JPH11233013A - 含浸型陰極の製造方法 - Google Patents

含浸型陰極の製造方法

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JPH11233013A
JPH11233013A JP3628998A JP3628998A JPH11233013A JP H11233013 A JPH11233013 A JP H11233013A JP 3628998 A JP3628998 A JP 3628998A JP 3628998 A JP3628998 A JP 3628998A JP H11233013 A JPH11233013 A JP H11233013A
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JP
Japan
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emitter
substrate
tungsten
impregnated
cathode
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JP3628998A
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Michihiro Nemoto
実智弘 根本
Kenji Shimodaira
健司 下平
Shinji Ogawa
伸二 小川
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 含浸工程におけるエミッターの供給や含浸工
程後における過剰エミッターの除去の作業性を改善する
ことにより電子放射能力のバラツキが低減された含浸型
陰極を製造する。 【解決手段】 電子放射物質を多孔質金属基体7に含浸
させる含浸工程において、予め所定形状に成型した電子
放射物質12と多孔質金属基体7とを接触させた状態で
含浸させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば陰極線管、
撮像管等の電子管のカソードとして用いられる含浸型陰
極の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】含浸型陰極は、高電流密度で動作する陰
極し長寿命であるため、電子管の高性能化を図ることが
可能であり、例えば衛星搭載用などの進行波管あるいは
高品位映像システム用ブラウン管、撮像管などに用いる
電子銃のカソードとしてよく用いられている。
【0003】含浸型陰極は、例えばタングステン(W)
等からなる耐熱性の多孔質基体(以下、タングステン基
体という。)の細孔部にバリウム(Ba)化合物からな
る電子放射物質(以下、エミッターという。)を含浸す
る含浸工程を経て製造される。そして、従来は、この含
浸工程において、モリブデン(Mo)等からなる含浸治
具にセットされたタングステン基体に対して粉末状態の
エミッターを供給することにより、タングステン基体の
空孔部にエミッターを含浸させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タングステ
ン基体にエミッターを含浸させる場合、使用するエミッ
ターの粉末量が少ないと、タングステン基体内に必要十
分な量のエミッターをしみ込ませる事ができない。この
ような電子放射物質の含浸量が少ない含浸型陰極は、十
分な電子放射能力が得られない陰極となってしまう。
【0005】一方、使用するエミッターの粉末量が多す
ぎると、エミッターが余って固着することになり、含浸
工程後にこの余剰エミッターをタングステン基体から分
離する必要が生じる。この場合には、従来は例えば純水
により洗浄を行うことで余剰エミッターをタングステン
基体から分離していたが、この作業は困難を伴うもので
あり、例えば過度な洗浄を行った場合には陰極の電子放
射能力が損なわれてしまう等の問題があった。
【0006】このように、エミッターの含浸工程におい
ては、含浸させるエミッターの量や供給する箇所等の制
御を正確に行うことが非常に重要となる。しかしなが
ら、従来は、上述のように粉末状態のエミッターを使用
しており、この制御を正確に行うことが困難であった。
具体的には、従来の粉末供給の方法では、タングステン
基体全体の上に均一にエミッターの粉末を供給すること
が困難だったため、どうしても安全を見込んでエミッタ
ーの粉末を余分に供給する必要が生じたため、製造され
た含浸型陰極について電子放射能力のバラツキが発生
し、製造歩留まりが悪かった。
【0007】本発明は、上述の問題点を解決するために
提案されたものであり、含浸工程におけるエミッターの
供給や含浸工程後における過剰エミッターの除去の作業
性を改善することにより電子放射能力のバラツキが低減
された含浸型陰極を製造する方法を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る含浸型陰極
の製造方法は、上記課題を解決するため、電子放射物質
を多孔質金属基体に含浸させる含浸工程において、予め
所定形状に成型した電子放射物質と多孔質金属基体とを
接触させた状態で含浸させる。
【0009】本発明においては、所定形状に成型した電
子放射物質が加熱されることで、この電子放射物質が溶
融液化して、多孔質金属基体タングステン基体の各面か
ら毛細管現象によって含浸する。
【0010】なお、成型した電子放射物質は、多孔質金
属基体の5〜30重量%であることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照しながら詳細に説明する。図1に、本発明を用いて製
造される含浸型陰極の一例を示す。この含浸型陰極10
は、ベース部材である円筒状のタンタル(Ta)スリー
ブ1の内周上部に基体材料となるカソードペレット3が
装着されたTaカップ2が取り付けられた構成となって
いる。カソードペレット3の上面には、高融点金属薄層
としてのモリブデン(Mo)薄膜4、更にその上にSc
33薄膜5が配設されている。
【0012】カソードペレット3は、例えば直径が1.
