JPH03165419A - 含浸形カソードの製造方法 - Google Patents
含浸形カソードの製造方法Info
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- JPH03165419A JPH03165419A JP30213389A JP30213389A JPH03165419A JP H03165419 A JPH03165419 A JP H03165419A JP 30213389 A JP30213389 A JP 30213389A JP 30213389 A JP30213389 A JP 30213389A JP H03165419 A JPH03165419 A JP H03165419A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高電流密度カソードとして電子管等に用いられ
る含浸形カソードの製造方法に係り、特に、電子放出面
に形成した薄膜の耐酸化性改善に好適な含浸形カソード
の製造方法に関する。
る含浸形カソードの製造方法に係り、特に、電子放出面
に形成した薄膜の耐酸化性改善に好適な含浸形カソード
の製造方法に関する。
電子放出材料を含浸させた高融点金属多孔質基体および
該多孔質基体の電子放出面に高融点金属と、スカンジウ
ム（Ｓｃ）またはＳｃの酸化物もしくはその両者とから
なる薄膜、あるいはオスミウム（Ｏｓ）またはＯ８と他
の高融点金属との合金からなる薄膜を有する含浸形カソ
ードは、上記薄膜を有しない含浸形カソードと比べて、
大幅な動作温度の低下が可能であるため、これらを組み
込んだ電子管の信頼性を飛躍的に向上させることができ
る（例えば、「バキューム」第１３巻第７１８頁（Ｖａ
ｃｕｕｍ Ｖｏｌ、 １３ （１９８３） ｐ、７１８
）および特開昭第６１−１３５２６号記載など）。
該多孔質基体の電子放出面に高融点金属と、スカンジウ
ム（Ｓｃ）またはＳｃの酸化物もしくはその両者とから
なる薄膜、あるいはオスミウム（Ｏｓ）またはＯ８と他
の高融点金属との合金からなる薄膜を有する含浸形カソ
ードは、上記薄膜を有しない含浸形カソードと比べて、
大幅な動作温度の低下が可能であるため、これらを組み
込んだ電子管の信頼性を飛躍的に向上させることができ
る（例えば、「バキューム」第１３巻第７１８頁（Ｖａ
ｃｕｕｍ Ｖｏｌ、 １３ （１９８３） ｐ、７１８
）および特開昭第６１−１３５２６号記載など）。
これは、該カソードの動作中に、下地基体からバリウム
（Ｂａ）がカソード表面に供給され、それによって、該
表面しこＢａ、酸素（０）あるいはＢａ、Ｓｃ、Ｏから
なる低仕事関数の単分子層が形成され、良好な電子放出
特性を示すことによるものである。
（Ｂａ）がカソード表面に供給され、それによって、該
表面しこＢａ、酸素（０）あるいはＢａ、Ｓｃ、Ｏから
なる低仕事関数の単分子層が形成され、良好な電子放出
特性を示すことによるものである。
しかしながら、上記構成の含浸形カソードは。
その電子放出面に形成される高融点金属と、Ｓｃまたは
Ｓｃの酸化物もしくはその両者とからなる薄膜、あるい
はＯｓまたはＯｓと他の高融点金属との合金からなる薄
膜が極めて酸化されやすい性質を有しているため、管球
製作の封止工程において容易に酸化され、所期の性能が
発揮できなくなるという問題があった。
Ｓｃの酸化物もしくはその両者とからなる薄膜、あるい
はＯｓまたはＯｓと他の高融点金属との合金からなる薄
膜が極めて酸化されやすい性質を有しているため、管球
製作の封止工程において容易に酸化され、所期の性能が
発揮できなくなるという問題があった。
この問題については、上記薄膜形成後にカソードを高真
空中で加熱することによって該薄膜層を緻密化させ、あ
るいは下地金属と合金化させて、薄膜の耐酸化性を改善
することができることが知られているが、含浸形カソー
ド全体を真空炉中で加熱する場合に、放出ガス量が多く
なるため高真空の維持が難しいこと、また、冷却に長時
間を要すること、のために生産性に乏しいという難点が
あった・ 本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
して、高い生産性で、薄膜の耐酸化性を改善することの
可能な含浸形カソードの製造方法を提供することにある
。
空中で加熱することによって該薄膜層を緻密化させ、あ
るいは下地金属と合金化させて、薄膜の耐酸化性を改善
することができることが知られているが、含浸形カソー
ド全体を真空炉中で加熱する場合に、放出ガス量が多く
なるため高真空の維持が難しいこと、また、冷却に長時
間を要すること、のために生産性に乏しいという難点が
あった・ 本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
して、高い生産性で、薄膜の耐酸化性を改善することの
可能な含浸形カソードの製造方法を提供することにある
。
上記目的は、上記薄膜を形成した後、真空中において該
薄膜表面にレーザ光や電子線等の高エネルギー密度のビ
ームを照射し、該薄膜近傍のみを加熱することによって
