KR960003589Y1 - 함침형 음극 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

함침형 음극

제1도는 종래 함침형 음극의 단면도.

제2도는 본 고안의 따른 함침형 음극의 단면도.

제3a, b도는 제2도의 보조 슬리브 형상을 나타낸 평면도 및 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 10 : 슬리브 2, 12 : 컵

3, 13 : 다공질 금속기체 4, 14 : 히터

본 고안은 고전류 밀도가 요구되는 대형 및 고해상도 수상관용 전자총에 사용되는 함침형 음극에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음극의 동작 온도를 다운시켜 전자총의 수명을 연장시켜서 특성을 안정화시킬 수 있도록 한 함침형 음극에 관한 것이다.

일반적으로 함침형 음극은 다공질 금속기체의 공공부에 탄산바륨, 탄산칼슘, 산화알미늄등의 혼합물로 이루어진 전자 방사 물질을, 고온의 진공 분위기에서 소결시켜 다공질 금속기체의 공공부에 함침시켜 이루어진다.

이러한 함침형 음극은 기존의 산화물 음극에 비해 높은 전자 방사 능력과 고전류 밀도를 가지며 수명이 긴 장점을 갖는다.

반면에 산화물 음극보다 일함수가 높아 고온에서 전자방출이 이루어지게 되어 음극의 온도가 상대적으로 매우 높아지는 문제점이 있다.

제1도는 종래의 함침형 음극을 설명하기 위한 도면으로서, 원통형상의 슬리브(1)의 내측 상부에 컵(2)을 용접하고, 이 컵(2)안에는 전자 방사 물질을 함침시킨 다공질 금속기체(3)를 삽입시키며, 컵(2)의 하부로 절연피막(5)을 형성한 히터(4)를 배치하고 있음을 보여준다.

이와 같은 함침형 음극은 전자총에 적용시켜 사용할 때 그 동작 온도가 섭씨 약 1050도 정도의 매우 고온으로 되어 다공질 금속기체(3)의 공공부에 함침된 전자 방사 물질을 증발시키게 된다.

또 히터(4)의 적열온도가 섭씨 1200-1300도로 되기 때문에 장시간 사용시 제1그리드가 열변형을 일으켜 드리프트, 컷 오프 동작점이 변화되는 문제점이 있다.

게다가 고온으로 발열하는 히터(4)의 전원을 장시간 온, 오프시키면 절연피막(5)의 파괴 및 히터의 열팽창 계수에 의해 클릭크 현상이 발생되며, 이러한 현상이 더욱 진행됨으로서 슬리부(1)와 히터(4)가 쇼트되어 음극의 수명을 단축시키는 요인이 되고 있다.

상기한 함침형 음극을 제조할 때 슬리브(1) 상단부에 두께가 매우 얇은 컵(2)의 선단부를 슬리브(2)의 선단부에 정렬시켜야 하므로 치구의 고정밀도가 요구되며, 정위치에서 용접을 행하는 것이 용이하지 않아 생산성을 저하시키는 한 요인으로 작용하고 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 목적은 히터와 제1그리드의 온도를 다운시켜 그리드 에미션을 방지하고, 히터의 절연파괴를 방지하며, 컵과 슬리브의 용접을 용이하게 할 수 있는 함침형 음극을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 의한 함침형 음극의 구조를 나타내는 도면으로서, 슬리브(10)의 상단부에는 컵(12)이 용접에 의해 고정되어 있으며, 이 컵(12)의 내부에는 다공질 금속기체(13)가 채워져 있다.

상기한 다공질 금속기체(13)는 산화바륨, 산화칼슘, 산화알루미늄이 각각 4 : 1 : 1 이나 5 : 3 : 2 의 비율로 혼합된 전자 방사 물질이 함침된다.

