JP2003016931A - 陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法 - Google Patents
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビーム電流が一様で、長い時間に渡って一定
のままであり、再現可能に製造することができる、陰極
線管用ディスペンサカソードの製造方法を提供する。 【解決手段】 カソード金属のカソードベースと、耐火
性金属のグループから選択された金属の金属粒子のマト
リックスの金属マトリックス体とを有するカソードキャ
リヤを具え、前記マトリックスに、カルシウム、ストロ
ンチウム及びバリウムの酸化物のグループから選択され
たアルカリ土類金属酸化物の酸化物粒子を浸透させた、
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法において、
耐火性金属のグループから選択された金属の金属粒子の
前記マトリックスを、耐火性金属のグループから選択さ
れた金属の多孔性の安定した酸化物ゲルの還元によって
製造する、陰極線管用ディスペンサカソードの製造方
法。
のままであり、再現可能に製造することができる、陰極
線管用ディスペンサカソードの製造方法を提供する。 【解決手段】 カソード金属のカソードベースと、耐火
性金属のグループから選択された金属の金属粒子のマト
リックスの金属マトリックス体とを有するカソードキャ
リヤを具え、前記マトリックスに、カルシウム、ストロ
ンチウム及びバリウムの酸化物のグループから選択され
たアルカリ土類金属酸化物の酸化物粒子を浸透させた、
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法において、
耐火性金属のグループから選択された金属の金属粒子の
前記マトリックスを、耐火性金属のグループから選択さ
れた金属の多孔性の安定した酸化物ゲルの還元によって
製造する、陰極線管用ディスペンサカソードの製造方
法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カソードベースと
電子放出材料を浸透させた多孔性金属マトリックス体と
を有するカソードキャリヤとを具える陰極線管用ディス
ペンサカソードの製造方法に関する。
電子放出材料を浸透させた多孔性金属マトリックス体と
を有するカソードキャリヤとを具える陰極線管用ディス
ペンサカソードの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管の機能グループは、前記陰極線
管において電子流を発生する電子放出カソードを含む。
管において電子流を発生する電子放出カソードを含む。
【0003】陰極線管用電子放出カソードは、通常、電
子放出酸化物含有カソード体を有する加熱可能ディスペ
ンサカソードである。ディスペンサカソードを加熱する
と、電子が、電子放出コーティングから周囲の真空中に
蒸発する。
子放出酸化物含有カソード体を有する加熱可能ディスペ
ンサカソードである。ディスペンサカソードを加熱する
と、電子が、電子放出コーティングから周囲の真空中に
蒸発する。
【0004】前記カソードコーティングから放出するこ
とができる電子の量は、前記電子放出材料の仕事関数に
依存する。通常にカソードベースとして使用されるニッ
ケルは、それ自身、比較的高い仕事関数を有する。した
がって、ディスペンサカソード用カソードベースに、電
子放出材料を浸透させた金属マトリックス体も取り付け
る。その主な仕事は、前記カソードベースの電子放出特
性を改善することである。ディスペンサカソードの電子
放出材料の1つの特徴は、これらが、アルカリ土類金属
をアルカリ土類金属酸化物の形態において含むことであ
る。
とができる電子の量は、前記電子放出材料の仕事関数に
依存する。通常にカソードベースとして使用されるニッ
ケルは、それ自身、比較的高い仕事関数を有する。した
がって、ディスペンサカソード用カソードベースに、電
子放出材料を浸透させた金属マトリックス体も取り付け
る。その主な仕事は、前記カソードベースの電子放出特
性を改善することである。ディスペンサカソードの電子
放出材料の1つの特徴は、これらが、アルカリ土類金属
をアルカリ土類金属酸化物の形態において含むことであ
る。
【0005】ディスペンサカソードを製造するために、
対応して形成された金属マトリックス体に、例えば、結
合剤中のアルカリ土類金属の炭酸塩をコーティングす
る。前記陰極線管の排気及び焼き付け中、前記炭酸塩
は、約1000℃の温度においてアルカリ土類金属酸化
物に変換される。このカソードバーンオフの後、前記カ
ソードは、すでに感知し得る放出流を放出するが、これ
はまだ安定しない。活性化処理を続ける。この活性化処
理は、ドナー型不純物を前記酸化物の結晶格子に結合す
るため、元の前記アルカリ土類金属酸化物の不導体イオ
ン格子を半導体に変換する。前記不純物は、本質的に
は、化合していないアルカリ土類金属、例えば、カルシ
ウム、ストロンチウム又はバリウムから成る。このよう
なディスペンサカソードの電子放出は、不純物メカニズ
ムに基づく。前記活性化処理の目的は、前記電子放出コ
ーティングにおける酸化物が指定された過熱容量におい
て最大の放射流を供給することができる、十分な量の余
剰の化合していないアルカリ土類金属を形成することで
ある。金属マトリックス体の合金成分(活性化体)によ
る化合していないバリウムに対するバリウム酸化物の還
元は、前記活性化処理への本質的な寄与である。
対応して形成された金属マトリックス体に、例えば、結
合剤中のアルカリ土類金属の炭酸塩をコーティングす
る。前記陰極線管の排気及び焼き付け中、前記炭酸塩
は、約1000℃の温度においてアルカリ土類金属酸化
物に変換される。このカソードバーンオフの後、前記カ
ソードは、すでに感知し得る放出流を放出するが、これ
はまだ安定しない。活性化処理を続ける。この活性化処
理は、ドナー型不純物を前記酸化物の結晶格子に結合す
