰極本体を有するディス
ペンサー陰極に関するものであり、更に、耐熱性金属粉
末及び希土類金属含有物質粉末、特にスカンジウム含有
物質粉末に、更にバリウム含有成分を加えて相互に混合
し、陰極本体を成形するディスペンサー陰極の製造方法
に関するものである。ここでは、「希土類金属」の語は
ランタニドに限定されるものではなく、例えばイットリ
ウム、スカンジウムも含んでいる。
及び希土類金属含有物質を含む陰極本体を有するディス
ペンサー陰極に関するものであり、更に、耐熱性金属粉
末及び希土類金属含有物質粉末、特にスカンジウム含有
物質粉末に、更にバリウム含有成分を加えて相互に混合
し、陰極本体を成形するディスペンサー陰極の製造方法
に関するものである。ここでは、「希土類金属」の語は
ランタニドに限定されるものではなく、例えばイットリ
ウム、スカンジウムも含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】このような方法は、公開された欧州特許
出願第298558号から既知である。この公報に記載されて
いる方法においては、タングステン粉末及び純粋のスカ
ンジウム又は水素化スカンジウムを含むスカンジウム含
有粉末のような耐熱性金属を重量比で９５：５の比率で
混合し、この混合粉末を陰極本体の形状に圧縮して焼結
し、主として多孔性タングステンからなりこの中にスカ
ンジウムが分散している陰極本体を得ている。この陰極
本体は、高温の溶融したアルミン酸バリウムカルシウム
中に陰極本体を浸漬することによって更にバリウム含有
成分を含み、電子放射物質と一体化したものになる。
出願第298558号から既知である。この公報に記載されて
いる方法においては、タングステン粉末及び純粋のスカ
ンジウム又は水素化スカンジウムを含むスカンジウム含
有粉末のような耐熱性金属を重量比で９５：５の比率で
混合し、この混合粉末を陰極本体の形状に圧縮して焼結
し、主として多孔性タングステンからなりこの中にスカ
ンジウムが分散している陰極本体を得ている。この陰極
本体は、高温の溶融したアルミン酸バリウムカルシウム
中に陰極本体を浸漬することによって更にバリウム含有
成分を含み、電子放射物質と一体化したものになる。
【０００３】このような陰極は、一般的に混合マトリク
ス酸化スカンジウム陰極と呼ばれ、これは主として耐熱
性金属を含む多孔性マトリクスからなり、そのマトリク
スの孔の中に、酸化スカンジウムと更に一般に酸化物の
形のバリウム含有成分が分散している。
ス酸化スカンジウム陰極と呼ばれ、これは主として耐熱
性金属を含む多孔性マトリクスからなり、そのマトリク
スの孔の中に、酸化スカンジウムと更に一般に酸化物の
形のバリウム含有成分が分散している。
【０００４】スカンジウム及びバリウムの酸化物の状態
は、明示しないときはここでは純粋に化学量論的に限定
することなく、それぞれ酸化スカンジウム及び酸化バリ
ウムということにする。酸化物の状態は、例えば化学量
論的な酸化物の混成物、即ち混合酸化物であってもよ
い。
は、明示しないときはここでは純粋に化学量論的に限定
することなく、それぞれ酸化スカンジウム及び酸化バリ
ウムということにする。酸化物の状態は、例えば化学量
論的な酸化物の混成物、即ち混合酸化物であってもよ
い。
【０００５】バリウム含有成分により陰極の放射表面に
バリウムを含む単原子層が形成される。酸化バリウムは
次にマトリクス金属によってバリウムに還元される。単
原子最上層により、マトリクスの中の自由電子の仕事関
数が充分に低下し、電子の放射が可能になる。単原子最
上層はバリウムの当然の蒸発により連続的にバリウムを
失うが、しかしながら、この層を維持するためにバリウ
ムを連続的に分配するようになっている。これがこの種
の陰極の名称の由来である。陰極の動作中、酸化バリウ
ムが還元された状態でも還元されない状態でも孔から放
射表面に拡散し、そこで単原子層を再生するというよう
に、バリウムが分配される。
バリウムを含む単原子層が形成される。酸化バリウムは
次にマトリクス金属によってバリウムに還元される。単
原子最上層により、マトリクスの中の自由電子の仕事関
数が充分に低下し、電子の放射が可能になる。単原子最
上層はバリウムの当然の蒸発により連続的にバリウムを
失うが、しかしながら、この層を維持するためにバリウ
ムを連続的に分配するようになっている。これがこの種
の陰極の名称の由来である。陰極の動作中、酸化バリウ
ムが還元された状態でも還元されない状態でも孔から放
射表面に拡散し、そこで単原子層を再生するというよう
に、バリウムが分配される。
【０００６】混合マトリクス酸化バリウム陰極において
は、電子の仕事関数が更に低くなるので、バリウムだけ
でなくスカンジウムも単原子最上層に存在する。このよ
うな陰極では、極めて高い効率で、比較的低い温度にお
いても比較的強い電子放射を容易に実現できる。例え
ば、前記の型の陰極を用いて約１０００°Ｃの加熱温度
で１００Ａ／ｃｍ2 以上の電子放射を実現することがで
きる。これは、酸化スカンジウムを含まないディスペン
サー陰極に比べて１０倍以上高い効率に相当する。従っ
て、前記の型の陰極は真空電子管、特に陰極で発生する
電子ビームにより表示スクリーンに画像を表示する表示
管、又は陰極で発生する電子ビームにより対象面から画
