KR920007000B1

KR920007000B1 - A method of manufacture in cathode

Info

Publication number: KR920007000B1
Application number: KR1019900004914A
Authority: KR
Inventors: 최종서; 정종인; 주규남; 오종호; 노환철
Original assignee: 삼성전관 주식회사; 김정배
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1992-08-24
Also published as: KR910019089A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Impregnated cathode and its manufacturing method

제1도는, 본 발명의 제1실시예에 따른 함침형 음극의 제조방법을 설명하기 위한 용기내부의 개략도.1 is a schematic view of the inside of the container for explaining a method of manufacturing an impregnated cathode according to a first embodiment of the present invention.

제2도는, 본 발명의 제1실시예에 의해 얻어진, Sc₂O₃또는 Sc가 다공질 기체의 기공부에 피복된 음극 기체의 형상을 설명하기 위한 개략 단면도.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of a cathode gas obtained by the first embodiment of the present invention, wherein Sc ₂ O ₃ or Sc is coated on the pores of the porous gas.

제3도는, 본 발명의 제1실시예에 의해 얻어진 다공질 기체를 저장조 상에 장착하여 완성된 함침형 음극의 개략 단면도.3 is a schematic cross-sectional view of an impregnated cathode completed by mounting the porous gas obtained by the first embodiment of the present invention on a reservoir.

제4도는, 본 발명의 제2실시예에 따른 함침형 음극의 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of the impregnated cathode according to the second embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 다공질 고융점 금속 기체 2 : 질산 스칸듐 수용액DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous high melting-point metal gas 2: Scandium nitrate aqueous solution

3 : 용기 4 : 진공장치3: container 4: vacuum apparatus

5 : 음극기체 6 : 저장소5: cathode gas 6: reservoir

7 : 지지 슬리이브 8 : 음극 가열용 히터7: support sleeve 8: heater for cathode heating

9 : 피복층9: coating layer

본 설명은 함침형 음극과 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브라운관등의 음극선관에 사용되는 음극으로서 제조방법이 간단하여 양산성이 우수할 뿐만아니라 낮은 동작 온도에서 고전류 밀도를 나타내며 또한 긴 수명을 갖는 함침형 음극과 그의 제조방법에 관한 것이다. 함침형 음극은 텅스텐, 몰리브덴등과 같은 고융점, 다공질 기체의 기공부에, 바륨을 주성분으로 하는 전자 방출물질을 함침시켜 제조되는 것으로서, 종래의 삼원 탄산염 음극에 비해 높은 전류밀도와 긴 수명을 갖기 때문에, 브라운관등의 전자관의 고성능화, 특히 고휘도, 고세정화를 위한 음극으로 유망시되고 있다. 그러나, 이와같은 함침형 음극은, 높은 전류 밀도를 발생하기 위한 동작온도가 100∼2000℃ 정도로 높기 때문에, 이를 실제로 음극선관에 채용함에 있어서는, 이에 관련되는 기타의 전극부품 및 음극지지체등의 관련제품도 이에 상응하는 것으로 대체하여 고열로 인한 부품의 열변형등을 방지하여야만 하는 문제점이 있다. 또한, 고온의 동작온도를 얻기 위하여는 히터의 용량을 높여야 하지만, 히터의 용량을 높이면, 히타의 수명이 단축되는 문제가 발생하고, 또한 그의 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있다.The present description relates to an impregnated cathode and a method for manufacturing the same. More specifically, the cathode is used for cathode ray tubes such as CRTs. It relates to an impregnated cathode having a lifetime and a method of manufacturing the same. The impregnated cathode is manufactured by impregnating the pores of a high melting point, porous gas such as tungsten, molybdenum, or the like with an electron-emitting material containing barium as a main component, and has a higher current density and longer life than conventional ternary carbonate cathodes. Therefore, it has been promising as a cathode for improving the performance of electron tubes such as CRTs, particularly for high brightness and high cleaning. However, since such an impregnated cathode has a high operating temperature for generating a high current density of about 100 to 2000 ° C., when it is actually employed in a cathode ray tube, related products such as other electrode parts and cathode supports related thereto are involved. There is also a problem that must be replaced by the equivalent to prevent thermal deformation of parts due to high heat. In addition, in order to obtain a high operating temperature, the capacity of the heater must be increased, but if the capacity of the heater is increased, a problem of shortening the life of the heater occurs, and there is a problem in that its reliability cannot be guaranteed.

