JPH02210735A

JPH02210735A - 含浸型陰極の製造方法

Info

Publication number: JPH02210735A
Application number: JP3019289A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Shiromizu; 白水　進一郎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高輝度陰極線管等に用いられる含浸型陰極に
係わる。

〔発明の概要〕

本発明は、陰極基体としてのタングステン多孔質焼結体
中に、バリウム　を含む電子放射物質を含浸させる含浸
型陰極の製造方法において、粒径が０．３μＩＩ〜２，
０μＩの範囲にある第１のタングステン粉体と、粒径が
３．０μＩＩｌ〜８．０μｍの範囲にある第２のタング
ステン粉体とを混合してプレス成型し、焼結することに
より上記タングステン多孔質焼結体を作製するものであ
り、このようにして耐高電流密度、長寿命などをはかる
。

〔従来の技術〕

通常一般の陰極線管における陰極は、（Ｂ　ａ　＋　Ｓ
　ｒ　＋Ｃａ）００３元酸化物が、Ｍｇ等の還元剤を含
んだ基体金属上に被着されたアルカリ土類金属酸化物陰
極が用いられる。ところがこの種の陰極は、大きな電子
流をとり出した場合、表面に露出した酸化物陰極が、管
体内の残留ガスイオンや、電極表面からスパッタされた
イオン等によってその表面が逆スパツタされたり、溶融
したり、飛散したりして損傷を受け、短時間でエミッシ
ョン能力が低下することになって寿命が比較的短くなる
。

これに比し、含浸型陰極は、陰極基体となるりングステ
ン（Ｗ）多孔質焼結体中にＢａを含む電子放射物質を溶
融含浸させたものであるので、上述したような、イオン
衝撃や、ガスによる損傷に強く、Ｗとの還元反応で生成
した自・由Ｂａが、電気抵抗の小さなＷ焼結体中の細孔
を通じて陰極表面に向って移動するので安定した電子流
で、且つ高い電子放射密度を得ることができる。

このような含浸型陰極を得るには、通常、先ず粒径が３
μｍ〜５μｍ程度の範囲のＷ粉体を例えばＰＶＡ（ポリ
ビニルアルコール）またはパラフィン等のバインダと共
に混練して上記粉体の集合による例えば５０μｍ〜３０
０μｍの粒塊Ｚ径を有する粒塊を得る造粒処理をなし、
これを所要の形状例えばディスクにプレス成型し、これ
を例えばＨ２雰囲気中で１０００’Ｃ〜１２００°Ｃ１
３０分間程度の加熱による仮焼結を行い、その後、同様
に例えばＨ２雰囲気中で１８００’Ｃ〜２０００°Ｃ１
３０分間程度の加熱による本焼結を行ってＷの多孔質焼
結体を作製する。

そしてこのＷの多孔質焼結体上にバリウムＢａを含む電
子放射物質を載置してこれを加熱溶融させて、多孔質焼
結体中に電子放射物質を含浸させることによって含浸型
陰極を得る。

このような構成による含浸型陰極における寿命は、陰極
中に電子放射物質として含まれるＢａの蒸発によって支
配される。更にＢａの蒸発が多いと、例えば陰極線管の
電子銃において、この陰極に対向して配置される第１グ
リツド等へのＢａの付着量が大になり、これよりの不安
定ないわゆるグリッドエミッションの発生が問題となっ
て来る。

このようなことから、Ｂａの蒸発量を抑えることが必要
であり、このようなりａの蒸発を抑えるには、その陰極
基体、すなわち多孔質焼結体の空孔率を下げてこれを緻
密化すれば良いことが知られている。

このように空孔率を下げるには、陰極基体の焼結温度及
び時間の増加によってその焼結を強めて第３図にその焼
結体（１）の一部の焼結状態を拡大して模式・的に示す
ように粒子相互が溶結して生ずるいわゆるネッキングを
起こさせることによって得ることができるが、この場合
は、電子放出に寄与しない閉空孔が多くなり表面積が低
下し、Ｂａの拡散が抑制され電子放射能力も低下してし
まう。

一方、他の方法としては、第４図に示すように、陰極基
体（１）を構成するＷ粉体の粒径を細かくすることも考
えられ、この場合においても、空孔率が下り密度が大と
なるが、電子放射物質の含浸が充分に行われずこの場合
もまた電子放射能力を低下させてしまう。

（発明が解決しようとする課題〕上述したように従来の含浸型陰極においては、Ｂａの蒸
発の抑制、すなわち長寿命化と、電子放射能力とが相客
れないものであり、これがため、その含浸型陰極基体、
すなわちＷの多孔質焼結体は、これらを勘案した焼結、
空孔率の最適値に選定している。

したがって、従来のこの種の含浸型陰極では、必ずしも
その寿命と電子放射能力の両者を同時に満足させている
ものではない。

本発明は、含浸型陰極において、Ｂａの蒸発を効果的に
抑えてその長寿命化とグリッドエミッションの改善をは
かり、同時に高い電子放射能力を得ることができるよう
にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すようにタングステンＷ多孔質焼
結体より成る陰極基体（１）中に、バリウムＢａを含む
電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法におい
て、例えば第２図に示すように、粒径が０．３μｍ〜２
．０μｍの範囲にある第１のタングステン粉体（１１）
と、粒径が３．０μｍ〜８．０μｍの範囲にある第２の
タングステン粉体（１２）とを混合してプレス成型し、
焼結することにより陰極基体（１）を構成するＷ多孔質
焼結体を作製する。そして、この多孔質陰極基体（１）
中にＢａを含む電子放射物質を含浸させる。

