CN86104753A - 电子管用阴极 - Google Patents

Abstract

一种电子管用阴极包括基极和在基极上所被覆的电子发射物层，该层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，并含有0.1-20重量％的稀土类金属氧化物或含有0.05-15重量％的稀土类金属。此外还可以含10重量％以下的由镍、钴中至少一种所作成的粉末，或1重量％以下的还原性金属或增加第二电子发射物质层等等，由于加添了稀土类金属或其氧化物使阴极的电流密度为已有技术的2-4倍，寿命长，工作稳定可靠。

Description

本发明涉及电视机显象管等的电子管用阴极，特别是有关对其电子发射物质层的改进。

图1表示已有的用于电视机用显像管和摄像管的阴极，在图中，1为含有微量的硅（Si），镁（Mg）等的还原性元素并以镍为主要成分作成的有底筒状的基体，2为在此基体的底部上面被覆的电子发射物质层，该层由至少含钡（Ba）、其他含锶（Sr）或/及钙（Ba）的碱土类金属的氧化物11所制成。3为在上述基体1内所配置的加热器3，以便通过加热，从电子发射物质层上放出热电子。

在这样所构成的电子管用阴极中，向基体1上被覆电子发射物质层2是按下法进行的。首先在基体1上涂覆由碱土类金属（Ba，Sr，Ca）的碳酸盐所制成的悬浮液，在真空排气工序中由加热器3加热。此时碱土类金属的碳酸盐变为碱土类金属的氧化物。其后，因进行活化使碱土类金属的氧化物的一部分被还原、而具有半导体的性质，在基体1上被覆由碱土类金属的氧化物所作成的电子发射物质层。

在此活化过程中，碱土类金属的一部分进行了如下的反应。即在基体1中所含有的硅、镁等的还原性元素由于扩散而移动到碱土类金属的氧化物和基体1的界面上，和碱土类金属氧化物起反应。例如，如碱土类氧化物为氧化钡（Ba    O）则按下式（1），（2）进行反应。

Ba O+1/2 Si＝Ba+1/2 Si O₂……（1）

Ba    O+Mg＝Ba+Mg    O……（2）

此反应的结果是在基体1被覆形成的碱土类金属氧化物的一部分被还原，成为缺氧型的半导体，在阴极温度700～800℃的工作温度下能得到0.5～0.8A/cm²的电子发射。可是，如用这样形成的电子管用阴极是不能取出电子发射为0.5～0.8A/cm²以上的电流密度的。其原因如下，即在使碱土类金属氧化物的一部分起还原反应的场合，如由上式（1）、（2）可以看出的那样，在基体1和碱土类金属氧化物层的界面上，形成有由Si O₂，Mg O或Ba O·Si O₂所作成的氧化物层（中间层），此中间层成为高电阻层，因而妨碍电流的流动，又认为上述中间层妨碍基体1中的还原元素向电子发射物质层（2）的表面侧扩散，从而不能生成足够的钡。

且，已有的电子管用阴极，在特开昭59-20941号公报中曾有透露，其结构和图1的阴极相同，为了阴极能快速工作而使基体1的板厚变薄，为了防止寿命中的还原剂涸浊且防止基体1的强度降低，在基体1中以La Ni₅及La₂O₃的形式，使其分散含有镧。

但是这样构成的电子管用阴极中，在工作时在基体1和电子发射物质层2的界面附近、特别是在基体1表面附近的镍结晶粒界和距上述界面10微米左右的电子发射物质层2内侧的位置上因上述中间层偏析，故防碍电流的流动及还原性元素向电子发射物质层2表面侧扩散，而不能得到高电流密度下的足够的电子发射特性。

且在后者所示的阴极中以镍为主要成份的基体1在制作时因使其含有La Ni₅和La₂O₃，容易发生基体1内的La Ni₅和La₂O₃含有状态的离散性。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供具有改进了的电子发射特性的高电流密度的电子管用阴极。

本发明的目的还在于提供增含稀土类金属或其氧化物的电子管用阴极。

本发明的另一目的在于提供能防止在基体和电子发射物质层和界面附近集中形成由氧化物所形成的中间层的电子管用阴极。

本发明的又一个目的在于提供能降低因中间层的存在而产生的对高电流的电子发射的抑制和能生成足够的游离钡的电子管用阴极。

本发明的另一个目的是提供具有长时间稳定发射特性的电子管用阴极。

本发明的又一个目的是提供在生产上可靠性高的电子管用阴极。

本发明所提供的一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份且含有其中含氧化钪、氧化钇和氧化铈中至少一种的0.1-20重量%的稀土类金属氧化物。

本发明所提供的另一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，该稀土类金属氧化物在与上述碱土类金属氧化物混合前，在还原性气氛中进行高温热处理。

本发明所提供的又一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体和在基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，所含稀土类金属氧化物以和碱土类金属复合的氧化物的形式出现。

本发明提供的另一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物和10重量%以下的由镍和钴中至少一种所作成的粉末。

本发明所提供的又一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物和1重量%以下的还原性金属。

本发明所提供的另一种电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，在基体上所形成的第一电子发射物质层，该第一电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，和在该第一电子发射物质层上所形成的第二发射物质层，该第二电子发射物质层由至少含钡的碱土类金属氧化物所作成。

本发明所提供的又一电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，在基体上所形成的10-50微米厚的烧结镍粉末层和在上述烧结镍粉末层上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物。

本发明所提供的另一电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体和在基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.05-15重量%的稀土类金属。

本发明所提供的又一电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，在基体上所形成的厚度为10微米以下的稀土类金属氧化物层和在上述稀土类金属氧化物层上所形成的、至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

本发明所提供的又一电子管用阴极包括以镍为主要成份的基体，在基体上所形成的厚度为6微米以下的稀土类金属氧化物层和在上述稀土类金属氧化物层上所形成的。至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

本发明所提供的又一电子管用阴极包括不仅含作为主要成份的镍且含0.01-0.5重量%的稀土类金属的基体和在基体上所形成的至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

本发明所提供的电子管用阴极的优点在于与不含稀土类金属或其氧化物的已有电子管用阴极相比能在其2～4倍的高电流密度下工作，并能实现长寿命，且价格便宜，制造的限制小，可靠性高。