るため、元の前記アルカリ土類金属酸化物の不導体イオ
ン格子を半導体に変換する。前記不純物は、本質的に
は、化合していないアルカリ土類金属、例えば、カルシ
ウム、ストロンチウム又はバリウムから成る。このよう
なディスペンサカソードの電子放出は、不純物メカニズ
ムに基づく。前記活性化処理の目的は、前記電子放出コ
ーティングにおける酸化物が指定された過熱容量におい
て最大の放射流を供給することができる、十分な量の余
剰の化合していないアルカリ土類金属を形成することで
ある。金属マトリックス体の合金成分(活性化体)によ
る化合していないバリウムに対するバリウム酸化物の還
元は、前記活性化処理への本質的な寄与である。
【0006】新たな化合していないアルカリ土類金属が
常に利用可能であることが、ディスペンサカソードの機
能とその耐久期間に関して重要である。前記カソードの
耐久期間中、前記電子放出材料は、アルカリ土類金属を
絶えず失う。部分的に、前記カソード材料は、全体的に
ゆっくりと蒸発し、部分的に、前記カソード材料は、前
記ランプにおけるイオン電流によってスパッタオフされ
る。
常に利用可能であることが、ディスペンサカソードの機
能とその耐久期間に関して重要である。前記カソードの
耐久期間中、前記電子放出材料は、アルカリ土類金属を
絶えず失う。部分的に、前記カソード材料は、全体的に
ゆっくりと蒸発し、部分的に、前記カソード材料は、前
記ランプにおけるイオン電流によってスパッタオフされ
る。
【0007】しかしながら、最初は、化合していないア
ルカリ土類金属は、連続的に供給される。この供給動作
は、しかしながら、時間が経つと停止し、前記金属マト
リックス体と前記放出酸化物との間に、アルカリ土類金
属珪化物又はアルカリ土類金属アルミネートの薄いが高
抵抗の界面が形成する。
ルカリ土類金属は、連続的に供給される。この供給動作
は、しかしながら、時間が経つと停止し、前記金属マト
リックス体と前記放出酸化物との間に、アルカリ土類金
属珪化物又はアルカリ土類金属アルミネートの薄いが高
抵抗の界面が形成する。
【0008】米国特許明細書第5118317号は、活
性化体として働く耐火性金属の多孔性金属マトリックス
体を具え、前記多孔性金属マトリックス体を、延性のあ
る金属の薄い層でコーティングした遷移金属の個々の粉
末粒子の連結しない圧縮と、その後の600℃以下の温
度における焼結によって形成する、含浸ディスペンサカ
ソードの製造方法を開示している。
性化体として働く耐火性金属の多孔性金属マトリックス
体を具え、前記多孔性金属マトリックス体を、延性のあ
る金属の薄い層でコーティングした遷移金属の個々の粉
末粒子の連結しない圧縮と、その後の600℃以下の温
度における焼結によって形成する、含浸ディスペンサカ
ソードの製造方法を開示している。
【0009】金属マトリックス体を金属粉末から圧縮
し、焼結したこのようなカソードは、前記金属マトリッ
クス体の多孔性構造は、前記活性化体金属と実際の放出
材料との間の表面反応を支持するため、よりよい放出能
力とより長い耐久期間とを有する。
し、焼結したこのようなカソードは、前記金属マトリッ
クス体の多孔性構造は、前記活性化体金属と実際の放出
材料との間の表面反応を支持するため、よりよい放出能
力とより長い耐久期間とを有する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ビー
ム電流が一様で、長い時間に渡って一定のままであり、
再現可能に製造することができる、陰極線管用ディスペ
ンサカソードの製造方法を提供することである。
ム電流が一様で、長い時間に渡って一定のままであり、
再現可能に製造することができる、陰極線管用ディスペ
ンサカソードの製造方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的は、カソード金属のカソードベースと、耐火性金属の
グループから選択された金属の金属粒子のマトリックス
の金属マトリックス体とを有するカソードキャリヤを具
え、前記マトリックスに、カルシウム、ストロンチウム
及びバリウムの酸化物のグループから選択されたアルカ
リ土類金属酸化物の酸化物粒子を浸透させた、陰極線管
用ディスペンサカソードの製造方法において、前記マト
リックスを、耐火性金属のグループから選択された金属
の金属粒子から、耐火性金属のグループから選択された
金属の多孔性の安定した酸化物ゲルの還元によって製造
する、陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法によ
って達成される。
的は、カソード金属のカソードベースと、耐火性金属の
グループから選択された金属の金属粒子のマトリックス
の金属マトリックス体とを有するカソードキャリヤを具
え、前記マトリックスに、カルシウム、ストロンチウム
及びバリウムの酸化物のグループから選択されたアルカ
リ土類金属酸化物の酸化物粒子を浸透させた、陰極線管
用ディスペンサカソードの製造方法において、前記マト
リックスを、耐火性金属のグループから選択された金属
の金属粒子から、耐火性金属のグループから選択された
金属の多孔性の安定した酸化物ゲルの還元によって製造
する、陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法によ
って達成される。
【0012】このようなディスペンサカソードは、前記
マトリックスが本発明による方法による開微細構造を有
するため、長い期間に渡って一様なビーム電流を有す
る。改善された表面特性は、第1に、すでに高い初期放
射を招き、第2に、酸素に対する低毒作用耐性を招く。
前記開微細構造は、Ba保持も含む。
マトリックスが本発明による方法による開微細構造を有
するため、長い期間に渡って一様なビーム電流を有す
る。改善された表面特性は、第1に、すでに高い初期放
射を招き、第2に、酸素に対する低毒作用耐性を招く。
前記開微細構造は、Ba保持も含む。
【0013】前記カソードは、イオン衝撃の影響をあま
り受けず、一様な放出を有し、再現可能に製造すること
