JPH0355739A - 含浸型陰極の製造方法 - Google Patents
含浸型陰極の製造方法Info
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- JPH0355739A JPH0355739A JP1189131A JP18913189A JPH0355739A JP H0355739 A JPH0355739 A JP H0355739A JP 1189131 A JP1189131 A JP 1189131A JP 18913189 A JP18913189 A JP 18913189A JP H0355739 A JPH0355739 A JP H0355739A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
- H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
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】
星又上皇剋狙立立
本発明は高放出電流密度が必要なディスプレー端末装置
の受像管などの含浸型陰極の製造方法、特に材料の混合
、封入、焼結工程に関するものである。
の受像管などの含浸型陰極の製造方法、特に材料の混合
、封入、焼結工程に関するものである。
従２聖ｕ０耘
含浸型陰極は、酸化物陰極の電気伝導を、さらに向上さ
せるために工夫されたものである。この含浸型陰極は、
現在ではタングステン（以下Ｗと呼ぶ）多孔質の基体に
電子放出物質を含浸させた含浸補給型（１ｍｐｒｅｇｎ
ａｔｅｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｃａｔｈｏｄｅ ）が
主流となっており、例えばＵＳ Ｐ４，１１Ｅ５．４７
３号や３，３５８，１７８号等で詳しく紹介されている
。そこで、従来の含浸型陰極の製造工程の流れ図を第５
図に示す。
せるために工夫されたものである。この含浸型陰極は、
現在ではタングステン（以下Ｗと呼ぶ）多孔質の基体に
電子放出物質を含浸させた含浸補給型（１ｍｐｒｅｇｎ
ａｔｅｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｃａｔｈｏｄｅ ）が
主流となっており、例えばＵＳ Ｐ４，１１Ｅ５．４７
３号や３，３５８，１７８号等で詳しく紹介されている
。そこで、従来の含浸型陰極の製造工程の流れ図を第５
図に示す。
まず平均粒径が数μｍのＷ粉末を棒状にして工程１のと
おりプレス成形し、工程２で水素雰囲気中２５００℃で
焼成する。この時Ｗ粉末の粒度、プレス圧、焼成温度な
どを調整することにより性状の制御された多孔質焼結体
になるようにする。次に棒状の多孔質焼結体を銅（Ｃｕ
）粉末中に埋めて加熱し、工程３のようにＣｕを溶融含
浸させて強度をもたせた後、工程４で所定の形状に機械
加工（ペレット化）する。ペレット化後、真空中で加熱
し、工程５のとおり含浸させたＣｕを溶出する。
おりプレス成形し、工程２で水素雰囲気中２５００℃で
焼成する。この時Ｗ粉末の粒度、プレス圧、焼成温度な
どを調整することにより性状の制御された多孔質焼結体
になるようにする。次に棒状の多孔質焼結体を銅（Ｃｕ
）粉末中に埋めて加熱し、工程３のようにＣｕを溶融含
浸させて強度をもたせた後、工程４で所定の形状に機械
加工（ペレット化）する。ペレット化後、真空中で加熱
し、工程５のとおり含浸させたＣｕを溶出する。
次に工程６に示すように、ＢａＣｏ３， ＣａＣｏ３，
Ａｆ２０３などを適当なモル比で混合させた電子放出物
質（以下エミッタと呼ぶ）をＨ２中１６００〜ｌ７００
゜Ｃに加熱しペレット孔部に含浸させる。
Ａｆ２０３などを適当なモル比で混合させた電子放出物
質（以下エミッタと呼ぶ）をＨ２中１６００〜ｌ７００
゜Ｃに加熱しペレット孔部に含浸させる。
最後に工程７のようにペレット表面に封着した余剰のエ
ミッタを除去するためにブラソシング，研磨及び表面ク
リーニングを行ない、次の組立工程８に送られる。
ミッタを除去するためにブラソシング，研磨及び表面ク
リーニングを行ない、次の組立工程８に送られる。
よ′