像情報を読み出す撮像管に使用するのに最適である。
は、電子の仕事関数が更に低くなるので、バリウムだけ
でなくスカンジウムも単原子最上層に存在する。このよ
うな陰極では、極めて高い効率で、比較的低い温度にお
いても比較的強い電子放射を容易に実現できる。例え
ば、前記の型の陰極を用いて約１０００°Ｃの加熱温度
で１００Ａ／ｃｍ2 以上の電子放射を実現することがで
きる。これは、酸化スカンジウムを含まないディスペン
サー陰極に比べて１０倍以上高い効率に相当する。従っ
て、前記の型の陰極は真空電子管、特に陰極で発生する
電子ビームにより表示スクリーンに画像を表示する表示
管、又は陰極で発生する電子ビームにより対象面から画
像情報を読み出す撮像管に使用するのに最適である。
【０００７】このような陰極を製造するに際して遭遇す
る問題は、出発物質粉末を混合することが難しいという
ことである。往々にして、スカンジウム含有物質と耐熱
性金属とが混合しないことがある。加えて、特に極めて
微細な粉末即ち極めて小さい平均粒径の粉末は、互いに
付着し合い、粉末の混合性を低下させ、操作性を低下さ
せ、処理を困難にしている。
る問題は、出発物質粉末を混合することが難しいという
ことである。往々にして、スカンジウム含有物質と耐熱
性金属とが混合しないことがある。加えて、特に極めて
微細な粉末即ち極めて小さい平均粒径の粉末は、互いに
付着し合い、粉末の混合性を低下させ、操作性を低下さ
せ、処理を困難にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の型の問題点を除去した方法を提供することにある。
の型の問題点を除去した方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の型の方
法において、前記２種の粉末と適当なバインダーとを混
合し、混合物全体を硬化させ、粉砕して出発物質粉末よ
り平均粒径が大きい粒子とし、続いてこの粒子をプレス
によって陰極本体に成形することを特徴とするディスペ
ンサー陰極の製造方法である。
法において、前記２種の粉末と適当なバインダーとを混
合し、混合物全体を硬化させ、粉砕して出発物質粉末よ
り平均粒径が大きい粒子とし、続いてこの粒子をプレス
によって陰極本体に成形することを特徴とするディスペ
ンサー陰極の製造方法である。
【００１０】混合粉末は、特にアセトンに溶解したアク
リル樹脂のようなバインダーの助けによって集合し、粉
末が均一に分散している粘性のある混合物になる。この
混合物を硬化させる。この間にバインダーの溶剤が存在
する場合はこれを除去する。これによって得られる硬化
したケーキを粉砕し、平均として出発物質粉末の粒径よ
りかなり大きい粒径の粒子とする。これにより、出発物
質粉末よりかなり大きい流動性を持つ粒子となり、比較
的小さい出発物質粉末と対照的に容易に流動し、更に容
易に操作し処理することができる。更に特に、本発明の
方法による陰極本体のプレス成形は、約５０μｍより大
きい平均粒径を持つ粒子から始める。
リル樹脂のようなバインダーの助けによって集合し、粉
末が均一に分散している粘性のある混合物になる。この
混合物を硬化させる。この間にバインダーの溶剤が存在
する場合はこれを除去する。これによって得られる硬化
したケーキを粉砕し、平均として出発物質粉末の粒径よ
りかなり大きい粒径の粒子とする。これにより、出発物
質粉末よりかなり大きい流動性を持つ粒子となり、比較
的小さい出発物質粉末と対照的に容易に流動し、更に容
易に操作し処理することができる。更に特に、本発明の
方法による陰極本体のプレス成形は、約５０μｍより大
きい平均粒径を持つ粒子から始める。
【００１１】出発物質粉末の粒子と対照的に、この粒子
は一般的に純粋物質は含まず、双方の出発物質を含む。
双方の出発物質即ち耐熱性金属とスカンジウム含有物質
とがバインダーにより均一に混合されており、従って粒
子でも均一に分散しており、結局陰極本体の中でも充分
均一な程度になる。出発物質粉末の粒径と対照的に、こ
の粒子の粒径自体は、陰極本体中での異なる成分の分散
の均一性に関与しない。
は一般的に純粋物質は含まず、双方の出発物質を含む。
双方の出発物質即ち耐熱性金属とスカンジウム含有物質
とがバインダーにより均一に混合されており、従って粒
子でも均一に分散しており、結局陰極本体の中でも充分
均一な程度になる。出発物質粉末の粒径と対照的に、こ
の粒子の粒径自体は、陰極本体中での異なる成分の分散
の均一性に関与しない。
【００１２】本発明によれば、特に陰極の製造に際して
超微粒子を使用することが可能になる。本発明の方法の
１つの実施例では、耐熱性金属の出発物質として平均粒
径が１μｍ以下の微粒子の粉末を用い、スカンジウム含
有物質粉末は平均粒径が１０μｍ以下の微粒子の粉末を
用いる。このようにすると、陰極本体全体にわたって２
つの出発物質粉末が極めて均一な分散を示す。
超微粒子を使用することが可能になる。本発明の方法の
１つの実施例では、耐熱性金属の出発物質として平均粒
径が１μｍ以下の微粒子の粉末を用い、スカンジウム含
有物質粉末は平均粒径が１０μｍ以下の微粒子の粉末を
用いる。このようにすると、陰極本体全体にわたって２
つの出発物質粉末が極めて均一な分散を示す。
