KR0142704B1 - Impregnated dispenser cathode - Google Patents

Impregnated dispenser cathode

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KR0142704B1
KR0142704B1 KR1019950001059A KR19950001059A KR0142704B1 KR 0142704 B1 KR0142704 B1 KR 0142704B1 KR 1019950001059 A KR1019950001059 A KR 1019950001059A KR 19950001059 A KR19950001059 A KR 19950001059A KR 0142704 B1 KR0142704 B1 KR 0142704B1
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Abstract

본 발명은 함침형 디스펜서 음극이 낮은 온도에서 고전류 밀도를 가지므로 고온동작으로 인한 인근부품의 열변형을 방지하고, 초기 바륨(Ba)의 과다방지, 이온충격 내성을 갖는데 적합한 음극에 관한 것으로, 전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, 금속기체는 텅스텐을 주재료로 하여 여기에 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os)중 선택된 1종과, 산화스칸듐(Sc2O3)과, 규소((Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질소결체로 하고 상기 소결체에 함침되는 복합전자방사물질은 BaO, CaO, Al2O3으로 하며, 상기 피복층은(Ba, Ca, Sr) CO3탄산염으로 함을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극에 관한 기술임.The present invention relates to a cathode suitable for preventing the thermal deformation of a nearby part due to high temperature operation, preventing the excessive barium (Ba), and having an ion shock resistance, because the impregnated dispenser cathode has a high current density at a low temperature. Consists of a metal gas impregnated with a radioactive material and a coating layer coated on the surface of the metal gas, wherein the metal gas is selected from tungsten as the main material and selected from yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os). A composite porous sintered body comprising a species, scandium oxide (Sc 2 O 3 ), and silicon ((Si) or magnesium (Mg)), and the composite electron-emitting materials impregnated in the sintered body are BaO, CaO, Al 2 O 3 . The coating layer (Ba, Ca, Sr) is a technology for an impregnated dispenser cathode characterized in that the CO 3 carbonate.

Description

함침형 디스펜서 음극Impregnated dispenser cathode

제1도는 함침형 음극 구조도1 is an impregnated cathode structure diagram

제2도는 본 발명의 디스펜서 음극에서 펠렛 부분만 나타낸 구조도로서,2 is a structural diagram showing only a pellet portion in the dispenser cathode of the present invention,

(a)는 제1실시예 단면도(a) is a cross-sectional view of a first embodiment

(b)는 제2실시예 단면도(b) is a cross-sectional view of a second embodiment

(c)는 제3실시예 단면도(c) is sectional drawing of 3rd Example

제3도는 본 말명에 따른 TK대 전류밀도 관계를 나타낸 그래프3 is a graph showing the relationship between TK versus current density according to the present name

제4도는 본 발명에 따른 cut-off 전압변화율을 나타낸 그래프4 is a graph showing the rate of change of the cut-off voltage according to the present invention

제5도는 본 발명에 따른 이온충격 내성을 나타낸 그래프5 is a graph showing the ion shock resistance according to the present invention

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1.12:음극기체 2:음극컵1.12: cathode gas 2: cathode cup

3:슬리브 4:음극홀더3: sleeve 4: cathode holder

5:히터 6.8:피복층5: heater 6.8: coating layer

7.10:소결체 9:금속기체7.10: Sintered body 9: Metallic gas

11:함침물질11: Impregnated Substance

본 발명은 함침형 디스펜서 음극에 관한 것으로, 특히 낮은 온도에서 고전류 밀도를 가지므로 고온동작으로 인한 인근부품의 열변형을 방지하고, 초기 바륨(Ba)의 과다증발방지, 이온충격 내성을 갖는데 적합한 음극에 관한 것이다.The present invention relates to an impregnated dispenser cathode, and particularly has a high current density at a low temperature, to prevent thermal deformation of nearby parts due to high temperature operation, to prevent excessive evaporation of initial barium (Ba), a cathode suitable for having ion shock resistance It is about.