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。其中：

图1为已有技术的电子管用阴极的剖视图。

图2为本发明的电子管用阴极的实施例的剖视图。

图3为表示寿命试验时间和发射电流的关系的图。

图4为表示电流密度和发射电流比的关系的图。

图5为表示用电子束X射线显微分析器对已有电子管用阴极在工作6000小时时的发射电流测定后的断面进行测定的结果的图。

图6为表示用电子束X射线显微分析器对本发明的一实施例的电子管用阴极在工作6000小时时的发射电流测定后的断面进行测定的结果的图。

图7为表示本发明的另一实施例的寿命试验时间和发射电流的关系的图。

图8为表示本发明的与图7相同的另一实施例的电流密度和发射电流比的关系的图。

图9为表示本发明的又一实施例的寿命试验时间和发射电流的关系的图。

图10为表示与图9相同的又一实施例的电流密度和发射电流比的关系的图。

图11为本发明的电子管用阴极的一实施例的示意断面图。

图12为本发明的电子管用阴极的又一实施例的示意断面图。

图13为表示本发明的电子管用阴极的一实施例的寿命试验时间和发射电流的关系的图。

图14为表示与图13相同的实施例的电流密度和发射电流比的关系的图。

图15为本发明的电子管用阴极的一实施例的示意断面图。

图16为表示本发明的电子管用阴极的一实施例中的稀土类金属层厚度和发射电流特性的关系的图。

图17为表示本发明的电子管用阴极的一实施例中的稀土类金属层厚度和发射电流特性的关系的图。

图18为本发明的电子管用阴极的一实施例的示意断面图。

图19为表示本发明的电子管用阴极的一实施例的基体中的稀土类金属含有率和发射特性的关系的图。

以下参见图2对本发明的一实施例进行说明。图中电子发射物质层2涂覆在基体1的底部上面，该电子发射物质层的主要成份为至少含钡此外含锶或/及钙的碱土类金属氧化物11，且含0.1-20重量%的氧化钪、氧化钇等的稀土类金属氧化物12。

下面有关这样制作成的电子管用阴极，对将电子发射物质层2涂复到基体1上的方法进行说明。首先，将所需重量百分比（下述三元碳酸盐全部成为氧化物时的重量%）的氧化钪粉末或氧化钇粉末添加混合到钡、锶、钙的三元碳盐中制成悬浮液。将此悬浮液用喷溅法涂在以镍为主要成份的基体1上约80微米厚，其后，与已有的阴极相同，经过从碳酸盐到氧化物的分解过程及使氧化物的一部分还原的活化过程，使电子发射物质层2被覆在基体1上。再作成各种电子管用阴极，其中在用该方法所被覆的电子发射物质层2中所含有的稀土类金属氧化物（Sc₂O₃，Y₂O₃）的含量可有各种变化，再用此电子管用阴极作成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验、研究发射电流的变化结果，即得到图3和图4的结果。图3表示在已有的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的其电子发射物质层2中含有5重量%的Sc₂O₃的电子管用阴极及其电子发射物质层中含有12重量%的Y₂O₃的电子管用阴极的寿命特性和其电子发射物质层2中完全不含稀土类金属氧化物的电子管用阴极的寿命特性之间的关系。从此图3中可看出，含稀土类金属的本实施例的阴极相对于已知的实施例的阴极在高电流密度工作下的发射劣化较小。

且，图4表示在电子管用阴极所具有的电子发射层2中稀土类氧化物如Sc₂O₃及Y₂O₃的添加比例有各种变化时，相对于电流密度0.66A/cm²（设为1），在电流密度为2倍、3.1倍、4倍的条件下进行寿命试验时，电流密度和工作6000小时时的发射电流相对于初期发射电流之比的关系。从此图4中可以看出，如稀土类金属氧化物的Sc₂O₃，Y₂O₃的添加率在0.1重量%以上，则可以防止在高电流密度动作下的发射下降，直到Sc₂O₃、Y₂O₃的添加率为20重量%（图中未画出），其效果都能确认。但是这些稀土类金属氧化物Sc₂O₃及Y₂O₃的添加率超过20重量%时，经制造工序后，如不重新进行长时间的老炼则要稳定地取出发射电流是很困难的，故不实用。因而在电子发射物质层2中稀土类金属氧化物的含有量有必要使其为0.1～20重量%，特别是范围为0.3～15重量%时上述效果更显著。

这样，为了详细地研究在电子发射物质层2内含有稀土类金属氧化物时的效果、在图3的实验结果中在6000小时时的发射电流测定之后，用电子束X射线显微分析器（EPMA）对已有产品和其电子发射物质层中含有5重量%的Sc₂O₃的电子管用阴极的断面进行分析，于是得到图5及图6的分析结果。图5表示已有的具有完全不含稀土类金属氧化物的电子发射物质层2的电子管用阴极的实验结果，从图5可以看出，在作为基体的镍和电子发射物质层2的界面附近，有包含在基体1内的作为还原剂的硅（Si）、镁（Mg）的偏析，此偏析状态在从基体1和电子发射物质层2的界面起向基体1侧约5微米深处及在以上述界面起向电子发射物质层2侧的约3～5微米的位置上，同时证实了存在作为还原剂的硅及镁的峰、硅还在从上述界面起向电子发射物质层2侧约13微米的位置上观察到了最大的峰。尽管图中未画出，在和电子发射物质中的这些镁、硅的峰位置相同处，还证实了钡峰的存在。由于这些，硅、镁、钡的峰和氧的峰大体上一致，可认为这些金属是作为氧化物或复合氧化物存在的。再者还证实在基体1中有少量的钪的存在。这样，就可知道在高电流密度工作下的已有产品中，在基体1和电子发射物质层2的界面附近，在基体1内的晶界处形成Si O₂，Mg O及这些的复合氧化物层，又在从上述界面的电子发射物质层2的位置上形成有Ba O，Mg O，Si O₂的复合氧化物层。上述Si O·Mg O层及Ba O·Si O层在抑制作为还原剂的硅、镁从基体1内向电子发射物质层2内扩散的速度的同时，还由于绝缘程度高而阻止和妨碍电流的流动，最终因电子发射物质内的绝缘破坏而造成损耗。

对此，在具有含本实施例的稀土类金属氧化物的Sc₂O₃的电子发射物质层2的电子管用阴极中，如图6中所示的实验结果那样，基体1内所含的作为还原剂的硅、镁被均匀地分散，如在上述图5所示的已有的例子那样，在基体1和电子发射物质层2的界面附近，这些还原剂的峰完全不存在。据判断这是由于下面的理由即起因于在活化时碱土类金属的碳酸盐分解氧化物的场合、或在电子管用阴极工作时Ba O等起分解反应的场合，稀土类金属氧化物会防止基体1的氧化。

