JPH0734345B2 - Method of manufacturing cathode for electron tube - Google Patents

Method of manufacturing cathode for electron tube

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JPH0734345B2
JPH0734345B2 JP33255287A JP33255287A JPH0734345B2 JP H0734345 B2 JPH0734345 B2 JP H0734345B2 JP 33255287 A JP33255287 A JP 33255287A JP 33255287 A JP33255287 A JP 33255287A JP H0734345 B2 JPH0734345 B2 JP H0734345B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、受像管などの電子管に具備される陰極に関
するもので、特に電子放射性物質の製造方法に関するも
のである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cathode provided in an electron tube such as a picture tube, and more particularly to a method for producing an electron emissive material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は従来の電子管用陰極を示す断面図である。 FIG. 3 is a sectional view showing a conventional cathode for an electron tube.

同図において、(1)はマグネシウム(Mg)、シリコン
(Si)などの還元性金属を微量含有したニツケル(Ni)
を主成分とする基体金属で、陰極筒体(1a)と、この陰
極筒体の一端に嵌合された陰極帽体(1b)とによつて構
成されている。(2)は上記基体金属(1)内に組み込
まれたヒータ、(3)は上記陰極帽体(1b)の表面に被
着された電子放射物質層で、この電子放射物質層(3)
は、有機溶剤に溶解したニトロセルローズ等の樹脂溶液
に炭酸バリウム(BaCO3)と酸化スカンジウム(Sc2O3
を所定の重量%混合して懸濁液とし、粉砕粒度調節を行
なつたのち吹き付け、電着あるいは塗布等の方法で陰極
帽体(1b)の表面に被着される。
In the figure, (1) is nickel (Ni) containing a trace amount of reducing metal such as magnesium (Mg) and silicon (Si).
The main component is a base metal, which is composed of a cathode cylinder (1a) and a cathode cap (1b) fitted to one end of the cathode cylinder. (2) is a heater incorporated in the base metal (1), (3) is an electron emission material layer deposited on the surface of the cathode cap body (1b), and this electron emission material layer (3)
Is barium carbonate (BaCO 3 ) and scandium oxide (Sc 2 O 3 ) in a resin solution such as nitrocellulose dissolved in an organic solvent.
Is mixed at a predetermined weight% to obtain a suspension, which is crushed and adjusted in particle size, and then sprayed, and then deposited on the surface of the cathode cap body (1b) by a method such as electrodeposition or coating.

以上のように、従来のこの種電子管用陰極は、陰極帽体
上にバリウム(Ba)を含むアルカリ土類金属の酸化物層
を被着形成させたいわゆる酸化物陰極が広く用いられて
いる。この酸化物陰極はアルカリ土類の炭酸塩を熱分解
して酸化物に変換したあと、還元性金属と酸化物とを反
応させながら酸化物から遊離原子を生成し、電子放射の
ドナー(源)として電子放射を行なわせるようにしたも
のである。このように複雑な手順を必要とする理由は、
バリウム(Ba)は電子放射能力に優れているが非常に活
性であるため、空気中の水分と反応して水酸化バリウム
(Ba(OH)2)となり、この水酸化バリウム(Ba(OH)2)か
ら遊離バリウム(Ba)を電子管内に生成させることが困
難であるため、化学的に安定である炭酸塩を出発物質に
せざるを得ないからである。この炭酸塩には、炭酸バリ
ウム(BaCO3)の単元のものと、アルカリ土類金属炭酸
塩(Ba,Sr,Ca)CO3)などの復元のものがあるが、ドナ
ーを形成する活性化の基本的な機構は同じであることは
いうまでもない。
As described above, a so-called oxide cathode in which an oxide layer of an alkaline earth metal containing barium (Ba) is adhered and formed on a cathode cap body is widely used as a conventional cathode for an electron tube of this type. This oxide cathode thermally decomposes an alkaline earth carbonate to convert it into an oxide, and then reacts the reducing metal with the oxide to generate free atoms from the oxide, which is a donor (source) of electron emission. It is designed to emit electrons as. The reason why you need such a complicated procedure is
Since barium (Ba) has an excellent electron emission ability but is very active, it reacts with moisture in the air to form barium hydroxide (Ba (OH) 2 ), and this barium hydroxide (Ba (OH) 2 This is because it is difficult to generate free barium (Ba) in the electron tube from (1), and therefore a carbonate that is chemically stable must be used as a starting material. Some of these carbonates are barium carbonate (BaCO 3 ) and others are alkaline earth metal carbonates (Ba, Sr, Ca) CO 3 ). It goes without saying that the basic mechanism is the same.