しかしながらこの上うな含浸型陰極の製造方法は、各工
程が煩雑であり、また工程時間が長くこれに伴い非常に
コストがかかるという欠点を有していた。また炭酸バリ
ウム（ＢａＣｏ３） ｒ炭酸カルシウム（ＣａＣｏ３
） ，アルミナ（ＡＪ２０３ ）などを主原料とするエ
ミッタを多孔質Ｗペレット内に溶融含浸する工程６にお
いてこの溶融含浸はＩＧＯＯ〜１７００℃で行なわれる
ため前記の炭酸塩は分解して酸化物（ＢａＯ，ＣａＯ
）又は化合物となっており、この酸化物や化合物は大気
中の水分と反応し易く、水酸化バリウム（Ｈａ（ＯＨ）
２）などの水酸化物となる。
程が煩雑であり、また工程時間が長くこれに伴い非常に
コストがかかるという欠点を有していた。また炭酸バリ
ウム（ＢａＣｏ３） ｒ炭酸カルシウム（ＣａＣｏ３
） ，アルミナ（ＡＪ２０３ ）などを主原料とするエ
ミッタを多孔質Ｗペレット内に溶融含浸する工程６にお
いてこの溶融含浸はＩＧＯＯ〜１７００℃で行なわれる
ため前記の炭酸塩は分解して酸化物（ＢａＯ，ＣａＯ
）又は化合物となっており、この酸化物や化合物は大気
中の水分と反応し易く、水酸化バリウム（Ｈａ（ＯＨ）
２）などの水酸化物となる。
この水酸化物は、数ｉｏｏ゜Ｃの低温で溶融して陰極表
面を覆い電子放出に悪影響を及ぼすという欠点も有して
いた。
面を覆い電子放出に悪影響を及ぼすという欠点も有して
いた。
Ｗ −めの二一．
そこで本発明の含浸型陰極は、Ｗ及びニッケル（Ｎ１）
などの金属粉とＢａＣｏ３， ＣａＣｏ３， ＡＩ２０
＋などからなるエミッタを乾式混合及び乾式成形した後
、この成形体をカプセル内に真空封入し、最後にカプセ
ルを熱間静水圧加圧（以下ＨＩＰと呼ぶ）処理して焼結
することにより製造することを特徴とする。
などの金属粉とＢａＣｏ３， ＣａＣｏ３， ＡＩ２０
＋などからなるエミッタを乾式混合及び乾式成形した後
、この成形体をカプセル内に真空封入し、最後にカプセ
ルを熱間静水圧加圧（以下ＨＩＰと呼ぶ）処理して焼結
することにより製造することを特徴とする。
そこで本発明は、煩雑な工程を有せず、また工数が短く
、これに伴いコストの低減が行なえる含浸型陰極の製造
工程を有し、かつエミッタと水分との反応で生成され得
る水酸化物による陰極表面に及ぼす悪影響を防止できる
含浸型陰極の製造方法を提供することを目的とする。
、これに伴いコストの低減が行なえる含浸型陰極の製造
工程を有し、かつエミッタと水分との反応で生成され得
る水酸化物による陰極表面に及ぼす悪影響を防止できる
含浸型陰極の製造方法を提供することを目的とする。
庄且
本発明によれば、■多孔質Ｗ焼結体の作成，■Ｃｕの含
浸及び溶出，■エミッタを高温中で長時間加熱させなが
ら含浸する工程，などの煩雑で時間を費やす工程を有し
ない。
浸及び溶出，■エミッタを高温中で長時間加熱させなが
ら含浸する工程，などの煩雑で時間を費やす工程を有し
ない。
また成形体を真空封入したカプセル中に保持した状態で
ＨＩＰ処理するために、加熱中にカプセルの外側から等
方的に高圧がかかるため、炭酸塩であるＢａＣｏ３．
ＣａＣｏ３の分圧が高くなり高温保持中に熱分解して炭
酸（ＣＯ２ ）ガスを発生して酸化物（ＢａＯ，ＣａＯ
）になることが極力抑止され、万一発生してもカプセ
ル中にＣｌ）２ガスが充満し、カプセルが膨張するのを
徹底して防止できる。
ＨＩＰ処理するために、加熱中にカプセルの外側から等
方的に高圧がかかるため、炭酸塩であるＢａＣｏ３．
ＣａＣｏ３の分圧が高くなり高温保持中に熱分解して炭
酸（ＣＯ２ ）ガスを発生して酸化物（ＢａＯ，ＣａＯ
）になることが極力抑止され、万一発生してもカプセ
ル中にＣｌ）２ガスが充満し、カプセルが膨張するのを
徹底して防止できる。
これにより焼結中にエミッタ中の炭酸塩の分解を防ぐこ
とができるので、従来の含浸型陰極で問題となる酸化物
（ＢａＯ，ＣａＯ ）と水分との反応で生成される水酸
化物の影響がない。
とができるので、従来の含浸型陰極で問題となる酸化物
（ＢａＯ，ＣａＯ ）と水分との反応で生成される水酸
化物の影響がない。
丈五撚
本発明の一実施例となる含浸型陰極の製造工程の流れ図
を第１図に示し、つづいて、本発明の一実施例を第１図
〜第３図を参照して説明する。
を第１図に示し、つづいて、本発明の一実施例を第１図
