JPS63143718A - Manufacture of multi-layer cathode sleeve - Google Patents

Manufacture of multi-layer cathode sleeve

Info

Publication number
JPS63143718A
JPS63143718A JP29003286A JP29003286A JPS63143718A JP S63143718 A JPS63143718 A JP S63143718A JP 29003286 A JP29003286 A JP 29003286A JP 29003286 A JP29003286 A JP 29003286A JP S63143718 A JPS63143718 A JP S63143718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
cup
body structure
nickel
cylindrical sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29003286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Kamozawa
鴨澤 弘文
Shigezo Kudo
繁蔵 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK
NEC Corp
Tokyo Cathode Laboratory Co Ltd
Original Assignee
TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK
NEC Corp
Tokyo Cathode Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK, NEC Corp, Tokyo Cathode Laboratory Co Ltd filed Critical TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK
Priority to JP29003286A priority Critical patent/JPS63143718A/en
Publication of JPS63143718A publication Critical patent/JPS63143718A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enable a multi-layer cathode sleeve for a long life oxide cathode to be obtained by forcibly pressing a cup-state body structure to a cylindrical sleeve body structure by applying pressure to both body structures made unitedly. CONSTITUTION:A cylindrical sleeve body structure 2 which is made to be a substrate metal is formed by only a nickelchrome alloy and furthermore a cup-state body structure 1 having a whole shape adaptable to a tip opening part of the cylindrical sleeve body structure is formed and prepared by only a cathode nickel. In this case a mouth edge of the cup-state body structure 1 has a ring-state expansion part 1a. The cup-state body structure 1 of nickel is engaged and united with a tip closing part of the cylindrical sleeve body structure 2 of the nickel-chrome alloy, placed on an under side die 3 of a super hard metal of a pressure device, an upper side die 4 of the super hard metal is made to descend in a moment, and thereby a shockingly high pressure F is applied to the cup-state body structure 1. A cathode sleeve in which both body structures are firmly united is obtained with the cup-state body structure 1 forcibly pressed in or pressed to the cylindrical sleeve body structure 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子管における酸化物カソードのカソードスリ
ーブ、特にニッケルークロム合金トニッケル等とより成
るクラツド材を用いた円筒状傍熱型酸化物カソード用の
カッ−トスリーブの製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cathode sleeve for an oxide cathode in an electron tube, particularly for a cylindrical indirectly heated oxide cathode using a clad material made of a nickel-chromium alloy such as nickel. The present invention relates to a method of manufacturing a cut sleeve.

〔従来技術〕[Prior art]

電子管における実用的な熱電子放射カソードとしては、
タングステンやランタンポライド等のバルク材料のほか
、カソード形成物質の仕事関数ρを実効的に低下させた
複合材料が用いられる。かかる複合材料によるカソード
には、ニッケルのような基体金属の一主面上にアルカリ
金属、アルカリ土金属、トリウムあるいはジルコニウム
等の単原子層を吸着させ、この吸着層の双極子作用によ
って仕事関数を低下せしめた単原子層被覆陰極、多孔質
タングステンの内側に酸化バリウムを密閉したし一カソ
ード、及び、基体金属の一主面上に酸化ストロンチウム
あるいは酸化バリウム等の半導体固溶層を被覆し、遊離
状のバリウム金属がつくる不純物準位によって仕事関数
φを低下させた酸化物カソードがある。この酸化物カソ
ードは、電子管の主要な用途であるブラウン管、特にT
V用の白黒またはカラー受像管において、最も多く用い
られている型式であって、その代表的な構造は例えば次
のとおシである。すなわち、ニッケルを基体金属とする
円筒状のカソードスリーブの頂部端面に酸化バリウム等
の熱電子放射材料を塗布して上記の半導体固溶層を形成
すると共に、カソードスリーブの内部には、タングステ
ン線をヘリカルに巻き、アルミナを焼結することにより
カソードと絶縁してヒーターを設けた構成を有する。
As a practical thermionic emitting cathode in an electron tube,
In addition to bulk materials such as tungsten and lanthanum polide, composite materials in which the work function ρ of the cathode forming substance is effectively lowered are used. In the cathode made of such a composite material, a monoatomic layer of alkali metal, alkaline earth metal, thorium, zirconium, etc. is adsorbed on one main surface of a base metal such as nickel, and the work function is increased by the dipole action of this adsorption layer. A cathode coated with a single atomic layer of strontium oxide, a cathode with barium oxide sealed inside porous tungsten, and a solid solution layer of semiconductor such as strontium oxide or barium oxide coated on one main surface of the base metal to release free tungsten. There is an oxide cathode whose work function φ is lowered by the impurity level created by barium metal. This oxide cathode is used in cathode ray tubes, which are the main application of electron tubes, especially T
This is the most commonly used type of V monochrome or color picture tube, and its typical structure is, for example, as follows. That is, a thermoelectron emitting material such as barium oxide is coated on the top end surface of a cylindrical cathode sleeve whose base metal is nickel to form the semiconductor solid solution layer, and a tungsten wire is placed inside the cathode sleeve. It has a configuration in which it is helically wound and insulated from the cathode by sintering alumina and provided with a heater.

