JP2003007194A - 含浸型陰極およびその製造方法 - Google Patents
含浸型陰極およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高いエミッション電流を取り出すことが可能
で、かつ長寿命な含浸型陰極を提供する。 【解決手段】少なくともバリウムとスカンジウムを含む
複合酸化物からなる電子放射物質を多孔質金属基体中に
含浸させた含浸型陰極において、前記複合酸化物中のス
カンジウム原子の含有量が０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍ
ｏｌ％以下で、かつ前記多孔質金属基体表面に金属薄膜
を有さない含浸型陰極とする。
で、かつ長寿命な含浸型陰極を提供する。 【解決手段】少なくともバリウムとスカンジウムを含む
複合酸化物からなる電子放射物質を多孔質金属基体中に
含浸させた含浸型陰極において、前記複合酸化物中のス
カンジウム原子の含有量が０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍ
ｏｌ％以下で、かつ前記多孔質金属基体表面に金属薄膜
を有さない含浸型陰極とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビあるいは情
報表示等のいわゆるディスプレイに利用されるブラウン
管（ＣＲＴ）等の電子管における含浸型陰極およびその
製造方法に関するものである。
報表示等のいわゆるディスプレイに利用されるブラウン
管（ＣＲＴ）等の電子管における含浸型陰極およびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の含浸型陰極は、図４に示すよう
に、ヒータコイル１と、このヒータコイル１を内蔵した
キャップ状のスリーブ２と、このスリーブ２の上端部に
接合されたタングステン等の高融点金属からなる多孔質
金属基体３と、この多孔質金属基体３の空孔中に含浸さ
せた酸化バリウム等のアルカリ土類金属酸化物を主成分
とした電子放射物質４と、多孔質金属基体３上にスパッ
タリング等で形成されたイリジウム、オスミウム等の高
融点金属薄膜５で構成されている。このような含浸型陰
極は、電子管に一般的に用いられている酸化物陰極に比
べて長寿命であるが、その反面、電子放射物質の仕事関
数が高いために、陰極から取り出せる電子放射（以下、
エミッション電流という）が少ないことが知られてい
る。
に、ヒータコイル１と、このヒータコイル１を内蔵した
キャップ状のスリーブ２と、このスリーブ２の上端部に
接合されたタングステン等の高融点金属からなる多孔質
金属基体３と、この多孔質金属基体３の空孔中に含浸さ
せた酸化バリウム等のアルカリ土類金属酸化物を主成分
とした電子放射物質４と、多孔質金属基体３上にスパッ
タリング等で形成されたイリジウム、オスミウム等の高
融点金属薄膜５で構成されている。このような含浸型陰
極は、電子管に一般的に用いられている酸化物陰極に比
べて長寿命であるが、その反面、電子放射物質の仕事関
数が高いために、陰極から取り出せる電子放射（以下、
エミッション電流という）が少ないことが知られてい
る。
【０００３】含浸型陰極のエミッション電流を増加させ
る手段としては、特開昭５８−１５４１３１号公報に開
示されているように、多孔質金属基体の空孔中に電子放
射物質と共に酸化スカンジウムの粒子を２〜５０体積％
添加することが知られている。この含浸型陰極では、電
子放射物質の仕事関数を低減し、エミッション電流の増
加を図るという提案がなされている。
る手段としては、特開昭５８−１５４１３１号公報に開
示されているように、多孔質金属基体の空孔中に電子放
射物質と共に酸化スカンジウムの粒子を２〜５０体積％
添加することが知られている。この含浸型陰極では、電
子放射物質の仕事関数を低減し、エミッション電流の増
加を図るという提案がなされている。
【０００４】また、特開平１−９７３４３号公報には、
電子放射物質に酸化スカンジウムを共沈法で０．１〜５
質量％添加し、エミッション電流の増加と共に、長時間
動作におけるエミッション電流の低下を抑制し、長寿命
化を図る提案もなされている。
電子放射物質に酸化スカンジウムを共沈法で０．１〜５
質量％添加し、エミッション電流の増加と共に、長時間
動作におけるエミッション電流の低下を抑制し、長寿命
