JPH0668788A - 含浸形陰極構体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動作時の定格電力を低減させ、温度ばらつきを
抑え、カップ等の構体部材を劣化させないで信頼性を向
上させた含浸形陰極構体の製造方法を提供する。 【構成】電子放出物質が含浸された多孔質金属体からな
るカソード基体１と、該カソード基体１が固着される高
融点金属製のカップ２と、該カップ２を頂部に嵌入溶接
した高融点金属製のスリーブ４とを具備する含浸形陰極
線構体の製造方法において、上記カソード基体１と上記
高融点金属製のカップ２との固着を、該カソード基体と
カップとの間にろう材３を介在させ、真空中で加熱する
ろう付けにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含浸形陰極構体の製造
方法に係り、特に該含浸形陰極構体を構成する多孔質陰
極基体と高融点金属との接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】含浸形陰極構体は、高電流密度で動作し
長寿命であるため、衛星搭載用等の進行波管あるいは高
品位映像システム用ブラウン管、撮像管等の電子管によ
く用いられている。

【０００３】含浸形陰極構体は例えば空孔率２０％の多
孔質Ｗ（タングステン）基体にモル比で４：１：１のＢ
ａＯ，ＣａＯ，Ａｌ₂Ｏ₃からなる電子放射物質を溶融含
浸した含浸形陰極基体（カソードペレット）が、Ｔａ，
Ｍｏ等からなる高融金属からなるカップに嵌合され、し
かもカップはＴａ，Ｍｏ等の陰極スリーブ嵌合に接合さ
れている。この陰極スリーブの内部には、らせん状のヒ
ータが設けられており陰極を加熱する。上記のような構
造をとる含浸形陰極構体を電子管に組込み陰極温度を調
査したところ、個々の陰極温度のばらつきが大きくな
る。しかも寿命試験を行うと、陰極温度が大幅に低下
し、カットオフ電圧が大幅に変化する現象を生じる。こ
れらの現象はカップとカソードペレットとの固着・接合
が不充分であるために生じる。

【０００４】上記カップとカソードペレットとの接合の
問題を解決するため、例えば特開昭５９−１０８２３３
号公報及び特開昭６３−６４２３６号公報に開示されて
いるように、カップとペレットとの間にろう材を介在さ
せ、レーザ溶接にて固着接合する方法、特開平１−２３
６５３８号公報に開示されているように、上記レーザ溶
接の代わりに抵抗溶接を行う方法、そして特開昭６１−
１６５９３５号公報、特開昭６２−２１７５２８号に開
示されているように、ろう材を水素等の還元性雰囲気で
加熱溶融し、カップとペレットをろう付けする方法が知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
て、含浸形陰極構体のカップとペレットの固着・接合
を、レーザ溶接あるいは抵抗溶接で行うとろう材が局部
的にしか溶融せず、固着が不充分で電子管の特性が低下
する欠点を有した。また、還元性雰囲気を用いてろう付
けする方法では、還元性雰囲気での加熱によりカップが
雰囲気中の水素等の基体を吸蔵するためカップそのもの
の材質が劣化する問題を有した。

【０００６】そこで本発明は、動作時の定格電力を低減
させ、温度ばらつきを抑え、しかも構体部材を劣化させ
ないで信頼性を向上させた含浸形陰極構体の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、電子放出物質が含浸された多孔質金属体からなるカ
ソード基体と、該カソード基体が固着される高融点金属
製のカップと、該カップを頂部に嵌入溶接した高融点金
属製のスリーブとを具備する含浸形陰極線構体の製造方
法において、前記カソード基体と前記高融点金属製のカ
ップとの固着を、該カソード基体とカップとの間にろう
材を介在させ、真空中で加熱するろう付けにより行うこ
とを特徴とする含浸形陰極構体の製造方法によって解決
される。

【０００８】

【作用】本発明によれば、上記のようにカソード基体１
と、該カソード基体１が固着されるカップ２と、該カッ
プ２を嵌入溶接したスリーブ４とを有する含浸形陰極構
体を製造する際、上記カソード基体１とカップ２との固
着・接合を真空中でろう付け（ろう材３）することによ
って行うため、ろう付け雰囲気ガスによる構成部材、例
えばカップ等への悪影響を抑えることができる。しかも
ろう材の溶融時の流動性がより均一化されるためカソー
ド基体（ペレット）１とカップ２の界面が全体的に均一
に溶着され、固着強度が増大する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は本発明の方法の一実施例を説明する
ための含浸形陰極構体の断面図であり、図２は該陰極構
体に使用するペレット、カップ、ろう材のそれぞれの斜
視図である。

【００１１】まず、図２に示すような直径１．４８ｍ
ｍ，厚さ０．６ｍｍ，空孔率約２５％の多孔質Ｗ基体か
らなるカソードペレット（カソード基体）１、内径１．
４９ｍｍ，外径１．５４ｍｍ，高さ０．５５ｍｍのＴａ
（タンタル）からなるカップ２、そしてＭｏ−４２．５
重量％Ｒｕの混合粉末を、直径１．４ｍｍ、厚さ２０μ
ｍのペレット状にプレスしてなるろう材３を用意する。