함침형 음극은 고전류 밀도를 필요로 하는 오실로스코프, 촬영관, 우주송신관 등에 사용되고 있으며, 모니터, TV 등에 사용되는 브라운관의 대형화 및 고정세화 추세에 따라 고전류 밀도용 음극인 함침형 디스펜서 음극이 필요하게 되었다.Impregnated cathodes are used in oscilloscopes, photographing tubes, space transmitters, etc., which require high current density, and the impregnation type dispenser cathode, which is a cathode for high current density, is required due to the trend toward larger and higher resolution CRTs used in monitors and TVs.

제1도는 일반적인 함침형 음극 구조를 나타낸 것으로, 텅스텐(W)과 같은 내열성 재질을 압축, 소결하여 다공성 펠렛(Pellet)상의 소결체를 만들고, 이 소결체에 전자파 방사물질인 복합세라믹스(BaO : CaO : Al2O3가 몰비로 4 : 1 : 1 또는 5 : 3 : 2 로 혼합)을 600℃ 온도의 진공 또는 수소분위기에서 응용해서 함침시켜 음극기체(1)를 만들고, 이 음극기체(1)를 탄탈륨(Ta) 또는 몰리브텐(Mo) 등으로 된 내열성 금속인 음극컵(2)의 내부에 삽입시키고 측면을 레이져(laser) 용접한다.FIG. 1 shows a general impregnated cathode structure, in which a heat-resistant material such as tungsten (W) is compressed and sintered to form a porous pellet-like sintered body, and the composite ceramics (BaO: CaO: Al), which are electromagnetic wave emitting materials, are used in the sintered body. 2 O 3 is mixed at a molar ratio of 4: 1: 1 or 5: 3: 2) by application in a vacuum or hydrogen atmosphere at a temperature of 600 ° C. to impregnate a negative electrode gas (1), and the negative electrode gas (1) is tantalum. It is inserted into the inside of the negative electrode cup 2, which is a heat-resistant metal made of (Ta) or molybdenum (Mo) and the like, and the side is laser welded.

이와 같이 얻어진 음극컵(2)을 내열금속으로 된 원통형 음극슬리브(3)내에 넣어 부착 고정하며, 이 음극슬리브(3)는 내열금속으로 된 음극홀더(4)에 3개의 스트랩(strap)을 이용, 스트랩의 한쪽끝은 음극슬리브(3) 하단에, 그리고 스트랩의 다른 한쪽끝은 음극홀더(4)의 상단에 용접한다.The negative electrode cup 2 thus obtained is put into and fixed in a cylindrical negative electrode sleeve 3 made of a heat resistant metal, and the negative electrode sleeve 3 uses three straps in a negative electrode holder 4 made of a heat resistant metal. One end of the strap is welded to the bottom of the cathode sleeve 3 and the other end of the strap to the top of the cathode holder 4.

음극슬리브(3) 내부에는 음극가열용 히터(5)를 삽입하며, 음극기체(1) 상부에는 백금족 원소인 오스뮴(Os), 류테늄(Ru), 이리듐(Ir), 레늄(Re) 등의 희토류 금속으로 된 피복층(6)을 스퍼터링(Sputtering)법으로 형성한다.A cathode heating heater (5) is inserted into the cathode sleeve (3), and platinum element elements such as osmium (Os), ruthenium (Ru), iridium (Ir), rhenium (Re), etc. are inserted on the cathode gas (1). A coating layer 6 made of rare earth metal is formed by sputtering.

이와 같은 구조에서 히터(5)에 전류가 인가되면 히터에서 발생한 열이 음극슬리브(3) 및 음극컵(2)에 이어서 음극기체(1)에 전도되므로 음극기체(1)의 다공성 펠렛 내부에 용융함침된 전자방사물질인 혼합산화물이 음극기체(1)의 주성분인 W과 반응하여 Ba/BaO을 생성하는데, 이 때 생성된 Ba/BaO는 음극기체 상부로 확산하여 음극기체 상부에서 단원자층을 형성하여 전자방사에 기여한다.In such a structure, when a current is applied to the heater 5, heat generated in the heater is conducted to the cathode gas 3 after the cathode sleeve 3 and the cathode cup 2, thereby melting inside the porous pellet of the cathode gas 1. The mixed oxide, which is the impregnated electron-spinning material, reacts with W, the main component of the cathode gas 1, to form Ba / BaO, which is then diffused over the cathode gas to form a monoatomic layer above the cathode gas. Contribute to electron radiation.