상기한 바와 같은 함침형 음극의 고온동작의 문제점을 해결하기 위하여, 종래에, 음극 표면에 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 레늄(Rr)등과 같은 백금속 원소를 피복하여 제조된, 이른바 "M-type"함침형 음극 또는 "MM-type"함침형 음극등이 제안되어 있다. 그러나, 이들 음극들도 동작온도가 950℃∼1000℃ 정도로 매우 높다. 최근에는, 이러한 함침형 음극의 동작온도를 더욱 낮춘 스칸듐(Sc)계 함침형 음극이 제안되어 있다.In order to solve the problem of the high temperature operation of the impregnated cathode as described above, conventionally, the surface of the cathode is coated with a white metal element such as osmium (Os), ruthenium (Ru), iridium (Ir), rhenium (Rr), etc. Produced, so-called "M-type" impregnated cathodes or "MM-type" impregnated cathode lamps have been proposed. However, these cathodes also have a very high operating temperature of about 950 ° C to 1000 ° C. Recently, a scandium (Sc) -based impregnated cathode, which further lowers the operating temperature of such an impregnated cathode, has been proposed.

상기한 Sc계 함침형 음극은, 함침형 음극표면에 스칸듐 또는 산화스칸듐(Sc₂O₃)을 피복하거나, 또는 이들 물질과 고융점 금속을 혼합하여 제조된 복합 다공질 기체를 사용하여 음극을 제조한 것으로서, 동작온도가 850℃∼900℃로 비교적 낮다. 그러나, 이러한 Sc계 함침형 음극은 일정한 전자 방출 특성의 발현이 어려울 뿐만아니라 활성화 시간이 길다는 문제점이 있다. 이는, Sc 또는 Sc₂O₃의 자체 결합력이 강해, 음극제조시 이들 화합물이 음극표면에 균일하게 피복되지 않기 때문이고(Sc계 피복형 함침형 음극의 경우), 이러한 Sc 또는 Sc₂O₃의 불균일한 분포로 인해, 음극동작시 패치필드(Patch Field)를 형성해 표면의 전계분포가 불균일하게 되어 불안정한 전자방출특성을 일으키게 되기 때문이다. 또한, 다공질 기체의 성분으로 Sc 또는 Sc₂O₃를 함유하는 복합 다공질 기체로 된 함침형 음극의 경우에 있어서는 상기한 이유로 인한 문제점 이외에도, 동작시 다공질 기체중의 Sc의 확산속도가 느리기 때문에, 활성화에 긴시간(통상, 1150℃에서 4시간 이상)을 필요로 하는 단점이 있다.The Sc-based impregnated cathode is prepared by coating scandium or scandium oxide (Sc ₂ O ₃ ) on the surface of the impregnated cathode, or by using a composite porous gas prepared by mixing these materials with a high melting point metal. As a result, the operating temperature is relatively low at 850 ° C to 900 ° C. However, the Sc-based impregnated cathode has a problem in that it is difficult to express constant electron emission characteristics and a long activation time. This is, the stronger the Sc or self-binding force of Sc ₂ O _3, because these compounds when the anode manufacturing is not uniformly coated on the negative electrode surface and (Sc-based coated-type box needle-like case of the negative electrode), such Sc or Sc ₂ O ₃ Due to the non-uniform distribution, a patch field is formed during the cathode operation, resulting in uneven distribution of the electric field on the surface, resulting in unstable electron emission characteristics. In addition, in the case of the impregnated cathode of the composite porous gas containing Sc or Sc ₂ O ₃ as a component of the porous gas, in addition to the above-mentioned problems, the diffusion rate of Sc in the porous gas during operation is slow. There is a disadvantage that requires a long time (usually more than 4 hours at 1150 ℃).