上記のように構成された陰極は、電子管内に組み込ま
れ、電子管内を真空にするための排気工程でヒータ
(2)によつて約1000℃に加熱昇温され、上記炭酸バリ
ウム(BaCO3)が次式のように熱分解される。
The cathode constructed as described above is incorporated into an electron tube and heated to about 1000 ° C. by a heater (2) in an evacuation process for evacuating the inside of the electron tube, so that the barium carbonate (BaCO 3 ) Is thermally decomposed as in the following equation.

BaCO2→BaO+CO2・・・・・ 〔1〕 この反応によつて生成された炭酸ガス(CO2)は電子管
外に排出される。同時に上記ニトロセルローズ等の樹脂
も熱分解されて気体となり、炭酸ガスと共に管外に排出
される。また、上記〔1〕式の反応によつて、電子放射
物質層(3)の炭酸バリウム(BaCO3)は酸化バリウム
(BaO)に変換する。この〔1〕式の反応の際に、従来
の陰極では、管内の二酸化炭素(CO2)、酸素(O2)等
の酸化性雰囲気のもとで、基体金属(1)の表面でニツ
ケル(Ni)と共に、還元反応の重要な役割を担う還元性
金属のシリコン(Si)や、マグネシウム(Mg)も共に酸
化される。
BaCO 2 → BaO + CO 2 ... [1] Carbon dioxide gas (CO 2 ) generated by this reaction is discharged outside the electron tube. At the same time, the resin such as nitrocellulose is also thermally decomposed into a gas, which is discharged outside the tube together with carbon dioxide. Further, by the reaction of the above formula [1], barium carbonate (BaCO 3 ) in the electron emitting material layer (3) is converted into barium oxide (BaO). During the reaction of the formula [1], in the conventional cathode, under the oxidizing atmosphere of carbon dioxide (CO 2 ) and oxygen (O 2 ) in the tube, nickel ( Reducing metals such as silicon (Si) and magnesium (Mg), which play an important role in the reduction reaction, are also oxidized together with Ni).

第4図は上記基体金属(1)と、電子放射物質層(3)
との接合面の近傍を詳細に説明するための部分拡大断面
図である。一般に炭酸バリウム(BaCO3)から変換した
酸化バリウム(BaO)は棒状の微少な結晶(8)が凝集
して数ミクロンないし数十ミクロンの大きさの結晶粒
(9)となる。この結晶粒間に適度の間隙(10)を形成
した多孔質の電子放射物質層(3)を作るように配慮さ
れている。この酸化バリウム(BaO)は基体金属(1)
と接触する界面(11)において、上記還元性金属のシリ
コン(Si)や、マグネシウム(Mg)と反応し、遊離バリ
ウム(Ba)を生成する。これらの還元性金属は、基体金
属(1)のニッケル(Ni)の結晶粒(6)の間の結晶粒
界(7)を拡散移動し、界面(11)近傍で還元反応を行
う。
FIG. 4 shows the base metal (1) and the electron emitting material layer (3).
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining in detail the vicinity of a joint surface with and. In general, barium oxide (BaO) converted from barium carbonate (BaCO 3 ) aggregates into rod-shaped minute crystals (8) to form crystal grains (9) having a size of several microns to several tens of microns. Care is taken to form a porous electron-emitting substance layer (3) in which a suitable gap (10) is formed between the crystal grains. This barium oxide (BaO) is a base metal (1)
At the interface (11) in contact with, it reacts with the reducing metal silicon (Si) or magnesium (Mg) to generate free barium (Ba). These reducing metals diffuse and move in the crystal grain boundaries (7) between the crystal grains (6) of nickel (Ni) of the base metal (1), and carry out a reduction reaction in the vicinity of the interface (11).

