KR930007588B1 - 음극선관의 방열형 캐소드 구조체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음극선관의 방열형 캐소드 구조체

제1도는 종래 음극선관의 캐소드 구조체의 단면도.

제2도는 본 발명에 다른 음극선관의 캐소드 구조체의 단면도.

제3도는 종래와 본 발명 캐소드 구조체의 수명 비교도.

제4도는 제2도의 기체 금속 두께/슬리브 정부두께에 따른 열전자 방사율의 변화곡선.

본 발명은 음극선관에 있어서 전자를 방출하는 캐소드가 달구어질 히터와 전기적으로 절연되어 간접적으로 가열되는 방열형 캐소드 구조체에 관한 것으로, 특히 히터의 외측의 슬리브(SLEEVE)에 정부(頂部)를 형성하여 그 정부 상부의 기체 금속(基體金屬 : BASEMETAL)과 슬리브 정부를 가압 접합함으로써 기체금속과 슬리브 정부간에 확산층을 같게하여 기체 금속에 함유된 환원제 마그네슘(Mg)의 소진(消盡)에 의한 음극선단 캐소드의 수명단축을 슬리브재에 함유된 부환원제 크롬(Cr)이 기체 금속중으로 확산되도록 하여 캐소드의 수명을 연장하게 한 음극선관의 방열형 캐소드 구조체에 관한 것이다.

종래의 방열형 캐소드는 그의 단면도가 제1도에 도시한 바와같이 구성된 것으로 즉, 텅스텐이나 텅스텐ㆍ몰리브덴 합금선을 사용해서 구성되는 히터(1)의 둘레에 절연부(2)를 형성하여 그 외부에는 니켈(Ni)를 주체로 크롬(Cr)이 함유된 조성 금속으로 만들어진 슬리브(3)(3')를 형성하고, 그 슬리브(3)(3')의 상부에는 니켈을 주체로 환원제로서 마그네슘(Mg)등이 첨가된 조성금속으로 만들어진 캡(CAP)형의 기체금속(基體金屬 : BASEMETAL)을 부착하며, 이 기체금속(4)의 상부에는 산화바륨(BaO), 산화스트론륨(SrO)등을 이용한 산화물 음극재(5)를 도포하여 열전자 방사면을 구성한 것으로 이와같은 종래 캐소드 구조체의 동작을 보면 다음과 같다.

히터(1)에 전원을 인가하면, 히터(1)에 줄(JOULE)열이 발생하고, 발생된 이 열의 대부분은 진공중에서 복사과정을 거쳐 그 상부의 기체 금속(4)에 전달되어 기체금속(4)상부의 산화물 음극재(5)는 적정온도 1000°K정도로 가열되게 된다. 이때 산화물 음극재(5)중 산화바륨(BaO)은 기체금속(4)에 함유된 환원제 마그네슘(Mg)등과 반응하여 Bao+Mg→Ba+MgO의 화학 반응을 거치므로써 바륨(Ba)이 과잉생성되게 되고, 이 과잉 바륨(Ba)은 공지의 산화물 반도체 이론에서와 같이 전도대의 도너(DONOR)준위를 형성하여 전도대에 전자를 공급함으로써 열전자 방사를 일으키게 되는 것이다.

그러나 이와같은 종래의 경우 기체금속(4)중에 함유된 마그네슘(Mg)량이 소진(消盡)되면 차츰 바륨(Ba)의 생성량이 감소되어 열전자 방사가 쇠퇴하게 되어 음극선관의 수명이 급격히 단축되는 단점이 있었다[제3도의 (a)].

