JPH0945214A - 陰極基体およびそれを用いた含浸型陰極構体 - Google Patents

陰極基体およびそれを用いた含浸型陰極構体

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JPH0945214A
JPH0945214A JP19473695A JP19473695A JPH0945214A JP H0945214 A JPH0945214 A JP H0945214A JP 19473695 A JP19473695 A JP 19473695A JP 19473695 A JP19473695 A JP 19473695A JP H0945214 A JPH0945214 A JP H0945214A
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JP
Japan
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ruthenium
powder
molybdenum
cathode
metal cup
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JP19473695A
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English (en)
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Shuji Sugai
修次 菅井
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した電子放射特性を得られる含浸型陰極
構体を提供する。 【解決手段】 陰極基体1は平均粒子径が3〜8μmの
タングステン粉末を圧縮した多孔質タングステン薄板2
を有する。背面に平均粒子径が9〜10μmおよび5μ
m以下のルテニウムおよびモリブデン粉末で第1および
第2のルテニウム・モリブデン混合溶融層3,4を積層
形成する。陰極基体1を高融点金属カップ5内に第2の
ルテニウム・モリブデン混合溶融層4が底部に位置する
ように挿入して、高融点金属カップ5内に収納、支持す
る。高融点金属カップ5を、ヒータ6を内蔵した円筒状
のスリーブ7の一端頂上部に挿入する。第1のルテニウ
ム・モリブデン混合溶融層3は、多孔質タングステン薄
板2の空孔部にルテニウムおよびモリブデンの浸透・拡
散を防止し、第2のルテニウム・モリブデン混合溶融層
4は、高融点金属カップ5との接触面積を増大させ、安
定した電子放射を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定した電子放射
特性が得られる陰極基体およびそれを用いた含浸型陰極
構体に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、陰極線管などの電子管陰極とし
て、従来より多孔質タングステン薄板の空孔部に電子放
射性物質を含浸させ、この多孔質タングステン薄板の背
面にルテニウム(Ru)・モリブデン(Mo)溶融層を
形成して電子放射性物質の蒸発を防止した含浸型陰極が
用いられている。
【0003】そして、このような含浸型陰極の製造方法
としては、たとえば特開昭58−44643号公報に記
載の構成が知られている。
【0004】この特開昭58−44643号公報に記載
の含浸型陰極の製造方法は、まず、タングステン粉末を
圧縮形成した後に、還元性雰囲気中で焼結して径大な多
孔質タングステンロッドを形成し、この多孔質タングス
テンロッドの空孔部に銅を含浸する。次に、この多孔質
タングステンロッドを旋盤加工あるいは放電加工などに
より、厚さ0.5mm、直径30mm程度の薄板にスラ
イスする。さらに、硝酸によりこの薄板に銅を溶解、あ
るいは、還元性雰囲気中で加熱処理して薄板から含浸さ
れた銅を除去する。
【0005】そして、多孔質タングステン薄板の背面に
ルテニウム・モリブデンの混合粉末と有機バインダで混
練した懸濁液を滴下して乾燥し、還元性雰囲気中で約2
000℃に加熱して、多孔質タングステン薄板の一方の
面にルテニウム・モリブデンを溶融させて電子放射性物
質の防止するためのルテニウム・モリブデン混合溶融層
を形成する。