化を図る提案もなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電子管用含浸型陰極
は、電子放射物質の仕事関数を低減して、高いエミッシ
ョン電流を取り出せるようにすることと、長時間動作に
おいて、電子放射物質のエミッション電流の低下を抑制
して長寿命化を図ることが、当面の技術的課題である。
は、電子放射物質の仕事関数を低減して、高いエミッシ
ョン電流を取り出せるようにすることと、長時間動作に
おいて、電子放射物質のエミッション電流の低下を抑制
して長寿命化を図ることが、当面の技術的課題である。
【０００６】本発明は、電子放射物質の仕事関数を低減
することと、長時間動作でのエミッション電流低下を抑
制することにより、従来の含浸型陰極よりも高いエミッ
ション電流を取り出すことが可能で、かつ長寿命な含浸
型陰極を実現することが、主要な目的である。
することと、長時間動作でのエミッション電流低下を抑
制することにより、従来の含浸型陰極よりも高いエミッ
ション電流を取り出すことが可能で、かつ長寿命な含浸
型陰極を実現することが、主要な目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の含浸型陰極の特
徴は、少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸
化物からなる電子放射物質を多孔質金属基体中に含浸さ
せた含浸型陰極において、前記複合酸化物中のスカンジ
ウム原子の含有量が０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％
以下で、かつ前記多孔質金属基体表面に金属薄膜を有さ
ないことにより、電子放射物質の仕事関数を低減するこ
とと、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの拡散阻害
物質である、スカンジウムとタングステンの化合物の生
成を抑制して、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの
拡散を長時間維持することにある。これにより、陰極か
ら取り出せるエミッション電流の増加と、長時間動作で
のエミッション電流の低下を小さくすることができた。
徴は、少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸
化物からなる電子放射物質を多孔質金属基体中に含浸さ
せた含浸型陰極において、前記複合酸化物中のスカンジ
ウム原子の含有量が０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％
以下で、かつ前記多孔質金属基体表面に金属薄膜を有さ
ないことにより、電子放射物質の仕事関数を低減するこ
とと、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの拡散阻害
物質である、スカンジウムとタングステンの化合物の生
成を抑制して、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの
拡散を長時間維持することにある。これにより、陰極か
ら取り出せるエミッション電流の増加と、長時間動作で
のエミッション電流の低下を小さくすることができた。
【０００８】また、本発明の含浸型陰極は、前記多孔質
金属基体の空孔率を１５体積％以上、２５体積％以下と
することにより、多孔質金属基体表面へのスカンジウム
の拡散速度が向上し、エミッション電流の増加を大きく
することができた。
金属基体の空孔率を１５体積％以上、２５体積％以下と
することにより、多孔質金属基体表面へのスカンジウム
の拡散速度が向上し、エミッション電流の増加を大きく
することができた。
【０００９】また、本発明の含浸型陰極は、前記多孔質
金属基体の厚みを４００μｍ以上、６００μｍ以下とす
ることにより、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの
拡散が長時間維持され、エミッション電流の低下を小さ
くすることができた。
金属基体の厚みを４００μｍ以上、６００μｍ以下とす
ることにより、多孔質金属基体表面へのスカンジウムの
拡散が長時間維持され、エミッション電流の低下を小さ
くすることができた。
【００１０】また、本発明の含浸型陰極の製造方法は、