反応例をつぎに示す。An example of the reaction is shown below.

2BaO+Si→2Ba+SiO2・・・・・ 〔2〕 BaO+Mg→Ba+MgO・・・・・ 〔3〕 この遊離バリウム(Ba)が電子放射のドナーとして電子
放射を担う。このとき、次式の反応も同時に起こる。
2BaO + Si → 2Ba + SiO 2 [2] BaO + Mg → Ba + MgO ... [3] This free barium (Ba) plays a role of electron emission donor. At this time, the reaction of the following equation also occurs at the same time.

SiO2+2BaO→Ba2SiO4・・・ 〔4〕 なお、上記ドナーは電子放射物質層(3)と、基体金属
(1)との接合面で生成され、電子放射物質層(3)の
間隙(10)を移動し、その表面に出て電子放射の役割を
担うが、蒸発したり、電子管内の残留ガスのCO、CO2、O
2、H2O等と反応して消滅するので、絶えず上記のような
反応を行つて補給する必要があり、陰極は使用中常にこ
の還元反応を行つている。この補給と消滅のバランスを
取るために、一般に、この種の陰極は約800℃の高温で
使用される。また、陰極の使用中、上記〔2〕、〔4〕
式から明らかなように、SiO2、Ba2SiO4等の反応生成物
(12)が電子放射物質層(3)と基体金属(1)の接合
面である界面(11)に於て生成され、界面(11)や結晶
粒界(7)にどんどん蓄積されてシリコン(Si)等の通
る障壁(以下中間層という)となり、反応は次第に遅れ
ドナーであるバリウム(Ba)の生成が困難となる。この
中間層は高抵抗値を有し放射電子電流の流れを妨げる。
このような問題点を解決する手段として特願昭60−1126
02号公報に回示されているように、上記酸化スカンジウ
ム(Sc2O3)を電子放射物質層(3)に分散させてスカ
ンジウム(Sc)によつてBa2SiO4等の反応生成物(12)
を解離するようにしたものが示されているが、このよう
なスカンジウム分散型陰極は必ずしも安定した効果が得
られていない。
SiO 2 + 2BaO → Ba 2 SiO 4 ... [4] The donor is generated at the bonding surface between the electron emitting material layer (3) and the base metal (1), and the gap between the electron emitting material layer (3) is generated. It moves through (10) and emerges on the surface to play the role of electron emission, but evaporates, and CO, CO 2 , and O of the residual gas in the electron tube.
Since it disappears by reacting with 2 , H 2 O, etc., it is necessary to constantly carry out the above reaction to replenish it, and the cathode always carries out this reduction reaction during use. To balance this replenishment and extinction, this type of cathode is commonly used at elevated temperatures of about 800 ° C. Also, during use of the cathode, the above [2], [4]
As is clear from the equation, reaction products (12) such as SiO 2 and Ba 2 SiO 4 are generated at the interface (11) which is the bonding surface between the electron emitting material layer (3) and the base metal (1). , The interface (11) and the grain boundaries (7) are accumulated more and more, and become a barrier (hereinafter referred to as an intermediate layer) through which silicon (Si) and the like pass, and the reaction is gradually delayed, and it becomes difficult to generate barium (Ba) as a donor. . This intermediate layer has a high resistance value and impedes the flow of emitted electron current.
As a means for solving such problems, Japanese Patent Application No. 60-1126
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 02-002, the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is dispersed in the electron emitting material layer (3), and the reaction product (such as Ba 2 SiO 4 ) is formed by the scandium (Sc) ( 12)
However, such a scandium-dispersed cathode does not always have a stable effect.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

