KR20030078385A - Novel metal cathode - Google Patents

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KR20030078385A
KR20030078385A KR1020020017408A KR20020017408A KR20030078385A KR 20030078385 A KR20030078385 A KR 20030078385A KR 1020020017408 A KR1020020017408 A KR 1020020017408A KR 20020017408 A KR20020017408 A KR 20020017408A KR 20030078385 A KR20030078385 A KR 20030078385A
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손경천
최종서
주규남
문성환
서동균
한승권
김재혁
신부철
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A new metal cathode is provided to achieve improved electron emission capability and useful life of the cathode, while lowering the temperature of generating alkali earth metals. CONSTITUTION: A metal cathode comprises an alloy containing a platinum(Pt) and a barium(Ba); and a metal film layer formed on the alloy and made of one or more refractory metals selected from a group consisting of W, Mo, Nb, lr, Os, Rh and Ta. The metal film layer is formed by sintering a metal powder. Alternatively, the metal cathode comprises an alloy containing a platinum(Pt) and a barium(Ba); a first metal film layer formed on the alloy and made of one or more refractory metals selected from a group consisting of W, Mo, Nb, lr, Os, Rh and Ta; and a second metal film layer formed on the first metal film layer, and which contains a platinum-based metal or a rare earth metal.

Description

새로운 금속 음극{Novel metal cathode}New metal cathode

본 발명은 브라운관을 비롯한 각종 전자제품에 사용되는 전자 방출원에 관한것으로서, 더욱 상세하게는, 브라운관 등의 전자빔 장치에 이용될 수 있는, 전자방출능력이 우수할 뿐만 아니라 수명이 향상된 열전자 방출 금속 음극에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emission source used in various electronic products, including a CRT, and more particularly, a heat electron emission metal cathode having an excellent electron emission capability and an improved lifetime, which can be used in an electron beam apparatus such as CRT. It is about.

전자 방출원을 동작 온도에 따라 구분하면 히터가 장착되어 외부에서 열에너지가 공급되는 열전자원과 히터가 필요없이 가해지는 전계에 의해 전자를 방출하는 냉음극으로 크게 나눌 수 있는데, 본 발명은 그 중에서 열전자 방출원, 특히 브라운관용 열전자방출원의 개선된 구조를 제공한다.When the electron emission source is classified according to the operating temperature, the heater can be largely divided into a heat electron source equipped with a heater and a cold cathode which emits electrons by an electric field applied without a heater. It provides an improved structure of the emitter, in particular the hot electron emitter for CRTs.

통상의 방열형 열음극은 히터(heater)를 내장한 원통형 슬리브와 슬리브에 고정되어 있는 열전자방출층을 기본 구성요소로 하며, 열전자 방출물질층은 일함수와 전기음성도가 낮고 안정하며 최외곽 궤도에 전자가 풍부한 원소인 바륨(Barium)을 주성분으로 한다.A typical heat dissipation hot cathode has a cylindrical sleeve with a heater and a hot electron emitting layer fixed to the sleeve, and the hot electron emitting material layer has a low work function and electronegativity, is stable, and has electrons in the outermost track. The main ingredient is barium, which is a rich element.

브라운관의 고정세화, 대형화 추세에 따라 전류밀도가 높고 수명이 긴 음극에 대한 요구가 커지고 있는데, 바륨을 주성분으로 하는 열전자 방출원의 품질은 안정적인 바륨의 공급 능력과 전자를 쉽게 방출할 수 있는 표면 구조의 확보에 크게 의존한다.The demand for high current density and long life cathodes is increasing according to the trend of high definition and large size of CRT.The quality of the hot electron emission source based on barium has stable barium supply ability and surface structure that can easily emit electrons. Depends heavily on the securing of.

현재 브라운관용 열음극으로 주로 사용되고 있는 산화물음극은 알칼리 토류 금속 탄산염으로 구성된 전자방출물질이 열분해되어 산화물로 바뀌고 이 산화물들과 슬리브의 미량성분인 환원제가 전자방출물질층과 슬리브 계면에서 반응하여 遊離 바륨을 생성시키는 과정을 거친다. 이 때, 유리 바륨이 전자를 주는 도너(donor) 역할을 하기 때문에, 음극 동작시 산화물 음극은 물성적으로 N형 반도체가 된다. 통상적으로 반도체는 전류가 많이 흐르면 자체 저항에 의한 주울열이 발생하게 되는데, 이러한 주울열 발생이 장기간 계속되면 자기 가열로 인한 재료 증발이나 용융에 의해 음극 자체열화의 원인이 된다.The oxide cathode, which is mainly used as a hot cathode for CRTs, is thermally decomposed with an electron-emitting material composed of alkaline earth metal carbonate, and is converted into an oxide. It goes through the process of creation. At this time, since the glass barium acts as a donor for giving electrons, the oxide cathode becomes an N-type semiconductor in physical properties during cathode operation. In general, when a large current flows in a semiconductor, Joule heat is generated by self-resistance. If Joule heat generation continues for a long time, it causes cathode self-deterioration by material evaporation or melting due to self heating.

또한, 이러한 산화물 음극은 동작 중 전자방출물질층과 슬리브 계면에서의 환원반응의 부산물로서 중간층이 축적되고, 이들이 슬리브로부터의 환원제의 확산을 방해하면서 환원 반응이 억제되고 유리바륨의 공급이 제한되어 음극으로서 특성을 잃게 된다.In addition, such an oxide cathode has an intermediate layer as a by-product of the reduction reaction at the interface between the electron-emitting material layer and the sleeve during operation, and the cathode inhibits the reduction reaction and restricts the supply of glass barium while preventing the diffusion of the reducing agent from the sleeve. As a result, the characteristics are lost.

이 경우 문제점을 해결하는 방법은 중간층이 생기지 않게 하거나 중간층에 축적되는 물질이 환원 반응을 방해하지 않도록 하면 되지만 산화물음극의 경우 바륨이 산화물 형태로 되어 있으므로 환원 반응을 거쳐야만 유리바륨이 되며 바륨을 환원시키기 위해서는 어떤 원소가 바륨의 산소를 떼어 내면서 산화되어야만 하므로 부산물의 형성을 막기 어렵고 산화물에 첨가가 가능한 원소나 함량도 제한되어 있으므로 부산물이 생기지 않는 반응을 설계하거나 부산물의 종류를 제어하여 확산을 방해하지 않도록 한다는 것은 매우 어려운 일이다.In this case, the solution to the problem is to prevent the formation of an intermediate layer or to prevent the accumulation of materials in the intermediate layer to interfere with the reduction reaction. However, in the case of an oxide cathode, barium is in the form of an oxide so that the barium must be reduced to reduce the barium. In order to prevent the formation of by-products, it is difficult to prevent the formation of by-products and the amount of elements or contents that can be added to the oxides is limited. It is very difficult to do.

