[其他]具有包含铬还原剂之氧化物阴极的真空电子管

说明书

在一真空电子管中，一种创新的氧化物阴极包括含一金属基体，用以加热该基体至其工作温度的装置，和在该基体上的一碱土金属氧化物层。基体基本上不含硅，并且包含大于１．０％（重量）的有效浓度的铬金属，以逐渐迁移进入到氧化物层中，并还原该氧化物，以产生碱土金属。

本发明涉及一含有创新氧化物阴极的真空电子管。该创新的氧化物阴极可用于诸如真空二极管、真空三极管或阴极射线管等电子管中。

大多数真空电子管均采用至少有一个热离子氧化物阴极来作为电子源。典型的阴极包含一镍金属基体，在基体的一个表面上有一层基本上由氧化钡和一个或更多其它碱土金属氧化物组成的薄层，与另一表面相对的有一个维持基体的工作温度在约950°到1100°K的装置。基体含有少量的还原剂，而该还原剂在工作温度下，以不同的速率逐渐迁移进入氧化物层，并且还原氧化物层里的氧化钡成钡金属。钡金属在氧化物层上产生一低逸出功表面以在工作温度下有效地发射电子。由拜兹（Bounds）等人在“I.R.E.会议录”、第39卷，第788～799页（1951年版）上所作的题为“镍合金用于氧化物涂层阴极”文章，公开了在基体中普通采用的还原剂为元素铝、碳、镁、锰、硅、钛和钨。

仍把少量的元素硅渗进市面上任何氧化物阴极基体的镍中，即使在阴极工作期间，人们知道一个原硅酸钡的阻性分界层会形成在基体和氧化物层之间。为了限制这种分界层形成从而延长阴极的寿命，基体中的硅浓度通常小于0.1%（重量）而决不能大于0.25%（重量）。前文提及的其他还原剂在基体中的浓度也类似地加以限制。

已被提及作为还原剂的铬金属，决不能故意将之大量加进基体中，因为据称该铬金属将在基体和氧化物层之间形成一妨碍阴极工作的深黑色的分界层，以及因为人们相信铬金属在氧化物阴极的工作温度下升华太快，以致无法实用。于1983年1月25日授于了的K.Takahashi的美国专利第4，370，588号也指出扩散到氧化物层的铬会缩短阴极的发射寿命。

根据本发明，一真空电子管有一氧化物阴极，其基体基本上不含在氧化物阴极工作时能形成阻性分界面层的浓度的硅，而含有的铬的浓度能使铬有效地逐渐迁移进入并且还原该氧化物层。

一般优选铬的浓度大于1.0%（重量），通常约为5到20%（重量）。试验已经表明，如制作适当，阴极有长的使用寿命，而极少或没有分界层或迅速升华的不良影响。

这种氧化物阴极可用于诸如二极管，三极管或阴极射线管等真空电子管中。正如现有的氧化物阴极一样，本发明的氧化物阴极包括一个金属基片或基体，最好为镍金属;一个用来把阴极加热到和保持在它的工作温度的装置和一个在基体上的基本上由碱土金属氧化物组成的氧化物层。与已有的氧化物阴极不同处，本基体基本上不含硅，而且含有有效比例的铬金属，以在阴极工作寿命期间逐渐还原氧化物，在氧化物层中产生受到控制的碱土金属之量。

可将该阴极直接地或间接地加热。在装配本发明的阴极之前，可以在基体中有元素铬的存在，但最好在装配阴极于电子管之后，从邻接的铬源通过热迁移而导入基体中。其他的还原剂如元素镁，也可以在基体中存在。

在附图中：

图1是阴极射线管的符号表示图，其中阴极射线管包括按本发明的阴极。

图2A到2D是一组曲线图，其表示大约在1050°K时加热0，10，500以及超过1000小时后，双金属中的铬浓度。

图3，4，5和6为阴极四种不同实施例的部分剖视图。

在图1中象征性地表示的单枪阴极射线管11包括：一个在一端具有荧光屏13的真空玻璃泡12，一个在该端上的阳极14，一个在另一端的氧化物阴极15，以及在阴极15到阳极之间形成电子束的栅极16和17。阴极15包括一个在其外表面附有氧化物层19的基体18，一个相对于其内表面的电阻加热器20，以及一个在该加热器周围的金属套管21。阴极15的实际结构可以为图3中所示的结构。电子管可以包括一个以上的阴极，如普通在彩色显示和娱乐管所见的。而且，基体18和套管21可以为一个整体件或可以为焊在一起的两件。