ができる。連続的なバリウム供給により、慣例的なディ
スペンサカソードにおいて生じるような電子放出の消耗
は回避される。したがって、より高い電流ビーム密度
を、カソード耐久期間を危うくすることなく達成するこ
とができる。さらに、必要な電子ビーム電流をより小さ
いカソード領域から流すのに利用することもできる。カ
ソードスポットの寸法は、スクリーンにおいて集中する
ビーム質に関して決定的である。スクリーン全体に渡る
ピクチャのシャープネスは上昇する。加えて、前記カソ
ードはエージングの影響を受けにくいため、画像輝度及
びシャープネスを、前記管の耐久期間全体に渡って高い
レベルに安定させておくことができる。
り受けず、一様な放出を有し、再現可能に製造すること
ができる。連続的なバリウム供給により、慣例的なディ
スペンサカソードにおいて生じるような電子放出の消耗
は回避される。したがって、より高い電流ビーム密度
を、カソード耐久期間を危うくすることなく達成するこ
とができる。さらに、必要な電子ビーム電流をより小さ
いカソード領域から流すのに利用することもできる。カ
ソードスポットの寸法は、スクリーンにおいて集中する
ビーム質に関して決定的である。スクリーン全体に渡る
ピクチャのシャープネスは上昇する。加えて、前記カソ
ードはエージングの影響を受けにくいため、画像輝度及
びシャープネスを、前記管の耐久期間全体に渡って高い
レベルに安定させておくことができる。
【0014】この湿式化学及び/又はエーロゾルを基礎
としたプロセスは、慣例的に使用される粉末冶金学的プ
ロセスより可変性で、適応性で、経済的である。これ
は、特に、慣例的な方法における1600℃以上の焼結
及び浸透処理との比較において、1000℃以下のより
低いプロセス温度による。
としたプロセスは、慣例的に使用される粉末冶金学的プ
ロセスより可変性で、適応性で、経済的である。これ
は、特に、慣例的な方法における1600℃以上の焼結
及び浸透処理との比較において、1000℃以下のより
低いプロセス温度による。
【0015】本発明の一部として、耐火性金属の多孔性
安定化酸化物ゲルを、前記耐火性金属の出発混合物の微
細構造制御添加物との反応によって生成することが好適
である。
安定化酸化物ゲルを、前記耐火性金属の出発混合物の微
細構造制御添加物との反応によって生成することが好適
である。
【0016】好適な微細構造制御添加物は、ブロックコ
ポリマR′R″R′(OH)2と、エマルジョンと、反
応修正試薬と、ポリマである。
ポリマR′R″R′(OH)2と、エマルジョンと、反
応修正試薬と、ポリマである。
【0017】本発明の一部として、前記金属マトリック
ス体を、20ないし80体積パーセントの金属と、20
ないし80体積パーセントの酸化物とによって生成する
ことが好適である。したがって、よりよい適用は、CR
T、高周波数及びマイクロ波管、X線管、熱イオン変換
器、低圧及び高圧ガス放電ランプ等における異なったカ
ソード用途に可能である。
ス体を、20ないし80体積パーセントの金属と、20
ないし80体積パーセントの酸化物とによって生成する
ことが好適である。したがって、よりよい適用は、CR
T、高周波数及びマイクロ波管、X線管、熱イオン変換
器、低圧及び高圧ガス放電ランプ等における異なったカ
ソード用途に可能である。
【0018】前記耐火性金属を、Mg、Al、Fe、S
i、Ti、Hf、Zr、W、Mo、Mn及びCrのグル
ープから選択した場合、前記ディスペンサカソードは、
急速なスイッチングにおける堅固な動作によって特徴付
けられる。
i、Ti、Hf、Zr、W、Mo、Mn及びCrのグル
ープから選択した場合、前記ディスペンサカソードは、
急速なスイッチングにおける堅固な動作によって特徴付
けられる。
【0019】本発明は、前記多孔性金属マトリックス体
をIr、Os、Re、Ru及びWのグループから選択さ
れた金属を含むカバー層で、前記多孔性金属マトリック
ス上へのIr、Os、Re、Ru及びWのグループから
選択された金属の酸化物又は水酸化物の沈澱と、その後
の前記金属に対する還元とによってコーティングする場
合、最新技術との関係において、特に有利な効果を提供
する。
をIr、Os、Re、Ru及びWのグループから選択さ
れた金属を含むカバー層で、前記多孔性金属マトリック
ス上へのIr、Os、Re、Ru及びWのグループから
選択された金属の酸化物又は水酸化物の沈澱と、その後
の前記金属に対する還元とによってコーティングする場
合、最新技術との関係において、特に有利な効果を提供
する。
【0020】本発明の他の実施形態によれば、前記多孔
性金属マトリックス体を、バリウム−カルシウム−アル
ミネートを含むカバー層でコーティングすることができ
る。
性金属マトリックス体を、バリウム−カルシウム−アル
ミネートを含むカバー層でコーティングすることができ
る。
【0021】本発明を、以下により詳細に説明する。
【0022】
【発明の実施の形態】陰極線管は、通常は1個以上のデ
ィスペンサカソードを有する装置を含む電子ビーム発生
システムを具える。
ィスペンサカソードを有する装置を含む電子ビーム発生
システムを具える。
【0023】本発明によるディスペンサカソードは、カ
ソードベースと多孔性金属マトリックスボディとを有す
るカソードキャリヤを具える。前記カソードキャリヤ
は、前記カソードボディ用加熱部及びベース部を含む。
最新技術から既知の設計及び材料を、カソードキャリヤ
に使用することができる。
ソードベースと多孔性金属マトリックスボディとを有す
るカソードキャリヤを具える。前記カソードキャリヤ
は、前記カソードボディ用加熱部及びベース部を含む。
最新技術から既知の設計及び材料を、カソードキャリヤ
に使用することができる。
【0024】前記カソードベースの材料は、通常はニッ
ケル合金である。本発明によるディスペンサカソードの
ベース用ニッケル合金は、例えば、シリコン、マグネシ
ウム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、マン
ガン及び炭素のグループから選択された還元活性元素の