ところで、酸化物カソードにおいて、電子放射能及びそ
の寿命の支配的因子である還元剤を一定量、しかも長期
的に供給し得るようにするため、ニッケルとニッケルー
クロム合金のバイメタル構造によってカソードスリーブ
が構成される場合、一般的にこのような酸化物カソード
における熱電子放射のメカニズムは、酸化バリウムが、
(1)熱解離、または、 (II)  電界解離、または、 Oil  基体金属との界面で基体金属に含まれるシリ
コン、マグネシウム、タングステン等の還元剤による化
学解離、 の少くとも1つの現像によって、金属バリウムを発生し
、この金属バリウムが活性中心となって電子が放射され
ると説明されているが、これらのうちで[1ii)の化
学解離が支配的因子であることは、例えば、RCA R
EVIEW、Vol、45.SEPTEMBER。
By the way, in order to be able to supply a constant amount of reducing agent, which is a dominant factor in electron radioactivity and its lifetime, in an oxide cathode over a long period of time, the cathode sleeve is made of a bimetallic structure of nickel and nickel-chromium alloy. Generally, the mechanism of thermionic emission in such oxide cathodes is that barium oxide is
(1) thermal dissociation, or (II) electric field dissociation, or chemical dissociation with a reducing agent such as silicon, magnesium, or tungsten contained in the base metal at the interface with the base metal. It is explained that barium is generated, and this metal barium becomes an active center and electrons are emitted, but among these, the chemical dissociation of [1ii) is the dominant factor, for example, RCA R
EVIEW, Vol. 45. SEPTEMBER.

1984、p、379”Operating Mech
anism of theone−piece cat
hode (ワンピース春カソードの作動機構)”、に
、T、CHIANG及びJ 、J 、MALEY著、な
どの多くの文献に述べられているところである。
1984, p. 379"Operating Mech
anism of theone-piece cat
It is described in many literatures such as "One Piece Spring Cathode Actuation Mechanism", by T. CHIANG and J. J. MALEY.

これらの文献における解析によれば、上記の還元剤の消
耗が酸化物カソードの寿命に直接関係する。そこで、所
定の寿命を全うするのに必要な量の還元剤を予め基体金
属中に含有させておくことも考えられるが、基体金属そ
れ自体の還元剤含有量は一定限界(一般的には、0.1
%以下)を越えると、量的に不必要な程の過剰バリウム
を生じ、それが蒸発するために酸化物中の酸化バリウム
の消耗が過大となって、むしろ逆に寿命を短縮する。
According to the analysis in these documents, the consumption of the reducing agent mentioned above is directly related to the lifetime of the oxide cathode. Therefore, it may be possible to pre-contain the amount of reducing agent necessary to complete the specified life in the base metal, but the reducing agent content of the base metal itself is within a certain limit (generally, 0.1
% or less), an unnecessary amount of excess barium is produced, which evaporates, resulting in excessive consumption of barium oxide in the oxide, which actually shortens the service life.

すなわち、所定温度で多孔質である酸化物被覆の全容積
を飽和するに充分な金属バリウムを発生せしめるのに必
要とされる一定量の還元剤を、可及的に長期間にわたっ
て界面に供給できるようにすることが、寿命改善の鍵と
なる。
That is, the amount of reducing agent required to generate enough metallic barium to saturate the entire volume of the porous oxide coating at a given temperature can be supplied to the interface for as long as possible. Doing so is the key to improving lifespan.

しかるに、バイメタル構造のカソードスリーブにおいて
は、その酸化物被覆との界面は普通のカソード用ニッケ
ルであって、通常量のシリコン、マグネシウム等の還元
剤を含有するが、カソードの寿命時間の進行に伴なう還
元剤の消耗量が一定レベルに達すると、その時点におい
てニッケルークロム層からクロムが選択拡散して界面に
到達し、さらに、酸化物被覆内に気相拡散して、酸化バ
リウムの化学解離を促進することになる。
However, in a bimetallic cathode sleeve, the interface with the oxide coating is normal cathode nickel and contains normal amounts of reducing agents such as silicon and magnesium; When the consumption of the reducing agent reaches a certain level, at that point chromium selectively diffuses from the nickel-chromium layer and reaches the interface, and further diffuses into the oxide coating in the vapor phase, causing the barium oxide chemical reaction. This will promote dissociation.

すなわち、この種のカソードスリーブの製造プロセスな
らびにその最終構造を示す第7図(aJ〜(e)を参照
して説明すると、先ず、基体金属のニッケルとニッケル
ークロム合金とを、例えばクラッド法によって、貼合せ
て第7図ta)のようなバイメタル構造のシートを調製
し、このシートからカソードスリーブの大きさによって
定まる適当な寸法と形状を有する円板を打抜く工程を含
む連続的な一連の工程、例えばトランスファプレス法に
よって、第7図(b)のようなプレス成形体にする。こ
の成形体の外側表面は全てニッケルであるが、内側表面
は全てニッケルークロム合金となっている。続いて、上
記プレス成形体のその頂部を含むカップ状部分のみに、
例えばネガ・タイプのフォト・レジストを被着し、紫外
線に露光すると、第7図(C)のようになる。続いて、
稀硝酸を含むエツチング液に浸漬することにより、上記
の露出したニッケル層のみを溶かして、固化したフォト
・レジスト以外の部分には、バイメタルのニッケルーク
ロム層が露呈した構造の第7図1d)を得る。そこで、
固化したフォト・レジスト及びエッチャント除去のため
の洗浄を行なうと、頂部のカップ状部分だけがニッケル
とニッケルークロム合金とのバイメタル構造で、その他
の周側面はニッケルークロム合金の一層により構成され
た第7図(e)の1ピース・バイメタル・カソードスリ
ーブが得られる。
That is, to explain the manufacturing process of this type of cathode sleeve and its final structure with reference to FIGS. , laminated together to prepare a sheet of bimetallic structure as shown in Figure 7 (ta), and punching out from this sheet a disk having an appropriate size and shape determined by the size of the cathode sleeve. A press molded body as shown in FIG. 7(b) is formed by a process such as a transfer press method. The outer surface of this compact is entirely made of nickel, while the inner surface is entirely made of a nickel-chromium alloy. Subsequently, only the cup-shaped portion including the top of the press-formed body was coated.
For example, if a negative type photoresist is applied and exposed to ultraviolet light, the result will be as shown in FIG. 7(C). continue,
By immersing it in an etching solution containing dilute nitric acid, only the exposed nickel layer was dissolved, and the bimetallic nickel-chromium layer was exposed in areas other than the solidified photoresist (Fig. 7 1d). get. Therefore,
After cleaning to remove the solidified photoresist and etchant, only the cup-shaped portion at the top had a bimetallic structure of nickel and nickel-chromium alloy, and the other peripheral surfaces were composed of a single layer of nickel-chromium alloy. The one-piece bimetallic cathode sleeve of FIG. 7(e) is obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上の製造プロセスから判るように、従来の1ピース・
バイメタル・カソードスリーブでは、レジスト工程、エ
ツチング工程、ならびに、レジスト及びエッチャント洗
浄工程が不可欠である。しかも、最後のエッチャント除
去のための洗浄工程は、閉口端をもった円筒状の場合に
は、それが完全に洗浄除去されるという保証がなく、万
一、少しでも残存したとすると、ひいては酸化物カソー
ドとしての機能が著しくそこなわれ、その寿命が大幅に
短縮されるという、不所望な結果を招くことになる。
As you can see from the above manufacturing process, the conventional one-piece
For bimetallic cathode sleeves, a resist process, an etch process, and a resist and etchant cleaning process are essential. Moreover, in the final cleaning process for removing etchant, if the etchant is cylindrical with a closed end, there is no guarantee that the etchant will be completely removed. The undesirable result is that the cathode function is significantly impaired and its lifespan is significantly shortened.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