【００１３】このような微細な出発物質粉末によると、
陰極がイオン衝撃を受けた後の回復が、粒子の処理の利
便性のためにかなり大きい粒子からなる出発物質粉末か
ら製造された従来の陰極に比べて改善されることが見出
された。耐熱性金属の出発物質粉末の平均粒径が１μｍ
乃至５μｍにあると極めてよい結果が得られる。
陰極がイオン衝撃を受けた後の回復が、粒子の処理の利
便性のためにかなり大きい粒子からなる出発物質粉末か
ら製造された従来の陰極に比べて改善されることが見出
された。耐熱性金属の出発物質粉末の平均粒径が１μｍ
乃至５μｍにあると極めてよい結果が得られる。
【００１４】陰極本体もバリウム含有成分のような電子
放射物質を含む。特に、出発物質としてこれらの微細粉
末が用いられる場合には、バリウム含有成分は前もって
粉末混合物に加えておき、これを耐熱性金属及びスカン
ジウム含有物質に加えてバリウム含有成分も均一に分散
している粒子にするのが好ましい。既知の方法とは異な
り、この場合既に圧縮成型済みの陰極本体に、バリウム
含有成分を溶融状態で加える必要がない。これは、スカ
ンジウム含有物質の浸出を抑える。事実、例えば純スカ
ンジウム、酸化スカンジウム、水素化スカンジウム等の
通常のスカンジウム含有物質は、例えば溶融したアルミ
ン酸バリウムカルシウムに溶けることが見出されてい
る。
放射物質を含む。特に、出発物質としてこれらの微細粉
末が用いられる場合には、バリウム含有成分は前もって
粉末混合物に加えておき、これを耐熱性金属及びスカン
ジウム含有物質に加えてバリウム含有成分も均一に分散
している粒子にするのが好ましい。既知の方法とは異な
り、この場合既に圧縮成型済みの陰極本体に、バリウム
含有成分を溶融状態で加える必要がない。これは、スカ
ンジウム含有物質の浸出を抑える。事実、例えば純スカ
ンジウム、酸化スカンジウム、水素化スカンジウム等の
通常のスカンジウム含有物質は、例えば溶融したアルミ
ン酸バリウムカルシウムに溶けることが見出されてい
る。
【００１５】また、焼結処理に先立って特にアルミン酸
バリウムカルシウムのようなバリウム含有成分を添加す
ると、このバリウム含有成分の存在によって、耐熱性金
属及びスカンジウム含有物質の相互焼結の抑制効果が得
られることも見出された。このような焼結処理は一般に
陰極本体が圧縮成型された後に行われる。出発物質にお
ける平均粒径を小さく選ぶに従って、焼結時間及び焼結
温度が劇的に下がることが見出された。そのため、本発
明の実施例のように焼結処理に先立ってバリウム含有成
分を添加しないと、極めて微細な出発物質粉末を用いる
場合には焼結処理の制御が難しくなり、陰極の動作温度
でさえも、この焼結処理を必要以上に継続してしまう場
合がある。
バリウムカルシウムのようなバリウム含有成分を添加す
ると、このバリウム含有成分の存在によって、耐熱性金
属及びスカンジウム含有物質の相互焼結の抑制効果が得
られることも見出された。このような焼結処理は一般に
陰極本体が圧縮成型された後に行われる。出発物質にお
ける平均粒径を小さく選ぶに従って、焼結時間及び焼結
温度が劇的に下がることが見出された。そのため、本発
明の実施例のように焼結処理に先立ってバリウム含有成
分を添加しないと、極めて微細な出発物質粉末を用いる
場合には焼結処理の制御が難しくなり、陰極の動作温度
でさえも、この焼結処理を必要以上に継続してしまう場
合がある。
【００１６】陰極の放射表面に、厚さ０．０５μｍ乃至
５μｍの範囲のレニウム含有外被を設けることによって
利点が得られる。この外被はディスペンサーとしての性
能を更に改善する。この外被は、動作中、０．０５μｍ
未満の厚さではこの外被が素早く飛散してしまい、５μ
ｍを超える厚さでは陰極本体の孔を塞いでしまう。実際
には、０．１μｍ乃至０．５μｍの範囲の厚さがよい。
５μｍの範囲のレニウム含有外被を設けることによって
利点が得られる。この外被はディスペンサーとしての性
能を更に改善する。この外被は、動作中、０．０５μｍ
未満の厚さではこの外被が素早く飛散してしまい、５μ
ｍを超える厚さでは陰極本体の孔を塞いでしまう。実際
には、０．１μｍ乃至０．５μｍの範囲の厚さがよい。
【００１７】
【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。図１は、本発明の方法によって製造されるディ
スペンサー陰極１を示す図である。この図は説明図であ
って尺度は無視している。明確にする目的により、誇張
している部分もある。
明する。図１は、本発明の方法によって製造されるディ
スペンサー陰極１を示す図である。この図は説明図であ
って尺度は無視している。明確にする目的により、誇張
している部分もある。
【００１８】ディスペンサー陰極の製造のために、タン
グステン粉末の形の耐熱性金属及び酸化スカンジウムを
含むスカンジウム含有物質粉末を互いに混合し、均一な
混合物を形成した。出発物質は、酸化スカンジウムの代
わりに例えば純粋のスカンジウム粉末又は水素化スカン
ジウム粉末又は窒化スカンジウム粉末であってもよく、
更に、タングステンの代わりに例えばモリブデンのよう
な他の耐熱性金属又は耐熱性金属粉末の混合物であって
もよい。
グステン粉末の形の耐熱性金属及び酸化スカンジウムを