본 발명은 이와같은 종래의 단점을 감안하여, 니켈(Ni)을 주체로 크롬(Cr)이 함유된 슬리이브상단에 정부(頂部)를 형성하여 히터의 열에 의해 슬리이브 정부내의 크롬(Cr)이 기체금속으로 확산되게 하여 기체금속내의 마그네슘(Mg)의 소진을 크롬(Cr)으로 보충하게 함으로써 캐소드 구조체의 수명이 연장되도록 창안한 것으로, 첨부한 제2도에 의해 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면은 본 발명에 따른 캐소드 구조체의 단면도를 나타낸 것으로 이에 도시된 바와같이, 히터(1)의 둘레에 절연부(2)을 형성하고, 그 외부에는 슬리이브(3)(3')를 형성하며 그 슬리이브(3) 상부에는 캡(CAP)형의 기체금속(4)을 부착하여 그 기체 금속의 상부에 산화물 음극재(5)를 도포한 것에 있어서, 상기 슬리이브(3)(3')의 상부에 니켈(Ni)을 주체로 크롬(Cr)이 함유된 슬리이브재를 드로우잉하여 제작한 슬리이브 정부(頂部)(3")를 형성하고, 이 슬이이브 정부(3'')와 프레스로 가압하여 접합한 것으로, 상기에서 기체금속(4)의 두께[제2도a]와 슬리브 정부(3")의 두께[제2도b]의 비 즉 a/b는 1≤a/b≤3이 되도록 형성한 것이다. 그리고 슬리이브 정부(3")와 기체금속(4)을 프레스 가압 접합한 것은 레이저 용접이나 저항용접등으로 접합함으로써 슬리이브 정부(3")와 기체금속(4)간에 일어나는 크롬의 강제 확산을 막기 위한 것이다.

이와같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

히터(1)에 전원을 인가하면, 히터(1)에 줄(JOULE)열이 발생하고, 이 열의 대부분은 고진공인 음극선관 내부에서 복사현상으로 슬리이브(3)(3")로 둘러싸인 원통 내부로 전달되며, 이 전달된 열은 슬리이브 정부(3") 및 기체금속(4)을 통해 기체금속(4) 상부에 도포된 산화물 음극재(5)를 가열시켜 열전사 방사를 일으키게 된다.

이와같은 동작중 슬리이브(3)(3')원통 내부에서 기체금속으로 열이 전달될때 슬리이브 정부(3")에 함유된 크롬(Cr)이 서서히 기체금속(4) 내부로 확산되어, 열전자 방사에 의해 기체금속(4)내에 있던 마그네슘(Mg)의 소진을 상기 크롬(Cr) 으로 보충해줌으로써 열전자 방사를 지속적으로 수행하게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 캐소드 구조체에 의한 열전자 방사율(나)과 종래 캐소드 구조체의 열전자 방사율(가)을 비교 도시한 것으로, 유효 열전자 방사율(76.5%)를 기준으로 볼때 결국 캐소드 구조체의 수명이 약 2배로 증가됨을 알 수 있고, 제4도는 본 발명에서 기체금속(4)의 두께(a)와 슬리이브 정부(3")의 두께(b)의 비가 1인 경우 2000시간 후의 열전자 방사율을 100으로 했을때 a/b 값의 변화에 의한 열전자 방사율의 변화를 도시한 것으로, 이를 통해 알 수 있는 바와 같이 a/b가 1≤3인 범위가 캐소드 구조체의 수명연장의 최적 조건임을 알게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 기체금속(4)대 슬리이브 정부(3")의 두께 비를 1-3:1하여 프레스 가압 형성함으로써 히터(1)의 열이 기체금속(4)으로 전도될 때 슬리이브 정부(3")에 함유된 크롬(Cr)이 기체금속(4) 내부로 확산되어, 열전자 방사에 의해 기체금속(4)내에 있던 마그네슘(Mg)의 소진을 크롬(Cr)으로 보충해줌으로써 열전자 방사를 지속적으로 수행하게 하여 캐소드 구조체의 수명을 연장시키는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 히터(1)의 가열에 의해 기체금속(4)상의 산화물 음극제(5)를 가열하여 열전자 방사를 하게한 방열형 캐소드 구조체에 있어서, 슬리이브(3)(3') 상부에 니켈(Ni)을 주체로 크롬(Cr)이 함유된 슬리이브 정부(3")를 형성하고, 그 슬리이브 정부(3")와 그 상부의 기체금속(4)을 프레스 가압 접합하여 기체금속(4)과 슬리이브 정부(3")간에 확산층이 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 음극선관의 방열형 캐소드 구조체.
2. 제1항에 있어서, 기체금속(4)의 두께(a)와 슬리이브 정부(3")의 두께(b)의 비(a/b)를 1≤a/b≤3이 되도록 구성함을 특징으로 하는 음극선관의 방열형 캐소드 구조체.

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