상기한 바와같은 특성상의 문제점 외에도, Sc 또는 Sc₂O₃를 음극 표면에 피복하여 함침형 음극을 제조하는 경우에는 피복방법등의 공정이 복잡할 뿐만아니라, 피복 공정에서의 피복물질의 로스율도 매우 높다. 더우기, Sc 또는 Sc₂O₃의 가격이 매우 비싸다는 점을 감안한다면, 이러한 Sc계 피복형 함침형 음극은 경제적으로도 유리하지 못하다는 문제점이 있다.In addition to the above-described problems in characteristics, when the impregnated cathode is manufactured by coating Sc or Sc ₂ O ₃ on the surface of the cathode, the coating method is not only complicated, but the loss rate of the coating material in the coating process is also very high. high. Furthermore, considering that Sc or Sc ₂ O ₃ is very expensive, the Sc-based coated impregnated cathode is not economically advantageous.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 함침형 음극, 특히 Sc계 함침형 음극의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 제조방법이 간단하여 양산성이 우수함은 물론, 800℃∼850℃의 낮은 동작 온도하에서도 높은 전류 밀도를 나타내며, 또한 수명이 길고, 안정한 전자 방출 특성을 갖는 함침형 음극 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional impregnated negative electrode, in particular Sc-based impregnated negative electrode as described above, the object of the present invention, the manufacturing method is simple and excellent in mass production, of course, 800 ℃ The present invention provides an impregnated cathode and a method for producing the same, which exhibit a high current density even under a low operating temperature of ˜850 ° C., and have a long lifetime and stable electron emission characteristics.

본 발명의 다른 목적은, 이러한 함침형 음극의 저온 동작화에 의해, 전자총 및 음극관련 부품의 변형을 방지하여, 부품재료의 변경을 수반하지 않고, 또한 기존의 함침형 음극의 고온 동작에 필요한 히타의 고용량화에 따른 제반 문제점을 해결한 함침형 음극 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to prevent the deformation of the electron gun and the negative electrode-related parts by the low temperature operation of the impregnated cathode, without requiring a change in the material of the components, and a heater required for the high temperature operation of the existing impregnated cathode. The present invention provides an impregnated cathode and a method for manufacturing the same, which solve all the problems caused by the high capacity of the battery.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음극선관용 함침용 음극을 제조함에 있어, 다공질 기체의 기공부 내부 표면에 산화스칸듐(Sc₂O₃) 또는 스칸듐(Sc)을 균일하게 피복 또는 부착시킨후 전자 방출 물질을 함침시킨 것을 특징으로 하는 함침형 음극을 제공한다. 또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서는, 상기한 바와 같은 함침형 음극 표면에 오스뮴, 루테늄, 이리듐 또는 레늄등과 같은 백금족 원소를 더욱 피복하여 얻어진 함침형 음극을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 함침형 음극을 제조하기 위하여, 스칸듐 질산 수용액을 다공질 고융점 금속 기체에 함침 시킨후, 진공 또는 환원성 분위기 하에서 300∼500℃의 온도로 가열하여, 스칸듐 또는 산화스칸듐(Sc₂O₃) 입자가 다공질 고융점 금속 기체의 기공부 내부 표면에 피복되도록 한후, 전자방출 물질을 함침시키는 것을 특징으로 하는 함침형 음극의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention, in manufacturing a cathode for impregnation for cathode ray tubes, uniformly coating or attaching scandium oxide (Sc ₂ O ₃ ) or scandium (Sc) on the inner surface of the pores of the porous gas It provides an impregnated cathode characterized in that the impregnated with the electron emitting material. Further, in another embodiment of the present invention, an impregnated cathode obtained by further coating a platinum group element such as osmium, ruthenium, iridium, or rhenium on the impregnated cathode surface as described above is provided. In addition, the present invention, in order to manufacture the impregnated cathode as described above, after impregnating a scandium nitric acid aqueous solution into a porous high melting point metal gas, and heated to a temperature of 300 ~ 500 ℃ under vacuum or reducing atmosphere, scandium or oxidation After the scandium (Sc ₂ O ₃ ) particles are coated on the inner surface of the pore portion of the porous high melting point metal gas, an impregnated cathode is provided, characterized in that the electron-emitting material is impregnated.

본 발명에서 사용가능한 다공질 고융점 금속 기체로서는, 텅스텐, 몰리브덴으로 된 다공질 고융점 기체를 사용할 수 있다.As the porous high melting point metal gas usable in the present invention, a porous high melting point gas made of tungsten or molybdenum can be used.

