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DE10121445A1 - Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre

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DE10121445A1
DE10121445A1 DE10121445A DE10121445A DE10121445A1 DE 10121445 A1 DE10121445 A1 DE 10121445A1 DE 10121445 A DE10121445 A DE 10121445A DE 10121445 A DE10121445 A DE 10121445A DE 10121445 A1 DE10121445 A1 DE 10121445A1
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DE
Germany
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metal
cathode
group
ray tube
oxide
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Withdrawn
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DE10121445A
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Georg Gaertner
Chris Goodhand
Simon Hodgson
Andrew Baker
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Philips Corporate Intellectual Property GmbH
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
    • H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part
    • H01J9/047—Cathodes having impregnated bodies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre, die einen Kathodenträger mit einer Kathodenbasis aus einem Kathodenmetall und einen Metallmatrixkörper aus einer Matrix von Metallpartikeln eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle und in die Matrix infiltrierten Oxidpartikeln eines Erdalkalioxids, ausgewählt aus der Gruppe der Oxide des Calciums, Strontiums und Bariums, umfasst, wobei die Matrix von Metallpartikeln eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle durch Reduktion eines porösen, stabilisierten Oxidgels des Metalls, ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle, hergestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre, die einen Kathodenträger mit einer Kathodenbasis und einen porösen Metallmatrixkörper, der mit einem elektronenemittierenden Material infiltriert ist, umfasst.
Zu den Funktionsgruppen einer Kathodenstrahlröhre gehört eine elektronenemittierende Kathode, die den Elektronenstrom in der Kathodenstrahlröhre erzeugt.
Eine elektronenemittierende Kathode für eine Kathodenstrahlröhre ist üblicherweise eine heizbare Vorratskathode mit einer elektronenemittierenden, oxidhaltigen Kathodenkörper. Wird eine Vorratskathode aufgeheizt, werden Elektronen aus der elektronenemittierenden Beschichtung in das umgebende Vakuum ausgedampft.
Die Menge der Elektronen, die von der Kathodenbeschichtung emittiert werden können, hängt von der Austrittsarbeit (work function) des elektronenemittierenden Materials ab. Nickel, das in der Regel als Kathodenbasis verwendet wird, hat selbst eine relativ hohe Austrittsarbeit. Deshalb wird die Kathodenbasis für eine Vorratskathode noch mit einem Metallmatrixkörper, der mit einem elektronenemittierenden Material infiltriert ist, verse­ hen. Dessen Hauptaufgabe ist es, die elektronenemittierenden Eigenschaften der Katho­ denbasis zu verbessern. Charakteristisch für die elektronenemittierenden Materialien von Vorratskathoden ist es, dass sie ein Erdalkalimetall in der Form des Erdalkalimetalloxids enthalten.
Um eine Vorratskathode herzustellen, wird ein entsprechend geformter Metallmatrix­ körper beispielsweise mit den Carbonaten der Erdalkalimetalle in einer Bindemittelzuberei­ tung beschichtet. Während des Auspumpens und Ausheizens der Kathodenstrahlröhre werden die Carbonate bei Temperaturen von etwa 1000°C in die Erdalkalimetalloxide umgewandelt. Nach diesem Abbrennen der Kathode liefert sie bereits einen merklichen Emissionsstrom, der allerdings noch nicht stabil ist. Es folgt noch ein Aktivierungsprozess.
Durch diesen Aktivierungsprozess wird das ursprünglich nichtleitende Ionengitter der Erdalkalioxide in einen elektronischen Halbleiter verwandelt, indem Störstellen vom Donator-Typ in das Kristallgitter der Oxide eingebaut werden. Die Störstellen bestehen im wesentlichen aus elementarem Erdalkalimetall, z. B. Calcium, Strontium oder Barium. Die Elektronenemission derartiger Vorratskathoden basiert auf dem Störstellenmechanismus. Der Aktivierungsprozess hat den Zweck, eine genügende Menge von überschüssigem, ele­ mentarem Erdalkalimetall zu schaffen, durch das die Oxide in der elektronenemittierenden Beschichtung bei einer vorgeschriebenen Heizleistung den maximalen Emissionsstrom liefern können. Einen wesentlichen Beitrag zu dem Aktivierungsprozess leistet die Reduk­ tion des Bariumoxids zu elementarem Barium durch Legierungsbestandteile ("Aktivato­ ren") aus Metallmatrixkörper.
