CN1669104A - 用于具有差分掺杂的金属基板的电子枪的氧化物阴极 - Google Patents

Abstract

此阴极的金属基板的厚度≤100μm，并包含多种还原剂，如Si或Al，以及：在顶面111上，包含0.005％<Mg≤0.1％，Si或Al≤0.025％，和W≤3％；在底面122上，Mg重量浓度低于顶面上的Mg重量浓度，以及Si或Al重量浓度高于顶面上的Si或Al重量浓度且高于0.02％。使寿命最大且使接通时间最小。

Description

用于具有差分掺杂的金属基板的电子枪的氧化物阴极

技术领域

本发明涉及通常用在阴极射线管的电子枪中、作为电子源的氧化物阴极。由于热离子效应，从阴极发射电子。阴极射线管主要用作计算机或电视的显示设备。

背景技术

参照图1，传统的氧化物阴极包括

-阴极发射层3，基本上由碱土金属氧化物或这些氧化物的混合物构成；

-基板1，将阴极发射层3设置在其上，通常由镍合金制成，包含一种或几种还原剂，如Mg、Al、Si、W、Cr和/或Zr。基板1的镍合金通常基于镍和钨的混合物或镍和钼的混合物。

更精确地，如图1所示的传统氧化物阴极包括杯形镍合金单层基板1、由至少包含Ni和Cr的合金制成的管形套管2，将金属基板1焊接在套管2上。由于将两个金属部件用于构成阴极，即金属基板1和套管2，此类阴极被称为“两件套阴极”。将二重或三重碳酸盐的阴极发射层3(即(Ba，Sr)CO₃或(Ba，Sr，Ca)CO₃的混合物)设置在基板1上。通过在阴极射线管的激活序列期间、在真空环境下加热阴极，这些在暴露于空气的环境下化学稳定的碳酸盐分解为二重氧化物BaO、SrO或三重氧化物BaO、SrO、CaO。随后，在优选地处于700℃到850℃中的阴极操作温度下，在二重或三重氧化物阴极发射层3中产生金属钡，金属钡的出现主要负责阴极的二重或三重氧化物阴极发射层3的良好发射特性。因此，为了方便，对三重氧化物的引用应当被理解为也包括二重氧化物。通过插入在套管2内部的加热器4的热辐射，将阴极加热到其操作温度；此加热器4通常由钨导线或W和Re的合金制成，通常以氧化铝层覆盖。

作为具有镍单层作为金属基板1的、如图1所示的传统阴极的替代，双层镍合金也通常被用作金属基板(例如，参见美国No.3,919,751，G.T.E Sylvania Inc.)。此双层通常被称为双金属。将双金属用于金属基板1的阴极如图2所示。双层包括焊接到镍和铬的合金(典型地，被称为“镍铬”的合金，包含20％的Cr，其余物质主要是Ni)的底层12上的、包含1到5％的钨或可选地1到5％的钼(重量百分比)的镍合金顶层或镍顶层11。可以将包括镍顶层11和镍铬底层12的双层基板1形成为焊接到镍铬套管2上的杯状物，如图2所示。在这种情况下，由于将杯形基板1焊接到套管2上，此阴极也被称为“两件套阴极”，与如图1所示的另一传统阴极一样。通常的阴极发射层3由三重碳酸盐制成，即(Ba，Sr，Ca)CO₃的混合物，并设置在顶层11上。与图1中一样，通过插入在套管2中的加热器4的热辐射，将沉积层加热到其操作温度。

可选地，已知的是，如图3所示，制造使用双金属的“一件式阴极”。在这种情况下，将包括如图2所示的顶层11和底层12的双金属带形成为在一端封闭的管，基于镍的顶层11作为所述管的外侧面。通过有选择地刻蚀掉基于镍的顶层11，并通过保护管的封闭端，能够去除除了所述管的顶部或封闭端上以外的全部基于镍的顶层11，从而在镍铬套管2上留下所需高度的双层杯形基板1(例如，参见美国No.4,849,066，R.C.A)。尽管通过差分工艺获得，此阴极非常类似于如图2所述的阴极。仅由一个部件构成的这种阴极被称为“一件式阴极”。

