KR930000578B1 - 전자총용 음극구조체와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자총용 음극구조체와 그 제조방법

제1도는 본 발명 음극구조체의 주요부 구조를 도시하는 단면도.

제2도는 제1도에서 결정화글라스의 분말결정을 나타내는 사진도.

제3도는 본 발명에 관련되는 종래의 음극구조체를 도시하는 단면도.

제4도는 결정화글라스를 미열처리하였을 때의 분말결정을 나타내는 사진도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1 전극 2 : 외주벽

3 : 결정화글라스 4 : 수용용기

5 : 슬리이브 6 : 용접면

본 발명은 방열형 음극구조체로서, 특히 결정화글라스에 의해 슬리이브가 지지되는 형식의 전자총용 음극구조체와 그 제조방법에 관한 것이다.

방열형 음극구조체에서, 열전자방출물질은 슬리이브 상의 캡에 도포되고, 슬리이브의 내부에 장치된 히이터에 의해 가열되어 열전자를 방출하게 되어 있으며, 이 슬리이브는 통상적으로 서포트에 의해 지지되어 음극구조체를 형성하고 있다.

그런데, 이와 같은 구조의 음극구조체는 슬리이브와 제1전극의 배열을 정밀하게 유지할 수 없어서 고해상도를 얻을 수 없는 결점이 었다.

고해상도 칼라음극선관에 사용되는 음극구조체는 슬리이브와 제1전극 사이의 배치를 정밀하게 유지시키기 위하여 독특한 구조를 갖추고 있다.

제3도는 고해상도 음극선관에 사용되는 있는 음극구조체의 일반적인 구조를 나타낸다.

제2전극(G2)에 대향하는 제1전극(G1)은 컵형상으로 되어 측면이 길게 연장된 외주벽(W)을 보유하고 있으며, 이 외주벽(W)의 내측면으로 결정화글라스(G)가 배치되어 슬리이브(S)를 지지할 수 있게 되어있다.

결정화글라스(G)는 ZnO-B₂O₃-SiO₂-MgO을 기본조성으로 하는 물질로서 미리 제1전극(G1)의 내주면에 일치하는 형상의 용기(C)에 넣어져 만들어진 후, 제1전극(G1)과 용기(C)를 용접하는 방법으로 장착된다.

슬리이브(S)는 제1전극(G1)에 장착된 결정화글라스(G)의 중심측으로 삽입 지지됨으로써, 제1전극(G1)과 정밀한 위치로 배치된다.

그런데, 상술한 결정화글라스의 결정조직은 제4도 사진으로 나타낸 바와 같이 치밀하지 못하여, 내부에 개스를 함유하고 있는 경우가 종종 있고, 이 개스는 전자총의 동작을 의미하는 히이터 가열 시에 외부로 방출되어 음극선관의 진공도를 저하시키는 문제를 일으키며, 더구나 제1전극(G1)과 결정화글라스 사이는 열팽창 차이가 생겨서 동작 초기에 순간리이크를 일으키게 되어 화이트밸런스가 나빠지는 단점을 나타내고 있다.

본 발명의 목적은 전자총의 동작시에 결정화글라스로부터 개스의 방출이 없고, 또 제1전극과 결정화글라스 사이의 열팽창차를 줄여서 초기의 배치상태에 변동이 생기지 않게 한 전자총용 음극구조체와 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 결정화글라스와 수용용기 사이의 접촉면적을 넓혀서,양 사이의 접합력을 증대시킨 구조의 전자총용 음극구조체를 제공함에 있다.

상기 목적에 따라, 본 발명의 음극구조체는 제1전극과 수용용기를 42%Ni-58%Fe로 된 합금으로 하여, 이 합금의 특징인 0.0000045-0.0000065mm/℃의 저열팽창성을 이용하고, 또 여기에 수용되는 결정화글라스는 제1전극의 내측에 용접 연결된 수용용기에 넣어진 채로 수소분위기에서 열처리되어 결정화글라스 사이에 내포된 개스 등이 미리 방출된 치밀한 조직으로 됨을 특정으로 한다.