本発明は従来技術における上述の問題点の解決に指向す
るもので、電子管用酸化物カソードの電子放射能及びそ
の寿命の支配的因子である還元剤を一定量、しかも長期
的に供給してその寿命を改善できる所謂バイメタル構造
をもつカソードスリーブについて、従来技術の方法では
不可欠とされていたレジスト工程、エツチング工程、エ
ッチャント洗浄工程を不要にすることにより、カソード
としての機能を経年的に低下せしめることなしに、その
寿命を著しく延長することを可能にした、この釉のカソ
ードスリーブの製造方法を提供し、さらにまた、この製
造方法を拡張し1、多層構造のカソードスリーブを製造
する方法を提供することを目的とする。
The present invention is directed to solving the above-mentioned problems in the prior art, by supplying a constant amount of a reducing agent over a long period of time, which is a dominant factor in the electron radioactivity and lifetime of an oxide cathode for an electron tube. Regarding cathode sleeves with a so-called bimetal structure that can improve lifespan, by eliminating the need for the resist process, etching process, and etchant cleaning process that were considered indispensable in conventional methods, the function as a cathode can be reduced over time. To provide a method for manufacturing a glazed cathode sleeve, which makes it possible to significantly extend the life of the glazed cathode sleeve, and further extend this manufacturing method to provide a method for manufacturing a multilayered cathode sleeve. The purpose is to

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について、第1図ないし第6図を参照してそ
の実施例について説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

第1図(a)〜(eJは、本発明を具現した。2ピース
・バイメタル・カソードスリーブの製造方法における各
工程を示すものである。この実施例では、第7図示の従
来技術のようにニッケルとニッケルークロム合金のバイ
メタル・シートからカソードスリーブを成型するのでは
なく、ニッケルークロム合金のみによって基体金属とな
る第1図(b)の円筒状スリーブ構体2を成形する一方
、第1図(a)及び第2図に示されるように、この円筒
状スリーブ構体の先端閉口部に適合可能な全体形状を有
するカップ状構体1をカソード用ニッケルのみによって
成形して準備する。ここで重要な点は、このカップ状構
体1の口縁がリング状の膨大部1aを有することである
。本発明ではこのように特別に調製された2ピースから
出発する点に特徴がある。
1(a) to (eJ) embody the present invention. Each step in the manufacturing method of a two-piece bimetallic cathode sleeve is shown. In this embodiment, as in the prior art shown in FIG. Rather than molding the cathode sleeve from a bimetallic sheet of nickel and nickel-chromium alloy, the cylindrical sleeve structure 2 of FIG. As shown in (a) and FIG. 2, a cup-shaped structure 1 having an overall shape that can be adapted to the closed end portion of this cylindrical sleeve structure is prepared by molding only nickel for the cathode. The point is that the lip of this cup-shaped structure 1 has a ring-shaped enlarged part 1a.The present invention is characterized in that it starts from two pieces specially prepared in this way.

ついで第1図(aのように、ニッケルのカップ状構体1
をニッケルークロム合金の円筒状スリーブ構体2の先端
閉口部に嵌合させて一体にして、第1図(dJに示す加
圧装置の超硬質金属の下側ダイ3上に載置し、その超硬
質金属の上側ダイ4を瞬間的に下降させることによって
、このカップ状構体1に衝撃的な高い圧力Fを加える。
Next, as shown in Figure 1 (a), a nickel cup-shaped structure 1
is fitted into the closed end portion of the cylindrical sleeve structure 2 made of nickel-chromium alloy, and placed on the lower die 3 made of ultra-hard metal of the pressurizing device shown in FIG. 1 (dJ). Impulsively high pressure F is applied to this cup-shaped structure 1 by momentarily lowering the upper die 4 made of ultra-hard metal.

すると、カップ状構体1は円筒状スリーブ構体2に強制
圧入または圧着されて、第1図(e)に示すごとく、両
構体が強固に一体化されたカソードスリーブが得られる
Then, the cup-shaped structure 1 is forcibly press-fitted or crimped into the cylindrical sleeve structure 2, and as shown in FIG. 1(e), a cathode sleeve in which both structures are firmly integrated is obtained.

