JPH04259729A - 含浸形陰極の製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高融点金属の多孔質焼
結体よりなる基体にアルカリ土類金属酸化物よりなる電
子放出物質を含浸させたペレットを使用した含浸形陰極
の、量産に適したペレットの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカラー陰極線管で、輝度が高く精
細度が高い画像を表示させようとすると、電流密度が高
い電子ビームを高い陽極電圧を印加して使用しなければ
ならない。このような場合に、電子ビーム放出源として
、電子放出物質を基体金属表面に塗布しただけの通常の
所謂オキサイド陰極を使用すると、どうしても短寿命に
なってしまうことは免れ難い。上記のような電子放出物
質の消耗が激しい用途のために、多量の電子放出物質を
陰極構成体内部に貯蔵させ、電子放出面からの電子放出
物質の消耗を補給させるようにした含浸形陰極が提案さ
れたことは公知のところである。しかし、実際には、含
浸形陰極は実用時の陰極温度を１０００℃を越えたとこ
ろに設定しなければならず、そのため意外に短時間で電
子放出物質が蒸発枯渇してしまうとか、効率良く加熱す
ることが困難であるとか、種々の問題点があり、更に従
来は、量産に適した製造方法が確立されたとは認め難い
状態にあって、含浸形陰極の製造方法に関しては多くの
提案がなされている。

【０００３】例えば、特開昭６３−２００４３１号公報
には、含浸形陰極を１４００±２０℃で２０分〜５時間
あらかじめ真空加熱処理して、高融点金属の多孔質焼結
体の表面近傍に電子管の動作に必要な量以上に存在する
余剰の電子放出物質を予め除去してから使用する技術が
開示されているが、これは折角陰極体内に蓄積させた電
子放出物質を、グリッドエミッションやカットオフ変動
防止のためではあるが、相当量無為に消耗させてしまう
ことになり、また其処に記載された実施例によれば其の
ための処理法は量産的ではない。

【０００４】また、特開平２−１００２３３号公報には
、タングステン粉末と有機樹脂との混合物をシートに成
形したのち焼結して形成した面積の大きい多孔質タング
ステン薄板の上に電子放出物質を積載し、還元性雰囲気
中で加熱溶融させて電子放出物質を多孔質タングステン
薄板内部に含浸させたのち、この電子放出物質を含浸さ
せた多孔質タングステン薄板を１個の陰極として用いる
のに適した所定の寸法形状を有する多数のペレットに分
割する技術が開示されている。この技術は面積が大きく
厚さを正確に制御された多孔質タングステン薄板を効率
よく製造できる利点があるが、その代り工程の最後で１
個の陰極として用いるのに適した所定の寸法形状を有す
る多数のペレットに分割する必要がある。しかし、この
最後の分割作業で少なくとも切断箇所の近傍を基体金属
を溶融させるため極めて高温に加熱する必要があって直
径のあまり大きくないペレット周縁部の電子放出物質含
有率をかなり低下させて電子放出特性の品質変動の原因
となったり、電子放出物質の含浸作業を多数個のペレッ
トに分割できる面積の大きい多孔質タングステン薄板を
対象に行なうため、この点で量産性を向上できる代償と
して、三次元的に大きな加熱炉を必要とするなどの問題
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術のような問題点のない、量産性に富んだ、製造設備
の費用も比較的安価で済む、高融点金属の多孔質焼結体
よりなる基体にアルカリ土類金属酸化物よりなる電子放
出物質を含浸させたペレットを使用した含浸形陰極の、
量産に適したペレットの製造方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、高融点金属の多孔質焼結体よりな
る基体にアルカリ土類金属酸化物よりなる電子放出物質
を含浸させたペレットを電子放出源として用いる含浸形
陰極の製造方法において、予め、１個または複数個の陰
極として用いるのに適した所定の寸法形状を有する高融
点金属の多孔質焼結体よりなる基体を製作し、電子放出
物質中に複数個の前記基体を埋め込み各基体の全表面が
電子放出物質に囲まれた状態で、常温で、後の加熱含浸
工程に適した寸法形状に電子放出物質と複数の多孔質金
属基体とを一体に加圧成形した後、この加圧成形品を還
元性雰囲気中で加熱して、電子放出物質を溶融させて前
記多孔質金属基体中に含浸させ、冷却後、各基体毎に分
離して夫々表面に付着した余剰電子放出物質を除去して
上記ペレットにすることにした。

【０００７】

【作用】タングステンの多孔質焼結体を形成するには２
０００℃近辺の高温を必要とする。また、電子放出物質
のアルカリ土類金属、例えばＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ
３などを溶融して多孔質焼結体に含浸させるためにも１
８００℃程度の高温に加熱する必要がある。それ自体に
通電加熱できるようなものの場合は別として、加熱対象
物を、このような高温に加熱できる加熱炉を製作設置す
るには多額の費用を必要とし、其の維持にも相当な費用
を要する。特にこのような加熱炉の三次元的に大形なも
のを設置する費用は非常に高くなる。しかし、加熱炉の
価格が非常に高くなると言っても、それは三次元ともに
大きい場合で、断面積が小さくて済めば比較的低価格に
なる。含浸形陰極のペレットは、例えば陰極線管用の場
合で直径は約１ｍｍである。従って、本発明に係る電子
放出物質中に例えば１個の陰極として用いるのに適した
所定の寸法形状を有する高融点金属の多孔質焼結体より
なる基体を電子放出物質中に埋めて常温で一体に加圧成
形した物体の寸法を、例えば上記多孔質基体を、横（幅
方向）には少数、縦（奥行方向）に多少長めにやや多数
並べた（加熱工程に適した寸法の）形状にして、加熱炉
断面積の縮小を図れば、加熱炉の価格は、少なくとも陰
極線管用の場合、比較的安くなる。