達成することができる。
薄膜表面にレーザ光や電子線等の高エネルギー密度のビ
ームを照射し、該薄膜近傍のみを加熱することによって
達成することができる。
上記薄膜の耐熱性改善には、必ずしもカソード全体を加
熱する必要はなく、薄膜近傍のみを加熱し、その緻密化
、合金化をはかることで足りるので、上記手法を適用す
ることによってその目的が十分達せられ、なお、カソー
ド全体を真空炉中で加熱する場合に比べてガス放出量が
少ないため高真空の維持が容易となり、しかも冷却時間
を殆ど必要としないので、大幅な工程間短縮をはかるこ
とができる。
熱する必要はなく、薄膜近傍のみを加熱し、その緻密化
、合金化をはかることで足りるので、上記手法を適用す
ることによってその目的が十分達せられ、なお、カソー
ド全体を真空炉中で加熱する場合に比べてガス放出量が
少ないため高真空の維持が容易となり、しかも冷却時間
を殆ど必要としないので、大幅な工程間短縮をはかるこ
とができる。
以下、本発明の含浸形カソードの製造方法について実施
例によって具体的に説明する。
例によって具体的に説明する。
第１図は本発明の製造方法により形成した含浸形カソー
ドの概略構成を示す断面図で、空孔率約２８％の高融点
金属（Ｗ）からなる多孔質体２およびその空孔３中に電
子放出物質であるバリウム・カルシウム・アルミネート
（Ｂａｏ−ＣａＯ・ＡＱ２０．）を含浸してなるカソー
ド基体１、該カソード基体１を装着し、レーザ溶接ある
いはろう付けにより固着したモリブデン（ＭＯ）カップ
４、該カップ４の外周にレーザ溶接により固定配置した
タンタル（Ｔａ）製のスリーブ５からなり、さらに、カ
ソード基体１の表面に約３重量％の５ｃ２０．と約２重
量％のＣａＯを含むＷ −Ｓ ｃ２０３ＣａＯ薄膜６を
スパッタリングによって形成した後、真空中においてそ
の表面にＹＡＧレーザ光７を照射し、加熱処理を施して
なることを示す。ここで、カソード基体１はスリーブ５
内に配置した、Ｗ芯線９上にアルミナ１０を被覆してな
るヒータ８により加熱することによって熱電子を放出す
る。
ドの概略構成を示す断面図で、空孔率約２８％の高融点
金属（Ｗ）からなる多孔質体２およびその空孔３中に電
子放出物質であるバリウム・カルシウム・アルミネート
（Ｂａｏ−ＣａＯ・ＡＱ２０．）を含浸してなるカソー
ド基体１、該カソード基体１を装着し、レーザ溶接ある
いはろう付けにより固着したモリブデン（ＭＯ）カップ
４、該カップ４の外周にレーザ溶接により固定配置した
タンタル（Ｔａ）製のスリーブ５からなり、さらに、カ
ソード基体１の表面に約３重量％の５ｃ２０．と約２重
量％のＣａＯを含むＷ −Ｓ ｃ２０３ＣａＯ薄膜６を
スパッタリングによって形成した後、真空中においてそ
の表面にＹＡＧレーザ光７を照射し、加熱処理を施して
なることを示す。ここで、カソード基体１はスリーブ５
内に配置した、Ｗ芯線９上にアルミナ１０を被覆してな
るヒータ８により加熱することによって熱電子を放出す
る。
以上のような構成からなるカソードについて大気中５０
０ ’Ｃ１５分間の加熱（管球製作の封止工程における
条件に相当する）を行った後１通常のカソード活性化方
法により活性化を行い、カソード・アノード２極管方式
でアノードにパルス幅約５μｓ、周波数１００ Ｈｚの
高電圧パルスを印加して飽和電流密度の測定を行った。
０ ’Ｃ１５分間の加熱（管球製作の封止工程における
条件に相当する）を行った後１通常のカソード活性化方
法により活性化を行い、カソード・アノード２極管方式
でアノードにパルス幅約５μｓ、周波数１００ Ｈｚの
高電圧パルスを印加して飽和電流密度の測定を行った。
その結果、該カソードの電子放出特性は、大気中加熱を
行わなかった試料と同等の特性を示したが、ａ膜６の形
成後にＹＡＧレーザ光照射を行うことなく大気中５００
℃５分間の加熱を行った試料は５０％以下に劣化した電
子放出特性を示した。この結果から、薄膜６の形成後Ｙ
ＡＧレーザ光７光射照射ったカソードは、酸化雰囲気中
に置いたあとでも電子放出特性が劣化しないことがわか
る。
行わなかった試料と同等の特性を示したが、ａ膜６の形
成後にＹＡＧレーザ光照射を行うことなく大気中５００
℃５分間の加熱を行った試料は５０％以下に劣化した電
子放出特性を示した。この結果から、薄膜６の形成後Ｙ
ＡＧレーザ光７光射照射ったカソードは、酸化雰囲気中
に置いたあとでも電子放出特性が劣化しないことがわか
る。
また、薄膜６の形成後に真空中でその表面にＹＡＧレー
ザ光７を照射して加熱した場合にガス放出はほとんど認
められず、また、カソード全体の温度上昇は無視できる
程度であり、特別な冷却時間を必要としなかった。この
ことから、カソード全体を真空炉中で加熱処理する場合
と比べて、処理効率は１０倍以上に向上する。
ザ光７を照射して加熱した場合にガス放出はほとんど認
められず、また、カソード全体の温度上昇は無視できる
程度であり、特別な冷却時間を必要としなかった。この
ことから、カソード全体を真空炉中で加熱処理する場合
と比べて、処理効率は１０倍以上に向上する。
以上の例においては、カソード基体表面にＷとＳｃ、０
３とＣａＯとからなる薄膜を形成し、該薄膜表面にＹＡ