Wichtig für die Funktion einer Vorratskathode und deren Lebensdauer ist es, dass immer wieder erneut elementares Erdalkalimetall zur Verfügung steht. Das elektronenemittieren­ de Material verliert nämlich während der Lebensdauer der Kathode ständig Erdalkalime­ tall. Teils verdampft langsam das Kathodenmaterial insgesamt, teils wird es durch den Ionenstrom in der Lampe abgesputtert.
Allerdings wird zunächst das elementare Erdalkalimetall immer wieder nachgeliefert. Die Nachlieferung kommt jedoch zum Stillstand, wenn sich zwischen dem Metallmatrixkörper und dem emittierenden Oxid mit der Zeit eine dünne, aber hochohmige Trennschicht (interface) aus Erdalkalisilikat oder Erdalkalialuminat bildet.
Aus US 5,118,317 ist ein Verfahren zur Herstellung einer imprägnierten Vorratskathode, die einen porösen Metallmatrixkörper aus einem Refraktärmetall, das als Aktivator wirkt, umfaßt, wobei der poröse Metallmatrixkörper durch Verdichten von nicht ineinanderge­ fügten(non-interlocking), individuellen Pulverpartikeln aus Übergangsmetall, die mit einer dünnen Schicht eines duktilen Metalls beschichtet sind, und anschließendem Sintern bei einer Temperatur unter 600°C gebildet wird.
Eine derartige Kathoden, deren Metallmatrixkörper aus einem Metallpulver gepresst und gesintert ist, hat einen verbesserte Emissionsfähigkeit und eine längere Lebensdauer, weil der poröse Aufbau des Metallmatrixkörpers die Oberflächenreaktion zwischen dem Aktivatormetall und dem eigentlichen Emissionsmaterial unterstützt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre zur Verfügung zu stellen, deren Strahlstrom gleichmäßig ist, über lange Zeit konstant bleibt und die reproduzierbar herstellbar ist
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre, die einen Kathodenträger mit einer Katho­ denbasis aus einem Kathodenmetall und einen Metallmatrixkörper aus einer Matrix von Metallpartikeln eines Metall ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle und in die Matrix infiltrierte Oxidpartikeln eines Erdalkalioxids, ausgewählt aus der Gruppe der Oxide des Calciums, Strontiums und Bariums, umfasst, wobei die Matrix von Metall­ partikel eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle durch Reduktion eines porösen, stabilisierten Oxidgels des Metalls, ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle, hergestellt wird.
Eine derartige Vorratskathode hat über einen langen Zeitraum hin einen gleichmäßigen Strahlstrom, weil durch die Matrix durch das erfindungsgemäße Verfahren eine offene Mikrostruktur bekommt. Durch die verbesserten Oberflächeneigenschaften ist einerseits die Anfangsemission schon hoch und andererseits die Vergiftungsresistenz gegen Sauerstoff niedrig ist. Die offene Mikrostruktur erhöht auch die Ba-Retention.
Die Kathode ist nicht anfällig gegen Ionenbombardment, hat eine gleichmäßige Emission und lässt sich reproduzierbar herstellen. Durch die kontinuierliche Barium-Nachführung wird eine Erschöpfung der Elektronenemission, wie man die von herkömmlichen Vorrats­ kathoden kennt, vermieden. Es können ohne Gefährdung der Kathodenlebensdauer wesentlich höhere Strahlstromdichte realisiert werden. Das kann auch ausgenutzt werden, um die notwendigen Elektronenstrahlströme aus kleineren Kathodenbereichen zu ziehen. Die Spotgröße des Kathodenflecks ist entscheidend für die Güte der Strahlfokussierung auf dem Bildschirm. Die Bildschärfe über den gesamten Schirm wird erhöht. Da die Kathoden zudem nicht altern, können Bildhelligkeit und Bildschärfe auf hohem Niveau über die gesamte Lebensdauer der Röhre stabil gehalten werden.