ある合金比率を有するニッケルから成ってもよい。
ケル合金である。本発明によるディスペンサカソードの
ベース用ニッケル合金は、例えば、シリコン、マグネシ
ウム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、マン
ガン及び炭素のグループから選択された還元活性元素の
ある合金比率を有するニッケルから成ってもよい。
【0025】前記金属マトリックス体は、耐火性酸化物
粒子を含む。前記酸化物粒子の主な成分は、アルカリ土
類金属酸化物、特に、酸化カルシウム及び/又は酸化ス
トロンチウムと一緒の酸化バリウムの酸化物粒子であ
る。前記アルカリ土類金属酸化物を、アルカリ土類金属
酸化物の物理的混合物として、又は、アルカリ土類金属
酸化物の二元又は三元混晶として使用する。酸化バリウ
ム、酸化ストロンチウム及び酸化カルシウムの三元アル
カリ土類金属混晶か、酸化バリウム及び酸化カルシウム
の二元混晶が好適である。
粒子を含む。前記酸化物粒子の主な成分は、アルカリ土
類金属酸化物、特に、酸化カルシウム及び/又は酸化ス
トロンチウムと一緒の酸化バリウムの酸化物粒子であ
る。前記アルカリ土類金属酸化物を、アルカリ土類金属
酸化物の物理的混合物として、又は、アルカリ土類金属
酸化物の二元又は三元混晶として使用する。酸化バリウ
ム、酸化ストロンチウム及び酸化カルシウムの三元アル
カリ土類金属混晶か、酸化バリウム及び酸化カルシウム
の二元混晶が好適である。
【0026】前記アルカリ土類金属酸化物は、スカンジ
ウムと、イットリウムと、ランタノイドであるランタン
と、セリウムと、プラセオジムと、ネオジムと、サマリ
ウムと、ユウロピウムと、ガドリニウムと、テルビウム
と、ジスプロシウムと、ホルミウムと、エルビウムと、
ツリウムと、イッテルビウムと、ルテチウムとの酸化物
から選択された酸化物のドーピングを、例えば、10な
いし最高1000ppmの量において含むことができ
る。
ウムと、イットリウムと、ランタノイドであるランタン
と、セリウムと、プラセオジムと、ネオジムと、サマリ
ウムと、ユウロピウムと、ガドリニウムと、テルビウム
と、ジスプロシウムと、ホルミウムと、エルビウムと、
ツリウムと、イッテルビウムと、ルテチウムとの酸化物
から選択された酸化物のドーピングを、例えば、10な
いし最高1000ppmの量において含むことができ
る。
【0027】前記金属マトリックス体は、耐火性金属M
g、Al、Fe、Si、Ti、Hf、Zr、W、Mo、
Mn及びCrのグループから選択された金属の金属粒子
のマトリックスも含む。
g、Al、Fe、Si、Ti、Hf、Zr、W、Mo、
Mn及びCrのグループから選択された金属の金属粒子
のマトリックスも含む。
【0028】前記多孔性金属マトリックスの成分を、細
孔を有する粒子混合物において配置する。最新技術との
関係において特に有利な効果は、細孔寸法が表面に向か
って勾配を有する粒子混合物を有する本発明によるディ
スペンサカソードによって与えられる。このディスペン
サカソードにおいて、Ba保持は特に改善される。
孔を有する粒子混合物において配置する。最新技術との
関係において特に有利な効果は、細孔寸法が表面に向か
って勾配を有する粒子混合物を有する本発明によるディ
スペンサカソードによって与えられる。このディスペン
サカソードにおいて、Ba保持は特に改善される。
【0029】前記金属マトリックスの微細構造も、前記
金属粒子が、ある金属から他の金属へ長手方向において
変化を有する場合、さらに改善され得る。
金属粒子が、ある金属から他の金属へ長手方向において
変化を有する場合、さらに改善され得る。
【0030】前記多孔性金属マトリックスは、コーティ
ングも含むことができる。例えば、前記多孔性金属マト
リックスを、金属Ir、Os、Re、Ru又はWの1つ
か、これらの組み合わせを含むカバー層で覆うことがで
きる。この層を、対応する酸化物または水酸化物の、前
記金属マトリックスの表面における沈澱と、その後の金
属に対する還元とによって形成することができる。これ
は、サブミクロン範囲における細孔を有する1ないし3
0μmの厚さを有するカバー層を好適に与える。
ングも含むことができる。例えば、前記多孔性金属マト
リックスを、金属Ir、Os、Re、Ru又はWの1つ
か、これらの組み合わせを含むカバー層で覆うことがで
きる。この層を、対応する酸化物または水酸化物の、前
記金属マトリックスの表面における沈澱と、その後の金
属に対する還元とによって形成することができる。これ
は、サブミクロン範囲における細孔を有する1ないし3
0μmの厚さを有するカバー層を好適に与える。
【0031】前記多孔性金属マトリックスを、カルシウ
ム、ストロンチウム及びバリウムの酸化物のグループか
ら選択されたアルカリ土類金属の酸化物粒子と、スカン
ジウム、イットリウム及びランタノイドの酸化物のグル
ープから選択された酸化物とを含むカバー層でコーティ
ングすることもできる。
ム、ストロンチウム及びバリウムの酸化物のグループか
ら選択されたアルカリ土類金属の酸化物粒子と、スカン
ジウム、イットリウム及びランタノイドの酸化物のグル
ープから選択された酸化物とを含むカバー層でコーティ
ングすることもできる。
【0032】サブミクロン範囲における細孔を有する前
記カバー層において、側面の寸法が拡散長さより短いた
め、前記ディスペンサカソードの表面へのバリウムの急
速な側面の拡散供給が生じる。これは、前記ディスペン
サカソードに関してより長い耐久期間と、低い動作温度
とを導く。前記カバー層を、前記金属マトリックスの表
面における対応する酸化物又は水酸化物の沈澱と、その
後の前記金属への還元とによって生成した場合、前記カ
バー層において、前記放射表面の方向において粗い細孔
から細かい細孔への連続的な遷移を達成することがで
き、これは、イオン衝撃の下であっても良好なバリウム
供給を保証し、同時に、バリウム蒸発を前記低い動作温
度によって減少する。
記カバー層において、側面の寸法が拡散長さより短いた
め、前記ディスペンサカソードの表面へのバリウムの急