例如，当稀土类金属氧化物为氧化钪（Sc₂O₃）的场合的反应如下式（4）、（6）所示

（电子发射物质中）…（6）

因而，从上式（3）、（5）可知，在具有不含稀土类金属氧化物的电子发射物质层2的电子管用阴极中，在寿命初期已在基体1和电子发射物质层2的界面形成的镍的氧化物和基体1中的还原Si、Mg起反应、Si O₂、Mg O在界面的最表面层及其附近的晶界中形成。为此、还原剂Si、Mg向电子发射物质层2中的扩散速度由上述Si O₂，Mg O的氧化物层确定、反应（1）（2）的部位将在该氧化物层的附近形成。

为此特别是在高电流密度下工作的场合、（1）（2）的反应进行得很活跃，由于还原剂使氧化物Si O₂，Mg O在上述氧化层附近集中生成，随着（1）（2）反应的进行，还原元素硅、镁向电子发射物质中的扩散越发被抑制，发射显著下降。

另一方面、在本发明的实施例的具有含稀土类金属氧化物的电子发射物质层2的电子管用阴极中，因为电子发射物质层2中的稀土类金属氧化物防止基体1的镍的氧化反应，故还原元素硅、镁在基体1内的晶界或其附近不能形成氧化物层，很容易扩散到电子发射物质中，（1）（2）的反应部位在电子发射物质层的晶界形成，反应部位处于比先前例还要分散的地方。再者，因为电子发射物质层2的稀土类金属氧化物使向上述还原元素的电子发射物质中扩散速度适当确定，即使在长时间高电流密度下工作后也能稳家地维持良好的发射特性。因而，稀土类金属氧化物的添加量不足0.1重量%时抑制在基体1的晶界附近形成Si O₂，Mg O的氧化物层的效果不大，开始出现发射特性的下降。且如添加量大于20重量%则抑制还原元素在电子发射物质内的扩散的机能变大，出现发射特性下降。

且如稀土类金属氧化物的添加范围为0.1～20重量%，则可确认稀土类金属向基体1内的固溶现象、且6000小时工作后（电流密度2.05A/cm²）都未有电子发射物质层从基体1的剥离的现象。附带说明，先前的电子管用阴极的电子发射物质层不含稀土类金属氧化物，其发生剥离现象的频度为30%。

又，在上述实施例中、稀土类金属氧化物曾用Sc₂O₃及Y₂O₃进行了说明，但用其他稀土类金属氧化物也能得到同样的效果，特别是用Sc₂O₃，Y₂O₃，Ce₂O₃效果显著。

这样，本发明能在和先前基本相同的制造条件下制造阴极，稀土类金属氧化物的分散状态等也比较容易控制。

本发明的电子管用阴极的另一实施例是其中稀土类金属氧化物也可以同时用氧化钪和氧化钇，其结构如图2所示，在镍基体1金属的表面上，被覆形成有至少含钡的碱土类金属氧化物层11，碱土类金属氧化物层还分散含有氧化钪粉末及氧化钇粉末，形成电子管的阴极的方法是在钡、锶、钙的三元碳酸盐粉末中添加氧化钪粉末2.5重量%和氧化钇粉末2.5重量%并进行混合，其中再加以硝基纤维素漆、醋酸丁酯并进行摇晃混合，制成悬浮液。用喷溅法（Spray）在基体金属1上涂以80微米厚的该悬浮液。以和已往相同的条件进行排气加热、活化，制成阴极。使用用这种方法制成的阴极，作成两极真空管进行试验，在阴极工作温度700～800℃下得到1～2A/cm²的电子发射特性，已证明可以使用与已有技术相比较高的电流密度。前面例子中氧化钪粉末与氧化钇的粉末各以2.5重量%进行混合，但其混合总量在0.1重量%以下时效果很小且不实用，另一方面如混合总量在20重量%以上则初期特性变坏也不实用。

由于氧化钪和氧化钇和碱土类金属氧化物反应生成的复合氧化物如Ba₃Sc₄O₉和Ba₃Y₄O₉在阴极工作时起热分解，生成游离钡增大了热电子发射，且复合氧化物中的钪和钇的一部分游离成为金属钪和金属钇，分布在电子发射物质层内，使其导电性提高。

本发明的电子管用阴极的另一实施例是其电子发射物质层中的稀土类金属氧化物可以是碱土类·稀土类金属复合氧化物，其结构如图2所示，图中，2是被覆在基体1的底部上面的电子发射物质层，该层以至少含钡，其他含锶或/及钙的碱土类金属氧化物11为主要成份，并含有0.1-20重量%的钪酸钡（Ba₃Sc₄O₉），钆酸钡（Ba₃Y₄O₉）等碱土类·稀土类金属复合氧化物12。

接着说明在这样构成的电子管用阴极中、将电子发射物质层2被覆到基体1上的方法，首先将所需重量%（下述三元碳酸盐全部成为氧化物时的重量%）的Ba₃Sc₄O₉粉末或Ba₃Y₄O₉粉末添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐中，作成悬浮液。将此悬浮液以喷溅法在以镍为主要成份的基体1上涂覆约80微米厚，其后和已有的阴极同样，经由碳酸盐到氧化物的分解过程和使氧化物的一部分还原的活化过程，使电子发射物质层2被覆在基体1上。

再作成各种电子管用阴极，其用上法所被覆的电子发射物质层2中所含的Ba₃Sc₄O₉或Ba₃Y₄O₉的含有量各各不同。用此电子管用阴极作成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验，研究其发射电流的变化结果，就得到图7和图8的结果。图7表示在已知的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm的3.1倍（2.05安/cm²）下工作时的其电子发射物质层含有5重量%Ba₃Sc₄O₉的电子管阴极和其电子发射物质层中含有10重量%的Ba₃Y₄O₉的电子管用阴极的寿命特性和电子发射物质层中完全不含碱土类·稀土类金属复合氧化物的已知电子管用阴极的寿命特性的关系。从此图7中可以看出，含有碱土类·稀土类金属复合氧化物的本实施例与已有实施例相比，在高电流密度工作下的发射劣化较小。