在氧化物阴极中，对于基板1由单层或双层制成的两种情况，在阴极使用期限中，主要通过由BaO与包含在镍中、相对于BaO具有还原能力的所有元素的化学反应所引起的BaO到Ba的还原来维持金属钡的产生。化学反应在阴极的操作温度下发生(典型地700℃-850℃)，或者在其中对阴极加热的任何阴极射线管生产步骤中发生，例如，设计用于使阴极达到其最佳发射能力的激活步骤。当加热阴极时，包含在基板1中的还原元素热扩散到基板1和阴极发射层3之间的界面处，在此与BaO反应，以释放金属Ba，并形成反应化合物。针对Mg、Al、Si和W，给出了还原元素与BaO之间的化学反应的示例：

在阴极的操作温度下，金属钡持续从阴极发射层3蒸发。为了保持良好的发射特性，必须通过上述化学反应产生金属钡来补偿钡的损耗。与BaO反应的还原元素的流量必须低于产生要维持的良好发射特性所需的金属钡量所需的最小水平。还原元素通过从基板顶层11的扩散到达双层基板1和阴极发射层3之间的界面。随着包含在底层12中的还原元素(例如，铬或Si，如果此底层的“镍铬”掺杂有Si)从底层12移入顶层11，由于这些还原元素也可以进一步扩散到顶层11和阴极发射层3之间的界面以对阴极寿命起到积极作用，其实际上用作对还原元素的额外保留。在图9上，显示了作为这些阴极的操作时间的函数，通过ICP方法(诱导耦合等离子体)测量出的、顶层11中的硅浓度的增加。硅的初始浓度为顶层11的金属上的浓度，如对此金属的详尽描述所示。硅随着时间在顶层中的浓缩归功于硅从底层12向顶层11的扩散。在双金属样本的情况下，镍铬底层中硅的平均浓度为0.18％。底层中的浓度值与镍顶层中的浓度值之间的差是Si从底层向顶层扩散的驱动力。

通常使用Mg或Zr作为用在阴极寿命开始时的快激活剂，与作为长期激活剂的Si或Al组合，以便在快激活剂不再起作用时，延迟阴极寿命。对于将还原元素的流量限制于顶层11和阴极发射层3之间的界面，两个主要因素是已知的。第一，由于在与BaO的反应中消耗还原元素，随着寿命的增长，其在顶层11中的浓度趋向于随寿命而减小，因此，其向此界面的流量减小。如果其在顶层11中的初始浓度较低，甚至可能发生还原元素的完全耗尽。限制还原元素的流量的另一因素是在顶层11和阴极发射层3之间的界面处的反应化合物的建立，从而形成了对扩散核素的阻挡层(例如，参见E.S.Rittner，Philips Res.Rep.，T.8，184页，1953年)。首先，在沉积阴极发射层3之前，对基板1执行的退火步骤开始产生此阻挡层。在此退火步骤期间，少量氧气对还原元素进行氧化，导致了MgO、SiO₂或Al₂O₃的产生。氧气来自于添加到熔炉环境中用于退火的水蒸气的分解，通常由过量的氢气组成。然后，在阴极操作器件，进一步建立此阻挡层。主要随着寿命的增长而建立的界面化合物是基于W的化合物和基于Si的化合物。