5mmとされ、15%〜30%の空孔率を有する空孔部
に電子放出物質(以下、エミッターという。)6を含浸
させた多孔質タングステン(W)基体7から構成されて
いる。このカソードペレット3は、Taスリーブ1の下
方端部に設けられ、W芯線8にアルミナ被覆ヒータ9を
使用して行われる。
【0013】このような構成を有する含浸型陰極10
は、図2に示すように、タングステン基体製造工程(S
1)、エミッター造粒工程(S2)、エミッタープレス
成型工程(S3)、含浸工程(S4)、過剰エミッター
除去工程(S5)、組付け工程(S6)の各工程を経て
製造される。以下、これら各工程について適宜図面を参
照して説明する。
【0014】まず、本発明の第1の実施の形態について
説明する。ステップS1のタングステン基体製造工程で
は、タングステンの原板をプレス成型及び焼結すること
によって、この原板から所望の形状寸法、空孔率を有す
る多孔質タングステン基体(以下、単にタングステン基
体という。)7を製造する。製造されたタングステン基
体7は、図3及び図4に示すように、後述する含浸工程
(S4)で或いは含浸工程に先立って、含浸用の治具で
ある箱状のモリブデン(Mo)ボード11上に複数個載
置される。
【0015】次のエミッター造粒工程(S2)では、エ
ミッターにバインダーを混ぜて、プレス成型しやすい粒
径に造粒する。ここで、エミッターとしては、例えばB
aCO3,CaCo3,Al23の混合物によるものが用
いられる。
【0016】さらに、エミッタープレス成型工程(S
3)においては、上記ステップS2で造粒したエミッタ
ーを所望の形状にプレス成型して、成型エミッター12
を製造する。この時の成型エミッター12の形状は、図
3に示すように、Moボード11に供給しやすい形とす
る。また、成型エミッター12の重量は、Moボード1
1上に載置するタングステン基体7複数個の総重量に対
して例えば15〜30%とする。プレス成型して製造す
る成型エミッター12は、図3に示すようにMoボード
11に対して1個でもよいし、あるいは図4に示すよう
に、複数(12a,12b,12c)に分割した形態と
してもよい。
【0017】次の含浸工程(S4)では、Moボード1
1に対してタングステン基体7及び成型エミッター12
をこの順に載置して、これを水素炉や真空炉で加熱す
る。これによって、成型エミッター12が溶融液化し
て、タングステン基体7の各面からこの溶融液化したエ
ミッターが毛細管現象によって含浸する。
【0018】なお、Moボード11に対して成型エミッ
ター12及びタングステン基体7をこの順に載置して、
これを水素炉や真空炉で加熱することとしても良い。
【0019】次の過剰エミッター除去工程(S5)で
は、エミッターが含浸されたタングステン基体7につい
て過剰のエミッターが付着している場合に、これを洗浄
や研磨などの方法により除去する。これにより、図1に
示したカソードペレット3が完成する。
【0020】そして、次の組付け工程(S6)では、ス
テップS5で製造されたカソードペレット3と、予め別
工程で製造したTaスリーブ1,Taカップ2,Mo薄
膜4,Sc33薄膜5,W芯線8,及びアルミナ被覆ヒ
ータ9とが相互に組み付けられることにより、図1に示
す含浸型陰極10が完成する。
【0021】ここで、各部材の組み付けにあたっては、
カソードペレット3がTaカップ2に装着され、その後
Taカップ2がTaスリーブ1内の上部にレーザ溶接あ
るいはろう付けあるいは抵抗溶接される。
【0022】また、Mo薄膜4は、例えば電子線加熱蒸
着法あるいはスパッタ法を用いてカソードペレット3の
表面に形成される。Mo薄膜4上のSc33薄膜5は、
例えばスパッタ法を用いて形成される。
【0023】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。この実施の形態では、図3及び図4に示した
Moボード11の代わりに図5に示すMoホルダー13
を使用する。このMoホルダー13は、図5に示すよう
に、全体略円盤状の外形を呈しており、その中央に大径
の孔部15が形成され、この孔部15の周囲に基体設置
部16が複数形成されている。この基体設置部16は、
小径の円形穴であって、図6に示すように、その穴の径
がタングステン基体7の径よりも若干広く、かつその穴
の高さがタングステン基体7の高さよりも若干高い程度
に形成されている。なお、Moホルダー13における基
体設置部16の数は、この例では7つとなっているが、
特に限定されるものではない。
【0024】この実施の形態におけるステップS1のタ
ングステン基体製造工程では、上述した第1の実施の形
態と同様に、タングステンの原板をプレス成型及び焼結
することによって、この原板から所望の形状寸法、空孔
率を有するタングステン基体7を製造する。製造された
タングステン基体7は、図6に示すように、後の含浸工
程(S4)で或いは含浸工程に先立って、上記Moホル
ダー13の各基体設置部16上にそれぞれ載置される。