이와 같은 혼합산화물로 이루어진 음극기체 구조의 함침형 음극은 높은 전자방출 능력을 가진 반면 동작온도가 1050-1200℃로 높고 전자방출 물질인 Ba가 증발하거나, 가열히터가 장시간 사용에 견디지 못하는 등의 문제가 있었다.The impregnated cathode of the cathode gas structure made of such a mixed oxide has a high electron emission ability, but the operating temperature is 1050-1200 ℃ and the electron emitting material Ba evaporates, or the heating heater does not withstand long-term use There was.

따라서, 음극기체(1) 표면에 일함수가 높은 Os, Ru, Ir, Re 등의 백금족 원소 또는 레늄(Re) 등의 희토류 원소를 피복하며, 이 피복효과에 의해 음극기체 표면에 Ba의 농도가 높아져 일함수가 낮아지고 동작온도가 약 100-150℃ 정도 낮추어진다.Therefore, the surface of the cathode gas 1 is coated with a platinum group element such as Os, Ru, Ir, Re, or a rare earth element such as rhenium (Re), and the concentration of Ba is increased on the surface of the cathode gas by the coating effect. It increases the work function and lowers the operating temperature by about 100-150 ℃.

그러나 여전히 동작온도가 950-1100℃로 높으므로 전자총의 전극부품 및 음극지지체 등에 고열로 인해 열변형을 일으키는 등 특성에 나쁜 영향을 미친다.However, since the operating temperature is still high at 950-1100 ° C., there is a bad effect on the characteristics such as thermal deformation due to high heat in the electrode parts and the cathode support of the electron gun.

또한 고온동작을 하기 위해서는 히터의 용량을 크게 해야 되는데, 이는 히터의 수명단축문제 또는 신뢰성을 보장할 수 없게 되는 등의 문제점이 있어왔다.In addition, in order to operate at a high temperature, the capacity of the heater must be increased, which has been a problem such as shortening of the lifetime of the heater or the inability to guarantee reliability.

상기한 문제를 개선하기 위해 미국특허(4,823,044호)에서는 다공질 금속소결체인 W재료에 Ir, Re, Ru, Os를 포함하여 전자방사 특성을 개선시키는 등 1OA/㎠이상의 고전류 밀도를 갖는다고 알려져 있으나, 동작온도가 1,000-1100℃ 정도로 높기 때문에 실제로 음극선관에 적용하기 위해서는 저온동작화가 요구된다.In order to improve the above problems, the U.S. Patent (4,823,044) is known to have a high current density of more than 10A / ㎠, such as to improve the electron emission characteristics, including Ir, Re, Ru, Os in the porous W sintered metal material, Since the operating temperature is as high as 1,000-1100 ℃, the low temperature operation is required to actually apply to the cathode ray tube.

한편, 일본공개특허공보 소61-13526에서는 동작온도가 800-900℃ 정도로 낮추어진 스칸듐(Sc)계 함침형 음극이 알려지고 있으나, Ba 산화물과 Sc 산화물이 반응하게 될 경우 부산물로 Ba3, Sc4, O9둥이 열전자방출 표면에 생성되어 열전자 방출상태가 불안정해지고 활성화 에이징 시간이 길어지는 단점이 발생한다.On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-13526, a scandium (Sc) -based impregnated cathode having an operating temperature lowered to about 800-900 ° C. is known, but Ba 3 and Sc are by-products when Ba oxide and Sc oxide react. 4 , O 9 is generated on the surface of the hot electron emission, so the hot electron emission state becomes unstable and the activation aging time is long.

최근의 디스펜서 음극의 기술동향을 볼 때, 디스펜서 음극이 음극선관에 적용되기 위해서는 3가지 문제점을 해결하여야만 가능하다.In view of the recent technology trend of the dispenser cathode, it is possible to solve three problems in order for the dispenser cathode to be applied to the cathode ray tube.