以上のように、従来の電子管用陰極においては、電子放
射源のドナーを形成するための炭酸塩の分解および還元
の反応作用中に、還元性金属の酸化と反応生成物の蓄積
が起こるとともに、動作中には、基体金属(1)と電子
放射物質層(3)の界面(11)の近傍、特に基体金属
(1)の表面近傍のニツケル結晶粒界(7)に反応生成
物が蓄積されるので、放射電子電流及び電子放射物質層
(3)への還元性金属の拡散補給が次第に妨げられ、高
電流密度下の十分な電子放射特性が長時間にわたつて得
られないという欠点がある。
As described above, in the conventional cathode for an electron tube, the oxidation of the reducing metal and the accumulation of the reaction product occur during the reaction action of the decomposition and reduction of the carbonate to form the donor of the electron emission source. During operation, reaction products accumulate in the vicinity of the interface (11) between the base metal (1) and the electron-emitting substance layer (3), particularly in the nickel crystal grain boundaries (7) near the surface of the base metal (1). Therefore, the emission electron current and the diffusion and replenishment of the reducing metal to the electron emission material layer (3) are gradually hindered, and sufficient electron emission characteristics under a high current density cannot be obtained for a long time. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明による電子管用陰極の製造方法は、基体金属
(1)に予め含有されている還元剤のシリコン(Si)と
反応して還元させる陰極の活性化工程において、放射電
流を取り出す陰極の領域から少なくとも電子電流を取り
出しながら活性化を行うようにしたものである。
The method for producing a cathode for an electron tube according to the present invention comprises a step of activating a cathode, which reacts with silicon (Si), which is a reducing agent contained in the base metal (1) in advance, to reduce the emission current from the cathode region. At least the electron current is taken out for activation.

〔作用〕[Action]

この発明によれば、陰極の活性化工程において、放射電
流を取り出す陰極の領域から少なくとも電子電流を取り
ながら活性化を行うようにしたので、高抵抗値を有し放
射電子電流の流れを妨げる中間層物質が基体金属と電子
放射物質層との界面近傍に集中して形成されない。
According to this invention, in the activation step of the cathode, the activation is performed while taking at least the electron current from the region of the cathode from which the emission current is taken out. The layer material is not concentrated and formed in the vicinity of the interface between the base metal and the electron emitting material layer.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、この発明の一実施例を示す断面図である。同
図において、(1)は基体金属で、陰極筒体(1a)と、
この陰極筒体の一端に嵌合された陰極帽体(1b)とによ
つて構成されているが、上記陰極筒体(1a)および陰極
帽体(1b)は、上記従来のものと同様に、マグネシウム
(Mg)、シリコン(Si)などの還元性金属を微量含有し
たニツケル(Ni)を主成分とする材料で形成してもよい
し、また一方の陰極筒体(1a)はニツケル−クロム(Ni
−Cr)で形成してもよい。(2)は上記基体金属(1)
内に組み込まれたヒータである。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is a base metal, and the cathode cylinder (1a)
The cathode cylinder body (1b) is fitted to one end of the cathode cylinder body, and the cathode cylinder body (1a) and the cathode cap body (1b) are the same as the conventional ones. Nickel (Ni) containing a small amount of reducing metal such as nickel, magnesium (Mg), and silicon (Si) may be used as the main component, and one cathode cylinder (1a) is nickel-chromium. (Ni
-Cr) may be used. (2) is the base metal (1)
It is a heater built in.