再者图8表示在其电子发射物质层的Ba₃Sc₄O₉的添加比例不同的各种电子管用阴极中对于电流密度0.66安/cm²（设为1）、在电流密度为2倍、3.1倍、4倍的条件下进行寿命试验时，电流密度和6000小时时的发射电流与初期发射电流之比之间的关系。从图8中可以看出，如Ba₃Sc₄O₉的添加率在0.1重量%以上则具有防止在高电流密度工作下的发射下降的效果，虽然图中没有表示;但可证明到Ba₃Sc₄O₉的添加率直到20重量%为止的此项效果，但如该添加率大于20重量%则经制造工艺后如不重新进行长期的老炼，要稳定地取出发射电流是很困难的，故不实用。因而在电子发射物质层中的碱土·稀土类金属复合氧化物的含量在0.1～20重量%的范围内是必要的。特别是在0.8～15重量%的范围时效果更显著。从电子束X射线显微分析器对电子管用阴极的断面进行分析还可得出，在具有含Ba₃Sc₄O₉的电子发射物质层2的电子管用阴极中，基体1内所含的还原剂硅、锰分散得很均匀，在基体1和电子发射物质层2的界面附近，这些还原剂的峰完全不存在。据判断这是由于下面的理由。基体1内的还原元素硅、镁在基体界面上和电子发射物质层进行反应，在界面附近形成Si O₂，Mg O或这些和Ba O的复合氧化物，但象本实施例那样，如含有Ba₃Sc₄O₉则Si O₂，Mg O等和Ba₃Sc₄O₉起反应，再度生成硅，镁，使电子发射物质层2内的移动方便。总之，由于电子发射物质层2中的碱土类·稀土类金属复合氧化物使上述还原元素向电子发射物质中的扩散速度得到适当控制，故即使在长时间高电流密度下工作后，也能稳定地维持良好的发射特性。如添加的碱土类·稀土类金属复合氧化物不满0.1%则对在基体1的界面附近Si O₂，Mg O的氧化层的形成的抑制效果不充分，开始出现发射特性下降。如添加大于20重量%则由于电子发射物质层内的相对含量增加，也出现特性的下降。而且，上面是用作为碱土类·稀土类金属复合氧化物的Ba₃Sc₄O₉和Ba₃Y₄O₉来进行说明的，但用Ba Sc₂O₄，Ba Y₂O₄，Sr₃Sc₄O₉，Ca₃Sc₄O₉，Ba₃Ce₄O₉等其他氧化物也能得到同样的效果。

这样本发明能在与过去大致同等的制造条件下制作阴极，碱土类·稀土类金属复合氧化物的分散状态等也能比较容易地控制。

本发明的电子管用阴极的另一实施例是其所用的稀土类金属氧化物可先在还原性气氛下进行高温加热处理。其结构和图2所示者相同，2为电子发射物质层，1为基体，该电子发射物质层被覆在基体1的底部上面，以至少含钡其他含锶或/及钙的碱土类金属氧化物11为主要成份，并含有在还原性气氛中进行过处理的0.1～20重量%的氧化钪、氧化钇等的稀土类金属氧化物12。氧化钪、氧化钇等的加热处理是在氢气或氢气和氮气的混合气体等的还原性气氛中，在800℃以上最好在1000℃以上进行加热处理，加热时间最好在10分钟以上。可将进行过上述加热处理的氧化钪粉末或氧化钇粉末以所要的重量%（下述三元碳酸盐全部成为氧化物时的重量%）添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐中，作成悬浮液。将此悬浮液以喷溅法在以镍作为主要成份的基体上涂覆约80微米厚，其后和已有的方法一样经由碳酸盐到氧化物的分解过程及使氧化物的一部分还原的活化工序，将电子发射物质层覆盖在基体上。

再作成各种电子管用阴极，其用上法所覆盖的电子发射物质层上所含有的稀土类金属氧化物（Sc₂O₃，Y₂O₃）的含量各不相同，再用此电子管阴极制成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验，研究发射电流的变化结果，於是得到图9和图10的结果。图9表示在已有的电视机用阴极的电流密度0.66安/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的的具有含5重量%的Sc₂O₃的电子发射物质层的电子管阴极和具有含12重量%的Y₂O₃的电子发射物质层的电子管阴极的寿命特性和具有完全不含稀土类氧化物的电子发射物质层的已知例的寿命特性的关系，。从此图9中可以看出含有稀土类金属的本实施例对于已有例来说在高电流密度工作下的发射劣化较小。

且图10表示在电子管用阴极方面，其电子发射物质层中作为稀土类氧化物的Sc₂O₃的添加率有各种变化，对于电流密度0.66A/cm²（设为1），在电流密度为2倍、3.1倍、4倍的条件下进行寿命试验时，电流密度和6000小时时的发射电流对于初期发射电流之比的关系。从此图10中可以看出，如Sc₂O₃的添加率达0.1重量%以上则其效果是能防止在高电流密度工作下的发射下降，Sc₂O₃的添加率到20重量%为止此效果都能确认。但如Sc₂O₃的添加率超过20重量%、则经制造工序后如不重新进行长时间的老炼则要稳定地取出发射电流是困难的，且不实用。因而，在电子发射物质层中的稀土类金属氧化物的含量有必要在0.1～20重量%的范围内。特别是在0.3～15重量%的范围内上述效果显著。

在本发明中添加的稀土类金属氧化物要在还原性气氛下进行加热处理，是使稀土类金属氧化物成为若干氧不足状态，以提高稀土类金属氧化物的反应性。这样电子发射物质层2中的稀土类金属氧化物使上述还原元素向电子发射物质层中的扩散速度适当地控制，即使在长时间高电流密度下工作时也能稳定地维持良好的发射特性。因而，如添加的稀土类金属不满0.1重量%则对在基体1的晶界附近Si O₂，Mg O的氧化物层的形成的抑制效果不充分，发射特性的下降开始出现。但如添加多于20重量%，则抑制电子发射物质内的还原元素的扩散的功能变大，出现发射特性的下降

上例中是使用作为稀土类金属氧化物的Sc₂O₃及Y₂O₃来进行说明的，但其他的稀土类金属氧化物也能得到同样的效果，特别是用Sc₂O₃，Y₂O₃，Ce₂O₃的效果显著。

本发明的电子管用阴极的另一实施例中的电子发射物质层可在作为主要成份的至少含钡的碱土类金属氧化物和含0.1～20重量%的稀土类金属氧化物之外再含有10重量%以下的镍粉末。其阴极的结构如图2所示的相同。图中，2为电子发射物质层，1为基体，该电子发射物质层被覆在基体1的底部上面，并以至少含钡、其他含锶或/和钙的碱土类金属11为主要成份，且含0.1-20重量%的氧化钪，10重量%以下的镍粉末。