첫째로 고온동작으로 인한 음극선관의 다른 부품의 열변형과 내구력 저하이며,Firstly, the thermal deformation and durability of other parts of cathode ray tube due to high temperature operation

둘째로 초기 Ba 과다 증발에 의한 타부품의 증착과 성능저하 및 수명단축이다.Second, the deposition of other parts by the initial Ba over-evaporation, deterioration of performance and shortening of lifespan.

셋ㅉ로 음극선관 내의 잔류기체 분자의 흡수 흡착 반응과 기체분자 이온의 충격에 의한 전자방사능력의 열화현상 등으로 밝혀지고 있다.Thirdly, it has been found that the adsorption adsorption reaction of residual gas molecules in the cathode ray tube and the deterioration of electron radiating ability due to the impact of gas molecule ions.

상기 문제점의 해결 없이는 디스펜서 음극의 CRT 적용이 불가능하며 현재 이 문제를 해결하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.Without solving the above problems, it is impossible to apply the CRT of the dispenser cathode, and research and development for solving this problem are actively underway.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 디스펜서 음극의 고온동작의 문제점과 초기 Ba 과다증발 및 잔류가스에 의한 피독의 문제점을 해결하기 위하여, 저온동작에서 고전류 밀도가 가능하고 안정된 전자방출특성 및 낮은 Ba 증발비와 잔류가스에 의한 피독의 내성을 갖는 디스펜서 음극을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to solve the problem of high temperature operation of the cathode of the dispenser and the problem of poisoning due to the initial Ba excess evaporation and residual gas, high current in low temperature operation The present invention provides a dispenser cathode having a density capable, stable electron emission characteristic, low Ba evaporation ratio, and resistance to poisoning by residual gas.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 그 실시예를 나타낸 제2도에 따라 설명한다.The present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG.

제2도에서 (a)는 본 발명의 기본 구성이고, (b) 및 (c)는 타실시예를 나타낸 것이다.In Figure 2 (a) is the basic configuration of the present invention, (b) and (c) shows another embodiment.

본 발명은 전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, (a)와 같이 금속기체(9)는 텅스텐(W)을 주재료로 하여 여기에 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종과, 산화스칸듐(Sc2O3)과, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질 소결체(7)로 하고, 상기 소결체에 함침되는 복합전자 방사물질은 BaO, CaO, Al2O3으로 하며 상기 피복층(8)은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 구성됨을 기본으로 하며, 다른 하나는 (b)와 같이, 음극기체(12)는 상기한 (a)의 복합다공질 소결체 조성중 Y, Ir, Os를 제외한 주원료인 W과 SC2O3과 Si 또는 Mg를 포함한 복합다공질 소결체(10)로 하고, 상기 소결체에 함침되는 함침물질(11)은 Y, Ir, Os 중 선택한 1종과 BaO, CaO, Al2O3복합전자 방사물로 하며, 피복층(8)은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 구성되며, 또 다른 하나는 (c)와 같이, 종래와 같은 W을 기로하는 다공질소결체(13)에 복합전자 방사물질(14)(BaO, CaO, Al2O3)이 함침된 제1금속기체(15)로 하고, 그 상면에는 상기한 (a)의 기본구성인 금속기체(9)를 제2금속기체(16)로 하는 복수층으로 하고 제2금속기체 상면에는 (a)와 동일한 같은 피복층(8)이 형성된다.The present invention is composed of a metal gas impregnated with an electron-emitting material and a coating layer coated on the surface of the metal gas. As shown in (a), the metal gas 9 has tungsten (W) as a main material, Y), iridium (Ir), osmium (Os), a composite porous sintered body (7) containing one selected from scandium oxide (Sc 2 O 3), silicon (Si) or magnesium (Mg), and impregnated in the sintered body The composite electron emitting material is BaO, CaO, Al 2 O 3 , and the coating layer 8 is based on (Ba, Ca, Sr) CO 3 carbonate, and the other is as shown in (b). (12) is a composite porous sintered body (10) containing W and SC 2 O 3 and Si or Mg, which are the main raw materials except Y, Ir, and Os in the composite porous sintered body composition of (a), and impregnated into the sintered body. Material (11) is one selected from Y, Ir, Os and BaO, CaO, Al 2 O 3 composite electron emission material, the coating layer (8) is (Ba, Ca, Sr) CO 3 It is composed of a carbonate, and another one, as shown in (c), impregnated with a composite electron emitting material 14 (BaO, CaO, Al 2 O 3 ) in a porous sintered body 13 based on W as in the prior art. The upper surface of the second metal body is the same as (a), and the upper surface of the second metal body 15 is composed of a plurality of layers including the metal body 9, which is the basic constitution of (a), as the second metal gas 16. The same coating layer 8 is formed.

