JPS6364237A - 含浸形陰極の製造方法 - Google Patents
含浸形陰極の製造方法Info
- Publication number
- JPS6364237A JPS6364237A JP20784386A JP20784386A JPS6364237A JP S6364237 A JPS6364237 A JP S6364237A JP 20784386 A JP20784386 A JP 20784386A JP 20784386 A JP20784386 A JP 20784386A JP S6364237 A JPS6364237 A JP S6364237A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cup
- cathode
- impregnated
- molybdenum
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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〕
本発明は、強固に支持され、良好な電子放出特性が得ら
れる含浸形陰極の製造方法に関する。
れる含浸形陰極の製造方法に関する。
高電流密度陰極として使用される含浸形陰極は、従来、
バリウム・カルシウム・アルミネート等の電子放出物質
を含浸させたタングステン、モリブデン等の高融点金属
の多孔質焼結体よりなる陰１体を、タンタル、モリブデ
ン等の高融点金属からなるカップに収納し、このカップ
を更にタンタル、モリブデン等の高融点金属からなるス
リーブの端部に固着支持させていた。固着法は、溶接が
簡便であるが、溶接部の脆化を避けるためにろう付は法
も用いられていた。
バリウム・カルシウム・アルミネート等の電子放出物質
を含浸させたタングステン、モリブデン等の高融点金属
の多孔質焼結体よりなる陰１体を、タンタル、モリブデ
ン等の高融点金属からなるカップに収納し、このカップ
を更にタンタル、モリブデン等の高融点金属からなるス
リーブの端部に固着支持させていた。固着法は、溶接が
簡便であるが、溶接部の脆化を避けるためにろう付は法
も用いられていた。
受像管や服像管等に用いられる小型の含浸形陰極の場合
には、特開昭５７−８４５４３号公報に開示されている
ように、従来はタンタル製のカップ、スリーブが用いら
れることが多かった。その理由は、タンタルに比ベモリ
ブデンは陰極基体との溶接が困難（／８接個所力」危化
し易い）であるため、ろう付は法を採用しなければなら
ないが、ろう付は法は非能率である上、陰極基体中への
ろう材のしみ込みが生じて、陰極完成後の電子放出特性
に悪影響を及ぼすなどの問題があったためである。
には、特開昭５７−８４５４３号公報に開示されている
ように、従来はタンタル製のカップ、スリーブが用いら
れることが多かった。その理由は、タンタルに比ベモリ
ブデンは陰極基体との溶接が困難（／８接個所力」危化
し易い）であるため、ろう付は法を採用しなければなら
ないが、ろう付は法は非能率である上、陰極基体中への
ろう材のしみ込みが生じて、陰極完成後の電子放出特性
に悪影響を及ぼすなどの問題があったためである。
しかし、タンタル製のカップ、スリーブを用いると、例
えば陰極基体とタンタルカップとをレーザ溶接しようと
した場合、少なくとも一方の全圧の融点以上に加熱する
必要があるが、陰極基体の材料に比較的融点の低いモリ
ブデンを用いている場合でも、その融点は電子放出物質
の沸点を超えているので、溶接時に電子放出物質が蒸発
気化して溶接部に穴があく場合があるという問題があっ
た。
えば陰極基体とタンタルカップとをレーザ溶接しようと
した場合、少なくとも一方の全圧の融点以上に加熱する
必要があるが、陰極基体の材料に比較的融点の低いモリ
ブデンを用いている場合でも、その融点は電子放出物質
の沸点を超えているので、溶接時に電子放出物質が蒸発
気化して溶接部に穴があく場合があるという問題があっ
た。
このようなタンタル蒙のカップを用いた含浸形陰極を電
子管に組込み寿命試験を行ったところ、カットオフ電圧
が大幅に変化してしまう現象が見られた。また、この電
子管を分解調査したところ、基体が僅かな力で、カップ
及びスリーブから脱落することが判明した。
子管に組込み寿命試験を行ったところ、カットオフ電圧
が大幅に変化してしまう現象が見られた。また、この電
子管を分解調査したところ、基体が僅かな力で、カップ
及びスリーブから脱落することが判明した。
このような問題点に対処するために、例えば、特開昭５
９−１０８２３３号公報には陰極基体とカップの間に溶