(30)は上記陰極帽体(1b)の表面に被着された電子放
射物質層で、この電子放射物質層(30)の材料として
は、少なくともバリウム(Ba)を含有し、他にストロン
チウム(Sr)あるいはカルシウム(Ca)を含むアルカリ
土類三元金属酸化物を主成分とし、0.1ないし20重量パ
ーセントの酸化スカンジウム(Sc2O3)を分散させたも
のを用いるが、この材料によつて上記電子放射物質層
(30)陰極帽体(1b)の表面に形成する方法は、上記従
来のものとほぼ同様に、有機溶剤に溶解したニトロセル
ローズの溶液に炭酸バリウム(BaCO3)と酸化スカンジ
ウム(Sc2O3)を所定の重量パーセント(上記の三元炭
酸塩が酸化物になるとして求めた重量パーセント)を混
合して懸濁液とし、ボウルミル等を用いて粉砕し粒度調
節を行つたのち吹き付け法等によつて膜厚約100μmに
形成するが、電着あるいは塗布等の方法で被着形成して
もよく、この形成法に制約を受けるものではないが、多
孔質の層膜に形成することが良好な電子放射性能を得る
ために重要であり、上記吹き付け法が望ましい。
(30) is an electron-emitting material layer deposited on the surface of the cathode cap body (1b). The material of the electron-emitting material layer (30) contains at least barium (Ba), and strontium ( Sr) or an alkaline earth ternary metal oxide containing calcium (Ca) is used as the main component, and 0.1 to 20 weight percent of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is dispersed in it. The method of forming on the surface of the cathode layer (1b) of the electron emitting material layer (30) is similar to that of the conventional one, and a solution of nitrocellulose dissolved in an organic solvent is added to barium carbonate (BaCO 3 ) and scandium oxide. (Sc 2 O 3 ) was mixed with a predetermined weight percentage (the weight percentage calculated as the above ternary carbonate became an oxide) to form a suspension, which was crushed using a bowl mill or the like to adjust the particle size. By the spraying method The film is formed to have a film thickness of about 100 μm, but it may be formed by deposition by a method such as electrodeposition or coating, and although it is not limited by this forming method, it is preferable to form a porous layer film. It is important for obtaining electron emission performance, and the above spraying method is desirable.

次に、上記のように作られた電子管用陰極に対し、電子
放射源であるドナーの生成を行なう活性化工程について
説明する。
Next, an activation process for generating a donor, which is an electron emission source, with respect to the electron tube cathode manufactured as described above will be described.

上記陰極帽体(1b)の表面に電子放射物質層(30)を被
着形成された電子管用陰極は電子管内に組み込まれ、こ
の電子管内を真空にするための排気工程時に、基体金属
(1)内のヒータ(2)によつて約1000℃に昇温加熱さ
れることにより炭酸バリウム(BaCO3)が次式のように
熱分解される。
The cathode for an electron tube, in which the electron-emitting substance layer (30) is formed on the surface of the cathode cap body (1b), is incorporated in the electron tube, and the base metal (1 The temperature is raised to about 1000 ° C. by the heater (2) in (), and barium carbonate (BaCO 3 ) is thermally decomposed according to the following equation.

BaCO3→BaO+CO2・・・・・・・ 〔1〕 この反応時に生じた炭酸ガス(CO2)は電子管外に排出
されると同時に、ニトロセルローズも熱分解されて気体
となり、炭酸ガス(CO2)と共に管外に排出される。こ
の反応によつて、電子放射物質層(30)の炭酸バリウム
(BaCO2)は酸化バリウム(BaO)に変換する。
BaCO 3 → BaO + CO 2 ··· [1] Carbon dioxide gas (CO 2 ) generated during this reaction is discharged to the outside of the electron tube, and at the same time, nitrocellulose is also thermally decomposed into a gas, and carbon dioxide gas (CO 2 2 ) and discharged outside the pipe. By this reaction, barium carbonate (BaCO 2 ) in the electron emitting material layer (30) is converted into barium oxide (BaO).