Dies nasschemische und/oder Aerosol-basierte Verfahren ist variabler, flexibler und preis­ werter als konventionell verwendete pulvermetallurgische Verfahren. Dies beruht vor allem auf niedrigeren Prozesstemperaturen unter 1000°C im Vergleich zu den Sinter- und Imprägnierverfahren über 1600°C bei der konventionellen Methode.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das poröse, stabilisierte Oxidgel eines Refraktärmetalls durch eine Reaktion einer Ausgangsverbindung des Refraktärmetalls mit einem Mikrostrukturkontrolladditiv hergestellt wird.
Als Mikrostrukturkontrolladditiv wird bevorzugt ein Blockcopolymeres R'R"R'(OH)2, eine Emulsionen, ein reaktionsmodifizierendes Reagenz und ein Polymeres verwendet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Metallmatrixkörper mit 20 bis 80 Vol-% Metall und 20 bis 80 Vol-% Oxid hergestellt wird. Damit sind bessere Anpassungen auch an unterschiedliche Kathodenanwendungen in CRTs, Hochfrequenz- und Mikrowellenröhren, Röntgenröhren, thermionischen Konvertern, Nieder- und Hochdruckgasentladungslampen o. ä. möglich
Wenn das Refraktärmetall aus der Gruppe der Mg, Al, Fe, Si, Ti, Hf, Zr, W, Mo, Mn und Cr wird, zeichnet sich die Vorratskathode durch robustes Verhalten bei schnellem Schalten aus.
Besonders vorteilhafte Wirkungen entfaltet die Erfindung gegenüber dem Stand der Tech­ nik, wenn der poröse Metallmatrixkörper mit einer Deckschicht, die ein Metall ausgewählt aus der Gruppe Ir, Os, Re, Ru und W enthält, durch Fällung der Oxide oder Hydroxide der Metalle ausgewählt aus der Gruppe Ir, Os, Re, Ru und W auf der Oberfläche der porösen Metallmatrix und anschließende Reduktion zum Metall beschichtet wird.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der poröse Metallmatrixkörper mit einer Deckschicht, die ein Barium-Calcium-Aluminat enthält, beschichtet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung weiter erläutert.
Eine Kathodenstrahlröhre umfasst ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, das üblicher­ weise eine Anordnung mit einer oder mehreren Vorratskathoden enthält.
Eine Vorratskathode nach der Erfindung umfasst einen Kathodenträger mit einer Katho­ denbasis und einen porösen Metallmatrixkörper. Der Kathodenträger enthält die Heizung und die Basis für den Kathodenkörper. Als Kathodenträger können die aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen und Materialien verwendet werden.
Das Material der Kathodenbasis ist üblicherweise eine Nickellegierung. Die Nickellegie­ rung für die Basis der erfindungsgemäßen Vorratskathode kann beispielsweise aus Nickel mit einem Legierungsanteil aus einem reduzierend wirkenden Aktivatorelement, ausge­ wählt aus der Gruppe Silicium, Magnesium, Aluminium, Wolfram, Molybdän, Mangan und Kohlenstoff bestehen.
Der Metallmatrixkörper enthält infiltrierte Oxidpartikel. Die Hauptkomponente der Oxidpartikel sind Oxidpartikel eines Erdalkalioxids, bevorzugt Bariumoxid, zusammen mit Calciumoxid oder/und Strontiumoxid. Die Erdalkalioxide werden als ein physikalisches Gemenge von Erdalkalioxiden oder als binäre oder ternäre Mischkristalle der Erdalkali­ metalloxide verwendet. Bevorzugt ist ein ternäres Erdalkalimischkristalloxid aus Barium­ oxid, Strontiumoxid und Calciumoxid oder ein binäres Gemisch aus Bariumoxid und Calciumoxid.
Das Erdalkalioxid kann eine Dotierung aus einem Oxid ausgewählt aus den Oxiden des Scandiums, Yttriums und der Lanthanoiden Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Sama­ rium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium, z. B. in einer Menge von 10 bis maximal 1000 ppm, enthalten.
Der Metallmatrixkörper enthält weiterhin eine Matrix von Metallpartikeln eines Metalls aus gewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle Mg, Al, Fe, Si, Ti, Hf, Zr, W, Mo, Mn und Cr.