【００１２】次にカップ２内底部にろう材３を装着し、
その上にカソードペレット１を装着し、これを１セット
としてＭｏからなる加熱用治具（図示せず）に取り付
け、１０^-5Ｐａ程度の真空中で高周波加熱装置により輝
度温度２１５０〜２２５０℃Ｂに加熱してペレット１と
カップ２とをろう付けする。

【００１３】次にカソードペレット１の空孔にモル比で
４：１：１のＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ ₂Ｏ₃からなる電子放
射物質を溶融含浸させた後、ペレット１やカップ２の周
囲に付着している余分な電子放射物質を除去する。

【００１４】このようにペレット１をカップにろう付け
し、ペレット１に電子放射物質を含浸させた後、図１に
示したようにスリーブ４に抵抗溶接、又はレーザ溶接に
より固着・接合し、その後、スリーブ４内に加熱ヒータ
５を配設した。

【００１５】上記本発明方法により、得られた含浸形陰
極と、従来方法により得られた含浸形陰極とをそれぞれ
真空管にセットして温度特性（陰極温度）を比較した。

【００１６】まず例えば、２．１Ｗの定格ヒータ電力を
ヒータ５から入力した場合の陰極温度について比較する
と図３に示すように、従来法の陰極が１０００℃であっ
たのに対し、本発明のものは１０１０℃であり、且つ個
々温度のばらつきは従来のそれの１／２に抑えることが
できた。このように、ばらつきを小さく抑えることがで
きたのは本実施例におけるペレット１とカップ２との溶
接が従来より確実で固着強度が増すためと思われる。

【００１７】またヒータを印加した後に陰極からエミッ
ションが出始める時間は、従来例で８．６秒、本発明で
７．５秒と１．１秒も短縮することができた。これはペ
レット１とカップ２との間の固着面積が増加したためで
ある。この時のグリッド電圧は３００Ｖ，ヒータ印加
後、エミッションが１００μＡ流れ出すまでの時間を測
定した。

【００１８】更に寿命試験を行ったところ、従来のもの
は溶接が不確かなため、カットオフ電圧が大幅に変化
し、カップ２からペレット１への熱伝導が低下するた
め、図４に示すように陰極温度が２０〜３０℃変動した
が、本実施例のものは溶接が確実であるためカットオフ
電圧の変化が少なくなり、陰極温度はほとんど変動しな
かった。

【００１９】上記実施例では、ろう材３としてＭｏ−Ｒ
ｕろうを用いたが、Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｒ−Ｖ，Ｎｉ等のろ
うも用いることができる。またカップ材、ペレット材の
融点よりも低く、陰極の定格温度より高い融点を持つＭ
ｏ−Ｒｅ，Ｔｉ，Ｚｒ等の高融点金属又はこれらを含有
する合金でも良い。またこのろう材３の形状は本実施例
のように薄板状、粉末状いずれでもよい。特に、粉末状
のろう材はカップ２の内面に直接塗布したり、あるいは
バインダーと共にカップ２の内面やペレット１の底面及
び側面に塗布、焼付けたりあるいはカップ２の内面に圧
力装入して用いる。またろう材を化学気相蒸着（ＣＶ
Ｄ）、真空蒸着、スパッタリング等によりカップ２の内
面やペレット１の底面及び側面に形成しても同様の効果
が得られる。

【００２０】また、真空ろう付け時の真空度は、ペレッ
ト，カップ，ろう材が雰囲気により劣化等の影響を受け
ない程度の真空度であればよい。

【００２１】なお、本実施例では電子放射物質の含浸は
ペレット１とカップ２とのろう付け後に行った場合につ
いて説明したが、ろう材の融点が電子放射物質の融点よ
り低い場合はろう付け前に含浸しても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば含
浸形陰極を構成するカソードペレットとカップとを強固
に接合することができ、定格電力での陰極の温度を高め
ることができるため、定格電力を低減することができ
る。また、接合が強固なためカットオフ電圧の変化が少
なくなり温度の変動を抑制できる。更に又、真空中での
加熱のため溶着雰囲気がカップ等に悪影響を及ぼさな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る含浸形陰極構体断面図である。

【図２】図１に使用するカソードペレット，カップ，ろ
う材の斜視図である。

【図３】本発明と従来例の陰極温度比較を示す図であ
る。

【図４】本発明と従来例の寿命試験結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ カソードペレット（カソード基体） ２ カップ ３ ろう材 ４ スリーブ ５ ヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出物質が含浸された多孔質金属体
   からなるカソード基体と、該カソード基体が固着される
   高融点金属製のカップと、該カップを頂部に嵌入溶接し
   た高融点金属製のスリーブとを具備する含浸形陰極線構
   体の製造方法において、 前記カソード基体と前記高融点金属製のカップとの固着
   を、該カソード基体とカップとの間にろう材を介在さ
   せ、真空中で加熱するろう付けにより行うことを特徴と
   する含浸形陰極構体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ろう材をＭｏ−Ｒｕ，Ｐｄ，Ａｕ，
   Ｃｕ−Ｖ，Ｎｉ，Ｍｏ−Ｒｅ，Ｔｉ，Ｚｒあるいはこれ
   らを含有する合金とすることを特徴とする請求項１記載
   の方法。