〔作用〕

本発明方法によって得た含浸型陰極は、その陰極基体（
１）を構成するＷ多孔質焼結体（１）を、粒径を異にす
る２種類のＷ粉体の混合によって構成したことにより、
第２図で示されるように大きな粒径のＷ粉体（１２）の
囲りに微細粒径のＷ粉体（１１）が存在するという形に
なることによって、強い焼結を行って空孔率を殆んど低
下させることなくＷの表面積のみを増大させることがで
きる。

このように空孔率の低下を回避できることによって陰極
基体（１）へのＢａを含む電子放射物質の含浸量を充分
大とすることができ、また表面積が大とされたことによ
ってＢａの蓄積効果が大となり、Ｂａの蒸発が抑えられ
、長寿命化とグリッドエミッションの低減化がはかられ
る。更にＷ基体の表面積が大となることにより、Ｗ基体
（１）へのＢａの拡散が充分に行われ、放射能力の増大
、したがって大電流のとり出しが可能となる。

〔実施例〕

本発明による含浸型陰極の製造方法の１実施例を第１図
を参照して説明する。この例では、ヒータ（２）が収容
配置されるカソードスリーブ（３）が設けられ、その上
端にＢａを含む電子放射物質が含浸されたＷ多孔質焼結
体による陰極基体（１）が挿入された保持キャップ（４
）が嵌着されて成る。

陰極基体（１）、すなわちＷ多孔質焼結体の製造方法は
、例えば粒径が０．３μｍ〜２．０　ｐ　ｍの第１のＷ
粉体（１１）と、粒径が３．０μｎ＋〜８．０μｍの第
２のＷ粉体（１２）とを用い、これらをＰＶＡ、パラフ
ィン等のバインダーと共に混練して５０μｍ〜３００μ
ｍの造粒処理し、所要の形状にプレスし、例えばＨ２雰
囲気中で１０００°Ｃ〜１２００°Ｃの仮焼結を３０分
間程度なし、その後、降温し、或いは降温させることな
く、例えば同様にＨｚ雰囲気で１８００°Ｃ〜２０００
°Ｃで３０分間程度の本焼結を行う。

この場合、第２のＷ粉体自体（１２）の作製は、ＷＯｚ
粉体をＨ２ガスで還元して得ることができるが、その還
元条件によってほぼ球状の第２のＷ粉体を得るとか、結
晶化が進行したことによって、すなわち結晶面の現出に
よって角ばった粉体とすることができ、いずれを用いる
こともできる。

また、Ｗ多孔質陰極基体（１）を得る他の方法としては
、第１及び第２のＷ粉体（１１）及び（１２）を混合し
て後、−旦焼結処理を行い、その後前述したと同様の造
粒処理、プレス処理、仮焼結９本焼結を行うこともでき
る。

或いは先ず大粒径の第２のＷ粉体（１２）についてのみ
造粒処理を行い、これに小粒径の第１のＷ粉体（１１）
を混合し、プレス、仮焼結１本焼結を順次行うこともで
きる。

また成る場合は、大粒径の第２のＷ粉体（１２）に予め
ＰＶＡ、パラフィン等の接着剤を付着させておき、これ
に小粒径の第１のＷ粉体（１１）を混合させるようにし
て第２のＷ粉体（１２）の囲りに第１のＷ粉体（１１）
が良好に付着されるようにしておくこともできる。

上述した各方法で得たＷ多孔質焼結体から成る陰極基体
（１）に、Ｂａを含む電子放出物質、例えば、ＢａＯ−
Ｃａ０−Ａ　ｊ２．０．の化合物を載置し溶融含浸させ
る。そしてこの基体（１）を例えばＴａ等の高融点金属
より成る保持キャップ（４）内に収容する。保持キャッ
プ（４）は同様にＴａ等の高融点金属より成るカソード
スリーブ（３）の端部に嵌着して溶接される。

［発明の効果］本発明方法によって得た含浸型陰極は、その陰極基体（
１）を構成するＷ多孔質焼結体（１）を、粒径を異にす
る２種類のＷ粉体を混合して得るようにしたことにより
、第２図で示されるように大きな粒径のＷ粉体（１２）
の囲りに微細粒径のＷ粉体（１１）が存在するという形
になることによって、例えば強い焼結を行っ、ても空孔
率を殆んど低下させることなくＷの表面積のみを増大さ
せることができる。

このように空孔率の低下を回避できることによって、陰
極基体（１）へのＢａを含む電子放射物質の含浸量を充
分大とすることができ、また表面積が大とされたことに
よってＢａの蓄積効果が大となり、Ｂａの蒸発が抑えら
れ、長寿命化とグリッドエミッションの低減化がはから
れる。更にＷ基体の表面積が大となることにより、Ｗ基
体すなわち陰極基体（１）へのＢａの拡散が充分に行わ
れ、放射能力の増大、したがって大電流のとり出しが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によって得る陰極の一例の断面図、
第２図はその陰極基体の模式的拡大断面図、第３図及び
第４図はそれぞれ従来方法による陰極基体の模式的拡大
断面図である。（１）は陰極基体、（２）はヒータ、（３）はカソード
スリーブ、（４）は保持キャップである。代理人松隈秀盛

Claims

【特許請求の範囲】タングステン多孔質焼結体より成る陰極基体中に、バリ
ウムを含む電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造
方法において、粒径が０．３μｍ〜２．０μｍの範囲にある第１のタン
グステン粉体と、粒径が３．０μｍ〜８．０μｍの範囲
にある第２のタングステン粉体とを混合してプレス成型
し、焼結することにより上記陰極基体を構成するタング
ステン多孔質焼結体を得ることを特徴とする含浸型陰極
の製造方法。