速な側面の拡散供給が生じる。これは、前記ディスペン
サカソードに関してより長い耐久期間と、低い動作温度
とを導く。前記カバー層を、前記金属マトリックスの表
面における対応する酸化物又は水酸化物の沈澱と、その
後の前記金属への還元とによって生成した場合、前記カ
バー層において、前記放射表面の方向において粗い細孔
から細かい細孔への連続的な遷移を達成することがで
き、これは、イオン衝撃の下であっても良好なバリウム
供給を保証し、同時に、バリウム蒸発を前記低い動作温
度によって減少する。
【0033】耐火性金属のグループから選択された金属
の金属粒子のマトリックスを、耐火性金属のグループか
ら選択された金属の酸化ゲルの還元によって生成する。
前記耐火性金属は、耐火性金属Mg、Al、Fe、S
i、Ti、Hf、Zr、W、Mo、Mn及びCrを含
む。
の金属粒子のマトリックスを、耐火性金属のグループか
ら選択された金属の酸化ゲルの還元によって生成する。
前記耐火性金属は、耐火性金属Mg、Al、Fe、S
i、Ti、Hf、Zr、W、Mo、Mn及びCrを含
む。
【0034】化学出発混合物は、金属酸化物相に関する
出発として働く。これらを、例えば、ハロゲン化物、カ
ルボニル、アルコラート又は金属水酸化物とすることが
できる。タングステンからマトリックスを形成するため
に、例えば、WCl6、W(CO)6、W(OC
2H5)6又はH2WO4を使用することができ、ニッ
ケルのマトリックスにはNiCl4を使用することがで
きる。これらの混合物を溶液、好適にはアルコール溶液
にする。均質反応において、これらを微細構造制御添加
物と反応させる。これらの微細構造制御添加物を、ブロ
ックコポリマR′R″R′(OH)2と、エマルジョ
ン、例えば油−水エマルジョンと、反応修正試薬と、ポ
リマとすることができる。この反応は、対応する酸化物
又は水酸化物を、制御された微細構造及び形態を有する
ゲルとして導く。この酸化物ゲルを、次に、制御された
微細構造及び形態を有する多孔性金属マトリックスを得
るために、500ないし1000℃における窒素−水素
中で、例えば5%の還元剤と反応させる。
出発として働く。これらを、例えば、ハロゲン化物、カ
ルボニル、アルコラート又は金属水酸化物とすることが
できる。タングステンからマトリックスを形成するため
に、例えば、WCl6、W(CO)6、W(OC
2H5)6又はH2WO4を使用することができ、ニッ
ケルのマトリックスにはNiCl4を使用することがで
きる。これらの混合物を溶液、好適にはアルコール溶液
にする。均質反応において、これらを微細構造制御添加
物と反応させる。これらの微細構造制御添加物を、ブロ
ックコポリマR′R″R′(OH)2と、エマルジョ
ン、例えば油−水エマルジョンと、反応修正試薬と、ポ
リマとすることができる。この反応は、対応する酸化物
又は水酸化物を、制御された微細構造及び形態を有する
ゲルとして導く。この酸化物ゲルを、次に、制御された
微細構造及び形態を有する多孔性金属マトリックスを得
るために、500ないし1000℃における窒素−水素
中で、例えば5%の還元剤と反応させる。
【0035】特に好適なのは、ブロックコポリマR′
R″R′(OH)2が、擬似−ゾル−ゲル沈澱を生じて
前記酸化物ゲルを安定させる「分子テンプレート」とし
て働く製造プロセスである。
R″R′(OH)2が、擬似−ゾル−ゲル沈澱を生じて
前記酸化物ゲルを安定させる「分子テンプレート」とし
て働く製造プロセスである。
【0036】以下の反応が次に起こる。
(a)MClx+H2O→M(OH)x+xHCl(変
更なし) (a2)M(OH)x→MOx/2+x/2H2O(沈
澱) (b1)MClx+(y)HOR′R″R′OH→MC
lx−(y/2)OR′R″R′Oy+xHCl(安定
化) (b2)MClx−(y/2)OR′R″R′Oy+x
H2O→M(OH)x+(y)R′R″R′(OH)2
+(x−2)HCl(「テンプレート化」) (b3)M(OH)x→MOx/2+x/2H2=(多
孔性ゲル)
更なし) (a2)M(OH)x→MOx/2+x/2H2O(沈
澱) (b1)MClx+(y)HOR′R″R′OH→MC
lx−(y/2)OR′R″R′Oy+xHCl(安定
化) (b2)MClx−(y/2)OR′R″R′Oy+x
H2O→M(OH)x+(y)R′R″R′(OH)2
+(x−2)HCl(「テンプレート化」) (b3)M(OH)x→MOx/2+x/2H2=(多
孔性ゲル)
【0037】制御された微細構造及び多孔性を有する前
記酸化物ゲルの細孔分布を、例えば、元のエマルジョン
の液滴特性によって決定する。前記エマルジョンの油及
び他の有機成分を、次に、400ないし600℃におけ
る第1温度によって除去する。前記多孔性酸化物ゲル
を、次に、500ないし1000℃における水素−窒素
混合気による還元によって、制御された微細構造及び多
孔性を有する多孔性金属マトリックスに変換する。
記酸化物ゲルの細孔分布を、例えば、元のエマルジョン
の液滴特性によって決定する。前記エマルジョンの油及
び他の有機成分を、次に、400ないし600℃におけ
る第1温度によって除去する。前記多孔性酸化物ゲル
を、次に、500ないし1000℃における水素−窒素
混合気による還元によって、制御された微細構造及び多
孔性を有する多孔性金属マトリックスに変換する。
【0038】表面に向かって細孔寸法の勾配を有する
か、他の金属への変化を有する前記微細構造化多孔性金
属マトリックスの生成後、慣例的な浸透、ゲル又は湿式
化学浸透技術を使用し、前記金属マトリックスの細孔を
バリウム−カルシウム−アルミネート又は他のバリウム
−酸化物含有材料で満たすことができる。
か、他の金属への変化を有する前記微細構造化多孔性金
属マトリックスの生成後、慣例的な浸透、ゲル又は湿式
化学浸透技術を使用し、前記金属マトリックスの細孔を
バリウム−カルシウム−アルミネート又は他のバリウム
−酸化物含有材料で満たすことができる。
【0039】酸化物粒子の浸透に関する原材料を生成す