【0006】その後、還元性雰囲気中でこの多孔質タン
グステン薄板の空孔部に、酸化バリウム(BaO)、酸
化カルシウム(CaO)および酸化アルミニウム(Al
2 3 )からなる電子放射性物質を含浸させる。そし
て、この電子放射性物質が含浸された多孔質タングステ
ン薄板を放電加工、あるいは、レーザ加工などにより所
定形状に切り抜いて陰極基体を形成している。
【0007】さらに、この陰極基体にカップおよびヒー
タを有するスリーブを装着している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭58−44643号公報に記載の方法では、ルテニ
ウム・モリブデンの混合粉末のろう材を多孔質タングス
テン薄板の背面に塗布し、還元性雰囲気中でルテニウム
・モリブデン混合溶融層を形成する際に、多孔質タング
ステン薄板の空孔部にルテニウム・モリブデン粒子が浸
透、拡散してしまう。
【0009】また、ルテニウム・モリブデン粉末は凝集
した数10μmの大きな二次粒子を持っており、この二
次粒子が存在するところには、ルテニウム・モリブデン
の組成比率にずれが生じる他、ルテニウム・モリブデン
相互の拡散速度が遅いため、所定温度では溶融が不完全
でルテニウム・モリブデン溶融層は複数の未溶融部を生
成し、陰極基体とカップの接合面積が小さくなって間隙
が生じ、溶接できなくなる。
【0010】したがって、製造工程中に溶接不良が多く
発生し、仮に溶接できたとしても強固な固着が得られ
ず、寿命試験時にも溶接箇所陰極基体が剥がれる不具合
が生じ、陰極基体はカップとの接合面積が小さいためヒ
ータからの熱伝導が不安定になり、安定した電子放射特
性が得られない問題を有している。
【0011】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、安定した電子放射特性を得ることができる陰極基体
およびそれを用いた含浸型陰極構体を提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、タングステン
粉末を圧縮成形した多孔質焼結体と、この多孔質焼結体
上に形成されこの多孔質焼結体のタングステン粉末の粒
子径より大きい粒子径のルテニウム粉末およびモリブデ
ン粉末にて形成された第1のろう材層と、この第1のろ
う材層上に形成されこの第1のろう材層のルテニウム粉
末およびモリブデン粉末の粒子径より小さい粒子径のル
テニウム粉末およびモリブデン粉末にて形成された第2
のろう材層とを具備し、第1のろう材層に用いるルテニ
ウム粉末およびモリブデン粉末の粒子径は、多孔質焼結
体のタングステン粉末の粒子径より大きいため、第1の
ろう材層のルテニウム粉末およびモリブデン粉末が多孔
質焼結体に浸透したり、拡散したりすることを抑制でき
るとともに、第2のろう材層のルテニウム粉末およびモ
リブデン粉末の粒子径を第1のろう材層のルテニウム粉
末およびモリブデン粉末の粒子径より小さくしたため、
接着の際の間隙をなくすことができ熱伝導も安定するの
で、安定した電子放射特性が得られる。
【0013】また、陰極基体の第1のろう材層および第
2のろう材層側に装着される高融点金属カップと、この
高融点金属カップを支持しヒータを有するスリーブとを
具備して含浸型陰極構体を構成することにより、安定し
た電子放射特性を得る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の含浸型陰極構体の
一実施の形態を図面を参照して説明する。
【0015】図1に示すように、1は陰極基体で、この
陰極基体1は平均粒子径が3〜8μmのタングステン
(W)粉末を圧縮成形した多孔質焼結体としての多孔質
タングステン薄板2を有し、この多孔質タングステン薄
板2の背面に多孔質タングステン薄板2のタングステン
粉末の粒子径より大きい平均粒子径が9〜10μmのル
テニウム(Ru)粉末および平均粒子径が9〜10μm
のモリブデン(Mo)粉末にて形成された第1のろう材
層としての厚さ10μmの第1のルテニウム・モリブデ
ン混合溶融層3が形成され、この第1のルテニウム・モ
リブデン混合溶融層3上に第1のルテニウム・モリブデ
ン混合溶融層3のルテニウム粉末およびモリブデン粉末
の粒子径より小さい粒子径である平均粒子径が5μm以
下のルテニウム粉末および平均粒子径が5μm以下のモ
リブデン粉末にて形成された第2のろう材層としての第