为了克服还原剂的耗尽，可以想到增加还原剂在顶层11中的浓度，但这样做的缺点是提高了建立阻挡层的有害化合物的形成速率。除了限制还原元素的流量的缺点以外，此阻挡层的界面化合物趋向于恶化阴极发射层3在顶层11上的粘合性。这本身就是尽可能低地保持这些化合物的发展的充足理由。作为避免在阴极寿命的早期还原剂耗尽和阻挡层的快速建立的可能解决方案，可以提出顶层11中的还原元素具有合理低的浓度，但基板1的厚度足够高，以提供对还原元素的良好保留(例如，参见H.E.Kern，Bell Laboratories Record，T.38，No.12，451页，1960年12月)。例如，在第一近似中，对于顶层11的组成，可以认为掺杂有0.01％重量的Si的400μm厚的镍，在Si的保留方面，等价于具有0.04％重量的Si的100μm厚的镍，重量浓度与厚度的乘积相同。事实上，对于用于阴极射线管(如计算机或电视的显像管)的阴极的设计，必须考虑另一重要的特性，即基板1的厚度E。电子枪接通时间与阴极达到其操作温度所需的时间直接相关。此时间随着阴极的重量增加，因此使基板1具有最低可能重量是重要的。通常用于阴极金属基板1的最低厚度大约为70～100μm，但这么低的厚度禁止在此基板中使用较低浓度的还原元素，因为，首先，需要在用于基板的镍中至少1％重量的W和/或Mo以保持基板的良好机械强度，其次，不能将如Mg或Si等活性还原元素的浓度设置在大约0.01％重量的较低水平，因为对还原元素的保留将过低。如果在150到200μm的范围内增加基板的厚度，可以将低得多的W和/或Mo的浓度用于基于镍的基板，但与70μm的基板厚度相比，接通时间退化。因此，看上去无法将导致有害化合物和阻挡层的低形成速率的低浓度还原元素与导致低接通时间的低基板厚度组合在一起。这只能以阴极寿命为代价，而这是不能接受的。本发明提供了最小化接通时间和长寿命的可能性。

基板化学物质的优化的另一重要方面在于：当对阴极进行加热时，一些还原元素具有相对较高的蒸气压，这导致了向阴极射线管的真空中的严重蒸发的事实。包括在此高蒸气压元素族中的是Mg。Mg金属蒸气倾向于凝结在阴极射线管的电子枪的不同部分上。对于所有类型的杯形金属基板，可以将顶面111定义为其上设置有阴极发射层3的表面，而将底面122定义为基板与顶面111相对的基板的表面，如图3所示。底面122面向加热器4和电子枪的几个电金属连接器(未示出)。来自阴极的还原元素的金属蒸气在这些电连接器上的沉积产生了枪电极间的漏电或断路，这对于阴极射线管中的电子枪的良好操作是有害的。

发明内容

本发明的目的是同时实现：

-阴极尽可能长的寿命；

-电子管最小的接通时间，所述阴极将在所述电子管中进行操作，具有在操作期间，任何阴极材料在此管内部的其他电部件上的最小沉积。

为此目的，本发明的主题是一种用于电子枪的氧化物阴极，包括：

-基本上由碱土金属氧化物或这些氧化物的混合物制成的阴极发射层；

-金属基板，具有其上设置有所述阴极发射层的顶面和与所述顶面相对的底面，包含能够在所述电子枪的操作条件下还原所述氧化物的多种还原剂，所述多种还原剂包括第一还原剂Mg和第二还原剂Si或Al，

其特征在于：

-在所述顶面上，Mg重量浓度高于0.005％，第二还原剂重量浓度低于或等于0.025％，以及难熔金属重量浓度低于或等于3％，其中所谓的难熔金属从由W、Mo、Re构成的组中选择；

-在所述底面上，Mg重量浓度低于所述顶面上的Mg重量浓度，以及第二还原剂重量浓度高于所述顶面上的第二还原剂重量浓度且高于0.02％；

-所述金属基板的厚度E小于或等于100μm。

本发明同时带来了以下优点：

-总体上，在氧化物阴极的整个基板上，大量地保留了作为还原剂的Mg和Si，以便以此基板最多100μm的最小厚度E提供较长的寿命；由于最小的Mg浓度，在基板的顶面上提供了足够的Mg，以在寿命早期保持良好的阴极发射；

-界面化合物和阻挡层的较低形成速率，由于此基板的顶面上及其附近非常低的Si或Al浓度以及较低的W浓度(≤3％)，而同时在底面上具有总体较大保留的Si或Al，作为还原剂，以保持氧化物阴极的长期发射；