Die Komponenten der porösen Metallmatrix sind zu einem Partikel-Partikel-Verbund­ werkstoff mit offenen Poren angeordnet. Besonders vorteilhafte Wirkungen gegenüber dem Stand der Technik zeigt eine erfindungsgemäße Vorratskathode mit einem Partikel- Partikel-Verbund, bei dem die Porenabmessungen zur Oberfläche hin einen Gradienten aufweisen. In dieser Vorratskathode ist die Ba-Retention besonders verbessert.
Ebenso lässt sich die Mikrostruktur der Metallmatrix noch verbessern, wenn die Metall­ partikel einen Übergang von einem Metall zum anderen in einer Längsrichtung aufweisen.
Die poröse Metallmatrix kann zusätzlich auch noch eine Beschichtung erhalten. Zum Beispiel kann die poröse Metallmatrix mit einer Deckschicht überzogen werden, die eines der Metalle Ir, Os, Re, Ru oder W oder eine Kombination davon enthält. Diese Schicht kann durch Fällung der entsprechenden Oxide oder Oxidhydrate auf die Oberfläche der Metallmatrix und anschließende Reduktion zu den Metallen gebildet werden. Man erhält dadurch bevorzugt eine Deckschicht mit einer Dicke von 1 bis 30 µm mit Poren im Submikrometerbereich.
Die poröse Metallmatrix kann auch mit einer Deckschicht überzogen werden, die Oxid­ partikel eines Erdalkalioxids ausgewählt aus der Gruppe der Oxide des Calciums, Strontiums und Bariums und Oxidpartikel eines Oxides, ausgewählt aus der Gruppe der Oxide des Scandiums, Yttriums und der Lanthanoiden enthält.
In der Deckschicht mit Poren im Submikrometerbereich erfolgt eine schnelle laterale Diffusionsnachlieferung von Barium auf die Oberflache der Vorratskathode, da die latera­ len Dimensionen kleiner als die Diffusionslängen sind. Dadurch erreicht man längere Lebensdauern und niedrige Betriebstemperaturen für die Vorratskathode. Wenn die Deck­ schicht durch Fällung der entsprechenden Oxide oder Oxidhydrate auf die Oberfläche der Metallmatrix und anschließende Reduktion zu den Metallen gebildet wird, kann man in der Deckschicht einen kontinuierlichen Übergang von grobporig zu feinporig in Richtung emittierender Oberfläche realisieren, der gute Bariumnachlieferung auch unter Ionen­ beschuss garantiert und gleichzeitig die Bariumabdampfung durch eine niedrige Betriebs­ temperatur reduziert.
Die Matrix von Metallpartikel eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe der Refraktär­ metalle wird durch Reduktion eines Oxidgels des Metalls ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle hergestellt. Die Refraktärmetalle umfassen die Metalle Refraktärmetalle Mg, Al, Fe, Si, Ti, Hf, Zr, W, Mo, Mn und Cr.
Man geht von den chemischen Ausgangsverbindungen für die Metalloxid-Phase aus. Dies können beispielsweise Halogenide, Carbonyle, Alkoholate oder Metallhydroxide sein. Für die Bildung einer Matrix aus Wolfram kann beispielsweise WCl6, W(CO)6, W(OC2H5)6, oder H2WO4, für eine Matrix aus Nickel NiCl4 verwendet werden. Diese Verbindungen werden in Lösung, bevorzugt in eine alkoholische Lösung gebracht. In einer homogenen Reaktion werden sie mit Mikrostrukturkontrolladditiven zur Reaktion gebracht. Diese Mikrostrukturkontrolladditiven können Blockcopolymere R'R"R'(OH)2, Emulsionen z. B. Ölwasser-Emulsionen, reaktionsmodifizierende Reagenzien und Polymere sein. Durch die Reaktion entstehen die entsprechenden Oxide und Oxidhydrate als Gele mit kontrollierter Mikrostruktur und Morphologie. Anschließend wird das Oxidgel mit einem Reduktions­ mittel beispielweise mit 5% in Stickstoff Wasserstoff bei 500 bis 1000°C zur Reaktion gebracht, um eine poröse Metallmatrix mit kontrollierte Mikrostruktur und Morphologie zu erhalten.
