JPH0850849A

JPH0850849A - 陰極部材およびそれを用いた電子管

Info

Publication number: JPH0850849A
Application number: JP32190894A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Narita; 万紀成田; Toshikazu Sugimura; 俊和杉村; Hiroyuki Sakatani; 浩行酒谷; Takeshi Tanabe; 剛田辺
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-02-20
Also published as: KR950034375A; KR100229555B1; EP0685868A1; US5757115A

Abstract

(57)【要約】【目的】低い動作温度で、電子放射分布が良く、高電
流密度電子放射を長期間安定して放射可能な安価な陰極
と、それを搭載した高輝度、長寿命、低消費電力、高性
能で安価な電子管を提供する。【構成】Ｎｉと、還元作用を有する金属と、電子放射
剤とを含有し、熱間等方加圧処理により焼結一体化さ
れ、電子放射面が鏡面加工された電子管用陰極部材。【効果】動作温度が低く、電子放射面が平滑なため電
子放射分布が良く、高電流密度電子放射を長期間安定し
て放射可能な安価な陰極が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空中で熱電子を発生さ
せる陰極部材およびそれを使用した電子管、特に陰極線
管（以後ＣＲＴと略称）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＲＴ用陰極は、「応用物理」第
５６巻、第１１号、１３〜２２頁（１９８７）に示さ
れ、第１例として図５の酸化物陰極を参照して説明す
る。図５にて５０は酸化物陰極、５１は（Ｂａ，Ｓｒ，
Ｃａ）ＣＯ3 からなる電子放射剤、５２はＭｇ、Ｓｉな
どを含むＮｉ製基体、５３はＮｉ−Ｃｒ製陰極スリー
ブ、５４はヒータである。次に酸化物陰極５０の製法を
説明する。ニトロセルロースを溶解した有機溶媒に（Ｂ
ａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＣＯ3 粉を混合した溶液を基体５２の
表面に吹き付け、膜厚１００μｍ程度の被膜を形成す
る。電子管に酸化物陰極５０を組み込み後、真空排気中
に電子放射剤５１をヒータ５４により約１０００℃に加
熱し（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＣＯ3 →（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ
＋ＣＯ2 ↑ なる熱分解をおこない炭酸塩を酸化物に変換する。電子
管を封止したのちヒータ５４により約１０００℃に加熱
しながら電子放射電流を取る。このとき電子放射剤５１
と基体５２との界面で基体５２内部から拡散してくるＭ
ｇ，Ｓｉなどの還元作用を有する金属（以後還元性金属
と略称）と電子放射剤５１中のＢａＯとが反応して遊離
Ｂａを生じる。この過程を活性化と称する。活性化完了
により酸化物陰極５０が完成する。完成した酸化物陰極
５０はヒータ５４により加熱され、約７６０℃にて電子
放射剤５１から熱電子が放射される。なおここでＮｉに
Ｍｇ，Ｓｉ等の還元性金属を添加、合金化させる方法と
しては、Ｎｉと還元性金属とを真空中で溶融、混合させ
た後冷却して合金化させる真空溶解法が一般的である。