본 발명에서 사용되는 질산 스칸듐 수용액은, 질산 스칸듐을 정제수에 용해시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다. 질산 스칸듐 수용액의 농도는, 사용되는 정제수의 양에 대해, 질산 스칸듐을 0.1∼10 중량%의 범위로 용해시키는 것이 바람직하다. 질산 스칸듐 수용액의 농도가 0.1% 미만인 경우에는, 다공질 기체의 기공부 표면상에의 Sc 또는 Sc₂O₃의 피복 효과가 얻어지기 힘들게 되고, 농도가 10%를 초과하는 경우에는 Sc 또는 Sc₂O₃의 피복 효과는 향상되지만 질산 스칸듐의 양이 매우 고가인 점을 고려할때, 경제적으로 불리해진다. 또한, 전자방출 물질로서는, 종래에 사용되던 바와 같은 바륨을 주성분으로 하는 전자방출 물질을 그대로 사용할 수 있다.The aqueous scandium nitrate solution used in the present invention can be easily obtained by dissolving scandium nitrate in purified water. It is preferable that the concentration of the scandium nitrate aqueous solution dissolves scandium nitrate in the range of 0.1 to 10% by weight based on the amount of purified water used. When the concentration of the scandium nitrate aqueous solution is less than 0.1%, the coating effect of Sc or Sc ₂ O ₃ on the surface of the pores of the porous gas becomes difficult to be obtained, and when the concentration exceeds 10%, Sc or Sc ₂ O The coating effect of ₃ is improved but it is economically disadvantageous considering that the amount of scandium nitrate is very expensive. In addition, as an electron emitting material, the electron emitting material which has a barium as a main component as used conventionally can be used as it is.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 함침형 음극은 음극 동작시 안정한 방출특성을 갖게 되고, 또한 스칸듐의 표면확산이 용이하게 되어 활성화 시간이 단축됨은 물론 음극표면에 Ba-Sc-O로 이루어진 단분자층이 균일하고도 용이하게 형성되므로써, 낮은 일함수(work function)에 의해 저온 동작으로도 높은 전류밀도를 얻을 수 있게 된다. 한편, 본 발명에 따르는 함침형 음극을 제조함에 있어서는, 질산 스칸듐이 함침된 다공 질 텅스텐 기체를 진공 또는 환원분위기 하에서 가열하는데, 그 이유는, 텅스텐 기체를 공기중에서 가열하는 경우에는, 약 400℃ 정도의 온도에서 텅스텐이 급격히 산화되어 음극 특성에 좋지 않은 영향을 미치기 때문이다. 그러나, 진공 또는 환원분위기 하에서 가열하는 경우에도, 가열온도가 500℃ 보다 높으면 질산스칸듐 자체가 용융, 증발할 염려가 있고, 또한 온도가 300℃ 보다 낮은 경우에는 질산스칸듐이, 질산스칸듐 산화물로 용이하게 분해되지 않는 문제점이 발생한다.The impregnated cathode according to the present invention as described above has stable emission characteristics during cathode operation, and also facilitates surface diffusion of scandium, shortens the activation time and uniformly forms a monolayer of Ba-Sc-O on the cathode surface. Since it is formed easily, it is possible to obtain a high current density even in low temperature operation by a low work function. On the other hand, in the production of the impregnated cathode according to the present invention, porous tungsten gas impregnated with scandium nitrate is heated under vacuum or reducing atmosphere, when the tungsten gas is heated in air, about 400 ° C. This is because tungsten is rapidly oxidized at the temperature of and adversely affects the negative electrode properties. However, even when heating in a vacuum or reducing atmosphere, if the heating temperature is higher than 500 ° C., scandium nitrate itself may be melted and evaporated. If the temperature is lower than 300 ° C., scandium nitrate may be easily converted to scandium nitrate oxide. A problem that does not decompose occurs.

본 발명에 따른 함침형 음극이, 저온 동작으로도 높은 전류 밀도를 얻을수 있게 되는 이유는, 통상의 Sc계 함침형 음극의 경우에서처럼 음극 동작시, 음극 표면에 Ba-Sc-O로 이루어진 단분자층이 형성되어, 이 단분자층에 의한 일함수 감소효과에 더하여, Sc 또는 Sc₂O₃가 기공부 표면에 균일하고, 미세하게 분포하므로써, 실질적으로 전자방출 표면의 비표면적이 균일하게 증가하여 전자 방출량이 많아지는 결과에 기인하는 것이라 여겨진단. 또한, 본 발명에 따른 함침형 음극은, 종래의 함침형 음극에서와 같은, Sc 또는 Sc₂O₃의 불균일한 분포로 인한 패치 필드에 의한 전자 방출의 불안정성을 개선하다.The reason why the impregnated cathode according to the present invention can obtain a high current density even at a low temperature operation is that a monolayer of Ba-Sc-O is formed on the cathode surface during cathode operation, as in the case of a conventional Sc-based impregnated cathode. In addition to the work function reduction effect by the monomolecular layer, Sc or Sc ₂ O ₃ is uniformly and finely distributed on the surface of the pores, thereby substantially increasing the specific surface area of the electron-emitting surface and increasing the amount of electron emission. I think it's due to the result. In addition, the impregnated cathode according to the present invention improves the instability of electron emission by the patch field due to the non-uniform distribution of Sc or Sc ₂ O ₃ , as in conventional impregnated cathodes.