Besonders bevorzugt ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Blockpolymere R'R"R'(OH)2, als "molekulare Schablonen" (Molecular Template) wirken, die eine Pseudo-Sol-Gel- Fällung bewirken und die Oxidgele stabilisieren.
Dabei laufen folgende Reaktionen ab:
(a) MClx + H2O → M(OH)x + x HCl (nicht modifiziert)
(a2) M(OH)x → MOx/2 + x/2H2O (Fällung)
(b1) MClx + (y) HOR'R"R'OH → MClx-(y/2)OR'R"R'Oy + x HCl (stabilisiert)
(b2) MClx-(y/2)OR'R"R'Oy + x H2O → M(OH)x +(y)R'R"R'(OH)2 +(x - 2) HCl ("templated")
(b3) M(OH)x → MOx/2 + x/2H2 = (poröses Gel)
Die Porenverteilung des Oxidgels mit kontrollierter Mikrostruktur und Porosität wird z. B. durch die Tropfencharakteristika in der ursprünglichen Emulsion bestimmt. Öl und ande­ re organische Komponenten der Emulsion werden dann durch eine erste Temperaturbe­ handlung bei 400 bis 600°C entfernt. Das poröse Oxidgel wird anschließend über Reduk­ tion mit einem Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch bei 500 bis 1000°C in eine poröse Metall­ matrix mit kontrollierter Mikrostruktur und Porosität umgewandelt.
Nach der Herstellung der mikrostrukturierten porösen Metallmatrix, die auch einen Gradienten der Porenabmessungen zur Oberfläche hin oder einen Übergang zu einem anderen Metall aufweisen kann, wird entweder eine konventionelle Infiltration, eine Gel- oder eine nasschemische Infiltrationstechnik benutzt, um die Poren der Metallmatrix mit Barium-Calcium-Aluminat oder einem anderen Bariumoxidhaltigen Material aufzufüllen.
Zur Herstellung der Rohmasse für die Infiltration von Oxidpartikeln werden die Carbo­ nate der Erdalkalimetalle Calcium, Strontium und Barium gemahlen und miteinander und gegebenenfalls mit einer Ausgangsverbindung für das Oxid des Scandiums, Yttriums, Lanthans, Cers, Praseodyms, Neodyms, Samariums, Europiums, Gadoliniums, Terbiums, Dysprosiums, Holmiums, Erbiums, Thuliums, Ytterbiums und Lutetiums im gewünschten Gewichtsverhältnis gemischt. Bevorzugt werden als Ausgangsverbindungen für die Oxide des Scandiums, Yttriums und der Lanthanoiden die Nitrate oder Hydroxide dieser Elemente verwendet.
Typischerweise beträgt das Gewichtsverhältnis von Calciumcarbonat : Strontiumcarbonat : Bariumcarbonat gleich 1 : 1.25 : 6 oder 1 : 12 : 22 oder 1 : 1.5 : 2.5 oder 1 : 4 : 6.
Um die Oxide der Erdalkalimetalle mit den Oxiden des Scandiums, Yttriums, Lanthans, Cers, Praseodyms, Neodyms, Samariums, Europiums, Gadoliniums, Terbiums, Dyspro­ siums, Holmiums, Erbiums, Thuliums, Ytterbiums und Lutetiums zu dotieren, können die Carbonate der Erdalkalimetalle mit den Nitraten des Scandiums, Yttriums und der Lanthanoiden kopräzipitiert werden.
Die Rohmasse kann noch mit einer Bindemittelzubereitung gemischt werden. Die Binde­ mittelzubereitung kann als Lösungsmittel Wasser, Ethanol, Ethylnitrat, Ethylacetat, oder Diethylacetat enthalten.
Sie wird dann durch Pinseln, Tauchen, kataphoretische Abscheidung oder Sprühen in die Metallmatrix infiltriert werden.
Es ist auch möglich, die Vorratskathode in einem integrierten Verfahren herzustellen, bei dem die Matrixpräparation und die Oxid-Infiltration im selben Schritt erfolgen. In diesem Fall erlauben die differentiellen Oxidstabilitäten der Refraktärmetalle und der Erdalkali­ metalle die Formierung der metallischen Phase in situ.