含むスカンジウム含有物質粉末を互いに混合し、均一な
混合物を形成した。出発物質は、酸化スカンジウムの代
わりに例えば純粋のスカンジウム粉末又は水素化スカン
ジウム粉末又は窒化スカンジウム粉末であってもよく、
更に、タングステンの代わりに例えばモリブデンのよう
な他の耐熱性金属又は耐熱性金属粉末の混合物であって
もよい。
【００１９】本実施例における出発物質は、平均粒径１
μｍ以下（即ち粒子の半分は１μｍ以下の大きさを持つ
（ｄ50＝１μｍ））のタングステン粉末と、平均粒径１
０μｍ以下の酸化スカンジウム粉末とであり、これら２
種の粉末を重量比でほぼ９７：３の比率で混合し、均一
な混合物にする。この例では、タングステン粉末の平均
粒径は０．２乃至０．５μｍであり、酸化スカンジウム
粉末の平均粒径は０．５乃至１μｍである。最終的に陰
極本体は０．５乃至２重量％のスカンジウム含有粒子を
含むことが好ましい。陰極本体が０．５重量％のスカン
ジウム含有粒子を含むと、平均粒径は１０μｍ、密度は
１０7 粒子／ｃｍ3 が得られる。陰極本体が２重量％の
スカンジウム含有粒子を含むと、平均粒径は０．２μ
ｍ、密度は５×１０12粒子／ｃｍ3 が得られる。
μｍ以下（即ち粒子の半分は１μｍ以下の大きさを持つ
（ｄ50＝１μｍ））のタングステン粉末と、平均粒径１
０μｍ以下の酸化スカンジウム粉末とであり、これら２
種の粉末を重量比でほぼ９７：３の比率で混合し、均一
な混合物にする。この例では、タングステン粉末の平均
粒径は０．２乃至０．５μｍであり、酸化スカンジウム
粉末の平均粒径は０．５乃至１μｍである。最終的に陰
極本体は０．５乃至２重量％のスカンジウム含有粒子を
含むことが好ましい。陰極本体が０．５重量％のスカン
ジウム含有粒子を含むと、平均粒径は１０μｍ、密度は
１０7 粒子／ｃｍ3 が得られる。陰極本体が２重量％の
スカンジウム含有粒子を含むと、平均粒径は０．２μ
ｍ、密度は５×１０12粒子／ｃｍ3 が得られる。
【００２０】タングステン粉末と酸化スカンジウム粉末
とを、更にこの例では、例えばモル比で酸化バリウム
（ＢａＯ）：酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）：酸化カ
ルシウム（ＣａＯ）が４：１：１の比率を有する粉末状
アルミン酸バリウムカルシウムのような適当なバリウム
含有成分と混合する。
とを、更にこの例では、例えばモル比で酸化バリウム
（ＢａＯ）：酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）：酸化カ
ルシウム（ＣａＯ）が４：１：１の比率を有する粉末状
アルミン酸バリウムカルシウムのような適当なバリウム
含有成分と混合する。
【００２１】続いて、この粉末混合物に、０．３−３重
量％のアクリル樹脂をアセトンに溶解したような適当な
有機バインダーを加え、混合物全体を結合して粘性の物
質にする。続いて、この混合物全体を高温で乾燥し、バ
インダーからアセトンを除去する。このようにして得ら
れた硬化したケーキを粒状に粉砕し、これを最初は直径
およそ２００μｍの篩でふるい分けする。このようにし
て、主として５０乃至２００μｍの粒径を有する粒状粉
末が得られる。このようにして得られた粒状粉末は、超
微粒子の出発物質に比べてかなり大きな流動性を持ち、
出発物質として用いられたタングステン粉末及び酸化ス
カンジウム粉末よりかなり容易に流動する。その結果、
この粒状粉末は容易に処理することができる。更に、こ
の粒状化は、互いに粒径が異なっていたり質量が広い範
囲に分散している場合にこの後の工程で起きるタングス
テンと酸化スカンジウムとの不完全混合を防止する。ア
ルミン酸バリウムカルシウム等とタングステンと酸化ス
カンジウムは粒子全体として均一に分布している。
量％のアクリル樹脂をアセトンに溶解したような適当な
有機バインダーを加え、混合物全体を結合して粘性の物
質にする。続いて、この混合物全体を高温で乾燥し、バ
インダーからアセトンを除去する。このようにして得ら
れた硬化したケーキを粒状に粉砕し、これを最初は直径
およそ２００μｍの篩でふるい分けする。このようにし
て、主として５０乃至２００μｍの粒径を有する粒状粉
末が得られる。このようにして得られた粒状粉末は、超
微粒子の出発物質に比べてかなり大きな流動性を持ち、
出発物質として用いられたタングステン粉末及び酸化ス
カンジウム粉末よりかなり容易に流動する。その結果、
この粒状粉末は容易に処理することができる。更に、こ
の粒状化は、互いに粒径が異なっていたり質量が広い範
囲に分散している場合にこの後の工程で起きるタングス
テンと酸化スカンジウムとの不完全混合を防止する。ア
ルミン酸バリウムカルシウム等とタングステンと酸化ス
カンジウムは粒子全体として均一に分布している。
【００２２】本発明の範囲において、粉砕の表記は、
（ボール）ミルによる粉砕を意味するだけではなく、例
えば粉砕機による粉砕及び他の方法による粉末化又は粉
砕も含む広い意味を持つものと考えるべきである。
（ボール）ミルによる粉砕を意味するだけではなく、例
えば粉砕機による粉砕及び他の方法による粉末化又は粉
砕も含む広い意味を持つものと考えるべきである。
【００２３】この粒状粉末を型に入れ、その中で金型を