이와 같이, 산화물 음극은 음극 동작 중 쥬울열(Joule heater)의 발생과 유리 바륨의 발생을 억제하는 중간층의 성장 등 수명과 전류밀도를 제한하는 요인이 있어 요구를 만족시키지 못하고 있다.As described above, the oxide cathode does not satisfy the requirements due to factors such as the generation of Joule heaters and the growth of the intermediate layer that suppresses the generation of free barium during cathode operation.

상기와 같은 산화물 음극의 단점을 보완한 것으로서, 고전류 밀도와 긴 수명을 실현한 함침형 음극이 있다. 함침형 음극은 전자방출물질층과 슬리브와의 계면에 국한되어 있던 산화물음극의 중간층을 전체 전자방출물질층으로 넓혀 국부적인축적을 방지함으로써 상기한 문제를 해결하였다. 또 이 과정에서 도입된 금속 기체(基體)는 전자방출물질층의 전도도를 개선하는 효과와 균일한 표면을 제공하는 효과를 동시에 얻어 앞서 언급한 바 있는 산화물음극의 쥬울열 발생 문제를 방지하여 고전류 밀도에서 장시간 수명을 보장하며 포커스(forcus)특성이 우수한 전자빔(beam)을 제공할 수 있었다.Complementing the disadvantages of the oxide cathode as described above, there is an impregnated cathode that realizes high current density and long life. The impregnated cathode solved the above problem by expanding the intermediate layer of the oxide cathode, which was limited to the interface between the electron-emitting material layer and the sleeve, to the entire electron-emitting material layer to prevent local accumulation. In addition, the metal substrate introduced in this process has the effect of improving the conductivity of the electron-emitting material layer and providing the uniform surface at the same time, thereby preventing the problem of generating the joule heat of the oxide cathode as mentioned above, thereby increasing the high current density. It can provide a long lifetime and provide an electron beam with excellent focus characteristics.

함침형음극이 이러한 우수한 특성을 갖고 있음에도 산화물 음극만큼 널리 쓰이지 못하고 아직은 그 채용이 일부 고급 기종에만 국한되어 있는 이유는 다음과 같다. 즉, 산화물 음극은 알칼리토류 금속을 탄산염으로 공침시키고 이를 용매에 분산시킨 슬러리를 적당한 방법(전착이나 스프레이등)으로 기체금속 표면에 전자방출물질층을 형성시켜주는 간단한 공정을 통해 제조하고 있는 반면, 최근에 쓰이고 있는 함침형 음극은 텅스텐같은 내열성(耐熱性) 금속을 기공율을 제어하여 소정의 기공을 갖는 다공질 펠렛(pellet)을 만들고 이를 고온 처리하여 얻어진 다공질 금속 기체의 기공에 바륨원(源)인 함침물(바륨과 칼슘탄산염과 알루미나를 중량비 4:1:1로 혼합하여 1100℃에서 환원성 분위기에서 하소하여 만들어지는 바륨칼슘알루미네이터가 주로 사용되는데, 이 함침물은 음극 제조 과정 중 숙성(aging) 공정이나 또는 음극 동작 중 열에 의한 분해 및 기체 금속인 텅스텐과의 반응을 통하여 유리 바륨을 생성시킨다)을 함침시키고 이를 금속제 용기로 표면을 제외한 부분을 둘러싼 후 슬리브에 고정시키는 복잡한 공정을 통해서 제조되므로, 제조 비용이 높고, 다공질 텅스텐 기체의 미세한 기공에 전자방출 물질을 함침시킬 때 신뢰성을 확보하기 힘들며, 전자가 풍부하고 안정되게 나오게 하기 위해서는 장시간의 숙성공정이 필요하므로, 산화물음극보다 양산성 및 경제성이 떨어지기 때문이다.Although the impregnated cathode has such excellent characteristics, it is not as widely used as an oxide cathode, and its adoption is still limited to some high-end models for the following reasons. In other words, the oxide cathode is manufactured by a simple process of coprecipitating alkaline earth metal with carbonate and dispersing it in a solvent to form an electron-emitting material layer on the surface of the gas metal by a suitable method (such as electrodeposition or spraying). Recently used impregnated cathode is a barium source in the pores of the porous metal gas obtained by controlling the porosity of a heat-resistant metal such as tungsten to control the porosity to make a porous pellet having a predetermined pore and high-temperature treatment Impregnation (Barium calcium aluminator, which is produced by mixing barium, calcium carbonate and alumina in a weight ratio of 4: 1: 1 and calcining in a reducing atmosphere at 1100 ° C., is mainly used. Glass barium is produced by thermal decomposition and reaction with tungsten, a gaseous metal, during the process or cathodic operation). It is manufactured through a complicated process of impregnating and enclosing it in a metal container and then fixing it to a sleeve, which is expensive to manufacture and difficult to secure reliability when impregnating electron-emitting materials into the fine pores of porous tungsten gas. This is because a long time aging process is required in order to produce abundantly and stably, resulting in inferior mass productivity and economical efficiency to oxide cathodes.