-由于基板厚度小于或等于100μm，优化的接通时间。

尽管能够将Si和Al一起称为所谓的第二还原剂，优选的是只具有Si或Al，以避免阴极发射层在基板上的粘接问题。

优选地，为了得到Mg和第二还原剂的足够保留：

-从所述顶面直到所述基板中至少20μm的顶深度，与此顶面有关的Mg重量浓度高于0.005％，与此顶面有关的第二还原剂重量浓度低于或等于0.025％，以及与此顶面有关的难熔金属重量浓度低于或等于3％；

-从所述底面直到所述基板中至少10μm的底深度，与此底面有关的Mg重量浓度低于与顶面有关的所述Mg重量浓度，以及与此底面有关的第二还原剂重量浓度高于与顶面有关的所述第二还原剂重量浓度且高于0.02％。

可以通过任何已知的分析方法，优选地通过ICP(诱导耦合等离子体)光谱测定法，来测量这些重量浓度。

优选地，与底面有关的Mg重量浓度低于0.8×与顶面有关的Mg重量浓度。

优选地，与底面有关的第二还原剂重量浓度高于2×与顶面有关的第二还原剂重量浓度。

优选地，与顶面有关的Mg重量浓度低于或等于0.1％，以降低Mg金属蒸气对电子枪的电连接器的有害蒸发，并避免金属基板的可加工性能的冶金问题；在普通范围0.005～0.1％内，与顶面有关的Mg浓度的两个不同的可能范围是有利的：

-与顶面有关的Mg重量浓度低于或等于0.02％，以及更好地，低于0.01％；这种限制使Mg金属蒸气对电子枪的电连接器的有害蒸发最小化；

-与顶面有关的Mg重量浓度高于或等于0.05％；此较高的Mg浓度有利于必须承受较高的DC负载的阴极，同样有利于必须显示静态图像的CRT。

优选地：

-与顶面有关的第二还原剂重量浓度高于0.01％。

-与顶面有关的难熔金属重量浓度低于或等于0.008％；

-与底面有关的Mg重量浓度低于或等于0.004％。

-与底面有关的第二还原剂重量浓度高于0.05％，优选地高于0.06％。

-与底面有关的第二还原剂重量浓度低于0.2％；对于更高的浓度，将会遇到粘接问题。

-从所述底面直到所述基板中15μm的深度，Cr重量浓度高于或等于12％。

其中Cr重量浓度高于或等于12％的基板底部构成了底层，有利地赋予基板足够的机械强度，允许顶面上或从此顶面直到基板中的所述顶深度的难熔金属的较低浓度，即低于或等于0.008％。

根据优选实施例，所述基板包括两个重叠连接的金属层：顶层和底层。

这两个重叠连接的金属层形成了所谓的双金属。本发明有利地实现了双金属作为阴极金属基板的优化使用。考虑到可以将给定的掺杂元素以两种不同的浓度添加到构成双金属的两层(例如，基于镍的顶层和基于镍铬的底层)中的机会，本发明提出只要考虑第一还原剂Mg和第二还原剂Si和/或Al，对两层进行差分掺杂。根据本发明，提出了顶层中的低Mg掺杂水平，优选地，足够高从而最初在顶面具有足够的Mg，以确保寿命早期的良好阴极发射特性，而在底层中几乎不具有Mg，以限制Mg蒸气向面向底面的电连接器前进，并导致引起电子枪的电极之间的电泄漏的金属膜。根据本发明，提出了顶层中较低的Si和/或Al掺杂水平，从而限制有害化合物和阻挡层在顶面和阴极发射层之间的最初形成，并根据本发明，提出了底层中较高的Si和/或Al掺杂水平，从而得到较高的Si保留，以确保长期阴极寿命，而与顶层中缓和的Si和/或Al浓度无关。