接材を介在させることが、また特開昭５９−１１１２２
２号公報には陰極基体の側壁部に凹部を形成し此の凹部
に対応するカップ、スリーブの部分にレーザビームを照
射溶融させて陰極基体を固着する方法が開示されている
。いずれも、電子放出物質が含浸された陰極基体と、カ
ップ、スリーブを直接溶接することが困難なため、その
改善策を提案したものであるが、本発明者の実験によれ
ば、これらの方法によっても強固に固着することは出来
なかった。
９−１０８２３３号公報には陰極基体とカップの間に溶
接材を介在させることが、また特開昭５９−１１１２２
２号公報には陰極基体の側壁部に凹部を形成し此の凹部
に対応するカップ、スリーブの部分にレーザビームを照
射溶融させて陰極基体を固着する方法が開示されている
。いずれも、電子放出物質が含浸された陰極基体と、カ
ップ、スリーブを直接溶接することが困難なため、その
改善策を提案したものであるが、本発明者の実験によれ
ば、これらの方法によっても強固に固着することは出来
なかった。
陰極基体とカップ、スリーブとを強固に固着するために
は、陰極基体に電子放出物質を含浸させる前に、カップ
、スリーブを溶接すれば良い。しかし、力７ブ、スリー
ブがタンタル製である場合には、溶接後に陰極基体に電
子放出物質を含浸させる工程（含浸形陰極で電子放出物
質として使用するバリウム・カルシウム・アルミネート
の融点は約１６００°Ｃで、これを、通学、温度約１７
００〜１８００°Ｃ１水素雰囲気中で含浸させるが、タ
ンタルは水素化物になって大量の水素を吸蔵する）はタ
ンタルが劣化してしまうので実行不可能であった。これ
に対し、カップ、スリーブがモリブデン製の場合は、水
素雰囲気中で加熱しても劣化しないので此の点では問題
ないが、前記のように、溶接の際、融点付近の高温に加
熱されたモリブデンは結晶が粗大化して非常に脆くなっ
てしまい、やはり実用不可能になるという問題があった
。
は、陰極基体に電子放出物質を含浸させる前に、カップ
、スリーブを溶接すれば良い。しかし、力７ブ、スリー
ブがタンタル製である場合には、溶接後に陰極基体に電
子放出物質を含浸させる工程（含浸形陰極で電子放出物
質として使用するバリウム・カルシウム・アルミネート
の融点は約１６００°Ｃで、これを、通学、温度約１７
００〜１８００°Ｃ１水素雰囲気中で含浸させるが、タ
ンタルは水素化物になって大量の水素を吸蔵する）はタ
ンタルが劣化してしまうので実行不可能であった。これ
に対し、カップ、スリーブがモリブデン製の場合は、水
素雰囲気中で加熱しても劣化しないので此の点では問題
ないが、前記のように、溶接の際、融点付近の高温に加
熱されたモリブデンは結晶が粗大化して非常に脆くなっ
てしまい、やはり実用不可能になるという問題があった
。
本発明は、上記含浸形陰極の従来の製造方法の問題点を
解決し、陰極基体、カップ、スリーブを溶接によって強
固に固着できるようにした含浸形陰極の製造方法を提供
することを目的とする。
解決し、陰極基体、カップ、スリーブを溶接によって強
固に固着できるようにした含浸形陰極の製造方法を提供
することを目的とする。
上記問題点を解決するために本発明においては、少な（
ともカップの材料にはモリブデン又はモリブデンを主体
とする合金を用い、その表面の一部を銅または銅を主体
とする合金よりなる表面層で被覆して、溶接に際してモ
リブデン又はモリブデンを主体とする合金が脆化するの
を防止するようにした。スリーブもモリブデン系素材で
製作した場合には、その表面にも銅系表面層を形成させ
、陰極基体、カップ、スリーブの３者を同時にレーザ溶
接して固着する。
ともカップの材料にはモリブデン又はモリブデンを主体
とする合金を用い、その表面の一部を銅または銅を主体
とする合金よりなる表面層で被覆して、溶接に際してモ
リブデン又はモリブデンを主体とする合金が脆化するの
を防止するようにした。スリーブもモリブデン系素材で
製作した場合には、その表面にも銅系表面層を形成させ
、陰極基体、カップ、スリーブの３者を同時にレーザ溶
接して固着する。
上記、陰極基体と、モリブデン系素材で製作したカップ
、スリーブとの溶接固着作業を終了したものは、モリブ
デン系素材の銅系表面層を、酸たとえば硝酸で洗って溶
解、除去し、更に水素雰囲気中１６００℃で１０分間加
熱処理してから、陰極基体に電子放出物質を含浸させる
。
、スリーブとの溶接固着作業を終了したものは、モリブ
デン系素材の銅系表面層を、酸たとえば硝酸で洗って溶
解、除去し、更に水素雰囲気中１６００℃で１０分間加
熱処理してから、陰極基体に電子放出物質を含浸させる
。
モリブデンやモリブデンを主体とする合金が、２１Ｍま
たは泪を主体とする合金よりなる表面層で被覆されてい