상기와 같은 산화물 음극과 함침형 음극 외에, 금속음극이 있다. 세라믹 물질을 바륨원으로 사용하는 상기의 음극들과는 달리, 백금족-알칼리토류금속 계통의 금속 음극에서는 바륨과 타금속이 고용된 합금계를 바륨원으로 사용하여 바륨 합금 고용체가 분해됨으로써 유리 바륨이 생성되게 하고 있다. 이 반응에 따르면 환원반응의 부산물로 금속이 생성되므로 부산물의 축적에 의한 유리 바륨 생성이 억제되는 것을 방지할 수 있으며, 금속을 전자방출물질로 사용하므로 주울열의 발생도 방지할 수 있다. 그러나 이런 종류의 금속음극들은 브라운관 이외에 특수 용도로 상온 또는 저온에서 동작하는 2차 전자 방출원으로 사용되므로 이를 브라운관용으로 사용하여 700℃이상의 고온에서 동작시키면 바륨의 증발로 인한 표면조직 경시 변화나 백금-바륨간 반응이 일어나는 등 부적절한 부분이 많다.In addition to the oxide cathode and the impregnated cathode as described above, there are metal cathodes. Unlike the above cathodes using a ceramic material as a barium source, in the metal group of the platinum group-alkaline earth metal system, the barium alloy solid solution is decomposed using an alloy system in which barium and other metals are dissolved as a barium source to generate free barium. Doing. According to this reaction, metals are generated as by-products of the reduction reaction, thereby preventing free barium generation due to accumulation of by-products. Also, since metals are used as electron-emitting materials, generation of joule heat can be prevented. However, since these types of metal cathodes are used as secondary electron emission sources operating at room temperature or low temperature for special purposes in addition to CRTs, they can be used for CRTs and operated at temperatures above 700 ° C. -There are many inappropriate parts such as barium reaction.

마그네트론과 진행파관(traveling wave tube) 등의 전자방출원으로 사용되는 금속음극은 백금족 금속을 주원소로 사용하는데 이들은 알칼리토류 원소인 Ba, Sr, Ca 또는 La 희토류계(Ce, Pr) 등의 물질을 전자방출물질로 사용하고 있다. 이들 중 하나인 백금-알칼리토류 금속을 주성분으로 한 금속음극은 비교적 브라운관용 음극에 근접한 성질을 갖고 있으나, 수명 특성이 불안정하고 산화물음극보다 동작온도가 높다. 동작 온도가 높을 경우 음극을 가열하기 위해 장착되는 히터의 단선이나 히터와 슬리브간의 전류 누설 등 오류가 발생될 가능성이 커진다. 따라서 이들 음극의 동작온도를 낮추어 주어야만 앞서 언급한 바륨 세라믹을 사용하는 브라운관용 음극들의 단점을 해결할 수 있다.Metal cathodes used as electron emission sources such as magnetrons and traveling wave tubes use platinum group metals as their main elements, which are alkaline earth elements such as Ba, Sr, Ca or La rare earths (Ce, Pr). Is used as an electron-emitting material. The metal cathode mainly composed of platinum-alkaline earth metal, which is one of them, has a relatively close property to the cathode for a CRT, but its life characteristics are unstable and its operating temperature is higher than that of an oxide cathode. If the operating temperature is high, errors such as disconnection of the heater mounted to heat the cathode or leakage of current between the heater and the sleeve are increased. Therefore, it is possible to solve the disadvantages of the cathode for cathode ray tube using the barium ceramic mentioned above only by lowering the operating temperature of these cathodes.

백금-알칼리토류계 금속음극은 백금과 알칼리토류 금속 간의 고용체가 분해되어 생기는 알칼리 토류 금속이 표면으로 확산되어 전자방출층 표면에 단원자층을 형성하게 되고, 이들 단원자층의 존재로 인해 발생되는 분극 현상 때문에 전자가 쉽게 진공중으로 방출될 수 있는 에너지 구조를 띠게 된다. 따라서 금속 음극의 동작 온도를 낮추기 위해서는 표면에 형성되는 알칼리토류 금속 단원자층이 낮은 온도로 유지되게 하여야만 한다. 즉, 이들 알칼리토류 금속들이 기존 금속음극에서보다 낮은 온도에서 생성되고 표면으로 쉽게 확산될 수 있도록 하여야한다.In the platinum-alkaline earth metal cathode, an alkaline earth metal formed by decomposition of a solid solution between platinum and alkaline earth metal diffuses to the surface to form a monoatomic layer on the surface of the electron emission layer, and the polarization phenomenon caused by the presence of the monoatomic layer This results in an energy structure where electrons can be easily released into the vacuum. Therefore, in order to lower the operating temperature of the metal cathode, the alkaline earth metal monoatomic layer formed on the surface must be maintained at a low temperature. That is, these alkaline earth metals should be produced at a lower temperature than existing metal cathodes and can be easily diffused to the surface.

따라서 본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 알칼리 토류 금속의 생성과 확산을 제어함으로써 상기 백금-알칼리토류계 금속음극의 알칼리토류 금속층의 생성 온도를 낮추고 알칼리토류 금속들이 표면으로 쉽게 확산될 수 있도록 하는 새로운 전자관용 금속 음극을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problems, by controlling the generation and diffusion of the alkaline earth metal, it is possible to lower the production temperature of the alkaline earth metal layer of the platinum-alkaline earth metal cathode and to easily diffuse the alkaline earth metals to the surface. It is an object of the present invention to provide a new metal cathode for an electron tube.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음극의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이고,Figure 1 schematically shows the cross-sectional structure of the negative electrode according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이고,Figure 2 schematically shows the cross-sectional structure of the cathode according to another embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 금속 음극 동작시의 음극 구조를 개략적으로 도시한 것이고,Figure 3 schematically shows a cathode structure during operation of the metal cathode of the present invention,

도 4는 백금-바륨 합금 제조시 내열성 금속을 첨가하였을 때의 변화된 합금 조직을 800배 확대한 전자현미경 사진이고,FIG. 4 is an electron micrograph at 800 times magnification of the changed alloy structure when a heat-resistant metal was added in the preparation of a platinum-barium alloy.

도 5는 본 발명에 따른 음극과 통상의 산화물 음극 및 함침형 음극의 전류 밀도 특성을 비교하여 나타낸 그래프이고,5 is a graph showing a comparison of the current density characteristics of the cathode according to the present invention and the conventional oxide cathode and impregnated cathode,

도 6은 본 발명에 따른 음극과 통상의 산화물 음극, 금속 음극(Pt-Ba 계) 및 함침형 음극의 수명 특성을 비교하여 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the life characteristics of the anode according to the present invention and the conventional oxide cathode, metal cathode (Pt-Ba-based) and the impregnated cathode.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,

백금과 바륨을 포함하는 합금; 및 상기 합금 상부에 형성되고, W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속으로 된 금속막층;을 포함하는 열전자방출원을 구비한 전자관용 금속 음극을 제공한다.Alloys containing platinum and barium; And a metal film layer formed on the alloy and made of at least one high melting point metal selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta. Provide a cathode.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 상기 고융점 금속으로 된 금속막층은 금속 분말을 소결하여 형성된 소결체 형태인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the metal film layer of the high melting point metal is preferably in the form of a sintered body formed by sintering a metal powder.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 또한,In order to solve the above problems, the present invention also,

백금과 바륨을 포함하는 합금; 상기 합금 상부에 형성되고, W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속으로 된 제 1 금속막층; 및 상기 고융점 금속막층 상부에 형성된, 백금족 금속 또는 희토류 금속을 포함하는 제 2 금속막층;을 포함하는 열전자방출원을 구비한 전자관용 금속 음극을 제공한다.Alloys containing platinum and barium; A first metal film layer formed on the alloy and made of at least one high melting point metal selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta; And a second metal film layer including a platinum group metal or a rare earth metal formed on the high melting point metal film layer.