【０００８】また、本発明による加圧成形作業は常温で
行なうのであるから、作業自体は非常に容易で、設備も
極めて一般的なもので済み、その作業代、設備費とも特
に問題にはならない。

【０００９】更に、本発明に係る加圧成形品を加熱して
電子放出物質を高融点金属の多孔質焼結体に含浸させた
のち冷却してから、個々の陰極用ペレットに分離する作
業は、高融点金属の多孔質焼結体自体は、元来個々のペ
レット用の寸法形状に仕上がっているから、一旦溶融固
化した電子放出物質の部分で切断、分離する作業であっ
て、前記特開平２−１００２３３号公報に開示された技
術によって１枚の面積の大きな高融点金属の多孔質焼結
体の薄板を個々の陰極ペレットに金属薄板を切断分割す
る作業とは全く異質であり、極めて容易である。また、
本発明の加圧成形品を、電子放出物質の含浸作業後、個
々のペレットに分離して、夫々の表面に付着している余
分な電子放出物質を除去することは、例えば機械研磨ま
たは純水中の超音波洗浄などで容易に実行できる。

【００１０】

【実施例】図２は本発明を実施して製造したペレットを
用いた含浸形陰極構体の側断面図である。図中、１は電
子放出物質１０２をタングステンの多孔質焼結体よりな
り１個の陰極として用いるのに適した所定の寸法形状を
有する基体１０１に含浸させたペレット、２はペレット
１を格納するモリブデン製有底カップ、４はペレット１
を加熱するためのヒータ８を内包するモリブデン製のス
リーブ、３はカップ２の底面とスリーブ４の頂面の間に
挾まれてこれらと一体に溶接固着され且つこれらを吊っ
て熱損失を抑制しながら支持する両者溶接固着面の中心
で直交する２本のレニウム・タングステン線、５はレニ
ウム・タングステン線３の端部が取付けられている鉄・
ニッケル・コバルト製のアイレット、６はアイレット５
を支持し電気絶縁と断熱に役立つ結晶化ガラス、７は上
記諸部材を図示してない陰極線管に取付けるための鉄・
ニッケル製の支持体である。

【００１１】図１（ａ）は本発明に係る電子放出物質と
高融点金属多孔質基体とを一体に加圧成形した加圧成形
品の一部を断面にした平面図、図１（ｂ）は同加圧成形
品の一部を断面にした側面図で、符合は図２の場合と同
一である。

【００１２】多孔質金属基体１０１は、平均粒径５ミク
ロンのタングステン粉末を顆粒化したものをプレス成形
し、一旦水素雰囲気中で仮焼成した後、高真空中１９０
０℃以上の高温で焼結して製作し、外径１．３ｍｍ、厚
さ０．５ｍｍに整形したもので、その空孔率は２０％で
ある。また、電子放出物質１０２はＢａＯ、ＣａＯ、Ａ
ｌ２Ｏ３の三元酸化物をモル比で４：１：１の組成比で
混合したものである。上記多孔質基体１０１を複数個、
電子放出物質１０２中に、図１に示すように埋め込んで
加圧し、一体に成形し、円筒形状の加圧成形品にする。 この作業はプレス加工によって極めて容易に行なうこと
ができる。こうして製作した加圧成形品を加熱炉内で水
素雰囲気中で加熱して、電子放出物質１０２を溶融させ
、多孔質基体１０１中に含浸させる。冷却後、電子放出
物質１０２を含浸させた多孔質基体１０１を個々に分離
し、表面に付着した余剰電子放出物質を洗浄して除去し
、含浸形陰極用ペレット１を製造する。

【００１３】なお、上記含浸形陰極用ペレットの製造工
程は作業の自動化も比較的容易であり、安定した品質の
含浸形陰極用ペレットを低原価で供給できる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、含
浸形陰極構体の電子放出源であるペレットを、高品質を
安定して保持させながら比較的安価な設備で量産的に供
給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る電子放出物質と高融点金
属多孔質基体とを一体に加圧成形した加圧成形品の一部
を断面にした平面図、（ｂ）は同加圧成形品の一部を断
面にした側面図である。

【図２】本発明を実施して製造したペレットを用いた含
浸形陰極構体の側断面図である。

【符合の説明】

１…多孔質基体に電子放出物質を含浸させたペレット１
０１…タングステンの多孔質焼結体よりなるペレット１
個用の基体 １０２…ＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３よりなる電子放出
物質 ２…ペレットを格納するモリブデン製有底カップ３…熱
損失を抑制しながら電子放出部を支持するレニウム・タ
ングステン線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高融点金属の多孔質焼結体よりなる基体に
   アルカリ土類金属酸化物よりなる電子放出物質を含浸さ
   せたペレットを電子放出源として用いる含浸形陰極の製
   造方法において、所定の寸法形状を有する高融点金属の
   多孔質焼結体よりなる基体を製作し、電子放出物質中に
   複数個の前記基体を埋め込み、常温で、後の加熱工程に
   適した寸法形状に電子放出物質と複数の多孔質基体とを
   一体に加圧成形した後、この加圧成形品を還元性雰囲気
   中で加熱し、電子放出物質を溶融させて前記多孔質金属
   基体中に含浸させ、冷却後、各基体毎に分離して夫々表
   面に付着した余剰電子放出物質を除去して前記ペレット
   にすることを特徴とする含浸形陰極の製造方法。