そして、前述したように、上記カップ状構体lにはその
口縁に膨大部1aが形成されているので、第1図(d)
の加圧工程においてこの膨大部1aに対して加わる。圧
力はカップ状構体の他の部分に対するそnよりもはるか
に高くなり、そのために膨大部1aはその一部分がその
内側の円筒状スリーブ構体2の基体金属であるニッケル
ークロム合金中に喰い込むことになる。第3図はこのよ
うに喰い込みの生じた有様を示す拡大図である。
As mentioned above, since the cup-shaped structure l has the enlarged portion 1a formed at its mouth edge, as shown in FIG. 1(d).
In the pressurizing step, the pressure is applied to this enlarged portion 1a. The pressure is much higher than that on other parts of the cup-shaped structure, so that part of the ampulla 1a digs into the nickel-chromium alloy that is the base metal of the cylindrical sleeve structure 2 inside it. become. FIG. 3 is an enlarged view showing how the biting has occurred in this way.

叙上の諸工程により製造された第1図telのカソード
スリーブは、それ自体通常行われる酸化物塗布前の高純
度水素中の熱処理工程を通じて、クロムが選択拡散して
拡散接合が形成されることによって、二層構体となるも
のである。この場合に、カソードスリーブの基体、すな
わち、上記円筒状構体2と、酸化物電子放射体が塗着さ
れるカップ状構体1との間の接着強度が最大の問題とな
るが、本発明の製造方法においては、第1図(alのご
とくカップ状構体1の口縁はその側面よりも厚さが若干
大きい膨大部1aを有するので、同図tdlに示す加圧
装置による強制圧入工程でこの膨大部1aの一部分が円
筒状スリーブ構体2の側壁に第3図のごとく喰い込み、
これによって充分な接着強度が保証される。本発明者等
はこのような事実を実験的に確認することができた。す
なわち、第5図はこの実験データにもとづいて作成した
もので、カップ状構体と円筒状スリーブ構体とを各種の
方法により接着した場合の接着強度の比較チャートであ
る。第5図において、横列の方法Iは、本発明のような
膨大部1aのないニッケルのカップ状構体を用い、これ
を本発明と同様の円筒状構体に対して点溶接により接着
したものをサンプルとし、上記高純度水素中の熱処理前
のサンプル100個を左側欄に採り、同じくこの熱処理
後のサンプル100個を右側欄に採って、それぞれのサ
ンプルについての接着を破壊するに要するカー、すなわ
ち、接着強度を縦軸にし、その頻度分布を点でもって示
している。点溶接の場合は、熱処理により接着強度の低
下を生じることが判る。なお、熱処理条件は以下のB〜
■も同様、900°C110分である。次の方法■は、
■と同様の各構体を用い、レーザー溶接をし、熱処理前
及び後各50個のサンプルについて測定した接着強度の
頻度分布を、それぞれ左側及び右側に示す。熱処理−の
前後を通じてそれ程変化はない。方法■は、前出のRC
AREVIEW掲載のものと同等で、その口縁に第2図
13のようなリング状膨大部のないカップ状構体と、円
筒状スリーブ構体とを、第1図示の手順で加圧圧着した
ものについて、その接着強度の頻度分布を示す。この場
合の熱処理前後の各サンプル数はそれぞれ100個であ
って、前述したように、熱処理により接着強度が大幅に
増加することが判る。最後の方法■は本発明の方法にお
けるキャップについての接着強度の頻度分布を示し、本
発明のキャップは、第2図のごとくカップ状構体1の口
縁に膨大部1aを有するものを用いたため、加圧工程で
円筒状スリーブ構体への喰い込みを生じ、その結果、熱
処理前ですらも、口縁にリング状膨大部のないキャップ
よりも既に接着強度が高い。そして、注目すべきことは
、熱処理後には、接着強度がさらに著しく高くなること
である。この本発明方法により得られたカソードスリー
ブの熱処理後のサンプルの接着強度は、上記I、■及び
■のいずれと比較しても格段に高い値を示しておシ、そ
の頻度分布がこれらの2倍以上の部分に集中しているこ
とは注目に値する。これは本発明の特徴のひとつである
。膨大部を有するカップ状構体を用いたことにもとづく
ものである。
The cathode sleeve shown in Fig. 1, manufactured by the above-mentioned processes, undergoes a heat treatment process in high-purity hydrogen before applying the oxide, which is usually performed, to selectively diffuse chromium and form a diffusion bond. This results in a two-layer structure. In this case, the biggest problem is the adhesive strength between the base of the cathode sleeve, that is, the cylindrical structure 2, and the cup-shaped structure 1 to which the oxide electron emitter is applied. In the method, as shown in Fig. 1 (al), the lip of the cup-shaped structure 1 has an enlarged portion 1a that is slightly thicker than the side surface, so this enlarged portion is removed by a forced press-fitting step using a pressurizing device shown in Fig. tdl. A part of the portion 1a bites into the side wall of the cylindrical sleeve structure 2 as shown in FIG.
This ensures sufficient adhesive strength. The present inventors were able to experimentally confirm this fact. That is, FIG. 5 was created based on this experimental data, and is a comparison chart of adhesive strength when a cup-shaped structure and a cylindrical sleeve structure are bonded by various methods. In FIG. 5, method I in the horizontal row uses a nickel cup-shaped structure without the enlarged portion 1a as in the present invention, and adheres this to a cylindrical structure similar to the present invention by spot welding. Then, 100 samples before heat treatment in the above-mentioned high-purity hydrogen are taken in the left column, and 100 samples after heat treatment are taken in the right column, and the car required to break the adhesion for each sample is as follows: The vertical axis represents the adhesive strength, and its frequency distribution is shown as dots. In the case of spot welding, it can be seen that the adhesive strength decreases due to heat treatment. The heat treatment conditions are as follows:
Similarly, for (2), the temperature was 900°C for 110 minutes. The next method is
Using each structure similar to (2), laser welding was performed, and the frequency distribution of adhesive strength was measured for 50 samples each before and after heat treatment, and the frequency distributions are shown on the left and right sides, respectively. There is not much change before and after heat treatment. Method ■ is the above-mentioned RC
Regarding a cup-shaped structure that is equivalent to the one published in AREVIEW, and has a cup-shaped structure without a ring-shaped enlarged portion on its mouth edge as shown in FIG. The frequency distribution of the adhesive strength is shown. In this case, the number of samples before and after the heat treatment was 100 each, and as mentioned above, it can be seen that the adhesive strength is significantly increased by the heat treatment. The last method (■) shows the frequency distribution of adhesive strength for the cap according to the method of the present invention, and since the cap of the present invention had an enlarged portion 1a at the mouth edge of the cup-shaped structure 1 as shown in FIG. The pressurization process causes a biting into the cylindrical sleeve structure, so that even before heat treatment, the adhesive strength is already higher than a cap without a ring-shaped bulge at the lip. What should be noted is that the adhesive strength becomes even more significant after heat treatment. The adhesion strength of the sample after heat treatment of the cathode sleeve obtained by the method of the present invention showed a much higher value compared to any of the above I, It is noteworthy that they are concentrated in more than twice as many areas. This is one of the features of the present invention. This is based on the use of a cup-shaped structure having an ampulla.