상기와 같은 금속 음극에 있어서, 상기 백금-바륨계 합금은, 백금 85 내지 99 중량% 및 바륨 1 내지 15 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 합금은 제 3 성분으로서, Mo, W, Nb, Ir, 및 Os로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속을 더 포함하여 형성된 합금인 것이 바람직하다. 또한, 상기 합금 중 제 3 성분의 함량은 전체 합금을 기준으로 0.5 내지 5wt%인 것이 바람직하다.In the metal cathode as described above, the platinum-barium-based alloy preferably includes 85 to 99% by weight of platinum and 1 to 15% by weight of barium, and the alloy may include Mo, W, It is preferably an alloy formed by further comprising at least one high melting point metal selected from the group consisting of Nb, Ir, and Os. In addition, the content of the third component of the alloy is preferably 0.5 to 5wt% based on the total alloy.

또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 상기 제 1 금속막층은 금속 분말을 소결하여 형성된 소결체 형태인 것이 바람직하다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the first metal film layer is preferably in the form of a sintered body formed by sintering the metal powder.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 한 태양에 따른 음극 구조는, 바륨을 함유하는 금속 합금과, 진공과 접하는 합금의 상부 표면에 바륨이 표면으로 쉽게 이동할 수 있는 기공을 갖춘 고융점 금속층을 구비하는 구조이다. 이러한 구조의 음극의 동작 태양을 도 3에 나타내었다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 바륨을 함유하는 금속 합금층에서 생성된 유리 바륨이 내열성 금속의 기공을 따라 음극 표면으로 이동, 확산하여, 내열성 금속 표면층 위에 안정하고 평탄한 바륨 단원자층을 형성하여 전자방출에 기여하고, 그 일부는 진공 중으로 증발되며, 이때 증발된 양은 바륨을 함유하는 금속 합금층에서 생성된 유리 바륨이 계속 생성, 확산되어 보충되게 된다.A cathode structure according to one aspect of the present invention is a structure having a metal alloy containing barium and a high melting point metal layer having pores on the upper surface of the alloy in contact with the vacuum, which can easily move to the surface. The operating aspect of the cathode of this structure is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the glass barium produced in the barium-containing metal alloy layer moves and diffuses along the pores of the heat resistant metal to the cathode surface to form a stable and flat barium monoatomic layer on the heat resistant metal surface layer. Contributing to the release, a portion of which is evaporated in vacuo, where the amount of evaporation continues to produce and diffuse free barium produced in the barium-containing metal alloy layer.

이 때, 바륨을 함유하는 금속 합금은 백금-바륨 합금인 것이 바람직하고, 고융점 금속층의 고융점 금속은 W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.At this time, the metal alloy containing barium is preferably a platinum-barium alloy, and the high melting point metal of the high melting point metal layer is preferably selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta. .

또한 본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 상기의 고융점 금속층 상부에 백금족 또는 희토류 원소를 포함하는 제 2 금속막층이 더 형성된다.According to still another aspect of the present invention, a second metal film layer containing a platinum group or a rare earth element is further formed on the high melting point metal layer.

상기와 같은 금속 음극들에 있어서, 백금-바륨 합금의 바륨의 함량은 1 내지 15wt%인 것이 바람직하다. 1wt% 이하이면, Ba이 너무 적어 음극의 전자방출특성이 좋지 않으며, 15wt% 이상인 경우에는 Ba의 증발이 너무 심하게 되므로 바람직하지 않다. 종래의 마그네트론의 백금-바륨 합금은 바륨 함량이 1 내지 2wt%로서 수명이 1000 시간 이내이므로 브라운관에 적용하기에는 불가능하다.In the above metal cathodes, the content of barium in the platinum-barium alloy is preferably 1 to 15 wt%. If it is 1wt% or less, Ba is too small and the electron emission characteristic of the cathode is not good. If it is 15wt% or more, the evaporation of Ba becomes too severe, which is not preferable. Conventional magnetron's platinum-barium alloy has a barium content of 1 to 2 wt% and a lifetime of less than 1000 hours, thus making it impossible to apply to a CRT.

또한 상기의 백금-바륨 합금은, 제 3의 성분으로서, W, Mo, Nb, Ir, 및 Os로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 고융점 금속을 제 3의 성분으로서 더 첨가하는 이유는 다음과 같다.In addition, the platinum-barium alloy may further include one or more high melting point metals selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, and Os as a third component. The reason why such a high melting point metal is further added as a third component is as follows.

금속 음극 제조시 금속 원소들은 아크멜팅(Arc Melting) 이나 유도용융(Induction Melting) 등의 방법으로 녹은 액체 상태에서 합금을 만들고, 이를 냉각시켜 적용 목적에 적합한 크기로 잘라 슬리브 등의 지지체에 용접 등의 방법으로 고정하여 사용하게 된다.When manufacturing the metal cathode, the metal elements are made of an alloy in a molten liquid state by arc melting or induction melting, and then cooled and cut into a size suitable for the purpose of application, such as welding on a support such as a sleeve. It is fixed by the method.

이러한 금속 합금 제조에 있어서, 합금은 조성물 구성비, 온도나 유지시간,냉각 속도 등에 따라 합금 에미터의 미세한 내부 조직 구조가 결정되는데, 통상 온도나 유지시간에 따라 합금의 결합 상태가, 냉각 속도에 의해 조직 크기가 영향을 받는 것으로 알려져 있다.In the manufacture of such a metal alloy, the alloy has a fine internal structure of the alloy emitter depending on the composition ratio, the temperature, the holding time, the cooling rate, and the like. Tissue size is known to be affected.