高圧で押圧し、粉末から１又は複数のペレットにする。
このペレットは直径およそ１ｍｍ及び多孔率およそ２０
−３０％を持ち、続いてこれを１４００°Ｃ乃至１９０
０°Ｃの温度で短時間焼結する。粒子中のアルミン酸バ
リウムカルシウムの存在は焼結工程の抑制効果を持つた
め、この工程を極めて容易に制御することができる。本
実施例における超微粒子の出発物質に対してアルミン酸
バリウムカルシウムが存在していないと、焼結工程は低
温で高速に進行して再現性が悪くなる。しかしながら、
本実施例においては、焼結前に既に陰極本体の中にアル
ミン酸バリウムカルシウムが存在しているため、これら
の問題が適切に除去される。
高圧で押圧し、粉末から１又は複数のペレットにする。
このペレットは直径およそ１ｍｍ及び多孔率およそ２０
−３０％を持ち、続いてこれを１４００°Ｃ乃至１９０
０°Ｃの温度で短時間焼結する。粒子中のアルミン酸バ
リウムカルシウムの存在は焼結工程の抑制効果を持つた
め、この工程を極めて容易に制御することができる。本
実施例における超微粒子の出発物質に対してアルミン酸
バリウムカルシウムが存在していないと、焼結工程は低
温で高速に進行して再現性が悪くなる。しかしながら、
本実施例においては、焼結前に既に陰極本体の中にアル
ミン酸バリウムカルシウムが存在しているため、これら
の問題が適切に除去される。
【００２４】他の例では、出発物質を粒子の半分は直径
２μｍ以下（ｄ50＝２μｍ）のタングステン粉末とす
る。これによりイオン衝撃後の回復がずっと速くなる。
タングステン粒子の半分が直径５μｍ以下（ｄ50＝５μ
ｍ）の混合物であっても満足できる結果を得られる。最
終製品の金属粒子（タングステン）の粒径は出発物質の
粒径によって支配される。
２μｍ以下（ｄ50＝２μｍ）のタングステン粉末とす
る。これによりイオン衝撃後の回復がずっと速くなる。
タングステン粒子の半分が直径５μｍ以下（ｄ50＝５μ
ｍ）の混合物であっても満足できる結果を得られる。最
終製品の金属粒子（タングステン）の粒径は出発物質の
粒径によって支配される。
【００２５】図１に示すように、焼結した陰極本体２を
モリブデンのような耐熱性金属の適当なホルダー４に収
める。このホルダーを、やはりモリブデンからなり且つ
フィラメント６を収容する陰極シャフト５に溶接する。
このフィラメントにより、陰極は所定の動作温度に上げ
られる。これに替えて陰極本体を最初にホルダーにマウ
ントし、その後で焼結してもよい。続いて陰極全体及び
他の部品を組み立てて陰極線管とする。
モリブデンのような耐熱性金属の適当なホルダー４に収
める。このホルダーを、やはりモリブデンからなり且つ
フィラメント６を収容する陰極シャフト５に溶接する。
このフィラメントにより、陰極は所定の動作温度に上げ
られる。これに替えて陰極本体を最初にホルダーにマウ
ントし、その後で焼結してもよい。続いて陰極全体及び
他の部品を組み立てて陰極線管とする。
【００２６】これまで実施例について説明したが、本発
明は、勿論実施例に限定されるものではなく、当業者が
本発明の範囲を逸脱せずに多くの変更を考えることが可
能である。
明は、勿論実施例に限定されるものではなく、当業者が
本発明の範囲を逸脱せずに多くの変更を考えることが可
能である。
【００２７】例えば、出発物質を、タングステン粉末の
代わりに例えばモリブデンのような別の耐熱性金属の粉
末又は複数の耐熱性金属の粉末としてもよい。更に、陰
極本体は、完全に前記の方法によって製造される必要は
なく、例えば、モリブデン或いはタングステンのような
適当な金属の支持体を持ちその最上部３に本発明によっ
て製作された層を具えるものであってもよい。このよう
な陰極は通常表面層陰極と呼ばれる。線形陰極もまたこ
の方法によって製作することができる。更に、陰極本体
を金型で圧縮成型せずに、陰極ホルダーの中に直接圧縮
成型し、続いて焼結してもよい。
代わりに例えばモリブデンのような別の耐熱性金属の粉
末又は複数の耐熱性金属の粉末としてもよい。更に、陰
極本体は、完全に前記の方法によって製造される必要は
なく、例えば、モリブデン或いはタングステンのような
適当な金属の支持体を持ちその最上部３に本発明によっ
て製作された層を具えるものであってもよい。このよう
な陰極は通常表面層陰極と呼ばれる。線形陰極もまたこ
の方法によって製作することができる。更に、陰極本体
を金型で圧縮成型せずに、陰極ホルダーの中に直接圧縮
成型し、続いて焼結してもよい。
【００２８】必要な場合には、例えばアルミン酸バリウ
ムカルシウムのようなバリウム含有成分は、前記の方法
に替えて、陰極本体を圧縮する間に溶融状態で添加して
もよい。この場合、溶融状態のアルミン酸バリウムカル
シウムは毛細管現象により陰極本体に吸収され、結局陰
極本体全体にアルミン酸塩がしみ込んだ状態になる。多
くのスカンジウム含有物質が溶融したアルミン酸バリウ
ムカルシウムに溶け、しみ込む間に濾過されるので、ス
カンジウム含有物質に関しては平均粒径１μｍ以上の粉
末から出発するのが好ましい。そうすると、確実に充分
な量のスカンジウム含有物質が陰極本体の中に残留す
る。
ムカルシウムのようなバリウム含有成分は、前記の方法
に替えて、陰極本体を圧縮する間に溶融状態で添加して