また1本発明方法によるカソードスリーブを熱処理して
後、それ自体尋常の酸化物被覆を施し、酸化物カソード
として完成したものについて行なった実装テストによる
寿命特性を第6図に示す。
Furthermore, after heat treating the cathode sleeve according to the method of the present invention, the sleeve itself was coated with an ordinary oxide, and the life characteristics of the completed oxide cathode were conducted in a mounting test, and the life characteristics are shown in FIG.

このテストはフィラメント定格電圧の20%加速電圧の
条件下のもので、第6図において、横軸に時間(h)、
縦軸に最大カソード電流の下降重層を採って、本発明に
より得られたカソードスリーブを有する2ピースバイメ
タルカソードの寿命特性を従来型と比較したものである
。このように1本発明による2ピースカソードが従来の
単層型カソードのほぼ2倍の有効寿命をもつことが知れ
る、これはあたかも前出のRCA REVIEWに開示
された1ピースバイメタルカソードにおけるライフパタ
ーンに類似の傾向をもつ。実験データから、本発明は1
ピース・バイメタルカソードとは異る製造方法で得たカ
ソードスリーブによって、少くともそれと同等のカソー
ドとしての性能を、より長い寿命時間にわたって発揮し
得る、優れた酸化物カソードを提供するものであること
が判る。
This test was conducted under the condition of an accelerating voltage of 20% of the filament rated voltage. In Figure 6, the horizontal axis shows time (h),
The vertical axis indicates the descending layer of the maximum cathode current, and the life characteristics of the two-piece bimetallic cathode having the cathode sleeve obtained according to the present invention are compared with those of the conventional type. As described above, it is known that the two-piece cathode according to the present invention has an effective life that is approximately twice that of the conventional single-layer cathode, which is similar to the life pattern of the one-piece bimetallic cathode disclosed in the above-mentioned RCA REVIEW. have similar tendencies. From the experimental data, the present invention has 1
The cathode sleeve obtained by a manufacturing method different from that of the piece bimetallic cathode provides an excellent oxide cathode that can exhibit at least the same cathode performance over a longer lifetime. I understand.

ここで、説明順序が逆になったが、第4図は本発明の製
造方法によって作られた2ピース・バイメタル・カソー
ドスリーブのaoooh実装テスト後における、カソー
ド用ニッケル及び酸化物被覆へのクロムの拡散パターン
を示したものである。
Although the order of explanation has been reversed, Figure 4 shows the nickel and oxide coating for the cathode after the aoooo mounting test of the two-piece bimetallic cathode sleeve made by the manufacturing method of the present invention. This shows the diffusion pattern.

上述の実施例では、カソードスリーブを形成するための
カップ状構体の材料として通常のカソード用ニッケルの
みを用いた。このように、ニッケルークロム合金から成
る円筒状構体の先端閉口部に加圧工程により強制圧着さ
れるべきカップ状構体がニッケルであることは、本発明
の一実施態様にとって重要な事項である。しかしながら
、特許請求の範囲第1項に規定する構成要件を充足し、
かつ、明細書本文によって支持された本発明の基本精神
に沿う範囲において、本発明はまた、様々の改良された
態様のものとして、それを具現することができる。例え
ば、次に述べるのは、かかる改良された実施例のひとつ
である。
In the embodiments described above, only ordinary cathode nickel was used as the material for the cup-shaped structure for forming the cathode sleeve. As described above, it is important for one embodiment of the present invention that the cup-shaped structure to be forcibly pressed into the closed end portion of the cylindrical structure made of a nickel-chromium alloy by the pressurizing process is made of nickel. However, if the constituent requirements stipulated in claim 1 are satisfied,
Furthermore, within the scope of the basic spirit of the present invention supported by the main text of the specification, the present invention can also be embodied in various improved aspects. For example, the following is one such improved embodiment.