그러나 아크멜팅이나 유도용융법의 단점은 성분들의 비중이나 냉각 속도 차이 때문에 균일한 조직, 조성의 합금을 얻기 어렵고 따라서 조직의 크기를 조절하기도 어렵다는 문제점이 있다.However, the disadvantage of arc melting or induction melting is that it is difficult to obtain an alloy of uniform structure and composition due to differences in specific gravity or cooling rate of the components, and thus it is difficult to control the size of the structure.

본 발명에서는 백금-알칼리토류 금속합금계에 제 3 성분으로 내열성 금속 원소(예;텅스텐, 몰리브덴, 니오븀 및 백금족 금속)를 첨가할 때, 합금이 안정된 조직 구조를 가지며, 그로써 합금 제조 공정 산포로 인한 조직의 불균일을 감소시키고, 미세한 조직 구조를 형성시켜 줌으로서 알칼리 토류 금속 해리를 촉진하여 우수한 초기 특성을 갖는 금속음극을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.In the present invention, when a heat-resistant metal element (eg, tungsten, molybdenum, niobium, and platinum group metals) is added as a third component to the platinum-alkaline earth metal alloy system, the alloy has a stable structure structure, thereby resulting in the dispersion of the alloy manufacturing process. It has been found that by reducing the non-uniformity of the tissue and forming a fine tissue structure, it is possible to promote alkaline earth metal dissociation to obtain a metal cathode having excellent initial properties.

이 때 제 3 성분의 바람직한 첨가량은 전체 합금을 기준으로 0.5 내지 5wt%이다. 이러한 범위에서 금속 합금이 가장 균일한 조직을 나타내고, 그로써 바륨의 내부 확산이 가장 촉진되는 결과를 얻었다.In this case, the preferred amount of the third component is 0.5 to 5 wt% based on the total alloy. In this range, the metal alloy exhibited the most uniform structure, whereby the internal diffusion of barium was most promoted.

도 4는 본 발명의 방법에 따라, 8 wt%의 바륨을 포함하는 백금 합금에, 백금 원자수의 2 at%의 양으로 텅스텐을 첨가하여 제조한 경우의 합금 조직을 800배 확대하여 나타낸 현미경 사진이다. 이 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 텅스텐을 제 3의 성분으로 첨가한 합금은 매우 미세하고 균일한 조직 구조를 나타내고 있었다.FIG. 4 is a micrograph showing an 800 times magnification of an alloy structure when a tungsten is added in an amount of 2 at% of platinum atoms to a platinum alloy containing 8 wt% of barium according to the method of the present invention. to be. As can be seen from this photograph, the alloy in which tungsten was added as a third component showed a very fine and uniform structure.

이하, 본 발명의 금속 음극의 제조 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the metal negative electrode of this invention is demonstrated in detail.

먼저 일정량의 Pt-Ba를 불활성 분위기 로에서 합금화하여 합금체를 제조하는데, 그 상세한 과정은 다음과 같다. 일정한 조성비로 칭량한 금속재료(Pt,Ba)를 준비한다. 이 때 합금의 조성비는, Ba 함량이 1 내지 15wt% 되도록 하는 것이 바람직하다.First, an alloy is prepared by alloying a certain amount of Pt-Ba in an inert atmosphere furnace, and the detailed process is as follows. A metal material (Pt, Ba) weighed at a constant composition ratio is prepared. At this time, the composition ratio of the alloy is preferably such that the Ba content is 1 to 15wt%.

금속재료의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 주로 분말 형태를 사용하는데, 블록 형태도 사용될 수 있다. 이러한 금속재료(Pt,Ba)를 아크로에 장입하고 진공을 뽑은 후 고순도의 Ar 가스를 대기압정도로 주입하여 용융을 시작한다. 백금-바륨 합금 고용체는 이들의 비중과 용융점등 성질 차이가 커 합금 과정에서 조성이 변하는 것을 방지하고 균일한 합금을 만들기 위해 순간적으로 금속을 녹일 수 있는 아크로를 이용하여 용융을 수행한다. 또한 금속 간에 밀도차이가 있으므로 용해 후 응고시 서로 균질하게 합금화되지 못할 가능성이 매우 크므로, 용해 및 응고공정을 위치를 바꾸면서 수회 이상으로 반복하여 균일한 금속체를 가지도록 하여야 한다. 이 과정에서 융점이 낮은 Ba은 증발하기 쉬우므로, 증발되는 양을 고려하여 일정량의 Ba금속을 최초 배합 시 더 넣어주어야 한다. 추가의 첨가량으로서는 10~15% 추가하는 것이 바람직하다. 수회 용해, 응고를 반복하여 실시하면 매우 균일한 금속체를 얻을 수 있는데, 전자방출 재료의 각기 다른 부분의 시료를 채취하여 분석하여 균일한 상을 확인할 수 있다.The form of the metal material is not particularly limited, and mainly uses a powder form, a block form may also be used. The metal material (Pt, Ba) is charged to the arc furnace, and the vacuum is extracted, followed by injecting high-purity Ar gas to the atmospheric pressure to start melting. Platinum-barium alloy solid solution has a large difference in specific gravity and melting point property, and melting is performed by using an arc furnace which can melt metal instantaneously to prevent the composition change during alloying process and to make a uniform alloy. In addition, since there is a high density difference between metals, it is very unlikely that homogeneous alloying will occur during solidification after melting. Therefore, the dissolution and solidification process should be repeated several times or more while changing positions to have a uniform metal body. In this process, Ba having a low melting point is easy to evaporate. Therefore, a certain amount of Ba metal should be added at the time of initial blending in consideration of the evaporated amount. As addition amount, it is preferable to add 10-15%. Repeated dissolution and solidification several times yields a very uniform metal body. Samples of different parts of the electron-emitting material can be taken and analyzed to confirm a uniform phase.

또한 본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 합금 내에서의 Ba의 확산을 더욱 용이하게 하기 위하여, Pt-Ba 합금의 제조시 고융점 금속으로 된 제 3 성분을 0.5 내지 5wt% 첨가할 수도 있다. 이러한 3원 합금을 제조할 경우에는, 금속 재료 용융시 증발 손실을 줄이고 합금체의 조성을 더욱 균일하게 하기 위해 먼저 용융 온도가 유사한 금속간의 2원 합금을 얻은 후 나머지 원소를 첨가하는 방법으로 합금을 형성한다.According to a preferred aspect of the present invention, in order to further facilitate the diffusion of Ba in the alloy, it is also possible to add 0.5 to 5 wt% of a third component made of a high melting point metal in the production of the Pt-Ba alloy. In the case of manufacturing such a ternary alloy, in order to reduce evaporation loss during metal material melting and to make the composition of the alloy more uniform, the alloy is first formed by obtaining a binary alloy between metals having similar melting temperatures and then adding the remaining elements. do.