此时用与上述方法相类似的方法作成各种电子管用阴极，其中电子发射物质层2中所含有的氧化钪（Sc₂O₃），镍粉末的含有量各各不同，再用此电子管用阴极作成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验，研究其发射电流的变化。在表1中表示使其在作为先前的电视机用阴极的电流密度0.66A/厘米²的4倍（2.6A/厘米²）下工作时的电子管阴极的特性。在表1中，先前产品是仅仅被覆着在先前的电视机中所使用的碱土类金属的三元氧化物（Ba，Sr，Ca）O的阴极，而在表中的实施例1～12中以在表中所表示的比例将Sc₂O₃和Ni添加到该先前产品中。再以初期时的发射电流为100，在与先前相比4倍的高电流密度下进行寿命试验，以相对值%表示经过工作6000小时后的发射电流值，来对阴极特性进行评价。从此表1中可以很清楚地看出，添加氧化钪和镍粉末的本实施例在相对于先前例的高电流密度工作下的发射劣比较小。又如从同表所看出的那样，Sc₂O₃从0.1重量%到20重量%的添加比例和Ni为10重量%以下时发射劣化较小。

在本发明的实施例中的具有含稀土类金属氧化物的电子发射物质2的电子管用阴极中，电子发射物质层2中的稀土类金属氧化物起着与前面实施例相同的作用，如添加的稀土类金属氧化物不到0.1重量%，则对在基体1的晶界附近形成Si O₂，Mg O的氧化层的抑制的效果不充分，发射特性的下降开始出现。如添加如超过20重量%，则对电子发射物质内的还原元素的扩散的抑制功能变大，出现发射特性下降。

再者，在本实施例中，将Ni粉末添加到Sc₂O₃中。由于添加有镍粉末，使该镍粉末介于碱土类金属氧化层的粉末粒子之间，起到能使氧化物层的电气导电性升高的作用。此镍粉末的添加量以10重量%以下为佳。如此添加量超过10重量%，则在镍粉末和碱土类金属氧化物之间进行烧结，阴极表面变质，电子发射能力下降。而且，由于添加此镍粉末，除了使氧化物层的导电性提高的作用之外，还有使基体（1）和碱土类金属氧化物层之间的附着性改善的作用，均无电子发射物质层从基体1剥离的现象。

在上述实施例中使用了Sc₂O₃和镍，但即使用Sc₂O₃以外的其他稀土类金属氧化物，例如Y₂O₃、Ce₂O₃也能得到同样的效果，而且除镍以外用钴粉末或由镍和钴制成的合金粉末也能得到同样的结果。

再者，在本发明的电子管用阴极的实施例中电子发射物质层为碱土金属氧化物，稀土类金属氧化物、镍、钴等成份，当然除此之外还可含微量的Si O₂，Mg O，Zr O₂，Al₂O₃等的耐热氧化物或含有微量的铁，锰，铜，钛等金属。

本发明的电子管用阴极的另一实施例中，其电子发射物质层还可在至少含钡的碱土类金属氧化物作为主要成份，并含0.1～20重量%的稀土类金属氧化物之外，再加1重量%以下的还原性金属。该阴极的结构与图2所示者相同，图中2为电子发射物质层，1为基体，该电子发射物质层被覆在基体1的底部上面，并以至少含钡、其他含锶或/和钙的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1～20重量%的氧化钪和1重量%以下的铁。

在此实施例中将所需的重量%（下述三元碳酸盐全部成为氧化物时的重量%）的氧化钪粉末和铁粉末添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐中作成悬浮液。然后用与上面相同的方法作成各种电子管用阴极，在其电子发射物质层2中所含的氧化钪（Sc₂O₃），铁（Fe）的含量各不相同，并用此电子管用阴极做成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验，研究发射电流的变化。

在表2中表示使其在先前的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm的四倍（2.6A/cm²）工作时的电子管阴极的特性。在表中先前产品是仅仅被覆碱土类金属的三元氧化物（Ba·Sr·Ca）O的阴极、又其中实施例1～14中将Sc₂O₃及Fe以表中所示的比例添加到该先前产品中。再设初期时的发射电流为100，在与先前相比4倍的高电流密度下进行寿命试验、以相对值（%）表示经过6000小时后的发射值，来对阴极的特性进行评价。从表2中可以看出，添加氧化钪和铁粉末的本实施例相对于先前例在高电流密度工作时的发射劣化较小。且从同表可以看出，添加从0.1重量%到20重量%的Sc₂O₃及1重量%以下的Fe时，发射劣化较小。且其中稀土类金属氧化物所起的作用与前面所述相同。

此外，在加0.1～20重量%的Sc₂O₃外再添加1重量%以下的Fe，此种铁的添加有助长抑制稀土类金属氧化物在基体1的晶界附近形成Si O₂，Mg O的氧化层的作用。此量在1重量%以下最好，如超过1重量%则碱土类金属氧化物的还原过度，生成的钡过剩，成为阴极寿命上的问题。

再者在上述实施例中用稀土类金属氧化物Sc₂O₃进行了说明，但即使用其他的稀土类金属氧化物也能得到同样的效果，特别是用Sc₂O₃，Y₂O₃，Ce₂O₃时效果显著。

在上述实施例中是用Fe来说明的，但用钛Ti，锆Zr，铪Hf，钒V，铌Nb，钽Ta，硅Si，铝Al，铜Cu，铬Cr，锌Zn，钼Mo和钨W等还原性金属也能得到同样的效果。

本发明的电子管用阴极的另一实施例可用图11进行说明。将氧化钪粉末5.0重量%添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐粉末中，再加硝基纤维素漆、醋酸丁脂，摇晃混合调制成悬浮液。将此悬浮液用喷溅法在基体金属1上涂布约40微米厚，形成第一电子发射物质层2a。接着用和上述方法相同的喷溅法将不添氧化钪粉末的先前的悬浮液在第一电子发射物质层2a上层叠涂布约40微米厚，形成第二电子发射物质层2b，作成电子发射物质层2。接着，以和已有的相同的条件进行排气加热工序和活化工序制作阴极。图中21为碱土类金属碳酸盐热分解出来的碱土类金属氧化物、22为氧化钪粉末，以模式表示的分散包含的状态。

使用这样制成的阴极作成二极真空管进行试验时，可得到在阴极的工作温度为700～800℃下1～2A/cm²的电子发射特性，证明能在与先前相比更高的电流密度下长时间使用。

在上述实施例中之所以能得到良好的电子发射，据认为是由于下列理由。

（1）在电子发射物质层2中的第一电子发射物质层2a内添加混合氧化钪粉末22和碱土类金属氧化物21例如Ba O反应所生成的复合氧化物（Ba₃Sc₄O₉）分散在第一电子发射物质层2a内，此复合氧化物在阴极的工作中热分解，故很容易生成游离钡。在已有的阴极中游离钡的生成，依赖于在基体金属1中所含的微量硅和镁等还原元素所起的还原反应，但因为在本实施例中附加有由复合氧化物的热分解所生成的游离钡，即使由于中间层使还原反应被抑制，也不会发生游离钡的量不足。