Die Vorratskathode wird in die Kathodenstrahlröhre eingebaut. Während des Evakuierens der Kathodenstrahlröhre wird die Vorratskathode formiert. Durch Erhitzen auf etwa 650 bis 1100°C werden die Erdalkalicarbonate zu den Erdalkalioxiden unter Freisetzung von CO und CO2 umgesetzt und bilden dann einen porösen Sinterverbund. Wesentlich bei diesem Umwandlungsprozess ist ferner die kristallographische Veränderung durch Misch­ kristallbildung, die Voraussetzung für eine gute Vorratskathode ist. Nach diesem "Abbren­ nen" der Kathode erfolgt die Aktivierung, die den Zweck hat, überschüssiges, in die Oxide eingelagertes, elementares Erdalkalimetall zu liefern. Das überschüssige Erdalkalimetall entsteht durch Reduktion von Erdalkalimetalloxid. Bei der eigentlichen Reduktionsakti­ vierung wird das Erdalkalioxid durch das freigesetzte CO oder Aktivatormetall aus der Kathodenbasis und aus der Metallmatrix reduziert. Hinzu kommt eine Stromaktivierung, die das erforderliche freien Erdalkalimetall durch elektrolytische Vorgänge bei hohen Temperaturen erzeugt.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist eine effiziente Methode für zusammenge­ setzte Kathodenkörperstrukturen mit Gradienten in Material und Struktur, beispielsweise in Form von Metallgitterstrukturen z. B. von Ni, porösen Metallmatrizen, z. B. von Wolfram oder Metallkomponenten, die Aktivatoren zur Bariumfreisetzung enthalten. Es umfasst auch die Sprühdeposition komplex zusammengesetzter Vorratskathodenstrukturen mit funktionellen Gradienten in Verbindung mit molekularen Selbstassemblierungstech­ niken basierend auf Emulsions- und Schaumbildungsmethoden. Typische Beispiele für Strukturen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können sind Gesprühte Vorratskathoden-Schichtstrukturen mit Ni-Partikel-Einzelschichten, Vorrats­ kathoden mit Doppelschichten in der Metallmatrix, geschäumte Metallmatrixstrukturen, und poröse Metallmatrixstrukturen mit kontrollierter Porosität. Es ist auch möglich, elongierte Ni-Partikel-Ketten über ein Magnetfeld auszurichten.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre, die einen Kathodenträger mit einer Kathodenbasis aus einem Kathodenmetall und einen Metall­ matrixkörper aus einer Matrix von Metallpartikeln eines Metall ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle und in die Matrix infiltrierte Oxidpartikeln eines Erdalkalioxids, ausgewählt aus der Gruppe der Oxide des Calciums, Strontiums und Bariums, umfasst, wobei die Matrix von Metallpartikel eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle durch Reduktion eines porösen, stabilisierten Oxidgels des Metalls, ausgewählt aus der Gruppe der Refraktärmetalle, hergestellt wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse, stabilisierte Oxidgel eines Refraktärmetalls durch eine Reaktion einer Ausgangsverbindung des Refraktärmetalls mit einem Mikrostrukturkontrolladditiv hergestellt wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikrostrukturkontrolladditiv ein Blockodpolymeres R'R"R'(OH)2, eine Emul­ sionen, ein reaktionsmodifizierendes Reagenz und ein Polymeres verwendet wird.
4. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmatrixkörper mit 20 bis 80 Vol-% Metall und 20 bis 80 Vol-% Oxid hergestellt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Refraktärmetall aus der Gruppe der Mg, Al, Fe, Si, Ti, Hf, Zr, W, Mo, Mn und Cr ausgewählt wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Metallmatrixkörper mit einer Deckschicht, die ein Metall ausgewählt aus der Gruppe Ir, Os, Re, Ru und W enthält, durch Fällung der Oxide oder Hydroxide der Metalle ausgewählt aus der Gruppe Ir, Os, Re, Ru und W auf der Oberfläche der porösen Metallmatrix und anschließende Reduktion zum Metall beschichtet wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Metallmatrixkörper mit einer Deckschicht, die ein Barium-Calcium- Aluminat enthält, beschichtet wird.
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