【０００３】次に従来例２として「焼結型陰極」と称す
る酸化物陰極の改良品を図６を参照して説明する。（特
開昭５４−１００２４９号公報）図６に焼結型陰極の断面図を示す。図６において６０は
焼結型陰極、５１は電子放射剤、５３は陰極スリーブ、
５４はヒータ、６１はＡｌ，Ｃ，Ｍｇ，ＳｉまたはＺｒ
のような還元性金属を含む焼結Ｎｉ基体である。基体６
１は（還元性金属−Ｎｉ）合金を粉砕し、それをＮｉ粉
末と混合し、その混合物を水素炉で約１０５０℃に加熱
焼結し、焼結済品を圧延、打ち抜き、成形して製造され
る。その後、従来例１と同様に電子放射剤５１の被膜形
成、熱分解、活性化が行なわれ焼結型陰極６０が完成す
る。次に従来例３として「マトリックス型陰極」と称す
る別種の陰極を図７を参照して説明する。（特開昭６０
−１７０１３７号公報）図７にマトリックス型陰極の断面図を示す。図７におい
て７０はマトリックス型陰極、５３は陰極スリーブ、５
４はヒータ、７１は陰極ペレット、７２は陰極キャップ
である。陰極ペレット７１は、ＷまたはＭｏから成る耐
熱金属粉末と、（Ａｌ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｓｃ2
Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 、ＳｒＯ）の少なくとも一種
とＢａＯを含む化合物あるいは混合物を原料とする電子
放射剤粉末とを混合、加圧成形後、高温で焼結して製造
される。マトリックス型陰極７０は従来例１、２と異な
り電子放射剤の被膜形成および熱分解は不必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来例１の酸化物陰極
は実用陰極中最も低温で電子放射が得られるうえ、非常
に低価格であるという特徴があるが、高電流密度で電子
放射させた場合に寿命が極端に短いという欠点があっ
た。その原因を次に説明する。（「応用物理」第５６
巻、第１１号、１３〜２２頁（１９８７））酸化物陰極の低い仕事関数はＢａＯがＭｇ，Ｓｉなどの
還元性金属で還元されて遊離Ｂａとなることで得られる
が、一方Ｍｇ，ＳｉなどはＭｇＯ，ＢａＳｉＯ4 などの
反応生成物となり電子放射剤５１と基体５２の界面に堆
積して中間層（図示せず）をつくる。この中間層は電気
抵抗が大きいためそれを横切る電流が大きい場合（すな
わち高電流密度で電子放射させる場合）中間層でジュー
ル熱が大量に発生し、電子放射剤５１が過熱して溶融変
質したり、基体５２から剥離するなどの現象がおこるた
め寿命が極端に短くなる。このため従来例１、酸化物陰
極は放射電流密度が最大０．５Ａ／ｃｍ2 程度に限定さ
れ、ＨＤＴＶ用ＣＲＴ、大型ＴＶ用ＣＲＴ、高精細ディ
スプレイ用ＣＲＴには輝度が不足して使用できない。ま
た従来例１、酸化物陰極は吹き付け法で作製されるた
め、電子放射面の凹凸が激しく最大３０μｍほどに達す
る。このため表面の電子放射分布が悪く、ＣＲＴ画面上
でのフォーカス特性が悪くなりモアレ縞が発生するとい
う欠点も有する。この点からも従来例１、酸化物陰極は
高精細ディスプレイ用ＣＲＴには不適切である。また従
来の真空溶解法によるＮｉ合金基体では、溶融中は還元
性金属が均一に分散していても、凝固時には還元性金属
がＮｉ結晶粒界に偏析するため一様な合金が形成されな
い。さらにその合金を粉砕して微粉化すると、粉砕時に
活性な還元性金属が酸化されて還元力が失われるため十
分粒径がそろうまで粉砕ができない。いずれにしても還
元性金属の還元力が均一に得られない欠点があった。