〜第３図を参照して説明する。
この発明は先ず高温高融点耐熱金属であるＷ粉末２０ｇ
に耐熱金属であるＮ１粉末０．１２ｇ及びエミッタとな
るＢａＣｏ３， ＣａＣｏ３， ＡＩ。０３混合粉末１
．２ｇを第１図工程１０のように、乾式混合し、続いて
約１ ｔｏｎ／ａｍ２の圧力で工程１１で乾式プレスを
行ない、円柱体の形状に冷間成形する。
に耐熱金属であるＮ１粉末０．１２ｇ及びエミッタとな
るＢａＣｏ３， ＣａＣｏ３， ＡＩ。０３混合粉末１
．２ｇを第１図工程１０のように、乾式混合し、続いて
約１ ｔｏｎ／ａｍ２の圧力で工程１１で乾式プレスを
行ない、円柱体の形状に冷間成形する。
次に第２図に示すようにこの成形体２１をパイレックス
容器２２に収容させた後、パイレックス容器内に窒化ボ
ロン（ＢＮ）粉末２３を充填させ、かつ内部を真空にし
てカプセル封入工程１２を終了する。そして真空にした
パイレックス容器２４を第３図に示すようにＨＩＰ処理
炉２５内に収容し、第４図に示した昇温，昇圧スケジュ
ールでＨＩＰ処理し焼結体を得た。最終ＨＩＰ処理条件
は１０００℃，９０分間， １５００気圧アルゴンガス
雰囲気である。この工程がＨＩＰ処理工程１３である。
容器２２に収容させた後、パイレックス容器内に窒化ボ
ロン（ＢＮ）粉末２３を充填させ、かつ内部を真空にし
てカプセル封入工程１２を終了する。そして真空にした
パイレックス容器２４を第３図に示すようにＨＩＰ処理
炉２５内に収容し、第４図に示した昇温，昇圧スケジュ
ールでＨＩＰ処理し焼結体を得た。最終ＨＩＰ処理条件
は１０００℃，９０分間， １５００気圧アルゴンガス
雰囲気である。この工程がＨＩＰ処理工程１３である。
さらに、この焼結体は所定の形状になるように機械的加
工（ペレット化）王程１４を経由させた。
工（ペレット化）王程１４を経由させた。
最後に工程１５としてペレットの表面クリーニングを行
ない、次の組立工程に送った。
ない、次の組立工程に送った。
この時点においてはまだ陰極中のバリウム（Ｈａ）は炭
酸塩（ＢａＣｏ．）のまま保持されており、後の工程で
この陰極を組み込んだ管球を排気する際に分解工程とし
て陰極温度を上げ、この時ＢａＣｏ３が分解され酸化物
（Ｂａｄ）と炭酸ガスとに変化する。
酸塩（ＢａＣｏ．）のまま保持されており、後の工程で
この陰極を組み込んだ管球を排気する際に分解工程とし
て陰極温度を上げ、この時ＢａＣｏ３が分解され酸化物
（Ｂａｄ）と炭酸ガスとに変化する。
この際に発生した炭酸ガスは排気され、管球中の陰極の
Ｂａはこの時初めてＢａＯとなるので、従来の含浸型陰
極で問題となるＢａＯと水分との反応で生成される水酸
化物による電子放射不良などの影響がない。
Ｂａはこの時初めてＢａＯとなるので、従来の含浸型陰
極で問題となるＢａＯと水分との反応で生成される水酸
化物による電子放射不良などの影響がない。
なお、本実施例においては、上記に示した条件により含
浸型陰極を製造、つまりＨＩＰ処理が比較的低温で行な
え、炭酸ガス発生抑止、カプセル熱膨張防止が顕著とな
ったが、これは１例であり、旧及びエミッタの粉末混合
割合及び最終ＨＩＰ処理条件（温度及び圧力）はむろん
この条件に限られたものではなく、適宜設定すればよい
。
浸型陰極を製造、つまりＨＩＰ処理が比較的低温で行な
え、炭酸ガス発生抑止、カプセル熱膨張防止が顕著とな
ったが、これは１例であり、旧及びエミッタの粉末混合
割合及び最終ＨＩＰ処理条件（温度及び圧力）はむろん
この条件に限られたものではなく、適宜設定すればよい
。
発牲△熱果
本発明によれば、含浸型陰極を量産に適した製造方法で
作ることができ、それに伴いコストの低減を行なうこと
ができる。
作ることができ、それに伴いコストの低減を行なうこと
ができる。
また従来の含浸型陰極の製造で問題となったＢａＯと水
分との反応で生成される水酸化物が本発明においては生
成されないので電子放射寿命が十分長く安定した電流が
流れる良好な含浸型陰極を製造できる。
分との反応で生成される水酸化物が本発明においては生
成されないので電子放射寿命が十分長く安定した電流が
流れる良好な含浸型陰極を製造できる。
第５図は従来の含浸型陰極の製造工程の流れ図、第１図
は本発明による含浸型陰極の製造工程の流れ図、第２図