또한, 본 발명의 음극구조체를 구현하는 제조방법은 결정화글라스가 충전된 수용용기, 그리고 슬리이브와 서포터를 제1전극의 내측 소정위치에 설치한 다음, 수소분위기에서 피이크온도 700-800℃로 10분간 그리고 총 가열시간이 80분을 초과하지 않게 가열하여 결정화글라스에 내포된 개스를 방출하는 공정으로 행함을 특징으로 한다.

결정화글라스의 용해점은 700℃이나, 실험에 의하면 700-800℃에서 침상조직의 변화가 초래되지 않게 용해되어 결정화글라스에 함유된 개스의 방출이 원만하게 이루어짐이 확인되었다.

또 800℃를 초과하여 열처리하는 경우는 글라스분말의 침상구조가 변화되어 냉각후에 결정화글라스의 고유강도가 저하되는 문제점이 생겼다.

상기한 본 발명의 음극구조체에 있어서, 수용용기의 내주면은 굴곡을 이루어 그 내부에 충전되는 결정화글라스와 수용용기 사이의 접합면적이 증대될 수 있게 하는 것이 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 관련된 음극구조체는 제1도에 도시한 바와 같이, 제1전극(1)은 컵형상으로 되어, 측면이 길게 연장된 외주벽(2)를 보유하고 있으며, 이 외주벽(2)의 내측면에는 결정화글라스(3)이 충전된 수용용기(4)가 용접 지지되어 있고, 전기한 수용용기(4)의 중심부에는 슬리이브(5)가 삽입 지지되고, 이 슬리이브(5)의 양측으로 히이터 서포터(7)이 결정화글라스(3)에 매립설치되어 있다.

이러한 기본적 구성은 종래의 음극구조체와 동일한 것이나, 본 발명에서는 제1전극(1)과 수용용기(4)는 42Ni-58Fe로 된 합금으로 만들어져서 낮은 열팽창계수를 갖게 되고, 또 수용용기(4)의 내부에 충전된 결정화글라스(3)은 제2도의 사진으로 볼 수 있는 바와 같이, 결정사이에 개스가 함유될 공간이 없도록 치밀하게 되는 것에 그 특징이 있다.

또, 수용용기(4)는 내부에 충전된 결정화글라스(3)과의 접합력을 향상시키기 위하여, 가장자리의 용접면(6)을 제외한 외주면의 직경을 축소시켜서 수용용기(4)의 내주면에 굴곡이 생기게 함으로써 수용용기(4)의 내주면 면적이 증대되어 보다 넓은 면적에 걸쳐 결정화글라스(3)과 접합되게 하고 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 음극구조체는 다음과 같은 제조방법을 통하여 구현될 수 있다.

먼저, ZnO-B₂O₃-SiO₂-MgO를 기본조성으로 하는 결정화글라스(3)의 분말체를 42Ni-58Fe 합금제수용용기(4)에 넣고, 전기한 수용용기(4)를 역시 42Ni-58Fe 합금제 제1전극(1)의 내측으로 삽입하여 제1전극(1)의 외주벽(2)에서 저항용접을 행하여 수용용기(4)가 제1전극(1)의 내부에 지지되게 한 다음, 슬리이브(5)와 히이터서포터(7)을 결정화글라스(3)에 매립시켜 설치한다.

물론, 본 발명에 있어서도 상술한 각종의 부품은 음극구조체로 완성될때까지 적당한 지그에 의해 상호간의 배열위치를 유지하게 된다.

상기한 슬리이브(5)와 서포터(7)은 코바라 불리우는 29Ni-17Co-54Fe합금을 사용하여 다른 부품과의 열팽창밸런스를 맞추어 주는 것이 좋다.

이와 같이 조립된 음극구조체는 수소분위기에서 피이크온도 700-800℃로 피이크온도 가열시간은 10분으로 하면, 수용용기(4)에 충전된 결정화글라스(3)에 함유된 개스가 충분히 완전하게 방출된다.

상술한 수소분위기는 금속제 부품이 열처리중에 산화되는 일이 없게 하기 위하여 조성해 주는 것이고, 또 피이크온도 700-800℃는 결정화글라스의 조직 변화가 생기지 않게 용해될 수 있는 온도이다.