【０００５】従来例２、焼結型陰極は従来例１、酸化物
陰極で発生する不具合すなわち、電子放射剤５１と基体
５２の界面に中間層が堆積して電流の妨げになることを
防ぐことを目的としている。基体６１が多孔質焼結体で
あるため、その間隙に電子放射剤５１が浸透し両者の接
触面積が大きくなるので従来例１、酸化物陰極に比べ中
間層の堆積厚さは薄くなる。しかし電子放射剤５１の浸
透深さが基体６１の厚みに比較して浅いため中間層厚さ
低減効果は十分ではない。また従来例２、焼結型陰極も
従来例１、酸化物陰極と同様吹き付け法で作製されるた
め電子放射面の凹凸が激しく、ＣＲＴ画面上でのフォー
カス特性が悪くなるという欠点を有する。従来例３、マ
トリックス型陰極はＭｇ，Ｓｉのような中間層を生成す
る還元性金属を含んでいないため、従来例１、酸化物陰
極、従来例２、焼結型陰極とは異なり中間層による電流
密度制限はない。反面還元性金属を含まないため遊離Ｂ
ａの生成が少ないので、動作温度が高くなり（９６０℃
程度）、陰極スリーブおよび陰極キャップを高価な耐熱
金属製とせねばならず高コストとなる。本発明は上述し
た従来型陰極の欠点に鑑みて、酸化物陰極（従来例１）
と同様の低い動作温度（約７６０℃）にてマトリックス
型陰極（従来例３）と同等の高密度電子放射（２ないし
１０Ａ／ｃｍ2 ）を長期間（３０、０００時間以上）に
わたり安定して放射可能で、しかも表面電子放射分布の
良好な陰極を安価に提供すると共に、それらを搭載した
高輝度、長寿命、低消費電力でかつ安価な電子管を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極は少なくと
もＮｉと、還元性金属と、電子放射剤とを含有し、熱間
等方加圧処理により焼結一体化され、電子放射面が鏡面
加工されたことを特徴とする。また本発明の陰極は少な
くともＮｉと、還元性金属と、電子放射剤と、中間層生
成阻害物質とを含有し、熱間等方加圧処理により焼結一
体化され、電子放射面が鏡面加工されたことを特徴とす
る。また本発明の陰極は還元性金属がＭｇ，Ｓｉ，Ｚ
ｒ，Ｔａ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒから選ばれたことを特徴と
する。また本発明の陰極は還元性金属がＭｇ，Ｓｉ，Ｚ
ｒ，Ｔａ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１
種とＷとであることを特徴とする。また本発明の陰極は
電子放射剤が少なくともＢａ炭酸塩又はＢａ酸化物を含
むことを特徴とする。また本発明の陰極はＮｉと還元性
金属とが熱間等方加圧処理以前に合金化されていること
を特徴とする。また本発明の陰極はＮｉと還元性金属と
が熱間等方加圧処理により焼結一体化されたことを特徴
とする。また本発明の陰極は中間層生成阻害物質が、希
土類金属又は希土類金属酸化物であることを特徴とす
る。また本発明の陰極は希土類金属がＳｃ，Ｙ，Ｌａ，
Ｃｅ，Ｄｙから選ばれたこと、また希土類金属酸化物が
前記金属の酸化物から選ばれたことを特徴とする。また
本発明の陰極は中間層生成阻害物質が、Ｉｎ化合物であ
ることを特徴とする。また本発明の陰極はＮｉと還元性
金属とがメカニカル・アロイング法により合金化されて
いることを特徴とする。