根据本发明的、用作阴极基板的双金属的两层的掺杂中的这种差别可以总结为“差分掺杂”，提供了上述优点。此双层基板具有：

-一个顶层(在其上设置阴极发射层的三重碳酸盐)，具有较低的还原元素掺杂水平；以及

-一个底层，具有较高的掺杂水平，以用作对还原元素的保留。由于优选镍铬用于底层，除了对Si的较高保留外，另一优点在于对移入顶层和与阴极发射层之间的界面的顶面的Cr的保留。通过使双金属的顶层中的W重量浓度低于或等于0.008％，即实际上没有钨，能够避免在此界面处有害的、基于W的化合物和阻挡层的产生。

优选地，所述底层由镍铬制成。这种Ni-Cr合金用于电子枪部件是公知的；Cr重量浓度通常在12％到40％的范围内；此底层的最小厚度为大约15μm。由于这种镍铬底层确保了基板的硬度并给阴极带来了良好的热机械特性，能够实现“无钨”顶层。

优选地，从由BaO、SrO和CaO或BaO、SrO构成的组中选择所述碱土金属氧化物。碱土金属氧化物的混合物可以掺杂有如Sc₂O₃或Y₂O₃等其他氧化物。

所述多种还原剂还可以包括从由Cr和Zr构成的组中选择的元素。也可以使用具有用于还原碱土金属氧化物的足够还原能力的任何其他元素。

根据本发明的这种阴极可以是“一件式”阴极或“两件套”阴极。

本发明的主题还是一种具有根据本发明的阴极作为电子源的电子枪。本发明的主题还是一种至少包括这种电子枪的阴极射线管。

附图说明

在阅读作为非限制性示例并参照附图而给出的以下描述时，本发明将得到更为清楚的理解，其中：

-图1到3，已经进行了描述，示出了根据现有技术的梯形保持电极结构；

-图1示出了“两件套”单层阴极；

-图2示出了“两件套”双层或双金属阴极；

-图3示出了“单件式”双层或双金属阴极；

-图4和图5示出了分别在根据图1所示的“两件套”单层阴极的金属基板内、在根据图2或3所示的“两件套”或“一件式”双金属阴极的金属基板内、从顶面直到底面的、根据现有技术的Si浓度常规间隔(重量％)；

-图6示出了在“两件套”或“一件式”双金属阴极的金属基板内、从顶面直到底面的、根据本发明一个实施例的Si浓度间隔(重量％)；

-图7示出了对于使用根据本发明一个实施例的双金属的阴极(◆)和对于使用传统双金属的阴极(■)、以百分比(％)表示的截止电压的相对变化；

-图8示出了对于使用根据本发明一个实施例的双金属的阴极和对于使用传统双金属的阴极、以最初发射的百分比(％)表示的阴极发射衰退；

-图9示出了作为阴极的操作时间的函数、多种氧化物阴极的金属基板的顶面上硅浓度的增加。

具体实施方式

为了简化描述和证明本发明与现有技术相比的区别和优点，将使用相同的参考符号来表示提供了相同功能的元件。

现在，将使用已经对其主要部件进行了描述的、针对如图3所示的一件式阴极的基板1的双金属，对本发明进行描述。作为任意双金属，此双金属包括两个重叠连接的层，具有与阴极发射层3相接触的顶面111的顶层11和使其外底面122面向套管2内部的加热器4的底层。

顶层主要由镍构成；其厚度大约为60μm。

底层主要由具有20％的铬的镍合金构成，被称为镍铬；其厚度大约为30μm。

根据本发明的基板1由70～100μm厚的双金属制成；即使基于Ni的顶层中的W浓度低于或等于0.008％，仍然可以证实机械特性是令人满意的。为了比较，使用单层非合金镍(例如，未添加W或Mo)的传统基板需要150和200μm之间的最小厚度，以确保硬度，与70～100μm厚的基板相比，给接通时间带来了损耗。

在表1中，对根据本发明的基板以及对传统基板中所感兴趣的元素的选定浓度进行了总结。从左至右，表1给出了顶层111(或者在单层阴极的顶面111上)的W、Mg和Si的浓度范围、底层12(或者在单层阴极的底面122上)的Mg和Si的浓度范围、基板厚度的范围、和注释。从上到下，表1示出了传统基板(前4行)和根据本发明的双金属基板的这些范围。