つぎに、上記電子管用陰極を約800℃ないし900℃の高温
度に保持し、電子電流を約2A/cm2の電流密度で取り出し
ながら約1時間にわたつて酸化バリウム(BaO)を還元
させる活性化を行う。この活性化工程中に、上記〔1〕
式による生成物である酸化バリウム(BaO)は、基体金
属(1)から拡散してくる還元性金属のシリコン(Si)
やマグネシウム(Mg)と反応して遊離バリウム(Ba)を
生成するが、このとき、少なくとも電子管用陰極が使用
されるさいに放射電流を取り出す陰極の領域から上記電
子電流を取り出すことが重要である。さらに、上記
〔1〕式による生成物である上記酸化バリウム(BaO)
は、これを還元させる活性化工程中に、上記基体金属
(1)から拡散してくる還元性金属のシリコン(Si)や
マグネシウム(Mg)と反応して遊離バリウム(Ba)を生
成する。これらの還元性金属は、基体金属(1)のニツ
ケル(Ni)の結晶粒(6)の間の結晶粒界(7)を拡散
移動し、電子放射物質(30)との界面(11)の近傍にお
いて還元反応を行なう。
Next, the cathode for an electron tube is maintained at a high temperature of about 800 ° C. to 900 ° C., and the activity of reducing barium oxide (BaO) over about 1 hour while taking out an electron current at a current density of about 2 A / cm 2 To convert. During the activation process, the above [1]
The product of the formula, barium oxide (BaO), is a reducing metal silicon (Si) that diffuses from the base metal (1).
It produces free barium (Ba) by reacting with magnesium or magnesium (Mg). At this time, it is important to take out the electron current from the cathode region where the emission current is taken out at least when the cathode for the electron tube is used. . Furthermore, the barium oxide (BaO), which is a product of the above formula [1],
Generates free barium (Ba) by reacting with reducing metal such as silicon (Si) or magnesium (Mg) diffused from the base metal (1) during the activation step of reducing the same. These reducing metals diffuse and move in the crystal grain boundaries (7) between the nickel (Ni) crystal grains (6) of the base metal (1), and at the interface (11) with the electron emitting substance (30). Performs a reduction reaction in the vicinity.

反応例をつぎに示す。An example of the reaction is shown below.

2BaO+Si→2Ba+SiO2・・・・・ 〔2〕 この遊離バリウム(Ba)が電子放射のドナーとして電子
放射を担う。このとき、次式の反応も同時に起こる。
2BaO + Si → 2Ba + SiO 2 [2] This free barium (Ba) plays a role as a donor of electron emission. At this time, the reaction of the following equation also occurs at the same time.

SiO2+2BaO→Ba2SiO4・・・・ 〔4〕 以上のような方法で活性化を行つた陰極は常に安定した
陰極性能を得ることができた。その理由は次のように考
えられる。すなわち、陰極の活性化工程において、電子
電流を取り出しながら活性化を行うと、中間層物質の硅
酸バリウム(Ba2SiO4)は、次式の反応、すなわち Sc2O3+10Ni→2ScNi5+30・・・ 〔5〕 9Ba2SiO4+16ScNi5→4Ba3Sc4O9+6Ba+9Si+80Ni・・
・・・・ 〔6〕 によつて酸化スカンジウム(Sc2O3)とニツケル(Ni)
を介して分解されるため、電子放射物質層(30)と基体
金属(1)との界面に中間層物質の硅酸バリウム(Ba2S
iO4)が蓄積されないからである。
SiO 2 + 2BaO → Ba 2 SiO 4 ... [4] The cathode activated by the method described above could always obtain stable cathode performance. The reason is considered as follows. That is, in the activation process of the cathode, when activation is performed while taking out an electron current, the intermediate layer material barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) reacts according to the following equation, that is, Sc 2 O 3 + 10Ni → 2ScNi 5 +30 ... [5] 9Ba 2 SiO 4 + 16ScNi 5 → 4Ba 3 Sc 4 O 9 + 6Ba + 9Si + 80Ni ・ ・
.... By [6], scandium oxide (Sc 2 O 3 ) and nickel (Ni)
As a result, the intermediate layer material barium silicate (Ba 2 S) is formed at the interface between the electron emitting material layer (30) and the base metal (1).
This is because iO 4 ) is not accumulated.