상기한 각 성분에 따른 조성비에 있어서는 W을 주성분으로 하는 100중량부와, Y, Ir, Os 중 선택한 1종인 20-40 중량부와, SC2O35-30 중량부와, Si 또는 Mg 5-20 중량부로 하여 조성된다.In the composition ratio according to each component described above, 100 parts by weight of W as a main component, 20-40 parts by weight of one selected from Y, Ir, and Os, 5-30 parts by weight of SC 2 O 3 , Si or Mg 5 The composition is set at -20 parts by weight.

전자방사물질인 BaO : CaO : Al2O3는 몰(Mol)비로서 4-5 : 1-3 : 1-2로 조성한다.BaO: CaO: Al 2 O 3 , an electron-emitting material, is composed of 4-5: 1-3: 1-2 in a mol (Mol) ratio.

상기한 본 발명의 디스펜서 음극에서 Y, Ir, Os는 일함수를 낮추어 저온동작에 기여하며, 특히 Y는 Ba 증발량을 감소시키는 효과가 있다.In the above-described dispenser cathode of the present invention, Y, Ir, Os lowers the work function to contribute to low temperature operation, in particular Y has the effect of reducing the amount of evaporated Ba.

복합다공질 금속기체에 함유되어 있는(Si, Mg)와 Sc2O3는 아래의 화학반응식에 의하여 Ba의 생성을 도와준다.(Si, Mg) and Sc 2 O 3 contained in the composite porous metal gas help the formation of Ba by the following chemical reaction.

위의 화학반응으로 산화물 음극동작 온도인 700-800℃에서 기존 함침형 음극의 Ba 생성 결핍을(Si, Mg)와 Sc2O3를 첨가함으로써 보충해주기 때문에 함침형 음극의 단점인 고온동작(1000℃)을 저온동작(700-800℃)에서 가능하도록 해준다.The above chemical reaction compensates for the Ba formation deficiency of the existing impregnated cathode by adding (Si, Mg) and Sc 2 O 3 at 700-800 ℃, which is the disadvantage of the impregnated cathode. ° C) to enable low temperature operation (700-800 ° C).

또한 풍부한 Ba 생성과 (Ba, Ca, Sr)CO3코팅층으로 시간경과에 따른 Ba 증발비를 균일하게 하여 Cut-off 전압 변화율을 일정하게 해주며, (Ba, Ca, Sr)CO3코팅층은 이온충격에 강한 장점을 가지고 있기 때문에 함침형의 약한 이온충격을 보완한다.In addition, abundant Ba formation and (Ba, Ca, Sr) CO 3 coating layer makes Ba evaporation ratio uniform over time, so that the cut-off voltage change rate is constant, and (Ba, Ca, Sr) CO 3 coating layer is ion It has a strong advantage in shock, so it compensates for the impregnated weak ionic shock.

여기서 중간층의 생성물인 Ba2SiO4는 과다한 Ba 증발을 막아주며, 절연체인 중간층의 단점은 함침형의 W 펠렛의 우수한 전기 전도도로 보완해 줄 수 있다.Here, Ba 2 SiO 4 as a product of the intermediate layer prevents excessive evaporation of Ba, and the disadvantage of the insulator intermediate layer can be compensated by the excellent electrical conductivity of the impregnated W pellets.