少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸化物
が、少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合炭酸
塩又は複合水酸化物を、水分と二酸化炭素を含まないガ
ス雰囲気中において、１１００℃以上、１２００℃以下
の温度で熱分解して製造されることにより、炭酸塩や水
酸化物の残留がない酸化物が得られ、良好なエミッショ
ン品質を得ることができた。
少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸化物
が、少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合炭酸
塩又は複合水酸化物を、水分と二酸化炭素を含まないガ
ス雰囲気中において、１１００℃以上、１２００℃以下
の温度で熱分解して製造されることにより、炭酸塩や水
酸化物の残留がない酸化物が得られ、良好なエミッショ
ン品質を得ることができた。
【００１１】更に、本発明の含浸型陰極の製造方法は、
前記複合炭酸塩が、少なくとも硝酸バリウムと硝酸スカ
ンジウムを含む硝酸塩の混合水溶液と、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム
のいずれかの水溶液とを混合して製造されることによ
り、バリウムとスカンジウムの分布状態に斑のない炭酸
塩が得られ、良好なエミッション品質を得ることができ
た。
前記複合炭酸塩が、少なくとも硝酸バリウムと硝酸スカ
ンジウムを含む硝酸塩の混合水溶液と、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム
のいずれかの水溶液とを混合して製造されることによ
り、バリウムとスカンジウムの分布状態に斑のない炭酸
塩が得られ、良好なエミッション品質を得ることができ
た。
【００１２】また、本発明の含浸型陰極の製造方法は、
少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸化物
を、水素を含んだガス雰囲気中、１５００℃以上、１７
００℃以下の温度で、前記多孔質金属基体に含浸させた
ことにより、金属基体の酸化を防止するとともに、複合
酸化物が多孔質金属基体に均一に含浸され、良好なエミ
ッション品質を得ることができた。
少なくともバリウムとスカンジウムを含む複合酸化物
を、水素を含んだガス雰囲気中、１５００℃以上、１７
００℃以下の温度で、前記多孔質金属基体に含浸させた
ことにより、金属基体の酸化を防止するとともに、複合
酸化物が多孔質金属基体に均一に含浸され、良好なエミ
ッション品質を得ることができた。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
【００１４】図１は、本発明における含浸型陰極の一実
施形態の概略構造を示した断面図である。図１におい
て、含浸型陰極は、ヒータコイル１と、このヒータコイ
ル１を内蔵したキャップ状のスリーブ２と、このスリー
ブ２の上端部に接合されたタングステン等の高融点金属
からなる多孔質金属基体３と、この多孔質金属基体３の
空孔中に含浸させた、少なくともバリウムを含み、かつ
０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下のスカンジウム
を含む複合酸化物を主成分とした電子放射物質６で構成
されている。
施形態の概略構造を示した断面図である。図１におい
て、含浸型陰極は、ヒータコイル１と、このヒータコイ
ル１を内蔵したキャップ状のスリーブ２と、このスリー
ブ２の上端部に接合されたタングステン等の高融点金属
からなる多孔質金属基体３と、この多孔質金属基体３の
空孔中に含浸させた、少なくともバリウムを含み、かつ
０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下のスカンジウム
を含む複合酸化物を主成分とした電子放射物質６で構成
されている。
【００１５】本発明の構成では、バリウムとスカンジウ
ムの複合酸化物を電子放射物質とし、かつ多孔質金属基
体表面に金属薄膜を有さないことにより、多孔質金属基
体表面へのスカンジウムの拡散速度がを向上するので、
０．０１ｍｏｌ％という微量なスカンジウム含有量でエ
ミッション電流が増加する。更に、スカンジウムの含有