【０００７】

【作用】少なくともＮｉと、還元性金属と、電子放射剤
とを含有し、熱間等方加圧処理（以後ＨＩＰ処理と略
称）により焼結一体化され、電子放射面が鏡面加工され
たことにより本発明の電子管用陰極部材は次の作用効果
が得られる。ＨＩＰ処理の圧力効果により、融点の異なるＮｉと、
還元性金属と、電子放射剤とが強固に焼結一体化でき
る。還元性金属により電子放射剤が還元され電子放射に有
効な金属原子が多量に生成されるため７６０℃程度の低
温で十分な電子放射が得られる。Ｎｉと電子放射剤との接触面積が従来例に比べてはる
かに大きいため単位面積当たりの中間層堆積量が少な
く、中間層による放射電流密度制限が少ない。このため
高電流密度で電子放射させても陰極寿命がはるかに長
い。電子放射面に凹凸がなく平滑であるため電子放射分布
が均一であり、ＣＲＴ画面上でのフォーカス特性が良好
でありモアレ縞不良が発生しない。このため高精細ディ
スプレイ用ＣＲＴに好適である。また、少なくともＮｉ
と、還元性金属と、電子放射剤と、中間層生成阻害物質
とを含有し、ＨＩＰ処理により焼結一体化され、電子放
射面が鏡面加工されたことにより、本発明の電子管用陰
極部材は上記作用，，，に加え次の作用効果が
得られる。中間層生成阻害物質が中間層の堆積を抑制するため中
間層が生成しない。このため高電流密度で電子放射させ
ても陰極寿命が非常に長い。また、Ｎｉと還元性金属と
をメカニカル・アロイング法により合金化することによ
り、真空溶解法では困難な、還元性金属が均一に分散
し、粒径のそろった合金粒子が低コストで作製できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例の陰極部材を用いた陰極
の断面図、図２は本発明の一実施例の陰極部材を用いた
陰極の製造工程図、図３は本発明にかかわるＨＩＰ処理
温度、圧力プログラムの一実施例である。図１にて、１
０は本発明の陰極部材を用いた陰極、１１は本発明の陰
極部材を用いた陰極ペレット、１２は陰極キャップ、１
３は陰極スリーブ、１４はヒータである。図１，２，３
を参照して本発明の陰極部材の一実施例（以後、実施例
１と称する）の製法を説明する。ＭｇおよびＳｉを含む
Ｎｉ合金粉末と、ＢａＣＯ3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、Ｃ
ａＣＯ3 粉末とをボールミルを用いてよく混合する（図
２、２１）。ここでＮｉ合金粉末の平均粒径は５μｍ、
ＢａＣＯ3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末の平
均粒径はいずれも２μｍ、（Ｎｉ合金粉末）：（ＢａＣ
Ｏ3粉末＋ＳｒＣＯ3 粉末＋ＣａＣＯ3 粉末）の体積比
は４５：５５、ＭｇおよびＳｉの量はおのおのＮｉの
０．１重量％、０．０３重量％であった。またＢａＣＯ
3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末の比率はＢ
ａ：Ｓｒ：Ｃａのモル比が５：４：１であった。ここで
用いたＮｉ合金粉末は、平均粒径がいずれも５μｍの，
Ｍｇ粉末０．１ｇ，Ｓｉ粉末０．０３ｇ，Ｎｉ粉末９
９．８７ｇをメノウ乳鉢にメノウボールと共にアルゴン
ガス雰囲気で密封し、遊星式ボールミル装置で４時間ボ
ールミングして得られたもので、メカニカル・アロイン
グ（ＭＡ）法によって合金化したものである。この時の
メノウボール径は直径１０ｍｍ、数は２０個、加速度は
約１２０Ｇであった。ＭＡ法に適する装置としては、例
えば「トライポロジスト」誌、３８巻、１１号、Ｐ．１
０２４〜Ｐ．１０３０（１９９３）記載の高速遊星ミル
などがあるが、大きな加速度（例えば１００〜１５０
Ｇ）を加えることができるものであれば、高速振動、超
音波振動など他の方法装置でもよい。

【０００９】上記原料の平均粒径は、Ｎｉ合金粉末は
０．５μｍ以上３０μｍ以下が、ＢａＣＯ3 粉末、Ｓｒ
ＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末はいずれも０．０５μｍ以
上１０μｍ以下が適切である。また上記原料の混合比、
組成比は、（Ｎｉ合金粉末）：（ＢａＣＯ3 粉末＋Ｓｒ
ＣＯ3 粉末＋ＣａＣＯ3 粉末）の体積比が５：９５から
９５：５の間、ＭｇおよびＳｉがおのおのＮｉの０．０
１重量％以上３重量％以下で前述の効果が得られ、特に
（Ｎｉ合金粉末）：（ＢａＣＯ3 粉末＋ＳｒＣＯ3 粉末
＋ＣａＣＯ3 粉末）の体積比が３５：６５から６５：３
５の間、ＭｇおよびＳｉがおのおのＮｉの０．０５重量
％以上１重量％以下が適切である。次に上記混合済み粉
末をゴム型に詰め密封したのち一軸加圧装置又は冷間等
方圧加圧装置（ＣＩＰ装置）により加圧して成形品をつ
くる。（図２，２２）次に上記成形品をガラスカプセル（図示せず）内に真空
封入し、ＨＩＰ処理のさい高圧ガスが成形品内部に侵入
することをガラスにより防止し、圧力が完全に成形品に
加わるようにする。また真空封入することによりＨＩＰ
処理時に成形品が酸素、窒素などと有害な反応をするこ
とを防止できる。このとき成形品とカプセルが直接接触
するとＨＩＰ処理中に両者が有害な反応をするため、成
形品とカプセルとの間に酸化アルミニウムまたはＢＮな
どの粉末を充填する。