이하, 본 발명에 따른 디스펜서 음극의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method of the dispenser negative electrode according to the present invention will be described.

먼저, 3-6㎛의 입경을 갖는 100중량부의 순수한 텅스텐 분말, 20-40중량부인 Y, Zr, Os 중 1종의 금속분말, 5-30중량%인 Sc2O3와 5-20중량%의 Si 또는 Mg 분말을 잘 혼합하여 적절한 압력으로 압축성형후 진공 또는 수소분위기 하에서 소결하면 기공율이 10-30%인 복합다공질 소결체가 얻어진다.First, 100 parts by weight of pure tungsten powder having a particle diameter of 3-6 ㎛, 20-40 parts by weight of one metal powder of Y, Zr, Os, 5-30% by weight of Sc 2 O 3 and 5-20% by weight Of Si or Mg powders are mixed well and compression molded at an appropriate pressure and then sintered under vacuum or hydrogen atmosphere to obtain a composite porous sintered body having a porosity of 10-30%.

이어서 상기한 복합다공질 소결체에 바륨, 칼슘, 알루미네이트로 구성된 전자방사물질을 1500-1800℃의 진공 혹은 수소분위기에서 용융함침시킨 후 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염을 주성분으로 하는 회복층을 형성한다.Subsequently, the above porous porous sintered body was melt-impregnated with an electron-spinning material consisting of barium, calcium and aluminate in a vacuum or hydrogen atmosphere at 1500-1800 ° C., and then a recovery layer composed mainly of (Ba, Ca, Sr) CO 3 carbonate was prepared. Form.

이 때 피복층은(Ba, Ca, Sr)CO3공침염 분말을 오산부틸 + 니트로셀룰로오스 등의 유기용매중에 분산시켜 스프레이법에 의해 수㎛ 두께로 형성한다.At this time, the coating layer (Ba, Ca, Sr) CO 3 co-precipitated salt powder is dispersed in an organic solvent such as butyl pentate + nitrocellulose to form a thickness of several μm by the spray method.

한편, 제2도 (b)의 제조방법에 있어서는 바륨, 칼슘, 알루미네이트 분말에 전체 혼합물의 10-50 중량%의 Yt, Zr, Os 중 1종을 혼합하여 1500-1800℃의 진공 혹은 수소분위기에서 용융 공침시킨다.On the other hand, in the manufacturing method of FIG. 2 (b), barium, calcium, and aluminate powders are mixed with 10-50 wt% of Yt, Zr, and Os in one of the mixtures in a vacuum or hydrogen atmosphere at 1500-1800 ° C. Melt co-precipitation at

이와 같이 제조하여서 된 본 발명의 디스펜서 음극은 제3도와 같이 약750-800℃의 낮은 온도에서 약 7A/㎠ 이상의 높은 전류밀도를 가지므로 고온동작으로 인한 인근부품의 열변형 및 히터수명 단축을 개선할 수 있으며, 낮은 Ba 증발비로 제4도와 같이 Cut-off 전압변화 상승률을 10%이내로 낮출 수 있어 초기 Ba 과다증발에 의한 타부품의 증착과 성능저하 및 수명단축을 효과적으로 개선할 수 있다.The dispenser cathode of the present invention manufactured as described above has a high current density of about 7 A / cm 2 or more at a low temperature of about 750-800 ° C. as shown in FIG. With the low Ba evaporation ratio, the rate of increase of the cut-off voltage change can be lowered to within 10% as shown in FIG. 4, which can effectively improve the deposition, degradation of performance, and shortening of life time due to excessive initial evaporation of Ba.

뿐만 아니라, 최근 함침형 음극의 문제점 중의 하나인 잔류가스에 의한 이온충격의 약점을 보완해 줄 수 있는 Ar 부분 압력이 10-6Torr인 경우 본 발명은 기본보다 적은 IK 감소율을 나타내고 있다.In addition, the present invention exhibits a lower IK reduction rate than the base when the Ar partial pressure is 10-6 Torr, which can compensate for the weakness of the ionic shock caused by the residual gas, which is one of the problems of the impregnated cathode.