もよい。この場合、溶融状態のアルミン酸バリウムカル
シウムは毛細管現象により陰極本体に吸収され、結局陰
極本体全体にアルミン酸塩がしみ込んだ状態になる。多
くのスカンジウム含有物質が溶融したアルミン酸バリウ
ムカルシウムに溶け、しみ込む間に濾過されるので、ス
カンジウム含有物質に関しては平均粒径１μｍ以上の粉
末から出発するのが好ましい。そうすると、確実に充分
な量のスカンジウム含有物質が陰極本体の中に残留す
る。
【００２９】一方、極微細なタングステン粒子を用いる
場合には、バインダーが必ずしも必要ではないことが分
かった。前記のように、分配はレニウムの外被又はレニ
ウム含有外被を有する表面を具えることによって更に加
速される。このような外被は、更に他の方法によって製
造されるディスペンサー陰極にも有効に利用される。
場合には、バインダーが必ずしも必要ではないことが分
かった。前記のように、分配はレニウムの外被又はレニ
ウム含有外被を有する表面を具えることによって更に加
速される。このような外被は、更に他の方法によって製
造されるディスペンサー陰極にも有効に利用される。
【００３０】一般的に、本発明は扱い易いディスペンサ
ー陰極の製造方法を提供するものであり、且つ出発物質
粉末を容易に処理することができ従って極めて微細な粉
末を使用することができるので、より粗い出発物質粉末
によることを要する従来の方法によって製造された陰極
に比較して、本発明のディスペンサー陰極はイオン衝撃
後の回復特性が改善された陰極となる。
ー陰極の製造方法を提供するものであり、且つ出発物質
粉末を容易に処理することができ従って極めて微細な粉
末を使用することができるので、より粗い出発物質粉末
によることを要する従来の方法によって製造された陰極
に比較して、本発明のディスペンサー陰極はイオン衝撃
後の回復特性が改善された陰極となる。
【図１】図１は、本発明によって製作されたディスペン
サー陰極を示す図である。
サー陰極を示す図である。
１ ディスペンサー陰極 ２ 陰極本体 ３ 陰極表面 ４ ホルダー ５ 陰極シャフト ６ フィラメント
フロントページの続き (72)発明者 テオドルス ヘンドリクス ウェーケルス オランダ国 6004 ヘーエヌ ウェールト スフッテベームト オースト 25 (72)発明者 アルベルト マネンスヘイン オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 フランシスカス マテウス マチルデ ス ネイェケルス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ペトルス アルトゥル マリー ファン デル ヘイデ オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １
Claims (17)
- 【請求項１】 少なくとも耐熱性金属及び希土類金属含
有物質を含む陰極本体を有するディスペンサー陰極にお
いて、耐熱性金属粒子の大部分の粒径が５μｍ以下であ
ることを特徴とするディスペンサー陰極。 - 【請求項２】 少なくとも耐熱性金属及びスカンジウム
含有物質を含む陰極本体を有するディスペンサー陰極に
おいて、耐熱性金属粒子の大部分の粒径が５μｍ以下で
あることを特徴とするディスペンサー陰極。 - 【請求項３】 前記粒径が２μｍ以下であることを特徴
とする請求項１又は２に記載のディスペンサー陰極。 - 【請求項４】 前記粒径が１μｍ以下であることを特徴
とする請求項３に記載のディスペンサー陰極。 - 【請求項５】 前記陰極の表面が厚さ０．０５μｍ乃至
０．５μｍのレニウム含有外被を具えることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディスペンサ
ー陰極。 - 【請求項６】 陰極本体が０．５乃至２重量％のスカン
ジウム含有物質を含むことを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか１項に記載のディスペンサー陰極。 - 【請求項７】 陰極本体が１ｃｍ3 当たり１０7 乃至５
×１０12のスカンジウム含有粒子を含むことを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディスペンサ
ー陰極。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
ディスペンサー陰極を具えることを特徴とする陰極線
管。 - 【請求項９】 耐熱性金属粉末及び希土類金属含有物質
粉末を相互に混合して陰極本体を形成するディスペンサ
ー陰極の製造方法において、該２種の粉末と適当なバイ
ンダーとを混合し、混合物全体を硬化させ、粉砕して出
発物質粉末より平均粒径が大きい粒子とし、続いて該粒
子を圧縮成型によって陰極本体に成形することを特徴と
するディスペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１０】 耐熱性金属粉末及びスカンジウム含有
物質粉末を相互に混合して陰極本体を形成するディスペ
ンサー陰極の製造方法において、該２種の粉末と適当な
バインダーとを混合し、混合物全体を硬化させ、粉砕し
て出発物質粉末より平均粒径が大きい粒子とし、続いて