2のルテニウム・モリブデン混合溶融層4が積層形成さ
れている。
【0016】そして、陰極基体1を上方に向けて開口し
たタンタル(Ta)製の高融点金属カップ5内に第2の
ルテニウム・モリブデン混合溶融層4が底部に位置する
ように挿入して、高融点金属カップ5内に収納、支持す
る。
【0017】また、この高融点金属カップ5を、ヒータ
6が内蔵された円筒状のスリーブ7の一端頂上部に挿入
し、この高融点金属カップ5が挿入されたスリーブ7の
側面からレーザを照射し、レーザ溶接により陰極基体1
を高融点金属カップ5に接合し、たとえば陰極線管など
の電子管陰極の含浸型陰極構体8を完成させる。
【0018】ここで、図2を参照して、陰極基体1の製
造方法について説明する。
【0019】まず、図2(a)に示すように、平均粒子
径が3〜8μmのタングステン粉末を圧縮成形した多孔
質タングステン薄板2の背面に、平均粒子径9〜10μ
mのルテニウム粉末と、平均粒子径9〜10μmのモリ
ブデン粉末とを重量比で2:3になるように混合し、残
部が有機バインダからなる懸濁液を、印刷法あるいはス
ピンコート法などにより塗布し、乾燥させて約20μm
厚の塗布層3aを形成する。
【0020】次に、塗布層3aを還元性雰囲気中で約20
00℃で10秒間加熱することにより、図2(b)に示
すように、10μm厚の第1のルテニウム・モリブデン
混合溶融層3を形成する。
【0021】また、図2(c)に示すように、第1のル
テニウム・モリブデン混合溶融層3の上面に、平均粒子
径5μm以下のルテニウム粉末と、平均粒子径5μm以
下のモリブデン粉末とを重量比で2:3になるように混
合し、残部が有機バインダからなる懸濁液を、印刷法あ
るいはスピンコート法などにより塗布し、乾燥させて約
20μm厚の塗布層4aを形成する。
【0022】そして、塗布層4aを還元性雰囲気中で約2
000℃で10秒間加熱することにより、図2(d)に
示すように、10μm厚の第2のルテニウム・モリブデ
ン混合溶融層4を形成する。
【0023】さらに、第2のルテニウム・モリブデン混
合溶融層4が形成された面とは反対側の多孔質タングス
テン薄板2上には、図2(e)に示すように、酸化バリ
ウム(BaO)、酸化カルシウム(CaO)および酸化
アルミニウム(Al2 3 )の電子放射物質層11を積載
し、この電子放射物質層11を還元性雰囲気中で多孔質タ
ングステン薄板2の空孔部に含浸させ、アルコール洗浄
などにより、残存する余剰の電子放射物質層11を除去す
る。
【0024】そして、図2(f)に示すように、放電加
工あるいはレーザ加工などにより、直径1.45mmの
円板を切り抜くと、図2(g)に示すように、多孔質タ
ングステン薄板2の空孔部に電子放射物質層11が含浸さ
れ、この電子放射物質層11の背面に第1のルテニウム・
モリブデン混合溶融層3および第2のルテニウム・モリ
ブデン混合溶融層4が形成された陰極基体1が形成され
る。
【0025】上記実施例によれば、第1のルテニウム・
モリブデン混合溶融層3は、多孔質タングステン薄板2
のタングステン粉末の粒子径より大きい平均粒子径が9
〜10μmのルテニウム粉末および平均粒子径が9〜1
0μmのモリブデン粉末にて形成したため、相互の拡
散、溶融速度が遅くなり、多孔質タングステン薄板2の
空孔部にルテニウムおよびモリブデンの浸透・拡散を防
止し、電子放射物質量のばらつきを小さくできる。な
お、ルテニウム粉末およびモリブデン粉末の平均粒子径
が10μmを越えると、図3に示すように、溶融面の突
起、すなわち未溶融部が多くなり、突起自体も大きく非
常に不均一で不完全な溶融面になり、第2のルテニウム
・モリブデン混合溶融層4のルテニウム粉末およびモリ
ブデン粉末が多孔質タングステン薄板2の空孔部へ浸透
することを防止できなくなるとともに、第2のルテニウ
ム・モリブデン混合溶融層4の溶融面に不均一な突起が
生じてしまう。
【0026】また、第2のルテニウム・モリブデン混合
溶融層4は、第1のルテニウム・モリブデン混合溶融層
3のルテニウム粉末およびモリブデン粉末の粒子径より
小さい粒子径である平均粒子径が5μm以下のルテニウ
ム粉末および平均粒子径が5μm以下のモリブデン粉末
にて形成したため、相互の拡散、溶融速度が速くなり、
突起が生じず、高融点金属カップ5との実質的な接触面