이상에서와 같이 본 발명은 복합다공질금속 기체조성을 달리하거나 복합다공질금속기체의 기공에 함침되는 함침제를 달리하고, 또한 이러한 금속기체를 기존의 금속기체층과 복수층으로 함으로써 저온동작에 따른 고전류밀도, 전압변화상승 및 관련부품의 수명단축을 기할 수 있는 함침형 디스펜서 음극을 얻게 된다.As described above, the present invention differs in the composition of the composite porous metal gas or the impregnating agent impregnated in the pores of the composite porous metal gas, and by using the metal gas as a plurality of layers with the existing metal gas layer, high current density due to low temperature operation. As a result, an impregnated dispenser cathode can be obtained which can increase the voltage change and shorten the life of related parts.

Claims (9)

전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, 금속기체는 텅스텐을 주재료로 하여 여기에 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종과, 산화스칸듐(Sc2O3)과, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질 소결체로 하고 상기 소결체에 함침되는 복합전자방사물질은 BaO, CaO, Al2O3으로 하며, 상기 피복층은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 함을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.In the metal gas impregnated with the electromagnetic radiation material and the coating layer coated on the surface of the metal gas, the metal gas is selected from yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os) with tungsten as a main material. The composite porous sintered body including one species, scandium oxide (Sc 2 O 3 ), silicon (Si) or magnesium (Mg), and the composite electron-spinning material impregnated in the sintered body are BaO, CaO, Al 2 O 3 . Wherein the coating layer is (Ba, Ca, Sr) CO 3 carbonate. 제1항에 있어서, 복합다공질 소결체는 텅스텐(W)이 100중량부이고, 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종이 20-40 중량부이며, 산화스칸듐(Sc2O3)이 5-30중량부이고, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)이 5-20중량부로 조성됨을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.According to claim 1, The composite porous sintered body is tungsten (W) 100 parts by weight, one selected from yttrium (Y), iridium (Ir), osmium (Os) is 20-40 parts by weight, scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is 5-30 parts by weight, and silicon (Si) or magnesium (Mg) is composed of 5-20 parts by weight of the impregnated dispenser negative electrode. 전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, 금속기체는 텅스텐을 주재료로 하여 여기에 산화스칸듐(Sc2O3)과, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질 소결체로 하고, 상기 소결체에 함침되는 함침물질은 복합전자 방사물질인 BaO, CaO, Al2O3와 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os)중 선택된 1종을 포함하며, 피복층은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 함을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.Consists of a metal gas impregnated with an electron-emitting material and a coating layer coated on the surface of the metal gas. The metal gas has tungsten as its main material, and includes scandium oxide (Sc 2 O 3 ), silicon (Si) or magnesium. A composite porous sintered body including (Mg), and the impregnating material impregnated in the sintered body is selected from among the complex electron emitting materials BaO, CaO, Al 2 O 3 and yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os). An impregnated dispenser cathode, comprising one species, wherein the coating layer is made of (Ba, Ca, Sr) CO 3 carbonate. 제3항에 있어서, 복합다공질 소결체는 텅스텐(W)이 100중량부이고, 산화스칸듐(Sc2O3)이 5-30중량부이며, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)이 5-20중량부로 조성됨을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.The composite porous sintered body according to claim 3, wherein the composite porous sintered body is 100 parts by weight of tungsten (W), 5-30 parts by weight of scandium oxide (Sc 2 O 3 ), and 5-20 parts by weight of silicon (Si) or magnesium (Mg). Impregnated dispenser cathode, characterized in that the composition is negative. 