既に触れたように、酸化物被覆中の酸化バリウムとシリ
コン、マグネシウム、タングステン等の還元剤との化学
反応の結果、基体金属中にはシリコン、マグネシウムと
バリウムの両性化合物の層(いわゆる、インターフェイ
ス)が形成されるが、これらの両性化合物は一般に電気
抵抗が極めて高く、そのため、カソードとアノードのみ
で構成される2極管を想定すると、等側内に抵抗が挿入
されたことになる。しかも、寿命時間の経過とともに、
これらの反応生成物が増量するのであるから、等測的抵
抗値は経時的に増大し、これもまた、酸化物カソードの
電子放射能を妨げる重大な要因となる。かくして本発明
においては、さらに次の技術手段によってかかる不所望
な問題をも有効に解決するものである。すなわち、酸化
物カソードの電子放射能の支配因子は基体金属に含まれ
る還元剤と酸化バリウムとの化学反応であって、反応生
成物が残ることそれ自体は宿命的に避けることができな
いけれども、この反応生成物が電気的な導体でありさえ
すれば、カソードとしての機能に影響を及はさないに相
違ない、という新たな認識に立つことによって、叙上の
問題解決の糸口を見出した。かくして本発明者の試行錯
誤的な実験により、上記のように反応生成物が電気的導
体になるという条件を満足する元素の例として、金属バ
リウム、チタニウム及びジルコニウムがあることが判っ
た。特にジルコニウムを例に採ると、周知のように、酸
化ジルコニウムはカソードの動作温度に相当する約70
0″C〜800°Cにおいて金属ジルコニウムとほぼ同
レベルの電気的良導体となる唯一の金属酸化物である。
As already mentioned, as a result of the chemical reaction between barium oxide in the oxide coating and a reducing agent such as silicon, magnesium, or tungsten, a layer of amphoteric compounds of silicon, magnesium, and barium (so-called interface) is formed in the base metal. are formed, but these amphoteric compounds generally have extremely high electrical resistance, so if we assume a diode consisting of only a cathode and an anode, a resistor will be inserted on the equal side. Moreover, as the life time passes,
As these reaction products build up, the isometric resistance increases over time, which is also a significant factor hindering the electron emission of oxide cathodes. Thus, in the present invention, such undesirable problems are also effectively solved by the following technical means. In other words, the controlling factor for the electron radioactivity of the oxide cathode is the chemical reaction between the reducing agent contained in the base metal and barium oxide, and although it is inevitable that the reaction product remains, this By coming to the new understanding that as long as the reaction product is an electrical conductor, it must have no effect on its function as a cathode, and we found a way to solve the above problem. Through trial and error experiments conducted by the present inventors, it has been found that the metals barium, titanium, and zirconium are examples of elements that satisfy the above-mentioned condition that the reaction product becomes an electrical conductor. Taking zirconium as an example, as is well known, zirconium oxide has a temperature of about 70°C, which corresponds to the cathode operating temperature.
It is the only metal oxide that has approximately the same level of electrical conductivity as metallic zirconium at temperatures between 0''C and 800°C.

しかし、ジルコニウムは例えばカソード基体金属である
ニッケルと合金を形成する場合には、いわゆる共晶体と
なるが、この共晶体は物理的に脆いという性質があるの
で、これを用いてカップ状構体を得るために所定形状に
プレス成型を行なうことができない。
However, when zirconium forms an alloy with nickel, which is the cathode base metal, it becomes a so-called eutectic, but since this eutectic has the property of being physically brittle, it is used to obtain a cup-shaped structure. Therefore, press molding into a predetermined shape cannot be performed.