量を１ｍｏｌ％以下とすることにより、多孔質金属基体
表面へのスカンジウムの拡散阻害物質であるスカンジウ
ムとタングステンの複合化合物の生成を抑制できるの
で、長時間にわたりスカンジウムの拡散が維持されて、
エミッション電流の低下が抑制される。
ムの複合酸化物を電子放射物質とし、かつ多孔質金属基
体表面に金属薄膜を有さないことにより、多孔質金属基
体表面へのスカンジウムの拡散速度がを向上するので、
０．０１ｍｏｌ％という微量なスカンジウム含有量でエ
ミッション電流が増加する。更に、スカンジウムの含有
量を１ｍｏｌ％以下とすることにより、多孔質金属基体
表面へのスカンジウムの拡散阻害物質であるスカンジウ
ムとタングステンの複合化合物の生成を抑制できるの
で、長時間にわたりスカンジウムの拡散が維持されて、
エミッション電流の低下が抑制される。
【００１６】次に、本実施形態における具体例を、含浸
型陰極の製造工程に沿って、順次、説明する。
型陰極の製造工程に沿って、順次、説明する。
【００１７】硝酸バリウムと硝酸カルシウムが２：１の
モル比で溶解された水溶液に、硝酸スカンジウムをスカ
ンジウム原子の含有量が硝酸バリウムと硝酸カルシウム
の合計に対するモル比で、０．０１ｍｏｌ％となるよう
に溶解させ、バリウムとカルシウムとスカンジウムの硝
酸塩の混合水溶液を作製する。この混合水溶液に、炭酸
アンモニウムの水溶液を添加し、スカンジウム原子を
０．０１ｍｏｌ％含有した、バリウム・カルシウム・ス
カンジウムの三元複合炭酸塩を作製した。
モル比で溶解された水溶液に、硝酸スカンジウムをスカ
ンジウム原子の含有量が硝酸バリウムと硝酸カルシウム
の合計に対するモル比で、０．０１ｍｏｌ％となるよう
に溶解させ、バリウムとカルシウムとスカンジウムの硝
酸塩の混合水溶液を作製する。この混合水溶液に、炭酸
アンモニウムの水溶液を添加し、スカンジウム原子を
０．０１ｍｏｌ％含有した、バリウム・カルシウム・ス
カンジウムの三元複合炭酸塩を作製した。
【００１８】次に、この複合炭酸塩を、水分と二酸化炭
素を含まない窒素ガス雰囲気中において、１１５０℃に
加熱して前記複合炭酸塩を熱分解し、バリウム・カルシ
ウム・スカンジウムの三元複合酸化物を作製した。水分
と二酸化炭素を含まない窒素雰囲気中において複合炭酸
塩の熱分解を行う理由は、複合酸化物が水分や二酸化炭
素に触れると、熱分解が不十分になって水酸化物や炭酸
塩の状態で残留し、陰極のエミッション品質に悪影響を
及ぼすためである。
素を含まない窒素ガス雰囲気中において、１１５０℃に
加熱して前記複合炭酸塩を熱分解し、バリウム・カルシ
ウム・スカンジウムの三元複合酸化物を作製した。水分
と二酸化炭素を含まない窒素雰囲気中において複合炭酸
塩の熱分解を行う理由は、複合酸化物が水分や二酸化炭
素に触れると、熱分解が不十分になって水酸化物や炭酸
塩の状態で残留し、陰極のエミッション品質に悪影響を
及ぼすためである。
【００１９】次に、この複合酸化物と、厚さ４５０μ
ｍ、空孔率２０体積％の多孔質タングステン基体とを混
合し、２５体積％の水素を含んだ窒素雰囲気中におい
て、１６００℃の温度に加熱して、複合酸化物を多孔質
タングステン基体の空孔中に含浸させた。水素を含んだ
窒素雰囲気中において複合酸化物の含浸を行う理由は、
水素の還元作用により、多孔質タングステン基体中のタ
ングステン粒子表面にできた酸化層を取り除き、良好な
エミッション品質を得るためである。
ｍ、空孔率２０体積％の多孔質タングステン基体とを混
合し、２５体積％の水素を含んだ窒素雰囲気中におい
て、１６００℃の温度に加熱して、複合酸化物を多孔質
タングステン基体の空孔中に含浸させた。水素を含んだ
窒素雰囲気中において複合酸化物の含浸を行う理由は、
水素の還元作用により、多孔質タングステン基体中のタ
ングステン粒子表面にできた酸化層を取り除き、良好な
エミッション品質を得るためである。
【００２０】この様にして得られた多孔質タングステン
基体をスリーブ２に被着し、バリウム・カルシウム・ス
カンジウムの三元複合酸化物からなる電子放射物質６を
多孔質タングステン基体の空孔内に含有した図１に示す
構造の含浸型陰極を作製した。
基体をスリーブ２に被着し、バリウム・カルシウム・ス
カンジウムの三元複合酸化物からなる電子放射物質６を
多孔質タングステン基体の空孔内に含有した図１に示す
構造の含浸型陰極を作製した。
【００２１】次に、この含浸型陰極を二極真空管に用