及び第３図は本発明のカプセル封入の工程を説明するた
めの断面図、第４図はＨＩＰ処理において加える温度及
び圧力の条件の一例を示す図である。 １０・・・乾式混合工程、 １１・・・乾式プレス工程、 １２・・・カプセル封入工程、 １３・・・ＨＩＰ処理工程、 ２１・・・成形体、 ２２・・・パイレックス容器、 ２３・・・窒化ボロン粉末、 ２４・・・真空にしたパイレックス容器、２５・・・Ｈ
ＩＰ処理炉。 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 時間
は本発明による含浸型陰極の製造工程の流れ図、第２図
及び第３図は本発明のカプセル封入の工程を説明するた
めの断面図、第４図はＨＩＰ処理において加える温度及
び圧力の条件の一例を示す図である。 １０・・・乾式混合工程、 １１・・・乾式プレス工程、 １２・・・カプセル封入工程、 １３・・・ＨＩＰ処理工程、 ２１・・・成形体、 ２２・・・パイレックス容器、 ２３・・・窒化ボロン粉末、 ２４・・・真空にしたパイレックス容器、２５・・・Ｈ
ＩＰ処理炉。 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 時間
Claims (1)
- 高温、高融点耐熱金属粉と電子放射物質とを乾式混合
する工程、次に混合粉を乾式プレス成形した後、成形体
をカプセル封入する工程、最後にカプセルを熱間静水圧
加圧処理して混合粉を焼結する工程からなる含浸型陰極
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189131A JP2635415B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 含浸型陰極の製造方法 |
| EP90113976A EP0409275B1 (en) | 1989-07-21 | 1990-07-20 | Method for fabricating an impregnated type cathode |
| DE69022654T DE69022654T2 (de) | 1989-07-21 | 1990-07-20 | Herstellungsverfahren einer Kathode vom Imprägnierungstyp. |
| US07/679,170 US5096450A (en) | 1989-07-21 | 1991-03-26 | Method for fabricating an impregnated type cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189131A JP2635415B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 含浸型陰極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355739A true JPH0355739A (ja) | 1991-03-11 |
| JP2635415B2 JP2635415B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16235924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1189131A Expired - Fee Related JP2635415B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 含浸型陰極の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5096450A (ja) |
| EP (1) | EP0409275B1 (ja) |
| JP (1) | JP2635415B2 (ja) |
| DE (1) | DE69022654T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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