るために、アルカリ土類金属、カルシウム、ストロンチ
ウム及びバリウムの炭酸塩を粉にし、一緒に混合し、必
要な重量比においてスカンジウム、イットリウム、ラン
タン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウ
ム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウム及びルテチウムの酸化物に関する出発混合物と
適切に混合する。スカンジウム、イットリウム及びラン
タノイドの酸化物に関する好適な開始混合物は、これら
の元素の硝酸塩又は水酸化物である。
るために、アルカリ土類金属、カルシウム、ストロンチ
ウム及びバリウムの炭酸塩を粉にし、一緒に混合し、必
要な重量比においてスカンジウム、イットリウム、ラン
タン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウ
ム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウム及びルテチウムの酸化物に関する出発混合物と
適切に混合する。スカンジウム、イットリウム及びラン
タノイドの酸化物に関する好適な開始混合物は、これら
の元素の硝酸塩又は水酸化物である。
【0040】炭酸カルシウム:炭酸ストロンチウム:炭
酸バリウムの代表的な重量比は、1:1.25:6、
1:12:22、1:1.5:2.5又は1:4:6で
ある。
酸バリウムの代表的な重量比は、1:1.25:6、
1:12:22、1:1.5:2.5又は1:4:6で
ある。
【0041】前記アルカリ土類金属の酸化物にスカンジ
ウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジ
ム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビ
ウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムの酸化
物をドープするために、前記アルカリ土類金属の炭酸塩
を、スカンジウム、イットリウム及びランタノイドの硝
酸塩と共沈させることができる。
ウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジ
ム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビ
ウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムの酸化
物をドープするために、前記アルカリ土類金属の炭酸塩
を、スカンジウム、イットリウム及びランタノイドの硝
酸塩と共沈させることができる。
【0042】前記原材料を、結合剤とも混合することが
できる。前記結合剤は、溶媒として、エタノール、硝酸
エチル、酢酸エチル又は酢酸ジエチルを含むことができ
る。
できる。前記結合剤は、溶媒として、エタノール、硝酸
エチル、酢酸エチル又は酢酸ジエチルを含むことができ
る。
【0043】前記金属マトリックス中に、ブラッシン
グ、浸漬、電気泳動沈澱又は吹き付けによって浸透させ
る。
グ、浸漬、電気泳動沈澱又は吹き付けによって浸透させ
る。
【0044】前記ディスペンサカソードを、マトリック
ス準備及び酸化物浸透が同じステップにおいて行われる
統合プロセスにおいて製造することもできる。この場合
において、前記耐火性金属及びアルカリ土類金属の異な
った酸化物安定性が、本来の場所における前記金属層の
形成を可能にする。
ス準備及び酸化物浸透が同じステップにおいて行われる
統合プロセスにおいて製造することもできる。この場合
において、前記耐火性金属及びアルカリ土類金属の異な
った酸化物安定性が、本来の場所における前記金属層の
形成を可能にする。
【0045】前記ディスペンサカソードを、陰極線管に
統合する。前記陰極線管の排気中、前記ディスペンサカ
ソードを形成する。約650ないし1100°に加熱す
ることによって、前記アルカリ土類金属炭酸塩をアルカ
リ土類金属酸化物に変換し、CO及びCO2を放出し、
多孔性焼結混合物を形成する。よいディスペンサカソー
ドには不可欠な混晶形成による結晶学的変化は、この変
換プロセスにおいて必須である。このカソード「バーン
オフ」後、活性化プロセスを、前記酸化物において埋め
込まれた基本アルカリ土類金属を過剰に供給するために
行う。過剰なアルカリ土類金属は、アルカリ土類金属酸
化物の還元によって得られる。実際の還元活性化におい
て、前記アルカリ土類金属酸化物を、前記放出されたC
Oか、前記カソードベース及び金属マトリックスからの
活性体金属によって還元する。次に、必要な自由アルカ
リ土類金属を高温における電解プロセスによって発生す
る電流活性化を行う。
統合する。前記陰極線管の排気中、前記ディスペンサカ
ソードを形成する。約650ないし1100°に加熱す
ることによって、前記アルカリ土類金属炭酸塩をアルカ
リ土類金属酸化物に変換し、CO及びCO2を放出し、
多孔性焼結混合物を形成する。よいディスペンサカソー
ドには不可欠な混晶形成による結晶学的変化は、この変
換プロセスにおいて必須である。このカソード「バーン
オフ」後、活性化プロセスを、前記酸化物において埋め
込まれた基本アルカリ土類金属を過剰に供給するために
行う。過剰なアルカリ土類金属は、アルカリ土類金属酸
化物の還元によって得られる。実際の還元活性化におい
て、前記アルカリ土類金属酸化物を、前記放出されたC
Oか、前記カソードベース及び金属マトリックスからの
活性体金属によって還元する。次に、必要な自由アルカ
リ土類金属を高温における電解プロセスによって発生す
る電流活性化を行う。
【0046】本発明による製造プロセスは、例えば、例
えばNiの金属格子構造、例えばタングステンの多孔性
金属マトリックス、又はバリウム放出に関する活性体を
含む金属成分の形態における材料及び構造において、勾
配を有する複合カソードボディに関する効率的な方法で
ある。エマルジョン及び成形加工の方法に基づいた分子
の自己集合技術と協働する、機能的な勾配を有する複雑
