KR970007526B1 - 산화물 전자 방출층이 있는 캐소우드 - Google Patents
산화물 전자 방출층이 있는 캐소우드 Download PDFInfo
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Abstract
내용없음.
Description
도면은 본 발명에 따른 캐소우드의 개략적인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 실명
2 : 전자 방출 물질층 3 : 생크
3 : 필라멘트 5 : 코어
6 : 절연 알루미늄 산화물충 7 : 캡
본 발명은 주로 니켈을 함유하고 알카리 토금속 및 적어도 바륨을 함유하는 전자 방출 물질층으로 코딩된 지지체를 갖는 캐소우드에 관한 것이다.
상기와 같은 캐소우드는 일반적으로 공지된 사실로서, 예를들면, 전자공학 및 전자 물리학의 발달(Advances in Electronics and Electron Physics)(1968년 발행), 25장 211 내지 275페이지)에 자세히 기술되어 있다. 그러한 캐소우드의 방출은 바륨 산화물로부터 바륨을 방출하는데 기초한다. 바륨 산화물에 부가하여 전자 방출 물질은 통상 스트론튬 산화물 및 칼슘 산화물을 함유한다.
실질적인 방출은 주로 전자 방출 물질상에서 확산되는 전자에 대한 최소 효율의 일함수를 갖는 미소 영역(소위, "사이트")에 의해 확실해전다. 실제로, 비교적 높은 일함수를 갖는 사이트(site)들은 캐소우드에 의한 전류발생에 거의 기여하지 않는다.
따라서, 높은 효율의 전자 방출을 위하여, 사이트의 전체 분포중에서 최소 가능 일함수를 갖는 사이트의 수를 가능한 많이 증가시키는 것이 바람직하다.
이러한 목적으로, 본 발명에 따른 캐소우드는 전자 방출 물질층이 유로퓸 산화물(europium oxide), 이테르븀 산화물(ytterbium oxide) 또는 루테튬 산화물(lutetium oxide)중 적어도 하나의 산화물을 구비하는 것을 특징으로 한다.
전자 방출 물질은, 한 양호한 실시예에 있어서 상기 산화물중 한 산화물을 0.2∼0.25중량%로 하고, 또 다른 실시예에 있어서는 최고 5중량%로 한다.
여러 실험적인 사실들은 서두에 기술된 유형의 캐소우드외 제로-시간(zero-hour)방출이 유로퓸 산화물의 첨가로 현저하게 증대되었음을 시사하며, 반면에 이테르븀 산화물이 첨가될 때에도 역시 어느 정도 중대되었음을 알 수 있다. 유로퓸 산화물이 첨가된 캐소우드는 포화전류(saturation current)에 있어서 28%의 상승 결과를 가져왔으며, 많은 다른 제로-시간 방출 특성의 개선도 가져왔다.
예를 들면, 표준 상태에서 측정된 공간 전하 제함 전류(space charge-limited current)는, 2.5중량%의 이테르븀 산화물을 첨가하는 경우와, 2중량%의 유로퓸 산화물을 첨가하는 경우 양쪽 모두에 있어서, 어떠한 첨가물도 없는 캐소우드와 비교해 볼 때 모두 약 4% 더 높게 향상되는 것으로 나타난다.
루테튬 산화물 그 자체의 첨가는 제로-시간방출의 어떠한 개선도 거의 가져오지 않지만, 상기 두 산화물중의 하나와 배합하어 또는 별개로 첨가된다면, 캐소우드의 수명 특성은 매우 적합하게 개선된다.
이러한 관점에서 수멍(life-time)을 개선하기 위해, 사마륨(Sm)산화물, 툴륨(Tm)산화물 및 기타 회토류금속 산화물을 첨가하며, 특히, 스칸듐(Sc)산화물 또는 이트륨(Y)산화물이 적합하다는 제안이 유럽 특허 출원 제EP 0,210,805호에 기재되었다.
그러나 상기 출원 내용에 연급된 첨가물들은 매우 적은 양만이 생산되고, 제로-시간에 대한 개선이 없으며, 또한 초기 방출시에 특히 스칸듐(Sc)인 경우 양호하지 못한 현상이 일어날 수도 있게 된다(EP 0,204,477 제 3 도 참조).
루테튬 산화물 첨가의 양호한 효과는 수명 시험(life test)에서 현저하게 나타난다. 약 2중량%의 유로퓸 산화물과 약 2.5중량%의 루테튬 산화물의 배합물이 방출층에 첨가되어 있는 캐소우드는, 약 5중량%외 이트륨 산화물이 방출층에 첨가되어 있는 캐소우드 보다 훨씬 더 개선되었음을 알 수 있다.
본 발명에 관한 설명은 실시예와 첨부 도면을 참조하여 자제히 기술된다.
제 1 도는 본 발명에 따른 캐소우드의 개략적인 단면도를 도시한다. 본 실시예에서, 상기 캐소우드(1)는 캡(7)이 있는 원통형 니크롬 캐소우드 생크(nichrome cathode shank)(3)를 갖는다. 캡(7)의 성분은 주로 니켈이며, 실례로, 실리콘, 마그네슘, 망간, 알루미늄 및 텅스텡과 같은 환원 수단(reducing means)등이 첨가될수 있다. 캐소우드 생크(3)는 금속 나선형으로 감겨진 코어(5)와 전기적 알루미늄 산화물충(6)을 구비하는 나선형으로 감겨진 필라멘트(4)를 수용한다.