【００１０】次に上記成形品入りガラスカプセルをＨＩ
Ｐ処理装置（図示せず）の炉内に挿入し、図３に示す温
度、圧力プログラムに従ってＨＩＰ処理を行なう（図
２，２３）。途中で７７０℃に保持するのはガラスが十
分に軟化するのを待ってから加圧するためである。ＨＩ
Ｐ処理の温度、圧力、時間については図３の数値は一例
であり、温度が８００℃から１５００℃の間、圧力が２
００気圧から２０００気圧の間、時間は任意の間におい
て焼結状態が得られるが、特に温度が８００℃から１０
００℃の間、圧力が１０００気圧から２０００気圧の
間、時間が２０分から１００分の間が適切である。なお
最高圧力については２０００気圧を越えても適切な焼結
状態が得られると思われるが、２０００気圧を越えるＨ
ＩＰ装置は特殊であるため２０００気圧を越える範囲は
実用的ではない。また本発明の実施例においてはカプセ
ル材料としてガラスを用いたが、軟鋼や銅などの金属を
カプセル材料として用いることも無論可能である。この
場合ガラスカプセルと異なり金属カプセルが軟化する前
に加圧してもさしつかえないが最終加熱温度より低い軟
化点を有する金属を使用する必要がある。ＨＩＰ処理完
了後、ガラスカプセルから焼結一体化済品を取り出し、
切断、研磨等の機械加工により電子放射面が鏡面加工さ
れた所定の形状の陰極ペレット（図１，１１）を作製す
る（図２，２４）。完成した陰極ペレット（図１，１
１）を陰極キャップ（図１，１２）、陰極スリーブ（図
１，１３）に挿入し、周囲および底面を抵抗溶接または
レーザ溶接により固定する（図２，２５）。次に陰極ス
リーブ（図１，１３）内にヒータ（図１，１４）を挿入
する（図２，２６）。

【００１１】完成した陰極（図１，１０）をＣＲＴ（図
示せず）に組み込み（図２，２７）、排気中にヒータ
（図１，１４）を点灯して陰極ペレット（図１，１１）
を６００℃以上１２００℃以下に加熱しＢａＣＯ3 →ＢａＯ＋ＣＯ2 ↑ ＳｒＣＯ3 →ＳｒＯ＋ＣＯ2 ↑ ＣａＣＯ3 →ＣａＯ＋ＣＯ2 ↑ で表される熱分解を行なう（図２，２８）。なお、これ
は電子放射剤の出発原料がＢａを含む炭酸塩だからであ
り、出発原料がＢａを含む酸化物の場合は上記熱分解は
不要である。排気完了後ＣＲＴを真空封止し、再度ヒー
タ（図１，１４）を点灯し陰極ペレット（図１，１１）
を６００℃以上１２００℃以下に加熱して熱活性化を行
い、引き続き６００℃以上１２００℃以下に加熱しなが
ら電子放射電流をとり電流活性化を行なう（図２，２
９）。いずれの活性化もＢａＯを還元し、Ｂａ原子が陰
極ペレット（図１，１１）の電子放射面を覆い、電子放
射面の仕事関数を低下させることを目的とする。電流活
性化完了により本発明の陰極部材を用いた陰極（図１，
１０）が完成する。