【0025】次のエミッター造粒工程(S2)も、上述
した実施の形態と同様に、エミッターにバインダーを混
ぜて、プレス成型しやすい粒径に造粒する。
【0026】そして、次のエミッタープレス成型工程
(S3)においては、上記ステップS2で造粒したエミ
ッターを所定形状にプレス成型して、成型エミッター1
4を製造する。ここで、成型エミッター14の形状は、
図6に示すように、タングステン基体7と略同径のペレ
ット状とする。また、成型エミッター14の重量は、タ
ングステン基体7の1個あたりの重量に対して例えば5
〜20%程度とする。
【0027】次の含浸工程(S4)では、Moホルダー
13の各基体設置部16に対してタングステン基体7及
び成型エミッター14をこの順に載置する。そして、こ
の状態のMoホルダー13を真空中で高周波を用いて加
熱することによって、成型エミッター14を溶融液化さ
せてタングステン基体7の各面から毛細管現象により含
浸させる。
【0028】なお、Moホルダー13の各基体設置部1
6に対して、成型エミッター14及びタングステン基体
7をこの順に載置して含浸させることとしても良い。
【0029】以下、次の過剰エミッター除去工程(S
5)及び組付け工程(S6)では、上述した実施の形態
の場合と同様の方法を用いることができる。これにより
図1に示す含浸型陰極10が完成する。
【0030】なお、上述した実施の形態においては、電
子放射物質6としてBaCO3,CaCo3,Al23
混合物を用いた例を説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えばBaO,CaO,Al23
混合物や、SrO,MgO,ZrO2,Y23の混合物
などを用いてもよい。
【0031】また、上述した実施の形態においては、カ
ソードペレット3に多孔性のタングステン基体7を用い
た例を説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えばモリブデン(Mo)やタンタル(Ta)等
を用いてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、所定
形状に成型した電子放射物質を用いることで、その重量
コントロールがしやすくなり、含浸工程において余分な
エミッターの供給を行わずに済み、また含浸工程後にお
ける過剰エミッターの除去の作業性が改善されるので、
製造された含浸型陰極の電子放射能力のバラツキが低減
され、製造歩留まりが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】含浸型陰極の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の含浸型陰極の製造方法の工程を示すフ
ローチャートである。
【図3】Moボードを用いてタングステン基体上にプレ
ス成型されたエミッターを配置する状態を示す外観斜視
図である。
【図4】Moボードを用いてタングステン基体上にプレ
ス成型されたエミッターを配置する状態を示す外観斜視
図である。
【図5】Moホルダを用いてタングステン基体上にプレ
ス成型されたエミッターを配置する状態を示す外観斜視
図である。
【図6】図4のX−X線断面図である。
【符号の説明】
10 含浸型陰極、1 Taスリーブ、2 Taカッ
プ、3 カソードペレット、4 モリブデン(Mo)薄
膜、5 Sc33薄膜、6 電子放出物質(エミッタ
ー)、7 多孔質タングステン(W)基体、8 W芯
線、9 アルミナ被覆ヒータ、12,14 成型エミッ
ター、11 Moボード、13 Moホルダ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子放射物質を多孔質金属基体に含浸さ
    せる含浸工程を含む含浸型陰極の製造方法において、 上記含浸工程で、予め所定形状に成型した電子放射物質
    と多孔質金属基体とを接触させた状態で含浸させること
    を特徴とする含浸型陰極の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記電子放射物質は、上記多孔質金属基
    体の5〜30重量%であることを特徴とする請求項1記
    載の含浸型陰極の製造方法。
JP3628998A 1998-02-18 1998-02-18 含浸型陰極の製造方法 Withdrawn JPH11233013A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030031287A (ko) * 2001-10-13 2003-04-21 삼성에스디아이 주식회사 함침형 음극 구조체 제조방법
CN105185675A (zh) * 2015-07-28 2015-12-23 安徽华东光电技术研究所 一种用于超大功率微波管的多注阴极及其制备方法

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Effective date: 20050510