な構成のディスペンサカソード構造の吹き付け堆積も具
える。本発明によるプロセスによって製造することがで
きる構造の代表的な例は、Ni粒子単一層を有する吹き
付けディスペンサカソード層構造と、金属マトリックス
において二重層を有するディスペンサカソードと、発泡
金属マトリックス構造と、制御された多孔度を有する多
孔性金属マトリックス構造とである。延ばされたNi粒
子チェーンを磁場によって整列させることもできる。
えばNiの金属格子構造、例えばタングステンの多孔性
金属マトリックス、又はバリウム放出に関する活性体を
含む金属成分の形態における材料及び構造において、勾
配を有する複合カソードボディに関する効率的な方法で
ある。エマルジョン及び成形加工の方法に基づいた分子
の自己集合技術と協働する、機能的な勾配を有する複雑
な構成のディスペンサカソード構造の吹き付け堆積も具
える。本発明によるプロセスによって製造することがで
きる構造の代表的な例は、Ni粒子単一層を有する吹き
付けディスペンサカソード層構造と、金属マトリックス
において二重層を有するディスペンサカソードと、発泡
金属マトリックス構造と、制御された多孔度を有する多
孔性金属マトリックス構造とである。延ばされたNi粒
子チェーンを磁場によって整列させることもできる。
フロントページの続き
(72)発明者 ゲオルク フリードリッヒ ゲルトナー
ドイツ国 52078 アーヘン ラインハル
トシュトラーセ 66アー
(72)発明者 クリストファー ジェームス グッドハン
ド
イギリス国 ビービー27ディーティー ブ
ラックバーン ランマック コロンビア
ウェイ 25
(72)発明者 シモン エス エヌ ビー ホジソン
イギリス国 エルイー11 3アールエス
ラフバラ ロウズウォーター ドライヴ
26
(72)発明者 アンドリュー ピーター ベーカー
イギリス国 ビービー1 8キューダブリ
ュー ブラックバーン プレックゲート
ロード 248 ザ フラット
Fターム(参考) 5C027 CC10 CC11
5C031 DD10 DD19
Claims (7)
- 【請求項1】 カソード金属のカソードベースと、耐火
性金属のグループから選択された金属の金属粒子のマト
リックスの金属マトリックス体とを有するカソードキャ
リヤを具え、前記マトリックスに、カルシウム、ストロ
ンチウム及びバリウムの酸化物のグループから選択され
たアルカリ土類金属酸化物の酸化物粒子を浸透させた、
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法において、
耐火性金属のグループから選択された金属の金属粒子の
前記マトリックスを、耐火性金属のグループから選択さ
れた金属の多孔性の安定した酸化物ゲルの還元によって
製造する、陰極線管用ディスペンサカソードの製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、前記耐火性金属の多孔
性安定ゲルを、前記耐火性金属の出発混合物の微細構造
制御添加物との反応によって生成することを特徴とする
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、微細構造制御添加物と
して、ブロックコポリマR′R″R′(OH)2、エマ
ルジョン、反応修正試薬及びポリマを使用することを特
徴とする陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、前記金属マトリックス
体を、20ないし80体積パーセントの金属と、20な
いし80体積パーセントの酸化物とによって生成するこ
とを特徴とする陰極線管用ディスペンサカソードの製造
方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、前記耐火性金属を、M
g、Al、Fe、Si、Ti、Hf、Zr、W、Mo、
Mn及びCrのグループから選択することを特徴とする
陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、前記多孔性金属マトリ
ックス体をIr、Os、Re、Ru及びWのグループか
ら選択された金属を含むカバー層で、前記多孔性金属マ
トリックス上へのIr、Os、Re、Ru及びWのグル
ープから選択された金属の酸化物又は水酸化物の沈澱
と、その後の前記金属に対する還元とによってコーティ
ングすることを特徴とする陰極線管用ディスペンサカソ
ードの製造方法。 - 【請求項7】 請求項1に記載の陰極線管用ディスペン
サカソードの製造方法において、前記多孔性金属マトリ
ックス体を、バリウム−カルシウム−アルミネートを含
むカバー層でコーティングすることを特徴とする陰極線
管用ディスペンサカソードの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10121445:6 | 2001-05-02 | ||
| DE10121445A DE10121445A1 (de) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode für eine Kathodenstrahlröhre |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003016931A true JP2003016931A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=7683450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002130489A Pending JP2003016931A (ja) | 2001-05-02 | 2002-05-02 | 陰極線管用ディスペンサカソードの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020193041A1 (ja) |
| EP (1) | EP1255274A2 (ja) |