그리고 파이크온도 가열시간 10분은 일정한 부피를 갖는 수용용기(4)에 충전되는 일정량의 결정화글라스(3)에서 용해에 의해 함유된 개스가 완전히 방출되기에 충분한 시간의 최저치이다.

또한, 피이크 온도에 이르는 총 가열시간은 80분으로 하는데, 상온에서 피이크 온도까지의 기온과, 피이크온도에서 상온으로의 냉각에 소요되는 시간을 상기한 80분보다 짧게 하면 결정화글라스와 수용용기 사이의 접합면에 클랙이 생긴 불량품이 나오게 되고, 또 80분보다 길게 하면 불량품은 생기지 않지만 80분으로 열처리하였을 때에 비하여 더 이상의 품질 향상은 생기지 않는다.

따라서 본 발명은 결정화글라스(3)의 가열온도를 700-800℃,또 피이크온도 가열시간 10분, 총 가열시간80분으로 한정한다.

이와 같은 열처리과정중에 행해지는 결정화글라스의 용해에 의해 그 내부에 함유된 개스는 외부로 방출되고, 그 후 결정화글라스가 응고된 후에는 제2도에 도시한 바와 같은 결정조직으로 재형성되었으며, 이는 열처리되지 않은 제4도의 사진과 비교하였을 때, 현저하게 치밀한 조직으로 재형성되었음을 확인할 수 있다.

이렇게 만들어진 본 발명 음극구조체를, 제3도에 예시한 종래의 음극구조체와 함께 4000시간의 수명테스트를 행한 결과, 초기의 0시간에서 발생되는 전자비임의 량을 100으로 하였을 때, 본 발명 음극구조체는 4000시간 경과 후에 20%정도 감소되었으며, 종래의 음극구조체는 35%의 감소를 나타내어 본 발명 음극구조체의 특성이 휠씬 우수하였다.

본 발명 음극구조체가 나타내는 특성은 낮은 열팽창계수를 갖는 42Ni-58Fe 합금으로 제1전극과 수용용기를 제조한 까닭에, 결정화글라스와의 열팽창차가 작아져서 순간리이크의 억제 및 컨버어젼스향상, 그리고 결정화글라스에 함유된 개스가 열처리과정에서 완전히 방출될 수 있어서 전자총의 동작중에 히이터의 열로인해 결정화글라스가 가열되어도 개스 방출이 생기지 않게 되어 진공도 저하가 생기지 않음에 따라 나타나는 것이다.

Claims (3)

1. 전자총의 제1전극 내부에 수용용기를 용접 연결하고, 이 수용용기에 결정화글라스를 충전하여 캐소오드의 슬리이브를 지지하게 구성한 전자총용 음극구조체에 있어서, 통상의 제1전극(1)과 수용용기(4)가 42%Ni-58%Fe로 된 합금으로 이루어지고, 전기한 수용용기(4)에 수용되는 결정화글라스(3)이 열처리에 의해 치밀한 결정조직을 갖고 있음을 특징으로 하는 전자총용 음극구조체.
2. 제1항에 있어서, 수용용기(4)의 내주면에 굴곡을 부여하여 그 내부에 충전되는 결정화글라스(3)과의 접합면적이 증대되게 하고 있음을 특징으로 하는 전자총용 음극구조체.
3. 슬리이브(5)와 히이터서포터(7)이 수용용기(4)의 내부에서 결정화글라스(3)에 의해 매립 설치되고, 상기한 수용용기(4)는 제1전극(1)의 외주벽(2) 내측면에 용접 연결된 다음, 다른 금속부품들의 산화가 억제되는 수소분위기에서 피이크온도 700-800℃, 피이크 가열시간 10분, 총 가열시간 80분을 초과하지 않게 가열하여 상기한 결정화글라스의 침상조직이 변화되지 않고 내부에 함유된 개스가 방출되게 하는 열처리공정을 거쳐 제조함을 특징으로 하는 전자총용 음극구조체의 제조방법.

Images