【００１２】本発明の陰極部材の実施例１を用いた陰極
の電子放射特性を図４を参照して説明する。図４は本発
明の陰極部材の実施例１を用いた陰極を２極管（図示せ
ず）に組み込み、陰極−陽極間印加電圧と電子放射電流
の関係を測定し、横軸に陰極−陽極間印加電圧を、縦軸
に電子放射電流密度をそれぞれ対数目盛りで表示したも
のである。図４に示したように本発明の実施例１を用い
た陰極は陰極温度７６０℃で最大電流密度３Ａ／ｃｍ2
が得られた。これはＨＤＴＶ用ＣＲＴ、大型ＴＶ用ＣＲ
Ｔ、高精細ディスプレイ用ＣＲＴで十分な輝度の得られ
る電流密度である。ここで、ＭｇおよびＳｉを含むＮｉ
合金粉末を従来の真空溶解法で作成した場合の相対的な
電子放射電流密度は、純Ｎｉの場合を１．０として、
１．２０であったが、本発明のメカニカル・アロイング
法では１．５６と大幅に改善された。また本発明の実施
例１を用いた陰極をＣＲＴに組み込み陰極表面の凹凸に
起因するフォーカス不良及びモアレ縞不良を従来例１、
酸化物陰極と比較した。次に陰極温度７６０℃にて電流
密度３Ａ／ｃｍ2 で寿命試験を行い、同等の試験条件で
の従来例１、酸化物陰極と電子放射電流の低下を比較し
た。陰極表面の凹凸に起因するフォーカス不良及びモア
レ縞不良は、従来例１、酸化物陰極でそれらが顕著に観
察される厳しい条件においてもほとんど観察されず、陰
極表面が平滑である効果が確認された。また寿命試験に
おいては、連続動作２０００時間後、本発明の陰極の実
施例１の電子放射電流の低下率は約１０％であったが、
従来例１、酸化物陰極の電子放射電流の低下率は約３０
％にも達した。

【００１３】上記実施例１においては還元性金属として
Ｍｇ，Ｓｉを用いたが、同じ目的でＺｒ，Ｔａ，Ａｌ，
Ｃｏ，Ｃｒ，Ｗを用いた場合の特徴を簡単に説明する。
Ｚｒ，ＴａはＭｇ，Ｓｉに比べ還元力は弱いが蒸発が少
ないため不要電子放射が起きにくいので高信頼性電子管
に適する。ＡｌはＭｇ，Ｓｉと同等の還元力を有し、Ｍ
ｇ，Ｓｉと似た特徴を示す。ＣｏはＭｇ，Ｓｉに比べ還
元力は弱いが蒸発が少ないため特に長寿命を必要とする
電子管に適する。ＣｒはＭｇ，Ｓｉと同等の還元力を有
しているが蒸発が多いため特に初期特性の高さを要求さ
れる電子管に適する。以上のＺｒ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒの
Ｎｉに対する添加量はＭｇ，Ｓｉと同等が適切である。
Ｗは非常に還元力が弱いため単独では効果が少ないが、
ほとんど蒸発しないため長期にわたって還元力を発揮す
る。このためＭｇ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ等のような還元力
の強い還元性金属とＷとを併用すると寿命が長くなり好
適である。またこのためＷのＮｉに対する添加量は他の
還元性金属と比べ多く、１重量％以上１０重量％以下で
効果を発揮し、特に２重量％以上６重量％以下が適切で
ある。

【００１４】実施例１においてはＮｉと還元性金属とが
ＨＩＰ処理に先立ち合金化されていたが、Ｎｉ粉末と還
元性金属粉末と電子放射剤とを混合し、ＨＩＰ処理によ
りそれらを焼結一体化しても、前者に近い効果が得られ
る。後者の方法の利点は、還元性金属を含むＮｉ合金は
高価であるが、Ｎｉおよび還元性金属は安価であるた
め、全体としてコストが安くなることである。次に本発
明の陰極部材の別実施例（以後、実施例２と称する）の
製法を説明する。ＭｇおよびＳｉを含むＮｉ合金粉末
と、ＢａＣＯ3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末
と、Ｓｃ2 Ｏ3 粉末とをボールミルを用いてよく混合す
る。ここでＮｉ合金粉末の平均粒径は５μｍ、ＢａＣＯ
3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末、Ｓｃ2 Ｏ3
粉末の平均粒径はいずれも２μｍ、（Ｎｉ合金粉末）：
（ＢａＣＯ3 粉末＋ＳｒＣＯ3 粉末＋ＣａＣＯ3 粉末）
の体積比は４５：５５、Ｍｇ，ＳｉおよびＳｃ2 Ｏ3 の
量はおのおのＮｉの０．１重量％、０．０３重量％およ
び５重量％であった。またＢａＣＯ3 粉末、ＳｒＣＯ3
粉末、ＣａＣＯ3 粉末の比率はＢａ：Ｓｒ：Ｃａのモル
比が５：４：１であった。ここで中間層生成阻害物質で
あるＳｃ2 Ｏ3 粉末はＮｉの１重量％以上１０重量％以
下が適切である。