상기와 같이 Pt-Ba의 2원 합금 또는 여기에 고융점 금속을 더 포함하는 3원 합금을 제조한 후 브라운관의 음극 구조에 맞도록 절단 또는 성형하고, 이렇게 제조된 전자방출재료 상단에 고융점 금속으로 금속막층을 형성한다.As described above, after preparing a binary alloy of Pt-Ba or a ternary alloy further comprising a high melting point metal therein, cutting or molding to match the cathode structure of the CRT and a high melting point metal on the prepared electron emitting material. The metal film layer is formed.

금속막층의 역할은 다음과 같다. 즉, 상기 3원 합금의 경우에는 제 3의 성분이 표면으로의 Ba 확산을 더욱 용이하게 하므로 전자방출의 초기 특성은 매우 좋을 수 있으나, 장시간 사용시에는 Ba의 과다 증발로 인해 수명 특성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 2원 합금의 경우도 마찬가지여서 장시간 사용시 수명 특성이 저하되는 현상이 발생한다. 따라서 이를 제어하는 수단이 필요하며, 이를 위하여 표면에 고융점 금속으로 된 금속막층을 형성함으로써, Ba 증발를 제어할 수 있다. 구체적인 제어는 텅스텐의 입자크기, 금속막층의 두께 등으로 제어할 수 있다. 더 나아가 이러한 금속막층은 또한 표면의 일함수를 낮추어 Ba의 단원자 층이 쉽게 형성되도록 하므로 낮은 온도에서 높은 전자방출 특성을 갖도록 하는 역할도 한다.The role of the metal film layer is as follows. That is, in the case of the ternary alloy, since the third component facilitates Ba diffusion to the surface, the initial characteristics of the electron emission may be very good, but when used for a long time, it may affect the life characteristics due to excessive evaporation of Ba. Can be. This phenomenon is the same as in the case of the binary alloy, the phenomenon occurs that the life characteristics are degraded when used for a long time. Therefore, a means for controlling this is required, and for this purpose, the evaporation of Ba can be controlled by forming a metal film layer of a high melting point metal on the surface. Specific control can be controlled by the particle size of tungsten, the thickness of the metal film layer and the like. Furthermore, such a metal film layer also lowers the work function of the surface so that the monoatomic layer of Ba is easily formed, and thus has a high electron emission characteristic at a low temperature.

이러한 금속막층을 형성하는 고융점 금속은, W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 금속막층 형성 방법은, 상기 금속의 분말을 바인더와 혼합하여 페이스트 형태로 만든 후 인쇄법을 포함하는 다양한 방법으로 도포하고, 이렇게 도포된 것을 소결하여 고융점 금속막을 형성한다. 금속막층은 소결체 형태인 것이 바람직한데, 이러한 고융점 금속 분말을 소결하면, 기공이 확보되어서, 바륨 원자가 표면으로 더욱 쉽게 확산될 수 있도록 하며, 또한 표면에 바륨 단원자층이 안정적인 구조로 형성되는 것을 돕는다.Such The high melting point metal forming the metal film layer is preferably at least one selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta. In the method of forming the metal film layer, the powder of the metal is mixed with a binder to form a paste, and then applied by various methods including a printing method, and the thus applied is sintered to form a high melting point metal film. The metal film layer is preferably in the form of a sintered body, and such a high melting point metal Powder Upon sintering, pores are secured, allowing barium atoms to diffuse more easily onto the surface, and also helping to form a barium monoatomic layer on the surface in a stable structure.

또한 너무 높은 온도에서 열처리를 할 경우, 합금 내부의 Ba이 증발할 우려가 있으므로, 낮은 온도에서도 소결이 잘 되도록 하기 위하여 소결 조제를 첨가할 수도 있다. 금속층의 두께는 5~40um사이인 것이 적당하다.In addition, when the heat treatment is performed at too high a temperature, there is a fear that Ba inside the alloy may evaporate, so that a sintering aid may be added in order to sinter even at a low temperature. The thickness of the metal layer is suitably between 5 and 40um.

이렇게 제조된 음극을 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 용기의 상부에 용접하여 금속 음극을 완성한다.The negative electrode thus prepared is welded to the top of the container as shown in FIGS. 1 and 2 to complete the metal negative electrode.

기존의 산화물 음극은 전류밀도가 2A/cm2으로 낮으며, 고전류에서 계속 사용할 경우 수명이 매우 짧다. 반면에, 본 음극은 전류 밀도가 950~1000℃ 동작온도에서 6A/cm2으로 고전류 영역에서 사용 가능하며, 수명도 1만 시간 이상의 장수명을 보장하므로, 브라운관에서 히터로 가열하여 전자를 발생시키는 열전자 음극으로서의 사용가능성이 매우 높다. 또한 기존의 음극 구조와 호환이 기능하고, 산화물 음극에서 필요한 장시간의 배기 에이징이 매우 짧아진다는 것도 큰 장점 중 하나이다. 특히 에이징 공정은 30분 이내로 가능하므로 공정 효율성이 매우 우수하다.Conventional oxide cathodes have a low current density of 2A / cm 2 and have a very short lifetime when used continuously at high currents. On the other hand, the cathode can be used in the high current region with a current density of 6A / cm 2 at an operating temperature of 950-1000 ℃ and guarantees a long life of more than 10,000 hours. Its use as a cathode is very high. In addition, it is compatible with the existing cathode structure, and the long-term exhaust aging required for the oxide cathode is very short. In particular, the aging process can be performed in less than 30 minutes, which is very efficient.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 음극에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the negative electrode of the present invention will be described in detail with reference to Examples.