本发明的实施例1、2和3涉及具有“无钨”顶面的基板；实施例1和2涉及具有较低的Mg浓度范围的顶面的基板；相反，实施例3和4涉及具有较高Mg浓度范围的顶面的基板，尤其适用于必须承受较高DC负载的阴极。

现在给出通过Si对基板的掺杂，以示出本发明所基于的差分掺杂的原理。在图4上，示出了对要用在传统两件套阴极中的传统单层基板的Si掺杂。在图5上，示出了对传统双金属的掺杂。在图5所示的情况下，以优选范围内的硅对顶层进行掺杂，而并不对镍铬层进行硅掺杂，这意味着其浓度低于顶层中的硅浓度，且低于或等于0.02％。利用传统的分析方法所能检测到的最低的Si浓度大约为0.003％。在图6上，根据本发明，示出了对双金属基板的差分掺杂。利用硅对顶层和底层进行掺杂。由于顶层中的Si的浓度的优选范围具有低于底层中的Si浓度范围的最小值的最大值，顶层和底层中的Si掺杂水平的所有可能组合可以被称为“差分掺杂”。此外，可以利用Al，作为代替Si的还原元素，提出具有相同范围的差分掺杂。

图7和图8示出了使用本发明的双金属的阴极的寿命测试的典型性能与使用传统双金属的阴极的比较，这两种阴极均在阴极射线管中相同的温度下进行操作。阴极的操作条件典型地为TV接收机操作。

用于这些寿命测试的双金属具有以下特征：

-传统的双金属：

ο顶层：厚度＝60μm；W＝4％；0.03％＜Si＜0.055％；0.03％＜Mg＜0.06％；

ο底层：厚度＝30μm；Si＜0.01％；Mg＝0.01％.

-根据本发明的双金属：

ο顶层：厚度＝60μm；W＜0.008％；Si＝0.015％；Mg＝0.006％；

ο底层：厚度＝30μm；0.06％＜Si＜0.2％；Mg＝0.003％.

在图8中，相对于以小时为单位的操作时间，绘出了以初始发射的百分比(％)表示的阴极发射的衰退。根据本发明的阴极(◆)清楚地示出了比传统阴极(■)更低的发射衰退，提供了将TV图像的最佳亮度保持更长时间段的优点。

图7示出了截止电压的相对变化，其依赖于与系统的热行为有关的阴极和第一电极之间的距离的变化。对于本发明的阴极(◆)和传统阴极(■)，截止电压的相对变化非常类似。这表明根据本发明的阴极的机械特性与传统阴极的机械特性一样令人满意。

已经在SEM(扫描电子显微镜)上证实了在典型的金属退火步骤(在碳酸盐涂覆沉积之前执行)之后、形成在传统双金属的表面上的有害化合物；使用相同的条件，根据本发明的双金属表面在典型的退火步骤之后未见有害化合物。

可以将具有如表1所示的浓度范围内的本发明的差分掺杂的双金属用在两件套阴极或一件式阴极中。在两件套阴极的情况下，阴极设计如图2所示，而在一件式阴极的情况下，阴极设计如图3所示。