い、陰極から放射される飽和電流密度を測定した。飽和
電流密度とは、陰極の電子放射面の単位面積あたりから
取り出し可能なエミッション電流の最大値を示す。図２
は、スカンジウムの含有量に対する飽和電流密度の関係
を示した図である。図２の中の線Ａは、基体表面に金属
薄膜を有さない本発明の含浸型陰極を、線ｂは、基体表
面にイリジウムの薄膜を有する従来の含浸型陰極を示
す。図２より、本発明の含浸型陰極は、スカンジウム含
有量が０．０１ｍｏｌ％から５ｍｏｌ％の範囲におい
て、従来の含浸型陰極よりも高い飽和電流密度、即ち、
エミッション電流の向上効果が得られることがわかる。
い、陰極から放射される飽和電流密度を測定した。飽和
電流密度とは、陰極の電子放射面の単位面積あたりから
取り出し可能なエミッション電流の最大値を示す。図２
は、スカンジウムの含有量に対する飽和電流密度の関係
を示した図である。図２の中の線Ａは、基体表面に金属
薄膜を有さない本発明の含浸型陰極を、線ｂは、基体表
面にイリジウムの薄膜を有する従来の含浸型陰極を示
す。図２より、本発明の含浸型陰極は、スカンジウム含
有量が０．０１ｍｏｌ％から５ｍｏｌ％の範囲におい
て、従来の含浸型陰極よりも高い飽和電流密度、即ち、
エミッション電流の向上効果が得られることがわかる。
【００２２】このエミッション電流の向上効果は、多孔
質タングステン基体の空孔率にも依存し、空孔率が１５
体積％未満になると、基体表面へのスカンジウムの拡散
速度が低下して、エミッション電流が低くなる。また、
多孔質タングステン基体の空孔率が２５体積％を超える
と、基体の変形やひび割れにより、品質上の問題を引き
起こす。したがって、多孔質金属基体の空孔率は、１５
体積％以上、２５体積％以下が好ましい。
質タングステン基体の空孔率にも依存し、空孔率が１５
体積％未満になると、基体表面へのスカンジウムの拡散
速度が低下して、エミッション電流が低くなる。また、
多孔質タングステン基体の空孔率が２５体積％を超える
と、基体の変形やひび割れにより、品質上の問題を引き
起こす。したがって、多孔質金属基体の空孔率は、１５
体積％以上、２５体積％以下が好ましい。
【００２３】次に、前記二極真空管を用いて、２０００
時間の加速寿命試験を行った。図３は、その加速寿命試
験における飽和電流密度の経時変化を示した図である。
図３の中の線Ａは、電子放射物質にスカンジウムを０．
０１ｍｏｌ％含有する本発明の含浸型陰極を、線Ｂは、
電子放射物質にスカンジウムを０．１ｍｏｌ％含有する
本発明の含浸型陰極を、線Ｃは、電子放射物質にスカン
ジウムを１ｍｏｌ％含有する本発明の含浸型陰極を、線
Ｄは、電子放射物質にスカンジウムを５ｍｏｌ％含有
し、かつ多孔質金属基体表面に金属薄膜を有さない含浸
型陰極を、線ｅは、電子放射物質にスカンジウムを１ｍ
ｏｌ％含有する従来の含浸型陰極を、線ｆは、電子放射
物質にスカンジウムを５ｍｏｌ％含有する従来の含浸型
陰極を示す。図３より、２０００時間寿命試験後の飽和
電流密度を比較してみると、本発明の含浸型陰極では、
スカンジウムの含有量が１ｍｏｌ％以下の場合に、従来
の含浸型陰極よりも高い飽和電流密度、即ち高いエミッ
ション電流が維持されており、長寿命化が達成されるこ
とがわかる。
時間の加速寿命試験を行った。図３は、その加速寿命試
験における飽和電流密度の経時変化を示した図である。
図３の中の線Ａは、電子放射物質にスカンジウムを０．
０１ｍｏｌ％含有する本発明の含浸型陰極を、線Ｂは、
電子放射物質にスカンジウムを０．１ｍｏｌ％含有する
本発明の含浸型陰極を、線Ｃは、電子放射物質にスカン
ジウムを１ｍｏｌ％含有する本発明の含浸型陰極を、線
Ｄは、電子放射物質にスカンジウムを５ｍｏｌ％含有
し、かつ多孔質金属基体表面に金属薄膜を有さない含浸
型陰極を、線ｅは、電子放射物質にスカンジウムを１ｍ
ｏｌ％含有する従来の含浸型陰極を、線ｆは、電子放射
物質にスカンジウムを５ｍｏｌ％含有する従来の含浸型
陰極を示す。図３より、２０００時間寿命試験後の飽和
電流密度を比較してみると、本発明の含浸型陰極では、
スカンジウムの含有量が１ｍｏｌ％以下の場合に、従来
の含浸型陰極よりも高い飽和電流密度、即ち高いエミッ
ション電流が維持されており、長寿命化が達成されるこ
とがわかる。
【００２４】したがって、電子放射物質中のスカンジウ
ムの含有量を０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下と