しかるに本発明者の研究の結果、通常のカソード基体用
のニッケルにジルコニウム等を例えばスパッタリング法
等によりその一生表面に被覆し、続いてその上にニッケ
ル等の陰極金属を被覆して成る多層構造にしておけば、
それを容易にプレス成型できる、という認識に到達した
。かくして、この多層構造のものからプレス成型した酸
化物被覆支持用のカップ状構体と、ニッケルークロム合
金の円筒状構体とをそれぞれ準備し、以降の諸工程は前
述の第1の実施例のそれに準じて、本発明の製造方法を
適用することにより加工して得られた2ピ一ス多層カソ
ードスリーブは、所定の寿命時間経過後ジルコニウムが
前述の反応生成物層(インターフェイス)に拡散により
到達してインターフェイスの電気抵抗を低下せしめるの
で、この多層カソードスリーブを用いた酸化物カソード
では、高レベルの電子放射能を極めて長時間にわたって
維持することが可能となシ、カソードとしての有効寿命
が一段と延長される。そして、詳細な記述は省略するが
、ジルコニウムにおける叙上の作用効果に匹敵する作用
効果は、金属バリウムやチタニウムのそれぞれ、さらに
は、ジルコニウム、金属バリウム及びチタニウムの複合
から成るものについても、これを確認することができた
However, as a result of research by the present inventor, a multilayer structure was created in which zirconium, etc., was coated on the surface of nickel, which is normally used for cathode substrates, by sputtering, and then a cathode metal such as nickel was coated on top. If you keep it,
We came to the realization that it could be easily press-molded. Thus, a cup-shaped oxide-coated support structure press-molded from this multilayer structure and a cylindrical nickel-chromium alloy cylindrical structure were prepared, and the subsequent steps were carried out as in the first embodiment described above. Accordingly, in the two-piece multilayer cathode sleeve obtained by processing by applying the manufacturing method of the present invention, zirconium reaches the aforementioned reaction product layer (interface) by diffusion after a predetermined life time. This reduces the electrical resistance of the interface, allowing oxide cathodes using this multilayer cathode sleeve to maintain high levels of electron emission for extremely long periods of time, further extending the useful life of the cathode. be done. Although a detailed description will be omitted, the effects comparable to those described above for zirconium are found in barium metals and titanium, as well as in composites of zirconium, barium metals, and titanium. I was able to confirm.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明は次の顕著な効
果を奏する。すなわち、公知の1ピース・バイメタル・
カソードスリーブを製造するための従来技術の方法にお
いては、フォトエツチング工程やエッチャント除去・洗
浄工程のような化学的処理を必要としたため、たとい微
量な9とも処理物質が残存すると、カソード寿命の短縮
を招く結果となったのであるが、本発明では、少くとも
マクロ的な構造に関する限シこの1ピース・バイメタル
・カソードスリーブに類似する2ピ一スψ複層カソード
スリーブを、カソード寿命にとって有害な化学的処理に
よることなく、機械的な加圧工程によって確実かつ高能
率に製造することができ、生産性が高く、低コストであ
る。それのみならず、本発明の製造方法による2ピ一ス
複層カソードスリーブを用いて酸化物カソードを形成し
た場合には、電子放射能を主体とするカソードとしての
機能それ自体は従来方法による1ピース・バイメタル・
カソードスリーブ利用の酸化物カソードと実質的に同等
であっても、電子放射能の持続に対する有害物質の残存
を避は得ない化学的処理によらないため、1ピース型の
ものを用いた酸化物カソードよりもはるかに長寿命とな
シ、かつ、個々の寿命特性にばらつきがない。また、本
発明の製造方法においては、特にカップ状構体の口縁を
リング状の膨大部としているため、加圧工程によりこの
膨大部が円筒状スリーブ構体の周側面に強固な喰い込み
を生じてその接着強度を大ならしめ、しかも、それ自体
尋常な、後続の熱処理工程を紗ることにより、この接着
強度が一段と増強されることになるので、酸化物カソー
ド用として有用性の高いカソードスリーブを実現するこ
とができる。さらに、本発明によれば、プレス成形によ
少カップ状構成体を得るための材料として、金属バリウ
ム、ジルコニウムあるいはチタニウムの少くとも一種か
ら成る層を中間に挾んで上下両面にニッケル層を設けて
成る積層体を用い、これから成形され、口縁にリング状
の膨大部を有するカップ状構体をニッケルークロム合金
の円筒状スリーブ構体に加圧して強制圧着せしめること
により2ヒ−ス複層の、この場合は特に多層のカソード
スリーブが製造されるので、かくして得られたカソード
スリーブを用いた酸化物カソードにおいては、寿命時間
の経過に伴なってジルコニウム、金属バリウム、または
チタニウムが反応性成物層(インターフ立イス)の電気
抵抗を低減するように働き、このため、高レベルの電子
放射能を極めて長時間にわたって持続できることになシ
、有効寿命をさらに延長し得る酸化物カソード用カソー
ドスリーブが提供される。
As is clear from the above description, the present invention has the following remarkable effects. In other words, the known one-piece bimetal
Prior art methods for manufacturing cathode sleeves required chemical treatments such as photoetching steps and etchant removal/cleaning steps, which can shorten cathode life if even trace amounts of treated materials remain. However, in the present invention, at least in terms of the macroscopic structure, a two-piece ψ multilayer cathode sleeve similar to this one-piece bimetallic cathode sleeve is freed from chemicals harmful to the life of the cathode. It can be manufactured reliably and highly efficiently by a mechanical pressurization process without manual processing, resulting in high productivity and low cost. In addition, when an oxide cathode is formed using the two-piece multilayer cathode sleeve manufactured by the manufacturing method of the present invention, the function itself as a cathode, which mainly uses electron radioactivity, cannot be achieved by the conventional method. Peace Bimetal
Even if it is substantially equivalent to an oxide cathode that uses a cathode sleeve, it does not require chemical treatment, which inevitably leaves harmful substances for the duration of electron radiation. It has a much longer lifespan than a cathode, and there is no variation in individual lifespan characteristics. In addition, in the manufacturing method of the present invention, since the mouth edge of the cup-shaped structure is formed into a ring-shaped enlarged portion, this enlarged portion is strongly bitten into the circumferential side of the cylindrical sleeve structure during the pressurizing process. By increasing the adhesive strength and applying a subsequent heat treatment process, which is itself unusual, this adhesive strength can be further enhanced, making it possible to create a cathode sleeve that is highly useful for oxide cathodes. It can be realized. Furthermore, according to the present invention, as a material for obtaining a small cup-shaped structure by press molding, a layer consisting of at least one of metal barium, zirconium, or titanium is sandwiched in the middle, and nickel layers are provided on both the upper and lower surfaces. A cup-shaped structure formed from the laminate having a ring-shaped enlarged portion on the rim is forcibly bonded to a cylindrical sleeve structure of nickel-chromium alloy by applying pressure, thereby producing a two-heath multilayer structure. In this case, in particular, multilayer cathode sleeves are produced, so that in oxide cathodes using cathode sleeves obtained in this way, zirconium, metallic barium, or titanium forms a reactive composition layer over time. Provides a cathode sleeve for oxide cathodes that acts to reduce the electrical resistance of the interface stand and thus can sustain high levels of electron radiation for extremely long periods of time, further extending its useful life. be done.