第2図は、上記のような活性化工程で、活性化を行つた
電子管用陰極の電子放射物質層(30)を剥離した基体金
属(1)の陰極帽体(1b)表面を模式的に示す正面図
で、(1b)は陰極帽体で、その周辺部(A)は上記中間
層物質の硅酸バリウム(Ba2SiO4)部分を示し、またそ
の中央部(B)は電子管用陰極の活性化工程において電
子電流を約2A/cm2の電流密度で取り出したニツケル(N
i)部分を示している。上記ニツケル(Ni)部分および
硅酸バリウム(Ba2SiO4)部分はX線解析によつても確
認することができた。
FIG. 2 schematically shows the surface of the cathode cap body (1b) of the base metal (1) from which the electron emitting material layer (30) of the cathode for an electron tube which has been activated by the above-described activation process is peeled off. In the front view shown in FIG. 1, (1b) is a cathode cap body, its peripheral portion (A) shows the barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) portion of the intermediate layer substance, and its central portion (B) is a cathode for an electron tube. Nickel (N) extracted from the electron current at a current density of about 2 A / cm 2 in the activation process of
i) part is shown. The nickel (Ni) portion and the barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) portion could also be confirmed by X-ray analysis.

したがつて、従来の電子管用陰極のように硅酸バリウム
(Ba2SiO4)の反応生成物が基体金属(1)の接合面で
ある界面(11)や結晶粒界(7)に蓄積されてシリコン
(Si)等の還元性金属の通る障壁となり、還元反応が安
定して行なわれないという欠点が解消されるばかりでな
く、高抵抗値の中間層がないので、電子放射電流を妨げ
ることもなく高い電流密度で使用することが可能となつ
た。
Therefore, the reaction product of barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) is accumulated in the interface (11) or the grain boundary (7) which is the bonding surface of the base metal (1) like the conventional cathode for electron tubes. It serves as a barrier for reducing metals such as silicon (Si) to pass through, which not only eliminates the disadvantage that the reduction reaction is not stable, but also prevents the electron emission current because there is no high-resistance intermediate layer. It was possible to use it with a high current density.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、基体金属に予め含有
されている還元剤のシリコン(Si)と反応して還元させ
る陰極の活性化工程において、放射電流を取り出す陰極
の領域から少なくとも電子電流を取り出しながら活性化
を行うようにしたので、従来の陰極のように硅酸バリウ
ム(Ba2SiO4)の反応生成物が基体金属界面に形成され
てシリコン(Si)等の還元性金属の通る障壁となること
によつて還元反応が充分に行われず、遊離バリウム(B
a)の生成が困難になるようなことのない効果がある。
また、高抵抗値を有する中間層物質が基体金属と電子放
射物質層との界面に集中して形成されないため、電子放
射電流を妨げることもなく高い電流密度で常に安定した
電子放射性能を有する電子管用陰極が得られる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, in the cathode activation step of reacting with the reducing agent silicon (Si) previously contained in the base metal to reduce it, at least the electron current is extracted from the region of the cathode where the emission current is taken out. Since the activation is carried out while taking out, the reaction product of barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) is formed at the base metal interface like the conventional cathode, and the reducing metal such as silicon (Si) passes through. Since it becomes a barrier, the reduction reaction is not sufficiently performed, and free barium (B
There is an effect that the generation of a) does not become difficult.
In addition, since the intermediate layer material having a high resistance value is not concentrated and formed at the interface between the base metal and the electron emitting material layer, an electron having a stable electron emitting performance at a high current density without disturbing the electron emission current is obtained. There is an effect that a cathode for a tube can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図は電
子放射物質層を剥離した陰極帽体の表面を模式的に示す
正面図、第3図は従来の電子管用陰極を示す断面図、第
4図は基体金属と電子放射物質との接合面の近傍を模式
的に示す拡大断面図である。 (1)…基体金属、(1a)…陰極筒体、(1b)…陰極帽