積が増大するので、陰極基体1を高融点金属カップ5に
溶接する際に、焼き切れ不良がなくなり強固に溶接でき
る。さらに、第1のルテニウム・モリブデン混合溶融層
4で相互の拡散速度が遅く、凝集した二次粒子となると
十数μmの大きさになっても、突起が生ずることを防止
できる。なお、ルテニウム粉末およびモリブデン粉末の
粒子径が5μmを越えると、溶融面の突起が大きくなる
とともに、図4に示すように、陰極基体1と高融点金属
カップ5との溶接性である不良率が高くなる。
【0027】したがって、ヒータ6から陰極基体1に熱
伝導が十分に行なえて安定した電子放射が得られ、陰極
温度が安定する結果、初期特性のばらつきが発生せず、
安定した品質が得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、第1のろう材層に用いるルテ
ニウム粉末およびモリブデン粉末の粒子径は、多孔質焼
結体のタングステン粉末の粒子径より大きいため、第1
のろう材層のルテニウム粉末およびモリブデン粉末が多
孔質焼結体に浸透したり、拡散したりすることを抑制で
きるとともに、第2のろう材層のルテニウム粉末および
モリブデン粉末の粒子径を第1のろう材層のルテニウム
粉末およびモリブデン粉末の粒子径より小さくしたた
め、接着の際の間隙をなくすことができ熱伝導も安定す
るので、安定した電子放射特性を得ることができる。
【0029】また、陰極基体の第1のろう材層および第
2のろう材層側に装着される高融点金属カップと、この
高融点金属カップを支持しヒータを有するスリーブとを
具備して含浸型陰極構体を構成することにより、安定し
た電子放射特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の含浸型陰極構体の一実施の形態を示す
断面図である。
【図2】同上陰極基体の製造工程を示す斜視図である。
【図3】平均粒径に対する溶融後ろう材面粗度の関係を
示すグラフである。
【図4】溶融後ろう材面粗度に対する不良率の関係を示
すグラフである。
【符号の説明】
1 陰極基体 2 多孔質焼結体としての多孔質タングステン薄板 3 第1のろう材層としての第1のルテニウム・モリ
ブデン混合溶融層 4 第2のろう材層としての第2のルテニウム・モリ
ブデン混合溶融層 5 高融点金属カップ 6 ヒータ 7 スリーブ 8 含浸型陰極構体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タングステン粉末を圧縮成形した多孔質
    焼結体と、 この多孔質焼結体上に形成されこの多孔質焼結体のタン
    グステン粉末の粒子径より大きい粒子径のルテニウム粉
    末およびモリブデン粉末にて形成された第1のろう材層
    と、 この第1のろう材層上に形成されこの第1のろう材層の
    ルテニウム粉末およびモリブデン粉末の粒子径より小さ
    い粒子径のルテニウム粉末およびモリブデン粉末にて形
    成された第2のろう材層とを具備したことを特徴とする
    陰極基体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の陰極基体と、 この陰極基体の第1のろう材層および第2のろう材層側
    に装着される高融点金属カップと、 この高融点金属カップを支持しヒータを有するスリーブ
    とを具備したことを特徴とする含浸型陰極構体。
JP19473695A 1995-07-31 1995-07-31 陰極基体およびそれを用いた含浸型陰極構体 Pending JPH0945214A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990027593A (ko) * 1997-09-30 1999-04-15 김영남 전자총 캐소드의 펠렛 지지구조
CN103878378A (zh) * 2014-04-04 2014-06-25 安徽华东光电技术研究所 用于阴极的钨粉的制备方法及其应用

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990027593A (ko) * 1997-09-30 1999-04-15 김영남 전자총 캐소드의 펠렛 지지구조
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