| JP (1) | JP2003016931A (ja) |
| DE (1) | DE10121445A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN100433230C (zh) * | 2006-07-19 | 2008-11-12 | 北京工业大学 | 压制型含钪扩散阴极的制备方法 |
| RU174300U1 (ru) * | 2017-06-14 | 2017-10-11 | Демидова Елена Викторовна | Торцевой металлопористый катод |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5112707A (en) * | 1983-09-26 | 1992-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Mask structure for lithography |
| US4675570A (en) * | 1984-04-02 | 1987-06-23 | Varian Associates, Inc. | Tungsten-iridium impregnated cathode |
| NL8403031A (nl) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een scandaatnaleveringskathode en scandaatnaleveringskathode vervaardigd volgens deze werkwijze. |
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| KR910003698B1 (en) * | 1988-11-11 | 1991-06-08 | Samsung Electronic Devices | Cavity reservoir type dispenser cathode and method of the same |
| US5007874A (en) * | 1990-10-15 | 1991-04-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of making a cathode from tungsten and iridium powders using a reaction product from reacting a group III A metal with barium peroxide as an impregnant |
| DE4114856A1 (de) * | 1991-05-07 | 1992-11-12 | Licentia Gmbh | Vorratskathode und verfahren zu deren herstellung |
| US5114742A (en) * | 1991-07-17 | 1992-05-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Preparing a scandate cathode by impregnating a porous tungsten billet with Ba3 Al2 O6, coating the top surface with a mixture of Sc6 WO12, Sc2 (WO4)3, and W in a 1:3:2 mole ratio, and heating in a vacuum |
| DE69204956T2 (de) * | 1991-09-18 | 1996-05-02 | Nippon Electric Co | Impregnierte Kathode und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| JP2985467B2 (ja) * | 1992-01-22 | 1999-11-29 | 三菱電機株式会社 | 含浸型カソードの製造方法 |
| GB2279495A (en) * | 1993-06-22 | 1995-01-04 | Thorn Microwave Devices Limite | Thermionic cathode |
| US5407633A (en) * | 1994-03-15 | 1995-04-18 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a dispenser cathode |
| JPH11339633A (ja) * | 1997-11-04 | 1999-12-10 | Sony Corp | 含浸型陰極およびその製造方法、並びに電子銃および電子管 |
-
2001
- 2001-05-02 DE DE10121445A patent/DE10121445A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-04-30 US US10/135,338 patent/US20020193041A1/en not_active Abandoned
- 2002-04-30 EP EP02100425A patent/EP1255274A2/de not_active Withdrawn
- 2002-05-02 JP JP2002130489A patent/JP2003016931A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1255274A2 (de) | 2002-11-06 |
| US20020193041A1 (en) | 2002-12-19 |
| DE10121445A1 (de) | 2002-11-07 |
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