（2）复合氧化物中的钪的一部份成为游离的金属钪、分布在整个第一电子发射物质层2a内。由于该金属钪的存在使电子发射物质层2的导电性升高、以弥补由中间层引起的导电性的下降、故电子发射物质层2的导电性增强。

再者，在上述实施例中，有关向第一电子发射层2a添加的氧化钪粉末是以0.5重量%为例进行说明的，氧化钪的混合量在0.1重量%以下效果差，不实用。另一方面，如混合量在20重量%以上则初期特性变坏，也不实用。

参见图12本发明的电子管用阴极的另一实施例是在镍基体上先形成镍粉末烧结层，然后再在该烧结层形成电子发射物质层。该实施例可用图12进行说明。

将粒径为3～5微米的镍金属粉末和硝基纤维素漆，醋酸丁脂等进行混合，作成悬浮液，用喷溅法将其涂在镍粉基体金属1上形成30微米的厚度，将其在氢气氛中在1000℃进行10分钟的热处理，作成上述镍金属粉末的烧结层。且将5.0重量%的氧化钪粉末添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐粉末中，将硝基纤维素漆，醋酸丁脂加到其中，摇晃混合调制成悬浮液。将此悬浮液用喷溅法在烧结层4上涂覆约80微米厚，在与先前相同的条件下进行排气加热工序和活化工序制作阴极。2为电子发射物质层、2a为碱土类金属碳酸盐热分解出来的碱土类金属氧化物，2b为氧化钪粉末。

使用这样制成的阴极作成二极真空管进行试验结果，可得到阴极的工作温度700～800℃下1～2A/cm²的电子发射特性，证明能在与先前相比高电流密度下长时间使用。

在上述实施例中，之所以能得良好的电子发射，据认为是由于以下的理由。除去其中稀土类金属能起到与上述具有第一、第二电子发射物质层的电子管用阴极中所起的作用相同的作用之外，由镍粉末做成的烧结层4成为多孔质，其上所涂覆的电子发射物质层2的一部份浸透到上述烧结层中和镍基体金属接触，在此部分上生成中间层，而大部分的电子发射物质层2由于和烧结层4接触，故能防止因生成上述中间层而产生的导电性下降。

再者，在镍基体金属1上所形成的镍粉末烧结层4的厚度，以10～50微米为好。如上述厚度在10微米以下，则生成的中间层超越此烧结层4，不能发挥足够的效果。又上述厚度超过50微米，则向碱土类金属氧化物的烧结层4的浸透变得不充分，和镍基体金属1的接触比例变小，阴极的活化不能充分进行。

另外，关于在电子发射物质层中所添加的氧化钪粉末，是以混合5.0重量%为例来进行说明的，但氧化钪的混合量在0.1重量%以下时，效果小而不实用，另一方面如混合量在20重量%以上，则初期特性变坏也不实用。

本发明的另一实施例是在以上的电子发射物质层中以稀土类金属来代替稀土类金属氧化物也能取得很好的效果。

以下参见图2对本实施例进行说明。图中，2为被覆在基体1的底部上面的电子发射物质层，其中以至少含钡、其他含锶或钙的碱土类金属氧化物11为主要成份，并含有0.05～15重量%的钪、钇等的稀土类金属（12）。

接着，在这样构成的电子管用阴极中对将电子发射物质层2被覆到基体（1）上的方法进行说明。首先将钪粉末或钇粉末以所要的重量%（下述三元碳酸盐全部成为氧化物时的重量%）添加混合到钡、锶、钙的三元碳酸盐内制成悬浮液。将此悬浮液以喷溅法在以镍为主要成份的基体1上涂覆约80微米的厚度。其后与先前的方法相同，经过从碳酸盐到氧化物的分解过程及使氧化物的一部分还原的活化过程，使基体（1）被覆上电子发射物质层。制成各种电子管用阴极，其用此法被覆的电子发射物质层2中所含有稀土类金属的含量有各种变化，用此电子管用阴极制成二极真空管，在各种电流密度下进行寿命试验，研究发射电流的变化结果，得到图13和图14的结果。图13表示使阴极在先前的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的具有含3重量%的钪的电子发射物质层2的电子管用阴极、具有含7重量%的钇的电子发射物质层2的电子管用阴极的寿命特性和具有完全不含稀土类金属的电子发射物质层的先前例的寿命特性的关系。从此图11中可以看出，含稀土类金属的本实施例相对于先前例，在高电流密度工作下的发射劣化较小。

又图14表示有关具有稀土类金属钪的添加比率有各种变化的电子发射物质层2的电子管用阴极，对于电流密度0.66A/cm²（设为1），在电流密度为2倍，3.1倍，4倍的条件下进行寿命试验，电流密度和工作6000小时时的发射电流对初期发射电流之比的关系。从此图12中可以看出，如稀土类金属钪的添加率在0.05重量%以上，则具有能防止在高电流密度工作下的发射下降的效果，此效果（图中未画出）在钪的添加率达到15重量%为止时均得到证实。但如稀土类金属钪的添加率超过15重量%;则经制造工序后如不能重新进行长时间的老炼，要稳定地取出发射电流有困难，故不实用。因而，在电子发射物质层2中的稀土类金属的含有量在0.1～15重量%的范围内是必要的。特别在0.2～7重量%的范围内上述效果很显著。对于本实施例中的稀土类金属所起的作用与前述者相同。如添加的稀土类金属不足0.05重量%则对在基体1的界面附近形成SiO₂，MgO的氧化物层作抑制的效果不充分，开始出现发射特性的下降。且如添加量大于15重量%则电子发射物质内的氧化钡等和稀土类金属发生反应、出现发射特性的下降。

再者，在上述实施例中是用稀土类金属钪和钇来进行说明的，但其他稀土类金属也能得到同样的效果，特别是用钪、钇、铈时效果显著。

这样本发明能以与先前大致相同的制造条件来制造阴极，稀土类金属的分散状态等也比较容易控制。

本实施例和用稀土类金属氧化物的上述实施例相类似。可以同样在上述电子发射物质层中加10重量%以下的由镍和钴中至少一种所制成的粉末，或同样在上述电子发射物质层中加1重量%以下的还原性金属。还可以同样在上述电子发射物质层上再加上由至少含钡的碱土类金属氧化物所作成的第二电子发射物质层。还可以同样先在上述基体上烧结镍粉末的表面层，并在其上形成上述电子发射物质层。都能达到本发明的效果。