することにより、従来の含浸型陰極よりも高いエミッシ
ョン電流が得られ、かつ長寿命な含浸型陰極を実現する
ことができる。
ムの含有量を０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下と
することにより、従来の含浸型陰極よりも高いエミッシ
ョン電流が得られ、かつ長寿命な含浸型陰極を実現する
ことができる。
【００２５】また、長時間動作における飽和電流の低下
は、多孔質タングステン基体の厚みにも依存し、厚みが
４００μｍ以上の範囲において、飽和電流の低下が抑制
される効果が見られた。一方、厚みが６００μｍを超え
ると、基体表面部分の温度低下や、基体とスリーブの接
着強度の低下といった問題を招く。したがって、多孔質
金属基体の厚みは、４００μｍ以上、６００μｍ以下が
好ましい。
は、多孔質タングステン基体の厚みにも依存し、厚みが
４００μｍ以上の範囲において、飽和電流の低下が抑制
される効果が見られた。一方、厚みが６００μｍを超え
ると、基体表面部分の温度低下や、基体とスリーブの接
着強度の低下といった問題を招く。したがって、多孔質
金属基体の厚みは、４００μｍ以上、６００μｍ以下が
好ましい。
【００２６】なお、本実施形態では、電子放射物質が、
バリウム・カルシウム・スカンジウムの３元複合酸化物
の場合について述べたが、バリウム・カルシウム・アル
ミニウム・スカンジウムの４元複合酸化物の場合でも同
様である。
バリウム・カルシウム・スカンジウムの３元複合酸化物
の場合について述べたが、バリウム・カルシウム・アル
ミニウム・スカンジウムの４元複合酸化物の場合でも同
様である。
【００２７】また、本実施形態では、前記複合炭酸塩の
製造方法において、硝酸バリウム・硝酸カルシウム・硝
酸スカンジウムの混合水溶液に、炭酸アンモニウムの水
溶液を添加した場合について述べたが、炭酸アンモニウ
ムの代わりに、炭酸水素アンモニウムやカルバミン酸ア
ンモニウムを用いた場合でも同様である。
製造方法において、硝酸バリウム・硝酸カルシウム・硝
酸スカンジウムの混合水溶液に、炭酸アンモニウムの水
溶液を添加した場合について述べたが、炭酸アンモニウ
ムの代わりに、炭酸水素アンモニウムやカルバミン酸ア
ンモニウムを用いた場合でも同様である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、少なくともバリウ
ムとスカンジウムを含む複合酸化物からなる電子放射物
質を多孔質金属基体中に含浸させた含浸型陰極におい
て、前記複合酸化物中のスカンジウム原子の含有量が
０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下で、かつ前記多
孔質金属基体表面に金属薄膜を有さないことにより、従
来の含浸型陰極よりも高いエミッション電流を取り出す
ことが可能で、かつ長寿命な含浸型陰極を実現すること
ができる。
ムとスカンジウムを含む複合酸化物からなる電子放射物
質を多孔質金属基体中に含浸させた含浸型陰極におい
て、前記複合酸化物中のスカンジウム原子の含有量が
０．０１ｍｏｌ％以上、１ｍｏｌ％以下で、かつ前記多
孔質金属基体表面に金属薄膜を有さないことにより、従
来の含浸型陰極よりも高いエミッション電流を取り出す
ことが可能で、かつ長寿命な含浸型陰極を実現すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施形態における含浸型陰極の
概略構造を示した断面図である。
概略構造を示した断面図である。
【図２】従来および本発明の含浸型陰極における飽和電
流密度のスカンジウム含有量の依存性を示す図である。
流密度のスカンジウム含有量の依存性を示す図である。
【図３】従来および本発明の含浸型陰極における飽和電
流密度の経時変化を示す図である。
流密度の経時変化を示す図である。
【図４】従来の含浸型陰極の概略構造を示す断面図であ
る。
る。
１ ヒータコイル
２ スリーブ
３ 多孔質金属基体
４ 電子放射物質
５ 高融点金属薄膜
６ スカンジウムを含有する電子放射物質
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともバリウムとスカンジウムを含
む複合酸化物からなる電子放射物質を多孔質金属基体中
に含浸させた含浸型陰極において、前記複合酸化物中の