ると、レーザ溶接に際し、脆化しなくなることは本発明
者が見出したことである。現在、その理由の詳細につい
ては推定の域を出ないが、モリブデン系素材の表面に銅
系表面層が存在することによって、酸素、窒素等の取り
込みが低減される、又は、局部的な急熱、急冷が緩和さ
れ熱応力が低減する、等によりモリブデン系素材の脆化
が防止されるのではないかと考えられる。ニッケルなど
で表面層を形成させた場合にも同様な作用を行う。しか
し、ニッケルの場合は、モリブデンと全居間化合物を形
成するなどして、その後の加熱に際しモリブデンの脆化
を促進するので不適当である。これに対し、銅系材料は
、高温時にもモリブデン系素材中へ入って行かない。
たは泪を主体とする合金よりなる表面層で被覆されてい
ると、レーザ溶接に際し、脆化しなくなることは本発明
者が見出したことである。現在、その理由の詳細につい
ては推定の域を出ないが、モリブデン系素材の表面に銅
系表面層が存在することによって、酸素、窒素等の取り
込みが低減される、又は、局部的な急熱、急冷が緩和さ
れ熱応力が低減する、等によりモリブデン系素材の脆化
が防止されるのではないかと考えられる。ニッケルなど
で表面層を形成させた場合にも同様な作用を行う。しか
し、ニッケルの場合は、モリブデンと全居間化合物を形
成するなどして、その後の加熱に際しモリブデンの脆化
を促進するので不適当である。これに対し、銅系材料は
、高温時にもモリブデン系素材中へ入って行かない。
第１図（ａ）は本発明に係る含浸形陰極の陰極基体をカ
ップ内に収納した状態の側断面図、第１図（ｂ）は図（
ａ）中のＡ内部の拡大断面図である。１は空孔率２０〜
２５％のタングステンの多孔質焼結体よりなる陰極基体
である。２はモリブデン製カップで、その側面に、第１
図（ｂ）に示すように、厚さ５μｍの銅の表面層３をめ
っき法により被着させである。陰極基体１をカップ２に
収納した状態で、第１図（ｂ）に示すように、カップ２
の側面にレーザ加工機で発振されたレーザビームを照射
して陰極基体ｌとカップ２とを熔＋２、固着する。
ップ内に収納した状態の側断面図、第１図（ｂ）は図（
ａ）中のＡ内部の拡大断面図である。１は空孔率２０〜
２５％のタングステンの多孔質焼結体よりなる陰極基体
である。２はモリブデン製カップで、その側面に、第１
図（ｂ）に示すように、厚さ５μｍの銅の表面層３をめ
っき法により被着させである。陰極基体１をカップ２に
収納した状態で、第１図（ｂ）に示すように、カップ２
の側面にレーザ加工機で発振されたレーザビームを照射
して陰極基体ｌとカップ２とを熔＋２、固着する。
溶接後、硝酸により銅の表面層３を溶解、除去し、更に
水素雰囲気中で１６００℃で１０分間加熱処理を行って
、なお残存する可能性のある銅に対する蒸発処理を行う
。
水素雰囲気中で１６００℃で１０分間加熱処理を行って
、なお残存する可能性のある銅に対する蒸発処理を行う
。
次に、カップ２と固着された陰極基体１にバリウノ、・
カルシウム・アルミネートからなる電子放出物質を水素
雰囲気中または真空中で溶融、含浸させる。このとき周
囲に付着した余剰の電子放出物質はやすり、研野紙等で
除去して表面を清浄化する。その後、タンタル・スリー
ブの端部に、カップをレーザ溶接により固着する。
カルシウム・アルミネートからなる電子放出物質を水素
雰囲気中または真空中で溶融、含浸させる。このとき周
囲に付着した余剰の電子放出物質はやすり、研野紙等で
除去して表面を清浄化する。その後、タンタル・スリー
ブの端部に、カップをレーザ溶接により固着する。
このようにして製作した含浸形陰極を電子管に組込み、
寿命試験を行ったところ、長期間にわたってカットオフ
電圧の変化が少ない優れた特性を示した。
寿命試験を行ったところ、長期間にわたってカットオフ
電圧の変化が少ない優れた特性を示した。
上記実施例では、カップ２の表面に銅の表面層を形成す
るのにめっき法を用いたが、只空蒸着、スパッタ法など
によって形成しても良い。
るのにめっき法を用いたが、只空蒸着、スパッタ法など
によって形成しても良い。
銅の表面層の厚さは、０．２μｍ以下では効果が得られ
ず、６０μｍを超えると、溶接時にスプラッシュが生ず
る、レーザビームのエネルギーを大きくしなければなら
なくなる等の問題が出てくるため、０．２〜６０μｍの
範囲が適当である。更に望ましくは２〜２０μｍの範囲
が良い。
ず、６０μｍを超えると、溶接時にスプラッシュが生ず
る、レーザビームのエネルギーを大きくしなければなら
なくなる等の問題が出てくるため、０．２〜６０μｍの
範囲が適当である。更に望ましくは２〜２０μｍの範囲
が良い。
また、上記実施例では、タンタル製スリーブを用いたが