다음에, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[제1실시예][First Embodiment]

본 발명의 주된 내용은 Sc₂O₃또는 Sc를 함침형 음극의 다공질 기체의 기공부 표면에 균일하게 분산 또는 피복시키는 것으로서, 그의 구체적인 제조방법을 제1도에 나타내었다. 제1도에 나타난 바와 같이, 우선 함침형 음극의 다공질 기체로 사용되는 다공질 고융점 금속 기체(1)를 준비하여, 이를 질산 스칸듐 수용액(2)을 담고 있는, 진공장치(4)가 부착된 용기(3)내에 함침 시킨다. 본 실시예에 있어서는, 상기한 다공질 고융점 금속 기체(1)로서 다공질 텅수텐 기체를 사용하였다.The main contents of the present invention are to uniformly disperse or coat Sc ₂ O ₃ or Sc on the surface of the pores of the porous gas of the impregnated cathode, and a specific method for producing the same is shown in FIG. As shown in FIG. 1, first, a porous high melting point metal base 1 used as a porous gas of an impregnated cathode is prepared, which is a container with a vacuum device 4 containing an aqueous solution of scandium nitrate 2. (3) Impregnated in In this embodiment, a porous tungsten sutene gas was used as the porous high melting point metal base (1).

다음에 이 용기(3)내의 내부 및 주위의 공기를 펌핑하여, 용기내부를 진공상태로 하였다. 진공형성 과정에서, 다공질 고융점 금속 기체(1)의 기공부에 존재하는 공기는 빠져나가고, 그 공간내에 질산 스칸듐 수용액(2)이 침투하게 된다. 이때, 용기내에 수소등을 주입시켜 환원분위기로 하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.Next, the air inside and around the inside of this container 3 was pumped, and the inside of a container was made into the vacuum state. In the vacuum forming process, the air present in the pores of the porous high melting point metal gas 1 escapes, and the aqueous scandium nitrate solution 2 penetrates into the space. At this time, the same effect can be obtained also by injecting hydrogen or the like into the container to reduce the atmosphere.

다음에 용기를 300∼500℃로 가열하였다. 이와 같이 하면, 기공부내에 침투하여 있던 질산 스칸듐 수용액중의 질소(N₂)가 분해되어 증발하여 기공의 내부 표면에 Sc₂O₃입자가, 제2도에 나타낸 바와 같은 형태로, 균일하게 피복되게 된다. 다음에, 얻어진 다공질 기체를, 제3도에 나타낸 바와 같이 저장조(6)에 삽입하고, 진공 또는 수소 분위기에서 전자 방출 물질을 함침시킨 다음, 함침 잔류물을 제거하고, 슬리이브(7)에 용접 고착시킨다. 이와 같은 용접 고착 방법은, 종래의 함침형 음극 제조시의 방법과 동일하다.The vessel was then heated to 300-500 ° C. In this way, nitrogen (N ₂ ) in the aqueous scandium nitrate solution that has penetrated into the pores decomposes and evaporates, and the Sc ₂ O ₃ particles are uniformly coated on the inner surface of the pores in the form as shown in FIG. Will be. Next, the obtained porous gas is inserted into the reservoir 6 as shown in FIG. 3, impregnated with the electron-emitting material in a vacuum or hydrogen atmosphere, then the impregnation residue is removed, and welded to the sleeve 7. Stick. Such a welding fixing method is the same as the method at the time of manufacturing a conventional impregnated cathode.

상기한 바와 같이 하여 제조된 본 발명에 따른 함침형 음극을, 약 1000∼1150℃에서 2시간 이내에 활성화처리를 행한 후, 전자 방출 특성을 측정한 결과, 800∼850℃ 정도의 동작온도에서 약 10A/㎠의 포화전류 밀도를 가지며, 또한 특성의 변화가 거의 없는 안정한 동작을 나타내는 것이 확인 되었다.The impregnated cathode according to the present invention prepared as described above was subjected to activation treatment at about 1000 to 1150 ° C. within 2 hours, and then the electron emission characteristics were measured. As a result, it was about 10 A at an operating temperature of about 800 to 850 ° C. It was confirmed that it exhibits a stable operation with a saturation current density of / cm 2 and little change in properties.