실시예 1Example 1

먼저 백금 10g, 및 바륨 1.3g을 아크유도로의 구리포트에 넣었다. 진공을 뽑아 노의 내부를 매우 깨끗하게 하고, 진공을 유지한 후, 고순도의 Ar 가스를 대기압 정도로 주입하고, 그리고 나서 용융을 시작하였다. 용해 후 응고된 금속은 상하뒤집어 가며 수 차례 용해와 합금 작업을 반복 실시하여, 합금 잉곳(ingot)을 얻었다. 얻어진 합금 잉곳을 각기 다른 부분에서 시료를 채취, 분석하여 균일한 상을 확인하여 합금체를 얻었다. 이렇게 얻어진 합금체를 다이아몬드 와이어 절단기로 절단하여 일정한 두께를 갖는 합금판(slice)으로 가공하였다.First, 10 g of platinum and 1.3 g of barium were placed in an arc induction copper pot. After the vacuum was drawn and the inside of the furnace was very clean, and the vacuum was maintained, high purity Ar gas was injected at atmospheric pressure, and then melting was started. After melting, the solidified metal was turned upside down and repeatedly melted and alloyed several times to obtain an alloy ingot. Samples were taken from different parts of the obtained alloy ingot and analyzed to confirm a uniform phase to obtain an alloy body. The alloy body thus obtained was cut by a diamond wire cutter and processed into an alloy plate having a constant thickness.

상기와 같이 얻어진 합금판 표면에, 내열성 금속인 텅스텐 구형 분말(평균 입경 5 마이크로미터)을 0.2중량%의 니트로셀룰로스를 바인더(binder)로 첨가한 아이소 아밀 아세테이트(iso amyl acetate)에 부피비 7:3으로 혼합한 페이스트를 인쇄하여 두께 10마이크로미터의 텅스텐 금속층을 만들고, 환원 분위기에서 1,700℃로 30분 동안 열처리하였다.On the surface of the alloy plate obtained as described above, a tungsten spherical powder (average particle diameter of 5 micrometers), which is a heat-resistant metal, was added to iso amyl acetate in which 0.2 wt% of nitrocellulose was added as a binder. The mixed paste was printed to form a tungsten metal layer having a thickness of 10 micrometers, and heat-treated at 1,700 ° C. for 30 minutes in a reducing atmosphere.

상기와 같이 얻어진, 내열성 금속 표면층을 구비한 백금-바륨 합금을 1 평방밀리미터 크기의 사각형으로 자른 후, 슬리브에 레이저 용접하여 금속 음극을 완성하였다.The platinum-barium alloy with the heat resistant metal surface layer obtained as described above was cut into squares of 1 square millimeter size, and then laser welded to the sleeve to complete the metal cathode.

실시예 2Example 2

합금 재료로서 백금 10g, 바륨 1.3g, 및 몰리브덴 0.05g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 음극을 제조하였다.A metal negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 g of platinum, 1.3 g of barium, and 0.05 g of molybdenum were used as the alloying material.

상기 실시예 1 및 2에서 제조된 각각의 음극의 특성을 다음과 같이 확인하였다.The characteristics of each negative electrode prepared in Examples 1 and 2 were confirmed as follows.

백금-바륨 합금에 내열성 금속을 첨가하였을 때의 변화된 합금 조직에 관하여 알아보기 위하여, 본 발명의 실시예 2의 과정 중 제조된 3원 합금에 대하여 각 부분에서 시료를 채취하여 균일성을 조사하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4는 3원 합금의 표면을 800배 확대하여 나타낸 것으로서, 조직 구조 및 조직 내 입경 분포의 균일도가 상당히 향상한 것을 볼 수 있었다.In order to investigate the changed alloy structure when the heat-resistant metal was added to the platinum-barium alloy, samples were taken from each part of the ternary alloy prepared during the process of Example 2 of the present invention, and their uniformity was investigated. The results are shown in FIG. Figure 4 shows an enlarged 800 times the surface of the ternary alloy, it can be seen that the uniformity of the structure structure and the particle size distribution in the structure significantly improved.

또한 이렇게 제조한 합금을 전자방출물질로 사용하여 제조한 금속음극은 타 음극에 비하여 우수한 전자방출 특성을 갖고 있으며, 특히 삼원 합금에 관하여 전자방출 특성을 조사한 결과, 백금에 알칼리토류 원소인 바륨이 6~10 중량% 포함되고, 제 3의 원소로 텅스텐 원자가 백금 원자수의 2% 내외의 비율로 첨가될 때, 가장 우수한 전자방출 능력을 보인다는 것을 알 수 있었는데, 이러한 조성비에서 합금 전체에 미세하고 균일한 층상 조직이 형성되며 이로 인해 합금에서 바륨이 쉽게 해리되기 때문에 우수한 특성을 보이는 것으로 추정되었다.In addition, the metal cathode prepared by using the alloy prepared as an electron-emitting material has better electron emission characteristics than other cathodes. In particular, as a result of investigating the electron-emitting characteristics of the tertiary alloy, the platinum element, barium, It was found that when the tungsten atoms were added at a ratio of about 2% of the number of platinum atoms as the third element and contained about 10% by weight, it showed the best electron emission ability. A layered structure is formed, which is believed to show excellent properties because it readily dissociates barium from the alloy.

또한, 실시예 1에서 제조된 음극과 산화물 음극에 대하여 그 수명 특성을 비교하기 위하여, 정상적인 구동조건에 대해 120% 조건을 강화한 가속수명시험을 행하여 비교한 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6의 그래프를 보면, 산화물 음극은 2500시간 경과 후 약 60%이나 본 발명의 금속 음극은 90%대를 유지함으로써, 본 발명의 금속 음극의 수명특성이 산화물 음극에 비하여 월등히 뛰어남을 알 수 있다.In addition, in order to compare the life characteristics of the negative electrode and the oxide negative electrode prepared in Example 1, the result of the accelerated life test to enhance the 120% condition for the normal driving conditions is shown in FIG. In the graph of FIG. 6, the oxide cathode is about 60% after 2500 hours, but the metal cathode of the present invention is maintained at 90%, indicating that the life characteristics of the metal anode of the present invention are superior to that of the oxide cathode. .

즉, 본 발명의 음극은 초기 특성이 매우 우수하며 시간이 자나도 그 변화 폭이 매우 적다. 이는 바륨의 증발이 효율적으로 이루어지고 있다는 근거이며, 2중층 상부에 백금족 코팅으로 인하여 동작온도가 감소됨으로써 높은 전류와 긴수명을 갖게 된다는 것을 알 수 있다. 반면, 종래의 금속 음극은 바륨의 증발이 지속적으로 일어남으로써 초기 특성이 이어지지 못하는 경향을 보이며 함침형과 비슷한 특성을 보여주고 있다.That is, the negative electrode of the present invention is very excellent in the initial characteristics and the change is very small even over time. This is the basis of the efficient evaporation of barium, it can be seen that the operating temperature is reduced due to the platinum group coating on the double layer, it has a high current and a long life. On the other hand, the conventional metal cathode shows a tendency that the initial characteristics do not continue due to the continuous evaporation of barium, and similar characteristics to the impregnation type.