代替双金属，可以使用具有渐进差分掺杂的单层基板，而并不偏离本发明。因此，在两件套阴极的情况下，阴极设计将如图1所示。

                          表1：阴极基板内掺杂元素的浓度范围

阴极类型	顶层/面			底层/面		基板
									W	Mg	Si	Mg	Si	Eμm	注释
两件套单层1(图1)	“0％”＜0.008％	0.01％-0.1％	0.01％-0.5％	＝顶面	＝顶面	150-200μm	基于Ni的单层，在整个厚度内恒定的Mg和Si％
								两件套单层2(图1)	1-10.5％	0.01-0.1％	0.01-0.5％	＝顶面	＝顶面	70-200μm	镍合金单层，在整个厚度内恒定的Mg和Si％
两件套双层(图2)	0-4％	0.015-0.06％	0.015-0.06％	＜0.02％	＜0.02％	70-150μm	Ni-Cr作为底层Ni(W)作为顶层
								一件式双层(图3)	1-4％	0.015-0.04％	0.015-0.06％	＜0.02％	＜0.02％	70-150μm	Ni-Cr作为底层Ni(+W)作为顶层
本发明实施例1“基于Si”	＜0.008％	0.005-0.02％	0.01-0.025％	＜0.004％	＞0.06＜0.2％	70-100μm	Ni-Cr作为底层Ni作为顶层
								本发明实施例2“Al代替Si”	＜0.008％	0.005-0.02％	＜0.005％但Al：0.01-0.025％	＜0.003％	＜0.005％但Al：＞0.06＜0.2％	70-100μm	Ni-Cr作为底层Ni作为顶层
本发明实施例3“基于Si”	＜0.008％	0.05-0.1％	0.01-0.025％	＜0.004％	＞0.06＜0.2％	70-100μm	Ni-Cr作为底层Ni作为顶层
	本发明实施例4“基于Si”								1-3％	0.05-0.1％	0.01-0.025％	＜0.004％	＞0.06＜0.2％	70-100μm	Ni-Cr作为底层Ni作为顶层

Claims (15)

1、一种用于电子枪的氧化物阴极，包括：

-基本上由碱土金属氧化物或这些氧化物的混合物制成的阴极发射层(3)；

-金属基板(1)，具有其上设置有所述阴极发射层(3)的顶面(111)和与所述顶面相对的底面(122)，包含能够在所述电子枪的操作条件下还原所述氧化物的多种还原剂，所述多种还原剂包括第一还原剂Mg和第二还原剂Si或Al，

其特征在于：

-在所述顶面(111)上，Mg重量浓度高于0.005％，第二还原剂重量浓度低于或等于0.025％，以及难熔金属重量浓度低于或等于3％，其中所谓的难熔金属从由W、Mo、Re构成的组中选择；

-在所述底面(122)上，Mg重量浓度低于所述顶面上的Mg重量浓度，以及第二还原剂重量浓度高于所述顶面上的第二还原剂重量浓度且高于0.02％；

-所述金属基板的厚度E小于或等于100μm。

2、根据权利要求1所述的氧化物阴极，其特征在于：

-从所述顶面(111)直到所述基板中至少20μm的顶深度，与此顶面有关的Mg重量浓度高于0.005％，与此顶面有关的第二还原剂重量浓度低于或等于0.025％，以及与此顶面有关的难熔金属重量浓度低于或等于3％；

-从所述底面(122)直到所述基板中至少10μm的底深度，与此底面有关的Mg重量浓度低于与顶面有关的所述Mg重量浓度，以及与此底面有关的第二还原剂重量浓度高于与顶面有关的所述第二还原剂重量浓度且高于0.02％。

3、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于与底面有关的Mg重量浓度低于或等于0.004％。

4、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于与顶面有关的第二还原剂重量浓度高于0.01％。

5、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于与底面有关的第二还原剂重量浓度高于0.05％。

6、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于与底面有关的第二还原剂重量浓度低于0.2％。

7、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于从所述底面(122)直到所述基板中15μm的深度，Cr重量浓度高于或等于12％。

8、根据权利要求2到7之一所述的氧化物阴极，其特征在于所述基板(1)包括两个重叠连接的金属层：顶层(11)和底层(12)。

9、根据权利要求8所述的氧化物阴极，其特征在于所述底层(12)由镍铬制成。

10、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于从由BaO、SrO和CaO或BaO、SrO构成的组中选择碱土金属氧化物。

11、根据前述权利要求之一所述的氧化物阴极，其特征在于所述多种还原剂还包括从由Cr和Zr构成的组中选择的元素。

12、根据权利要求1到11之一所述的氧化物阴极，其特征在于其为“一件式”阴极。

13、根据权利要求1到11之一所述的氧化物阴极，其特征在于其为“两件套”阴极。

14、一种具有电子源的电子枪，其特征在于所述电子源是根据前述权利要求之一所述的阴极。

15、一种阴极射线管，其特征在于其至少包括根据权利要求14所述的电子枪。

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