상기한 슬리부(10)의 내부에는 고융점 금속재로 제작된 보조 슬리브(11)가 삽입되어 용접에 의해 고정되는데, 이 보조 슬리브(11)는 수도+물+질소 분위기에서 산화되어 외측면과 내측면이 흑화 처리될 수 있다.

그리고 텅스텐 분말을 침적법이나 스프레이 방법 등으로 피복한 후, 고온의 수소 분위기나 진공 분위기에서 소결시켜 내외측면에 텅스텐 분말이 입혀져 흑화될 수 있도록 할 수도 있다.

상기한 보조 슬리브의 흑화 처리는 다양한 방법으로 이루어질 수 있는 것이며, 본 고안은 종래의 흑화처리 방법을 이용하는 것이다.

상기한 보조 슬리브(11)의 내부에는 히터(14)가 위치하여 발열할 수 있도록 되어 있는데, 이 히터는 절연피막(15)이 형성된 것이 사용된다.

상기한 보조 슬리브(11)는 상단부에 내향 플랜지(11-1)가 형성되어 내경이 작아지는 구조로 이루어져 이 내향 플랜지가 상기한 컵(12)의 저면에 밀착될 수 있도록 하고 있다.

상기한 내향 플랜지(11-1)는 제3a도 및 3b도에 도시한 바와 같이 원통형의 보조 슬리브 일측단에 링 형상의 판이 일체로 부착된 것으로 이루어진다.

도면중 미설명 부호 12-1은 슬리브(10)의 상단에 컵(12)을 위치시킬 때 이컵이 지지될 수 있도록 하는 외향 플랜지이다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 함침형 음극은, 상기한 슬리브(10)의 상부에 컵(12)을 올려 외향 플랜지(12-1)가 슬리브(10)의 상단부에 걸려지는 상태로 하여 이들을 용접하여 고정시킨다.

그리고 이러한 상태에서 슬리브(10)의 내부로 흑화 처리된 보조 슬리브(11)를 삽입하여 컵(12)의 저면에 내향 플랜지(11-1)가 접촉하는 상태로 한 다음 이들을 용접하여 고정하면 간단히 조립될 수 있다.

이와 같이 조립된 함침형 음극은 슬리브가 2중 구조로 되어 있기 때문에 슬리브 방사율(t)이 기존의 몰리브덴 또는 탄타늄 슬리브는 0.38t인 것에 비해 0.70t로 향상된다.

이러한 열방사 효율의 증대로 히터(14)의 온도를 섭씨 70-100도 정도로 낮추어도 음극의 전자 방사가 기존과 동일하게 된다.

따라서 동작 온도의 다운에 의해 제1그리드의 온도가 낮게 되어 다공질 금속기체(13)에 함침된 바륨 또는 산화 바륨의 증발에 의한 그리드 에미션이 크게 개선될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 고안에 의한 함침형 음극은, 슬리브의 내부에 흑화 처리된 보조 슬리브를 용접시켜 2중으로 형성하고 있으므로 히터의 동작 온도를 낮추어 에미션을 개선하면서 제1그리드의 열적 변화를 최소화할 수 있으며, 고온에 의해 히터가 파손되는 문제점을 해소할 수 있어 전자총의 특성을 향상시키면서 음극의 수명을 연장시킬 수 있다.

게다가 컵과 슬리브의 용접 작업이 용이하게 되므로 작업시간을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 슬리브의 상단부에 금속기체를 갖는 컵이 용접되고 이 컵의 아래측으로 히터가 설치되는 함침형 음극에 있어서, 상기한 슬리브(10)의 내부에 흑화 처리된 보조 슬리브(11)가 삽입되어 용접으로 고정되며, 상기한 슬리브(10)의 상단부에 외향 플랜지(12-1)가 형성된 컵(12)이 용접되는 함침형 음극.
2. 제1항에 있어서, 흑화 처리된 보조 슬리브(11)는 상단부가 컵(12)의 저면과 접촉할 수 있는 내향 플랜지(11-1)를 보유하고 있는 함침형 음극.