該粒子を圧縮成型によって陰極本体に成形することを特
徴とするディスペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１１】 陰極本体を圧縮成型するに際し、平均
粒径がおよそ５０μｍ以上の前記粒子を用いることを特
徴とする請求項９又は１０に記載のディスペンサー陰極
の製造方法。 - 【請求項１２】 有機バインダーとしてアクリル樹脂を
用いることを特徴とする請求項９又は１０に記載のディ
スペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１３】 耐熱性金属の出発物質として平均粒径
が１μｍ以下の微粒子の粉末を用い、希土類金属含有物
質の出発物質として平均粒径が１０μｍ以下の微粒子の
粉末を用いることを特徴とする請求項９乃至１１のいず
れか１項に記載のディスペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１４】 前記粉末混合物にバリウム含有成分を
加え、該粉末混合物と共に粒状にすることを特徴とする
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のディスペンサ
ー陰極の製造方法。 - 【請求項１５】 前記バリウム含有成分が、アルミン酸
バリウムカルシウム粉末を含むことを特徴とする請求項
１４に記載のディスペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１６】 耐熱性金属粉末及び希土類金属含有物
質粉末、特にスカンジウム含有物質粉末に、更にバリウ
ム含有成分を加えて相互に混合し、陰極本体を成形する
ディスペンサー陰極の製造方法において、耐熱性金属の
出発物質として平均粒径が１μｍ以下の微粒子の粉末を
用い、スカンジウム含有物質粉末の出発物質として平均
粒径が１０μｍ以下の微粒子の粉末を用いることを特徴
とするディスペンサー陰極の製造方法。 - 【請求項１７】 耐熱性金属粉末が、タングステン、レ
ニウム及びモリブデンの群から選ばれた金属からなるこ
とを特徴とする請求項７，８又は１４に記載のディスペ
ンサー陰極の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9301156A BE1007677A3 (nl) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Werkwijze voor het vervaardigen van een naleveringskathode. |
| BE09301155 | 1993-10-28 | ||
| BE9301155A BE1007676A3 (nl) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Werkwijze voor het vervaardigen van een naleveringskathode. |
| BE09301156 | 1993-10-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192602A true JPH07192602A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=25662802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26520994A Pending JPH07192602A (ja) | 1993-10-28 | 1994-10-28 | ディスペンサー陰極及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5666022A (ja) |
| EP (1) | EP0651419B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07192602A (ja) |
| AT (1) | ATE167755T1 (ja) |
| DE (1) | DE69411248T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09500232A (ja) * | 1994-03-15 | 1997-01-07 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | ディスペンサ陰極およびディスペンサ陰極の製造方法 |
| JP2014525991A (ja) * | 2011-08-03 | 2014-10-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | バリウム−スカンジウム酸化物ディスペンサカソード用の標的 |
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|---|---|---|---|---|