体、(11)…界面、(30)…電子放射物質層。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view schematically showing the surface of a cathode cap body from which an electron emitting material layer is peeled, and FIG. 3 is a conventional cathode for an electron tube. A sectional view and FIG. 4 are enlarged sectional views schematically showing the vicinity of the bonding surface between the base metal and the electron emitting material. (1) ... Base metal, (1a) ... Cathode cylinder, (1b) ... Cathode cap, (11) ... Interface, (30) ... Electron emitting material layer. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 勁二 神奈川県鎌倉市大船2丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 斉藤 正人 神奈川県鎌倉市大船2丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 鈴木 量 神奈川県鎌倉市大船2丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 福山 敬二 神奈川県鎌倉市大船2丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 石田 誠子 神奈川県鎌倉市大船2丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−269828(JP,A) 特開 平1−76638(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keiji Watanabe 2-14-40 Ofuna, Kamakura-shi, Kanagawa Mitsubishi Electric Corporation Product Research Laboratory (72) Masato Saito 2-14-40 Ofuna, Kamakura-shi, Kanagawa No. Mitsubishi Electric Corporation Product Research Center (72) Inventor Akira Suzuki 2-14-40 Ofuna, Kamakura City, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Electric Corporation Product Research Center (72) Inventor Keiji Fukuyama 2-14-40 Ofuna, Kamakura City, Kanagawa Prefecture No. Mitsubishi Electric Co., Ltd. Product Research Laboratory (72) Inventor Seiko Ishida 2-14-40 Ofuna, Kamakura City, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Electric Co., Ltd. Product Research Laboratory (56) Reference JP-A-61-269828 (JP, A) Kaihei 1-76638 (JP, A)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主成分がニッケルからなる基体金属の面上
に、少なくともバリウムを含むアルカリ土類酸化物と酸
化スカンジウムを所定量分散させてなる電子放射物質層
を被着形成する工程と、上記電子放射物質層とともに基
体金属を所定高温度に保持し、かつ放射電流を取り出す
陰極の領域から、電子電流を所定の電流密度で取り出し
ながら酸化バリウムを還元させる活性化工程とからなる
電子管用陰極の製造方法。
1. A step of depositing and forming an electron-emitting material layer comprising a substrate metal whose main component is nickel and a predetermined amount of an alkaline earth oxide containing at least barium and scandium oxide dispersed on the surface thereof. A cathode for an electron tube comprising an activation step of reducing the barium oxide while taking out the electron current at a given current density from the region of the cathode where the substrate metal is kept at a given high temperature together with the electron emitting material layer and the emitted current is taken out. Production method.
【請求項2】アルカリ土類金属と酸化スカンジウムの分
散量は0.1ないし20重量%である特許請求の範囲第1項
記載の電子管用陰極の製造方法。
2. The method for producing a cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the amount of dispersion of the alkaline earth metal and scandium oxide is 0.1 to 20% by weight.
【請求項3】電子放射物質層の膜厚は100μmである特
許請求の範囲第1項記載の電子管用陰極の製造方法。
3. The method for producing a cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the thickness of the electron emitting material layer is 100 μm.
【請求項4】電子放射物質層の被着形成は吹き付け法で
行なう特許請求の範囲第1項記載の電子管用陰極の製造
方法。
4. The method for producing a cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the deposition of the electron emitting material layer is performed by a spraying method.
【請求項5】電子放射物質層の活性化は、基体金属を80
0℃ないし900℃の高温度に保持し、かつ放射電流を取り
出す陰極の領域から、電子電流を2A/cm2の電流密度で取
り出しながら1時間にわたって酸化バリウムを還元させ
る工程によって行なう特許請求の範囲第1項記載の電子
管用陰極の製造方法。
5. The activation of the electron-emitting material layer is carried out by using a base metal of 80
A method of reducing barium oxide for 1 hour while keeping a high temperature of 0 ° C. to 900 ° C. and taking out an electron current at a current density of 2 A / cm 2 from a region of a cathode where a radiation current is taken out. The method for producing a cathode for an electron tube according to item 1.
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