또한 음극의 성능은 진공 중에서 전자를 방출할 수 있는 한계 에너지인 일함수(work function)의 크기, 전기적 특성(전자방출 능력)이나 동작온도 등의 수치로 비교할 수 있는데, 본 발명의 금속 음극은, 동작온도가 950℃ 정도이며, 도 5에 나타난 바와 같이 전류 밀도는 5-10A/cm2수준으로 함침형 음극과 동등 이상의 특성을 가지므로 고정세관 대형 브라운관 등에 사용가능함을 알 수 있다. 또한 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 포화 전류밀도가 7~ 10A/cm2수준으로 산화물음극보다 최소한 3배 이상의 고전류밀도가 가능하므로 고정세관, 대형 브라운관등의 전자방출원으로 사용이 가능하다.In addition, the performance of the cathode can be compared by numerical values such as the size of a work function, an electrical characteristic (electron emission ability), an operating temperature, etc., which is a limit energy capable of emitting electrons in a vacuum. The operating temperature is about 950 ℃, as shown in Figure 5 can be seen that the current density is 5-10A / cm 2 level or higher than the impregnated cathode characteristics can be used for fixed tubular large CRT. In addition, as can be seen from Figure 5, the saturation current density is 7 ~ 10A / cm 2 level at least three times higher current density than the oxide cathode is possible, so it can be used as an electron emission source, such as fixed tubules, large CRTs.

동시에, 공정 적용성 또한 뛰어나 기존의 산화물 음극의 경우 활성화 공정이 500분 이상 소요되나 본 발명의 음극은 30분 이내로 가능하여, 공정이 쉽고 신뢰성이 있었다. 더 나아가, 브라운관 내에서의 진공도, 가스등 외적인 요인에 의한 안정성이 뛰어나므로, 수명 특성이 더욱 더 우수해 지는 결과를 가져왔다.At the same time, the process applicability is also excellent, and in the case of the conventional oxide cathode, the activation process takes more than 500 minutes, but the cathode of the present invention is possible within 30 minutes, so the process was easy and reliable. Furthermore, because of the excellent stability due to external factors such as vacuum degree, gas, etc. in the CRT, the lifespan characteristics are further improved.

본 발명의 금속 음극에 의하면, 음극의 합금 조성을 균일하게 하고, 음극의 표면에서 안정적인 구조를 유지하게 함으로써 바륨의 확산 및 생성을 촉진하여, 음극의 동작온도를 낮춤과 동시에 고전류 밀도의 전자방출특성을 갖는 전자관용 음극을 가능하게 한다.According to the metal negative electrode of the present invention, the alloy composition of the negative electrode is made uniform and a stable structure is maintained on the surface of the negative electrode to promote the diffusion and formation of barium, thereby lowering the operating temperature of the negative electrode and at the same time increasing electron emission characteristics of high current density. It enables the cathode for electron tubes which have.

또한 동작온도가 함침형 음극과 비슷하여, 기존의 음극 제조 공정의 변경 없이도 적용이 가능하므로 공정 호환성이 뛰어나고, 기존의 산화물 음극보다는 대기중에서 안정하므로 취급과 가공이 쉽고 산화물 음극에 비하여 전자방출 능력 및 수명 특성이 현저하게 뛰어나다는 장점이 있다.In addition, since the operating temperature is similar to the impregnated cathode, it can be applied without changing the existing cathode manufacturing process, and thus the process compatibility is excellent, and it is more stable in the air than the conventional oxide cathode, so it is easy to handle and process, and the electron emission ability is higher than that of the oxide cathode. There is an advantage that the life characteristics are remarkably excellent.

Claims (7)

백금과 바륨을 포함하는 합금; 및Alloys containing platinum and barium; And 상기 합금 상부에 형성되고, W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속으로 된 금속막층;을 포함하는 열전자방출원을 구비한 전자관용 금속 음극.A metal cathode formed on top of the alloy, the metal film layer comprising at least one high melting point metal selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta; . 제 1 항에 있어서, 상기 고융점 금속으로 된 금속막층은 금속 분말을 소결하여 형성된 소결체 형태인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.2. The metal cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the metal film layer made of the high melting point metal is in the form of a sintered body formed by sintering a metal powder. 백금과 바륨을 포함하는 합금;Alloys containing platinum and barium; 상기 합금 상부에 형성되고, W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속으로 된 제 1 금속막층; 및A first metal film layer formed on the alloy and made of at least one high melting point metal selected from the group consisting of W, Mo, Nb, Ir, Os, Rh, and Ta; And 상기 고융점 금속막층 상부에 형성된, 백금족 금속 또는 희토류 금속을 포함하는 제 2 금속막층;을 포함하는 열전자방출원을 구비한 전자관용 금속 음극.And a second metal film layer including a platinum group metal or a rare earth metal formed on the high melting point metal film layer. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 백금-바륨계 합금은, 백금 85 내지 99 중량% 및 바륨 1 내지 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The metal cathode for an electron tube according to claim 1 or 3, wherein the platinum-barium-based alloy comprises 85 to 99% by weight of platinum and 1 to 15% by weight of barium. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 3 성분으로서, Mo, W, Nb, Ir, 및 Os로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고융점 금속을 더 포함하여 형성된 합금인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The metal for electron tube according to claim 1 or 3, wherein the third component is an alloy formed by further comprising at least one high melting point metal selected from the group consisting of Mo, W, Nb, Ir, and Os. cathode. 제 5 항에 있어서, 상기 합금 중 제 3 성분의 함량은 전체 합금을 기준으로 0.5 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.6. The metal cathode for an electron tube according to claim 5, wherein the content of the third component in the alloy is 0.5 to 5 wt% based on the total alloy. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 금속막층은 금속 분말을 소결하여 형성된 소결체 형태인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.4. The metal cathode for an electron tube according to claim 3, wherein the first metal film layer is in the form of a sintered body formed by sintering a metal powder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2646654C2 (en) * 2016-08-02 2018-03-06 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Method for producing cathode material based on metal of platinum group and barium

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