、スリーブの材料にモリブデンを用いる場合は、やはり
銅の表面層を形成させる。溶接は陰極基体とカップ、カ
ップとスリーブのように２段階で行っても良いし、陰極
基体とカップとスリーブの溶接を同時に行っても良い。
、スリーブの材料にモリブデンを用いる場合は、やはり
銅の表面層を形成させる。溶接は陰極基体とカップ、カ
ップとスリーブのように２段階で行っても良いし、陰極
基体とカップとスリーブの溶接を同時に行っても良い。
何れの場合も、溶接後に、まず酸洗いにより銅の表面層
を熔解除去し更に水素雰囲気中で加熱処理して猶残存す
る可能性のある銅を蒸発させてから、電子放出物質を陰
極基体中に含浸させる。
を熔解除去し更に水素雰囲気中で加熱処理して猶残存す
る可能性のある銅を蒸発させてから、電子放出物質を陰
極基体中に含浸させる。
以上説明したように本発明によれば、モリブデン系部品
表面に比較的安価な銅層を形成させた状態で溶接すると
いう簡単な手段によって、長期間にわたって、安定して
良好な電子放出特性が得られる含浸形陰極を型造するこ
とができる。
表面に比較的安価な銅層を形成させた状態で溶接すると
いう簡単な手段によって、長期間にわたって、安定して
良好な電子放出特性が得られる含浸形陰極を型造するこ
とができる。
第１図（ａ）は本発明に係る含浸形陰極の陰極基体をカ
ップ内に収納した状態の側断面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）中のＡ内部の拡大断面図である。 ・−一−１５・
ップ内に収納した状態の側断面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）中のＡ内部の拡大断面図である。 ・−一−１５・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、含浸形陰極の製造方法において、電子放出物質含浸
用の高融点金属の多孔質焼結体よりなる陰極基体を、表
面の少なくとも一部に、銅または銅を主体とする合金か
らなる表面層を形成させた、モリブデン又はモリブデン
を主体とする合金からなるカップに収納し、上記表面層
を形成させた部分にレーザビームを照射して、上記陰極
基体と上記カップを溶接固着した後、まず上記表面層を
除去してから、電子放出物質を陰極基体に含浸させるこ
とを特徴とする含浸形陰極の製造方法。 ２、上記陰極基体を、上記カップに収納し、このカップ
を更に、端部表面の少なくとも一部に、銅または銅を主
体とする合金からなる表面層を形成させた、モリブデン
又はモリブデンを主体とする合金からなるスリーブの上
記端部に嵌合支持させ、上記表面層を形成させた部分に
レーザビームを照射して、陰極基体とカップとスリーブ
を溶接固着した後、まず上記表面層を除去してから、電
子放出物質を陰極基体に含浸させる特許請求の範囲第１
項記載の含浸形陰極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20784386A JPS6364237A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 含浸形陰極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20784386A JPS6364237A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 含浸形陰極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364237A true JPS6364237A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16546446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20784386A Pending JPS6364237A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 含浸形陰極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6364237A (ja) |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP20784386A patent/JPS6364237A/ja active Pending
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