本发明的电子管用阴极的另一实施例参照图15进行说明。在图15中12为在基体1的底部上所形成的稀土类金属氧化物层，2为在该稀土类金属氧化物层上所被覆的电子发射物质层，其中以至少含钡、其他含锶或/及钙的碱土类金属氧化物11为主要成份。

接着，关于这样构成的电子管用阴极，对向基体1被覆稀土类金属氧化物层12及电子发射物质层2的方法进行说明。首先将钡、锶、钙的三元碳酸盐和所需的重量%的粘合剂及溶剂进行混合，制成悬浮液。预先用电子束喷镀装置或喷溅装置等用喷溅法在其上已形成有10微米以下的稀土类金属氧化物层12的以镍为主要成份的基体1上涂覆约80微米厚的该悬浮液，其后与先前相同，经过由碳酸盐向氧化物分解的过程和使氧化物的一部分还原的活化过程，使电子发射物质层2被覆在基体1上。

作成各种用这样的方法所形成的有各种变化的厚度的稀土类金属氧化物如Sc₂O₃，Y₂O₃等的电子管用阴极，用此电子管用阴极做成二极真空管以各种电流密度进行寿命试验研究发射电流的变化结果，可得到图16的结果。图16表示使阴极在先前的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的在基体1上形成各种厚度的Sc₂O₃层的电子管阴极的寿命特性以及以各种厚度在基体1上形成Y₂O₃的电子管阴极的寿命特性和完全不含稀土类金属氧化物层的先前例的寿命特性的关系。从此图16中可以看出，形成有稀土类金属氧化物层的本实施例相对于先前例在高电流密度工作下的发射劣化较小。本实施例中稀土类金属氧化物所起的作用与前述实施例中者相同。

稀土类金属氧化物的效果在10微米以下很显著。如厚度超过10微米，则镍基体1中的硅、镁向电子发射物质层内的扩散不充分，而且由于在高电流密度工作下进行工作的发射极发生基体1和上述稀土类金属氧化物层剥离的现象。且如上述稀土类金属氧化物层的厚度在10微米以下，则均无剥离现象，而具有已往的不形成稀土类氧化物层的电子发射物质层2的电子管用阴极中的剥离现象的发生频度为30%。

再者，在上述实施例中，说明了用稀土类金属氧化物Sc₂O₃及Y₂O₃的阴极，即使用其他的稀土类金属氧化物也能得到同样的效果，特别是Sc₂O₃，Y₂O₃，Ce₂O₃的效果很显著。

本发明的电子管用阴极的另一实施例参照图15进行说明，图中，12为在基体1的底部上面所形成的钪或钇等的稀土类金属膜，2为在该稀土类金属膜12上被覆形成的电子发射物质层，其中以至少含钡、其他含锶或/和钙的碱土类金属氧化物11为主要成份。

接着就这样构成的电子管阴极说明有关在基体1上所形成的稀土类金属膜12及电子发射物质层2的被覆方法，首先将定量的粘合剂及溶剂和钡、锶、钙的三元碳酸盐相混合，作成悬浮液。在预先用电子束喷镀装置等在基体底部上形成6微米以下的稀土类金属膜12，再在形成了该金属膜12的以镍为主要成份的基体1上用喷溅法涂覆80微米厚的该悬浮液。其后，和先前的阴极相同，经由碳酸盐到氧化物的分解过程及使氧化物的一部分还原的活化过程，使电子发射物质层2被覆在基体1上。

作成各种电子管用阴极，其用上法所形成的稀土类金属膜的厚度可有各种变化，用此电子管用阴极作成二极真空管，进行在各种电流密度下的寿命试验，研究发射电流的变化，就得到图17的结果。图17表示在先前的电视机用阴极的电流密度0.66A/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的各种膜厚的稀土类金属膜在基体1上形成后、在其上面形成有电子发射物质层2的电子管用阴极的寿命特性和具有在基体1完全不形成稀土类金属膜的电子发射物质层的已有实施例的寿命特性的关系。从此图17中可以看出，以6微米以下厚度在基体1上形成稀土类金属层的本实施例的阴极相对于已有实施例的阴极在高电流密度工作下时的发射劣化较小。

稀土类金属层的厚度在6微米以下时效果显著。如厚度超过6微米则硅、镁、镍基体1向电子发射物质内的扩散不充分，出现发射特性下降。

且，如稀土类金属层的厚度在6微米以下，则在6000小时工作后（电流密度2.05A/cm²）都没有发生从电子发射物质层或稀土类金属层12剥离的现象。附带说来具有已有的不含稀土类金属氧化物层的电子发射物质层2的电子管用阴极中的剥离现象的频度为30%。

再者，在上述实施例中说明了用稀土类金属钪及钇的阴极，但即使用其他的稀土类金属，也能得到同样的效果，特别是用钪、钇、铈、其效果显著。

本发明的电子管用阴极中的另一实施例结合图18进行说明，图中，13为在基体1中含有0.01～0.5重量%的钪、钇等的稀土类金属，2为被覆在基体1的底面上面的电子发射物质层，其中以至少含钡，其他含锶或/及钙的碱土类金属氧化物11为主要成份。

在这样构成的电子管用阴极中，首先使钡、锶、钙的三元碳酸盐和粘合剂及溶剂添加混合，作成悬浮液。用喷溅法将该悬浮液在基体1涂覆成约80微米厚，该基体以镍为主要成份且除硅、镁等的还原元素（各含0.03～0.1重量%）外还含有0.01～0.5重量%的稀土类金属。其后和已有的阴极相同，经过由碳酸盐到氧化物的分解过程及使氧化物的一部分还原的活化过程，使基体1上被覆电子发射物质层2。

这样，作成各种电子管用阴极，其中在基体1中所含的稀土类金属的含有率可有各种变化，再用此电子管用阴极作成二极真空管，在各种电流密度下进行寿命试验，研究发射电流的变化结果，于是得到图19的结果。图19表示在已有的电视机用阴极的电流密度的0.66A/cm²的3.1倍（2.05A/cm²）下工作时的基体1中的稀土类金属的含有率和寿命特性的关系。从此图19中可以看出，基体1中含有稀土类金属的本实施例的阴极对于已有实施例的阴极在高电流密度工作下的劣化较小。

在所添加的稀土类金属不满0.01重量%的对基体1的晶界附近形成Si O₂，Mg O的氧化物的抑制效果不充分，且与电子发射物质中钪的氧化反应的反应速度相比，从基体1内部出来的稀土类金属的扩散不够，防止镍氧化的效果不足，故出现发射特性下降。