なお、金属バリウム、ジルコニウムあるいはチタニウム
の少くとも一種から成る中間層を2つのニッケル層間に
接着した上記の積層体を用いる場合は、カップ状構体が
嵌合されるべき円筒状スリーブ構体の先端は必ずしも紙
上の実施例のごとく閉口部である必要はなく、開口部に
なっていても、充分に所期の作用効果を達成することが
できる。
Note that when using the above-mentioned laminate in which an intermediate layer made of at least one of metal barium, zirconium, or titanium is bonded between two nickel layers, the tip of the cylindrical sleeve structure into which the cup-shaped structure is to be fitted is not necessarily It does not have to be a closed part as in the embodiment shown in the paper, but even if it is an open part, the desired effect can be sufficiently achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面の第1図(a)ないし第1図telは、本発明
の2ピ一ス複層カソードスリーブの製造方法の一実施例
を説明するための図面であって、第1図+aJないし第
1図(e)は該製造方法における各工程に相当する。第
2図は本発明の製造方法におけるカップ状構体の拡大一
部所面側面図、第3図は同じく強制圧入後におけるカッ
プ状構体と円筒状スリーIプ構体との接着の態様を示す
ための部分的な側断面図である。第4図は本発明方法に
より製造した2ピース・バイメタル・カソードスリーブ
の5゜00h実装テスト後における、カソード用ニッケ
ル及び酸化物被覆へのクロムの拡散パターン・チャート
である。第5図は本発明の製造方法におけるカップ状構
体−円筒状スリーブ構体間の接着強度を、従来技術の該
当部材のそれとを比較するための実験データである。第
6図は、本発明の製造方法で作られた2ピース・バイメ
タル・カソードスリーブを有する酸化物カソードの実装
テストにより得られた寿命特性を示すグラフである。第
7図(a)ないし第7図telは、従来技術である1ピ
ース・バイメタル・カソードスリーブの製造方法におけ
る各工程を示す。 代コ!A :41”、、4.. rT: 、lぶ  召
・、  7.1−1゛  ≦ゝ Ih(軽ゝ・′ 第4図 図
FIGS. 1(a) to 1(tel) of the accompanying drawings are drawings for explaining an embodiment of the method for manufacturing a two-piece multilayer cathode sleeve of the present invention, and FIGS. FIG. 1(e) corresponds to each step in the manufacturing method. FIG. 2 is an enlarged partial side view of the cup-shaped structure in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the state of adhesion between the cup-shaped structure and the cylindrical sleep structure after forced press-fitting. FIG. 3 is a partial side sectional view. FIG. 4 is a chart of the diffusion pattern of chromium into the nickel and oxide coating for the cathode after a 5°00 hour mounting test of the two-piece bimetallic cathode sleeve manufactured by the method of the present invention. FIG. 5 shows experimental data for comparing the adhesive strength between the cup-shaped structure and the cylindrical sleeve structure in the manufacturing method of the present invention with that of the corresponding member of the prior art. FIG. 6 is a graph showing the life characteristics obtained from a mounting test of an oxide cathode having a two-piece bimetallic cathode sleeve made by the manufacturing method of the present invention. FIGS. 7(a) to 7(tel) show each step in a conventional method for manufacturing a one-piece bimetallic cathode sleeve. Substitute! A: 41”, 4.. rT: , lbu ・, 7.1-1゛ ≦ゝIh(lightゝ・′ Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 先端に閉口部を有する円筒状スリーブ構体と、全体的形
状が該円筒状スリーブ構体の前記先端閉口部の形状に適
合可能であるとともに、電子放射性酸化物層が被着され
るべき外表面と、リング状に膨大部が形成された口縁と
を有し、かつ、陰極金属より成るカップ状構体とをそれ
ぞれ個別的に成型加工して準備する工程;前記円筒状ス
リーブ構体の先端閉口部に前記カップ状構体を嵌合して
一体にする工程;ならびに、前記のごとく一体にされた
両構体に対して圧力を印加することにより前記カップ状
構体を前記円筒状スリーブ構体に強制圧着せしめる工程
;を含んで成ることを特徴とする酸化物カソード用複層
カソードスリーブの製造方法。
a cylindrical sleeve structure having a closure at its distal end; an outer surface whose general shape is adaptable to the shape of the distal closure of the cylindrical sleeve structure and to which an electron-emitting oxide layer is to be deposited; A step of individually molding and preparing a cup-shaped structure having a lip in which a ring-shaped enlarged portion is formed and made of cathode metal; a step of fitting and integrating the cup-shaped structure; and a step of forcibly crimping the cup-shaped structure to the cylindrical sleeve structure by applying pressure to both structures integrated as described above; A method for manufacturing a multilayer cathode sleeve for an oxide cathode, comprising:
JP29003286A 1986-12-04 1986-12-04 Manufacture of multi-layer cathode sleeve Pending JPS63143718A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29003286A JPS63143718A (en) 1986-12-04 1986-12-04 Manufacture of multi-layer cathode sleeve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29003286A JPS63143718A (en) 1986-12-04 1986-12-04 Manufacture of multi-layer cathode sleeve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63143718A true JPS63143718A (en) 1988-06-16

Family

ID=17750902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29003286A Pending JPS63143718A (en) 1986-12-04 1986-12-04 Manufacture of multi-layer cathode sleeve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63143718A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200067210A1 (en) * 2016-12-07 2020-02-27 Zaklad Aparatury Elektrycznej Ergom Sp. Z O.O. A bimetal end sleeve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200067210A1 (en) * 2016-12-07 2020-02-27 Zaklad Aparatury Elektrycznej Ergom Sp. Z O.O. A bimetal end sleeve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01161638A (en) Standard cathode and its manufacture
JPS63143718A (en) Manufacture of multi-layer cathode sleeve
JPS6386333A (en) Hydrogen getter and manufacture thereof
EP1150335B1 (en) Electrode for discharge tube and discharge tube using it
JPH06101299B2 (en) Method for manufacturing impregnated cathode
JPH02288045A (en) Scandete cathode
JP2004047365A (en) Cathode and manufacturing method of the same
JP2710700B2 (en) Method for producing impregnated cathode and cathode obtained by this method
JP2000323091A (en) Discharge lamp for light source
JPH04303536A (en) Manufacture of impregnated type cathode
JPH11339713A (en) Electrode for discharge tube
JP3715790B2 (en) Method for producing impregnated cathode for discharge tube
KR920004551B1 (en) Dispensor cathode
JPH0630214B2 (en) Impregnated cathode and manufacturing method thereof
JPH08185792A (en) Oxide cathode structure
JPH11339714A (en) Electrode for discharge tube
JPH06139927A (en) Manufactur of impregantion type cathode structural body
JP2970999B2 (en) Method for connecting molybdenum foil and molybdenum lead portion, and method for manufacturing sealed portion of lamp using said connection method
JPH1092293A (en) Electron tube cathode
JP3068160B2 (en) Impregnated cathode and method for producing the same
JPH11283485A (en) Negative electrode for electron tube and manufacture of the same
JPH0620588A (en) Impregnated cathode body structure and manufacture thereof
JPH04115437A (en) Oxide cathode
JPH076689A (en) Manufacture of cathode structure
JPH0765712A (en) Manufacture of oxide cathode