【００１５】実施例２における陰極の構造、製造工程、
ＨＩＰ処理温度圧力プログラムは各々図１，２，３に示
した実施例１のものと同一なので説明を省略する。本発
明の実施例２を用いた陰極の初期電子放射特性は本発明
の実施例１のそれにほぼ同じであり、寿命試験における
電子放射電流の低下率は本発明の実施例１のそれの１／
３以下であった。中間層生成阻害物質が、他の希土類金
属またはその酸化物、すなわちＹ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｄｙ又
はその酸化物の場合は、Ｓｃ2 Ｏ3 に比べいくらか中間
層生成阻害効果が劣るが、Ｓｃ2 Ｏ3 に比べ価格が大幅
に安いため高性能よりもコストを優先する場合に適して
いる。上記の希土類金属またはその酸化物の添加量はＳ
ｃ2 Ｏ3 と同一が適切である。中間層生成阻害物質がＩ
ｎ化合物の場合は、前記希土類金属又はその酸化物より
もいくらか中間層生成阻害効果が劣るものの、さらに安
価である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
い動作温度で表面の電子放射分布が良く、高電流密度の
電子放射を長期間安定して放射可能な陰極を安価に提供
できる。またそれを搭載した高輝度、長寿命、低消費電
力、高性能でかつ安価な電子管を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の陰極部材を用いた陰極の
断面図

【図２】本発明の一実施例の陰極部材を用いた陰極の
製造工程図

【図３】ＨＩＰ処理の温度、圧力プログラムの一実施
例説明図

【図４】本発明の実施例１の電子放射特性説明図

【図５】従来例１、酸化物陰極の断面図

【図６】従来例２、焼結型陰極の断面図

【図７】従来例３、マトリックス型陰極の断面図

【符号の説明】

１０陰極１１陰極ペレット１２陰極キャップ１３陰極スリーブ１４ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田辺剛滋賀県大津市晴嵐２丁目９番１号関西日本電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎｉと、還元作用を有する金属と、電子放
射剤とを含み、熱間等方加圧処理により焼結一体化さ
れ、電子放射面が鏡面加工された陰極部材。
【請求項２】更に中間層生成阻害物質を含むことを特徴
とする請求項１記載の陰極部材。
【請求項３】前記還元作用を有する金属がＭｇ，Ｓｉ，
Ｚｒ，Ｔａ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｃｒからなる群より選ばれた
少なくとも一種であることを特徴とする請求項１又は２
記載の陰極部材。
【請求項４】さらにＷを含むことを特徴とする請求項３
記載の陰極部材。
【請求項５】前記電子放射剤がＢａ炭酸塩又はＢａ酸化
物であることを特徴とする請求項１又は２記載の陰極部
材。
【請求項６】前記Ｎｉと還元作用を有する金属とが熱間
等方加圧処理に先立ち合金化されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の陰極部材。
【請求項７】前記Ｎｉと還元作用を有する金属とが熱間
等方加圧処理により焼結一体化されたことを特徴とする
請求項１又は２記載の陰極部材。
【請求項８】中間層生成阻害物質が、希土類金属又はそ
の酸化物であることを特徴とする請求項２記載の陰極部
材。
【請求項９】前記希土類金属がＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，
Ｄｙからなる群より選ばれた少なくとも一種であること
を特徴とする請求項８記載の陰極部材。
【請求項１０】前記中間層生成阻害物質が、Ｉｎ化合物
であることを特徴とする請求項２記載の陰極部材。
【請求項１１】前記Ｎｉと還元作用を有する金属とがメ
カニカル・アロイング法により合金化されていることを
特徴とする請求項６記載の陰極部材。
【請求項１２】請求項１ないし１１記載のいずれかの陰
極部材を搭載した電子管。