| DE19515596A1 (de) * | 1995-05-02 | 1996-11-07 | Philips Patentverwaltung | Elektrische Entladungsröhre oder Entladungslampe, Flachbildschirm, Niedertemperaturkathode und Verfahren zu deren Herstellung |
| JP2000306492A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
| DE19961672B4 (de) * | 1999-12-21 | 2009-04-09 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Scandat-Vorratskathode |
| DE10121442B4 (de) * | 2000-09-19 | 2010-04-08 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Kathodenstrahlröhre mit Oxidkathode |
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| WO2011084139A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-07-14 | Los Alamos National Security, Llc | Self-healing low temperature dispenser photocathode |
| US10074505B2 (en) * | 2016-01-14 | 2018-09-11 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Perovskites as ultra-low work function electron emission materials |
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|---|---|---|---|---|
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| US4436651A (en) * | 1981-04-20 | 1984-03-13 | David M. Corneille | Thermionic cathode and process for preparing the same |
| JPS58154131A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| JPS58192237A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| JPS59203343A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-17 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| NL8403032A (nl) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een scandaatnaleveringskathode, naleveringskathode vervaardigd met deze werkwijze. |
| NL8701583A (nl) * | 1987-07-06 | 1989-02-01 | Philips Nv | Scandaatkathode. |
| NL8701584A (nl) * | 1987-07-06 | 1989-02-01 | Philips Nv | Werkwijze voor de vervaardiging van een naleveringskathode; naleveringskathode vervaardigd volgens de werkwijze; lopende golfbuis, klystron en zendbuis bevattende een kathode vervaardigd volgens de werkwijze. |
| NL8702727A (nl) * | 1987-11-16 | 1989-06-16 | Philips Nv | Scandaatkathode. |
| KR910003698B1 (en) * | 1988-11-11 | 1991-06-08 | Samsung Electronic Devices | Cavity reservoir type dispenser cathode and method of the same |
| JP2635415B2 (ja) * | 1989-07-21 | 1997-07-30 | 関西日本電気株式会社 | 含浸型陰極の製造方法 |
| JP2699770B2 (ja) * | 1992-07-14 | 1998-01-19 | 信越化学工業株式会社 | 高充填性窒化ケイ素粉末及びその製造方法 |
-
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