제3항 또는 제4항에 있어서, 복합다공질 소결체에 함침되는 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종이 20-40중량부이고, BaO, CaO, Al2O3의 배합몰비가 4-5 : 1-3 : 1-2임을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.The selected one of yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os) impregnated into the composite porous sintered body is 20-40 parts by weight, and BaO, CaO, Al 2 O 3 Impregnated dispenser cathode, characterized in that the compounding molar ratio of 4-5: 1-3: 1-2. 전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, 텅스텐(W)의 다공질금속기체에 BaO, CaO, Al2O3의 복합전자 방사물질이 함침된 제1금속기체와, 상기 제1금속기체에 적층되는 제2금속기체는 텅스텐을 주재료로 하여 여기에 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종과 산화스칸듐(Sc2O3)과 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질 소결체로 하고, 상기 소결체에 함침되는 복합전자 방사물질은 BaO, CaO, Al2O3으로 하며, 상기 피복층은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 함을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.A metal gas impregnated with an electron radiating material and a coating layer coated on the surface of the metal gas, wherein the porous metal gas of tungsten (W) is impregnated with a composite electron emitting material of BaO, CaO, Al 2 O 3 . The first metal gas and the second metal gas laminated on the first metal gas include tungsten as a main material, and one selected from yttrium (Y), iridium (Ir) and osmium (Os) and scandium oxide (Sc 2 O). 3 ) and a composite porous sintered body containing silicon (Si) or magnesium (Mg), the composite electron emitting material impregnated in the sintered body is BaO, CaO, Al 2 O 3 , the coating layer (Ba, Ca, An impregnated dispenser cathode, characterized by Sr) CO 3 carbonate. 제6항에 있어서, 제2금속기체에서 복합다공질 소결체는 텅스텐(W)이 100중량부이고 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종이 20-40중량부이며, 산화스칸듐(Sc2O3)이 5-30중량부이고, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)이 5-20중량부로 됨을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.The composite porous sintered body according to claim 6, wherein the composite porous sintered body in the second metal gas is 100 parts by weight of tungsten (W), 20-40 parts by weight of one selected from yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os). An impregnated dispenser cathode, characterized in that 5-30 parts by weight of scandium (Sc 2 O 3 ) and 5-20 parts by weight of silicon (Si) or magnesium (Mg). 전자방사물질이 함침된 금속기체와, 상기 금속기체의 표면에 피복되는 피복층으로 이루어진 것에 있어서, 텅스텐(W)의 다공질 소결체에 BaO, CaO, Al2O3의 복합전자 방사물질이 함침된 제1금속기체와, 상기 제1금속기체에 적층되는 제2금속기체는 텅스텐을 주재료로 하여 여기에 산화스칸듐(Sc2O3)과, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)을 포함하는 복합다공질 소결체로 하고 상기 소결체에 함침되는 복합전자 방사물질인 BaO, CaO, Al2O3과 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종을 포함하며 피복층은 (Ba, Ca, Sr)CO3탄산염으로 함을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.A first gas impregnated with a composite electron emitting material of BaO, CaO, Al 2 O 3 in a porous sintered body of tungsten (W), comprising a metal gas impregnated with an electron radiating material and a coating layer coated on the surface of the metal gas. The metal substrate and the second metal substrate stacked on the first metal substrate are tungsten-based composite porous sintered bodies including scandium oxide (Sc 2 O 3 ) and silicon (Si) or magnesium (Mg). And one selected from BaO, CaO, Al 2 O 3 and yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os), which are composite electron emitting materials impregnated in the sintered body, and the coating layer includes (Ba, Ca, Sr). An impregnated dispenser cathode, characterized by CO 3 carbonate. 제8항에 있어서, 제2금속기체에서 복합다공질 소결체는 텅스텐(W)이 100중량부이고 이트륨(Y), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 선택된 1종이 20-40중량부이며, 산화스칸듐(Sc2O3)이 5-30중량부이고, 규소(Si) 또는 마그네슘(Mg)은 5-20중량부로 됨을 특징으로 하는 함침형 디스펜서 음극.The composite porous sintered body of claim 8, wherein the composite porous sintered body has tungsten (W) of 100 parts by weight, and one selected from yttrium (Y), iridium (Ir), and osmium (Os) is 20-40 parts by weight. An impregnated dispenser cathode, characterized in that 5-30 parts by weight of scandium (Sc 2 O 3) and 5-20 parts by weight of silicon (Si) or magnesium (Mg).
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