スカンジウム原子の含有量が０．０１ｍｏｌ％以上、１
ｍｏｌ％以下で、かつ前記多孔質金属基体表面に金属薄
膜を有さないことを特徴とする含浸型陰極。 - 【請求項２】 前記多孔質金属基体の空孔率が、１５体
積％以上、２５体積％以下である請求項１に記載の含浸
型陰極。 - 【請求項３】 前記多孔質金属基体の厚みが、４００μ
ｍ以上、６００μｍ以下である請求項１又は２に記載の
含浸型陰極。 - 【請求項４】 少なくともバリウムとスカンジウムを含
む複合酸化物が、少なくともバリウムとスカンジウムを
含む複合炭酸塩又は複合水酸化物を、水分と二酸化炭素
を含まないガス雰囲気中において、１１００℃以上、１
２００℃以下の温度で熱分解することにより製造される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の含
浸型陰極の製造方法。 - 【請求項５】 前記複合炭酸塩が、少なくとも硝酸バリ
ウムと硝酸スカンジウムを含む硝酸塩の混合水溶液と、
炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン
酸アンモニウムのいずれかの水溶液とを混合して製造さ
れた請求項４に記載の含浸型陰極の製造方法。 - 【請求項６】 少なくともバリウムとスカンジウムを含
む複合酸化物を、水素を含んだガス雰囲気中、１５００
℃以上、１７００℃以下の温度で、前記多孔質金属基体
に含浸させたことを特徴とする請求項１から５のいずれ
かに記載の含浸型陰極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186188A JP2003007194A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 含浸型陰極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186188A JP2003007194A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 含浸型陰極およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003007194A true JP2003007194A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19025654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001186188A Withdrawn JP2003007194A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 含浸型陰極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003007194A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004103563A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-04-02 | New Japan Radio Co Ltd | 含浸型陰極およびその製造方法 |
| CN114203500A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-18 | 北京航空航天大学 | 发射基体组件的制备方法、发射基体组件和电子枪 |
-
2001
- 2001-06-20 JP JP2001186188A patent/JP2003007194A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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| CN114203500A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-18 | 北京航空航天大学 | 发射基体组件的制备方法、发射基体组件和电子枪 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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