且如稀土类金属的添加范围为0.01～0.5重量%，则在6000小时工作后（电流密度2.05A/cm²）电子发射物质层从基体1剥离的现象都没有发生。而已有的具有不含稀土类金属氧化物的电子发射物质层2的电子管用阴极的剥离现象的发生频度为30%。

再者在上述实施例中，说明了用稀土类金属钪及钇的阴极，但用其他的稀土类金属也能得到同样的效果，特别是用钪、钇、铈时效果很显著。

这样，本发明能在和已有制造条件大体相同的制造条件下制造阴极，且稀土类金属的分散状态等也能比较容易地控制。

总之，本发明所提供的电子管用阴极在活化时碱土类金属的碳酸盐分解之际或阴极工作时氧化钡起分解反应时除能防止基体氧化外还能适当控制基体所含的还原性元素向电子发射物质中扩散和防止由含还原性元素的复合氧化物所形成的中间层在基体和电子发射物质层的界面附近集中形成，因而使中间层分散在电子发射物质层内。且除分散在碱土类金属氧化物中的稀土类金属氧化物粉末使电子发射物质层的导电性提高之外，稀土类金属氧化物和碱土类金属氧化物反应所生成的复合氧化物在阴极工作时将进行热分解而生成游离钡，能使热电子发射增大，故能得电流密度为已有技术的阴极的2～4倍，且寿命长，工作稳定，便宜且可靠性高的电子管用阴极。

Claims (35)

1、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含有其中含氧化钪、氧化钇和氧化铈中至少一种的0.1-20重量%的稀土类金属氧化物。

2、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属氧化物含有氧化钇和氧化钪。

3、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述稀土类氧化物为0.3-15重量%。

4、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述稀土类氧化物在与上述碱土类金属氧化物混合之前已在还原性气氛中进行高温热处理。

5、如权利要求4所述的阴极，其特征在于上述高温热处理是在含氢的气体中在800℃以上温度中处理10分钟以上。

6、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述稀土类氧化物是作为含碱土类金属的复合氧化物而被包含的。

7、如权利要求6所述的阴极，其特征在于上述复合氧化物含有Ba₃Sc₄O₉，Ba₃Y₄O₉，Ba Sc₂O₄，Ba Y₂O₄，Sr₃Sc₄O₉，Ca₃Sc₄O₉，及Ba₃Ce₄O₉中的至少一种。

8、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层还含有10重量%以下的由镍和钴中至少一种所制成的粉末。

9、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层还含有1重量%以下的还原性金属。

10、如权利要求9所述的阴极，其特征在于上述还原性金属为从铁、钛、锆、铪、钒、铌、钽、硅、铝、铜、锌、铬、钼和钨中选出的元素。

11、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层之上还具有由至少含钡的碱土类金属氧化物所作成的第二电子发射物质层。

12、如权利要求1所述的阴极，其特征在于上述基体具有10-50微米厚的镍粉末的烧结表面层，上述电子发射物质层则形成于上述烧结的镍粉末层之上。

13、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，该稀土类金属氧化物在与上述碱土类金属氧化物混合前，在还原性气氛中进行高温热处理。

14、如权利要求13所述的阴极，其特征在于上述高温热处理是在800℃以上，在含氢的气体中进行10分钟以上。

15、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体和在上述基体上所形成的电子发射物质层，上述电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，所含稀土类金属氧化物是以和碱土类金属复合的复合氧化物的形式出现。

16、如权利要求15所述的阴极，其特征在于上述复合氧化物含有Ba₃Sc₄O₉，Ba₃Y₄O₉，Ba Sc₂O₄，Ba Y₂O₄，Sr₃Sc₄O₉，Ca₃Sc₄O₉和Ba₃Ce₄O₉，中的至少一种。

17、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，和在上述基体上所形成的电子发射物质层，上述电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物和10重量%以下的由镍和钴中至少一种所作成的粉末。

18、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，和在上述基体上所形成的电子发射物质层，上述电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物和1重量%以下的还原性金属。

19、如权利要求18所述的阴极，其特征在于上述还原性金属为从铁、钛、铪、钒、铌、钽、硅、铝、铜、锌、铬、钼和钨中所选出的元素。

20、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，和在上述基体上所形成的第一电子发射物质层，该第一电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份、且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物，进一步还有具在上述第一电子发射物质层上所形成的第二电子发射物质层，该第二电子发射物质层由至少含钡的碱土类金属氧化物所作成。

21、一种电子管用阴极其特征在于具有以镍为主要成份的基体，在上述基体上所形成的10-50微米厚的烧结镍粉末层和在上述烧结镍粉末层上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.1-20重量%的稀土类金属氧化物。

22、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体和在上述基体上所形成的电子发射物质层，该电子发射物质层以至少含钡的碱土类金属氧化物为主要成份，且含0.05-15重量%的稀土类金属。

23、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属含钪、钇和铈中的至少一种。

24、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属为0.2-7重量%。

25、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层还含有10重量%以下的由镍和钴中至少一种所作成的粉末。

26、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层还含有1重量%以下的还原性金属。

27、如权利要求26所述的阴极，其特征在于上述还原性金属为从铁、钛、锆、铪、钒、铌、钽、硅、铝、铜、锌、铬、钼和钨中所选出的元素。

28、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述电子发射物质层上还具有由至少含钡的碱土类金属氧化物所作成的第二电子发射物质层。

29、如权利要求22所述的阴极，其特征在于上述基体上具有镍粉末的烧结表面层，上述电子发射物质层在上述烧结的镍粉末层上形成。

30、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，在上述基体上所形成的厚度为10微米以下的稀土类金属氧化物层和在上述稀土类金属氧化物层上所形成的至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

31、如权利要求30所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属氧化物层含有氧化钇和氧化钪和氧化铈中的至少一种。

32、一种电子管用阴极，其特征在于具有以镍为主要成份的基体，在上述基体上所形成的厚度在6微米以下的稀土类金属层和在上述稀土类金属层上所形成的、至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

33、如权利要求32所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属层含有钇、钪和铈中的至少一种。

34、一种电子管用阴极，其特征在于具有基体，该基体不仅含有作为主要成份的镍，且含0.01-0.5重量%的稀土类金属，和在上述基体上所形成的、至少含钡的碱土类金属氧化物的电子发射物质层。

35、如权利要求34所述的阴极，其特征在于上述稀土类金属含钇、钪和铈中的至少一种。

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