캡(7)에는 두께 약 70/㎛인 방출 물질층(2)이 있으며, 이와같은 층의 제조방법은 실례로, 미국 특허 공보 제 4,197,152 호에 기재된 방식이나 또는 스프레이 방식에 의해서 제공된다. 층(2)은 실례로, 바륨 스트론튬 탄산염올 분해시켜 얻어진 바륨 산화물과 스트론튬 산화물의 혼합물 또는 바륨산화물, 스트론튬 산화물 및 칼슘 산화물과의 혼합물을 함유한다.
본 발명에 따라서, 층(2)은 또한 (바륨 스트론튬 탄산염 양의 퍼센트로서 계산된) 약 2중량%외 유로퓸 산화물을 함유하게 되고, 스프레이 방식의 경우 상기 유로퓸 산화물은 분말 형태로 스프레이 서스펜션(spraying suspension)에 첨가되어, 개선된 전자 방출 특성을 갖는 캐소우드가 생성된다.
이미 언급한 바와같이, 유로퓸 산화물이 첨가되지 않은 캐소우드와 비교하여, 약 28% 더 높은 포화전류가 본 발명에 따른 캐소우드(유로퓸 산화물 첨가)에서 측정된다. 스프레이 서스펜션에 대한 유로퓸 산화물 또는 이테르븀 산화물의 첨가에 의한 방출 특성의 개선은 또한 (소위, 제로-시간 검사인)제조 및 작동 직후 검사시에 소위 공간 전하 영역내에서도 발견된다. 그렇지 않은 동일한 조절에서 유로퓸 산화물 또는 이테르븀 산화물의 첨가가 없는 동일한 캐소우드에 대하여 4% 더 높은 방출 전류가 측정된다.
또한, 필라멘트 양단의 필라멘트 전압 감소시 음극선관내 방출 전류가 이러한 방출 전류가 실질적으로 단지 열적으로만 결정되는 지점(소의, 롤-오프 지점)에 대하여 10% 낮게되는 지점온, 유로퓸 산화물 또는이테르븀 산화물이 없는 캐소우드에서 보다 0.2V 낮게된다.
따라서, 본 발명에 따른 캐소우드는 적어도 0.2V 낮은 필라멘트 전압에서 동작될 수 있으며, 방출은 동일하게 유지된다. 이러한 사실은 캐소우드 온도가 실제 사용에 있어서 대략 2배의 수명에 대응되는 약 25C 정도 더 낮게 되도륵 선택될 수 있다는 것을 의미한다.
수명시험은, 유로퓸 산화물 또는 이테르븀 산화물과의 배합 여부와 상관없이 루테튬 산화물이 첨가되었을때, 충전되지 않은 필라멘트 전압에서 조차도 방출 특성의 변화가 종래의 캐소우드에 비하여 상당히 적게 되는 것을 보여준다. 따라서, 이러한 캐소우드는 동일하거나 보다 높은 부하에서도 보다 긴 수명시간을 맞게된다.
이러한 것은 다음의 시험 결과를 통하여 알 수 있다. 방출 물질층에 다른 첨가물을 갖는 캐소우드의 방출특성은 7V의 필라멘트 전압에서의 2,000 동작 시간후 결정되었으며, 이는 약 10,000 실동작 시간과 비교된다.
이러한 수명시험 전후의 방출 측정은 6.3V의 필라멘트 전압에서 실행되었으며,2.2A/㎠의 캐소우드 부하에서 전류전달의 30초 후에 실행되었다(소위, △ik측정).
첨가물이 함유된 캐소우드는 2 내지 4배의 비율로 개선된 장기간의 방출 특성을 얻게 되었으며, 유로퓸 산화물 및 루톄튬 산화물의 배합들이 첨가된 캐소우드는 동일한 (총)량의 이트륨이 첨가된 캐소우드 보다 상당히 개선된 결과를 보여준다. 첨가물 비율의 미소 변경에 기인한 개선도 또한 배재될 수 없다.
본 발명은 기술된 실시예에서만 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상 범위 안에서 다양한 변형이 가능하다. 루테륨 산화물외에, 유로퓸 산화물 또는 이테르븀 산화물에 테르븀(Tb) 산화물을 첨가하는 것이 가능하며, 캐소우드를 다양한 형태(원통형,요면형,절면형 등)로 만드는 것이 가능하다.
Claims (3)
- 주로 니켈을 함유하는 지지체로서 주로 바륨 산화물과 스트론튬 산화물을 함유하는 전자 방출 물질층으로 코딩된 상기 지지체를 구비하는 캐소우드에 있어서, 상기 전자 방출 물절은 유로퓸 산화물, 이테르븀 산화물, 루테튬 산화물중 적어도 한 산화물을 포함하는 최대 5중량%의 첨가물을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐소우드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전자 방출 물질은 유로퓸 산화물과 루테튬 산화물의 배합물을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐소우드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전자 방출 물절은 이테르븀 산화물과 루테튬 산화물의 배합물을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐소우드.
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