[제2실시예]Second Embodiment

상기한 제1실시예에서 얻어진 함침형 음극의 표면에, Ir, Os, Ru 또는 Re등과 같은 백금족 원소중의 적어도 하나를 피복시켰다. 이렇게 하여 얻어진 음극의 개략 단면도를 제4도에 나타내었다. 이들 원소를 피복시켜 얻어진 본 발명의 제2실시예에 따른 함침형 음극은, 음극 동작시 Ba 증발 및 소모가 억제되어 결과적으로 전자 방출물질의 농도증가에 따라 일함수 감소효과가 발생한다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 함침형 음극은, 음극 동작 온도가 더욱 낮아지고, 또한 전자 방출물질의 증발이 억제되어, 더욱 안정된 관 특성이 얻어진다.At least one of platinum group elements such as Ir, Os, Ru or Re was coated on the surface of the impregnated cathode obtained in the first embodiment described above. The schematic sectional drawing of the cathode obtained in this way is shown in FIG. In the impregnated cathode according to the second embodiment of the present invention obtained by coating these elements, evaporation and consumption of Ba are suppressed during cathode operation, and as a result, a work function reduction effect occurs as the concentration of the electron emission material increases. Therefore, in the impregnated cathode according to the second embodiment of the present invention, the cathode operating temperature is further lowered, and evaporation of the electron-emitting material is suppressed, and more stable tube characteristics are obtained.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 함침형 음극은, 종래의 함침형 음극의 결정인 높은 동작온도를 해결하여 약 800∼850℃의 낮은 동작온도하에서 약 10A/㎠ 이상의 높은 전류밀도를 얻을 수 있도록 한 것으로서, 기존의 높은 동작온도로 인해 발생하는 전극부품 및 히터의 변경, 그리고 고동작 온도를 얻기 위한 히타의 고부하에 따른 수명단축 문제를 해결할 수 있을 뿐만아니라, 그의 제조방법이 아주 간단하여 대량생산에 적합하며, 더우기 Sc₂O₃가 다공질 기체의 기공부의 표면에 균일하고 미세하게 분포함으로써 음극위 전자방출 특성 향상, 활성화시간의 단축등에 의해 신뢰성이 향상되므로써 양산성에 있어서도 우수한다.As described above, the impregnated cathode according to the present invention solves the high operating temperature, which is the crystal of the conventional impregnated cathode, so as to obtain a high current density of about 10 A / cm 2 or more under a low operating temperature of about 800 to 850 ° C. As a result, it is possible to solve the problem of shortening the life due to the change of electrode parts and heaters caused by the existing high operating temperature, and the high load of the heater to obtain the high operating temperature. Furthermore, since Sc ₂ O ₃ is uniformly and finely distributed on the surface of the pores of the porous gas, reliability is improved by improving electron emission characteristics on the cathode and shortening the activation time, thereby being excellent in mass productivity.

더우기, 본 발명의 제2실시예에 따른 함침형음극으로써, Os, Ru, Ir 또는 Re 등의 백금족원소를 피복한 음극은, 상기의 장점외에도 전자방출물질의 증발을 더욱 억제시켜 종래보다 더욱더 수명이 길고, 고전류 밀도를 얻을 수 있다는 장점이 얻어진다.Furthermore, as the impregnated cathode according to the second embodiment of the present invention, a cathode coated with a platinum group element such as Os, Ru, Ir or Re, in addition to the above advantages, further suppresses evaporation of the electron-emitting material and thus has a longer lifetime. The advantage that this long, high current density can be obtained is obtained.

Claims

An impregnated anode characterized in that an electron-emitting material is impregnated after uniformly coating scandium oxide or scandium on the inner surface of the porous high melting point metal gas.

The impregnated cathode according to claim 1, wherein at least one of osmium, ruthenium, iridium or rhenium is coated on the surface of the cathode gas.

The porous high melting point metal gas is impregnated in an aqueous solution of scandium nitrate and heated to a temperature of 300 to 500 ° C. under vacuum or reducing atmosphere so that the scandium oxide or scandium particles are coated on the inner surface of the pores of the porous high melting point metal gas. Method for producing an impregnated negative electrode, characterized in that the electron-emitting material is impregnated.

The method for producing an impregnated cathode according to claim 3, wherein the content of scandium nitrate in said scandium nitrate aqueous solution is 0.1 to 10 wt%.