Ｇレーザ光を照射して耐酸化性を改善した場合について
説明したが、上記Ｗと５Ｃ２０゜とＣａＯとからなる薄
膜の代わりに、Ｗと５ｃ２０゜とからなる薄膜、あるい
はＯｓまたはＯｓと他の高融点金属との合金からなる薄
膜を用いた場合にも同様の結果が得られ、さらに、ＹＡ
Ｇレーザ光の代わりにＣＯ２レーザ光や電子線等の高エ
ネルギー密度のビームを用いた場合にも同様の効果が得
られた。なお、高エネルギー密度のビームを照射する雰
囲気としては、真空の代わりに、非酸化性気体であって
もよい。
３とＣａＯとからなる薄膜を形成し、該薄膜表面にＹＡ
Ｇレーザ光を照射して耐酸化性を改善した場合について
説明したが、上記Ｗと５Ｃ２０゜とＣａＯとからなる薄
膜の代わりに、Ｗと５ｃ２０゜とからなる薄膜、あるい
はＯｓまたはＯｓと他の高融点金属との合金からなる薄
膜を用いた場合にも同様の結果が得られ、さらに、ＹＡ
Ｇレーザ光の代わりにＣＯ２レーザ光や電子線等の高エ
ネルギー密度のビームを用いた場合にも同様の効果が得
られた。なお、高エネルギー密度のビームを照射する雰
囲気としては、真空の代わりに、非酸化性気体であって
もよい。
以上述べてきたように、含浸形カソードの製造方法を本
発明の製造方法とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、高い生産性で、電子放出面に形成
した薄膜の耐酸化性を改善することの可能な含浸形カソ
ードの製造方法を提供することができた。
発明の製造方法とすることによって、従来技術の有して
いた課題を解決して、高い生産性で、電子放出面に形成
した薄膜の耐酸化性を改善することの可能な含浸形カソ
ードの製造方法を提供することができた。
第１図は本発明の製造方法により形成した含浸形カソー
ドの概略構成を示す断面図である。 １・・カソード基体 ２・・Ｗ多孔質体３・・・空孔
４・・・Ｍｏカップ５・Ｔａスリーブ ６・・・Ｗ−８Ｃ２０，−ＣａＯ薄膜
ドの概略構成を示す断面図である。 １・・カソード基体 ２・・Ｗ多孔質体３・・・空孔
４・・・Ｍｏカップ５・Ｔａスリーブ ６・・・Ｗ−８Ｃ２０，−ＣａＯ薄膜
Claims (1)
- １、多孔質の高融点金属基体に電子放出物質を含浸させ
てなる含浸形カソードの電子放出面に高融点金属と、ス
カンジウム（Ｓｃ）またはＳｃの酸化物もしくはその両
者からなる薄膜、あるいはオスミウム（Ｏｓ）またはＯ
ｓと他の高融点金属との合金からなる薄膜を形成した後
、真空中もしくは非酸化性雰囲気中において該薄膜の表
面にレーザ光や電子線等の高エネルギー密度のビームを
照射することを特徴とする含浸形カソードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30213389A JPH03165419A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 含浸形カソードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30213389A JPH03165419A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 含浸形カソードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165419A true JPH03165419A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17905313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30213389A Pending JPH03165419A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 含浸形カソードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03165419A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747921A (en) * | 1993-10-05 | 1998-05-05 | Goldstar Co., Ltd. | Impregnation type cathode for a cathodic ray tube |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP30213389A patent/JPH03165419A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747921A (en) * | 1993-10-05 | 1998-05-05 | Goldstar Co., Ltd. | Impregnation type cathode for a cathodic ray tube |
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