[发明专利]电子管阴极

说明书

本发明涉及在显像管等的电子管上所具备的阴极，特别涉及对在阴极的表面上所形成的电子发射物质的改进。

图5为表示已有的电子管阴极的剖面图。

在该图中，1为以含有微量的镁(Mg)、硅(Si)等的还原性金属的镍(Ni)为主要成分的基体金属，并由阴极套筒1a和嵌在该阴极套筒的一端的阴极帽体1b构成，2为组装在上述基体金属1内的灯丝，3为在上述阴极帽体1b的表面上所被覆的预定厚度的电子发射物质层，此电子发射物质层3是在溶解于有机溶剂中的硝化纤维素等的树脂溶液中混合预定的重量％的碳酸钡(BaCO₃)和氧化钪(Sc₂O₃)作为悬浮液，并进行粉碎粒度调节之后，用喷涂、电沉积或涂敷等方法涂覆在上述阴极帽体1b的表面上。

如上所述，已有的这种电子管阴极，广泛使用氧化物阴极，这种阴极是在阴极帽体1b的表面上涂覆形成含钡(Ba)的碱土类金属的氧化物层。此氧化物阴极能作到在将碱土类的碳酸盐进行热分解并变换为氧化物之后一边使还原性金属和氧化物进行反应，一边从氧化物中生成游离原子，使之作为电子发射的施主进行电子发射。需要这样复杂的工序的理由是由于钡(Ba)的电子发射能力虽强但活性也很强，它会和空气中的水起反应而成为氢氧化钡(Ba(OH)₂)，故很难在电子管内从此氢氧化钡(Ba(OH)₂)生成游离钡，而不得不以化学上稳定的碳酸盐作为出发物质。在此碳酸盐中有单元的碳酸钡(Ba-CO₃)和多元的碱土类碳酸盐(Ba，Sr，Ca)CO₃等，而形成施主的活性化的基本结构则不用说是相同的。

将上述制成的阴极组装到电子管内，在为使电子管内形成真空的排气工序中通过灯丝2加热升温到约1000℃左右，则上述碳酸钡(BaCO)按下式进行热分解。

……  (1)

通过此反应所生成的二氧化碳气(CO₂)被排出到电子管之外。同时上述硝化纤维素等树脂也被热分解而成为气体，与二氧化碳气一起排出管外。又通过上述(1)式的反应使电子发射物质层3的碳酸钡(BaCO₃)变换为氧化钡(BaO)。在此(1)式的反应时，在现有的阴极中在管内的二氧化碳(CO₂)、氧(O₂)等的氧化性气氛之下，在基体金属1的表面上和镍(Ni)一起担负还原反应的重要任务的还原性金属硅(Si)或镁(Mg)也都被氧化。

图6为对基体金属1和电子发射物质层3的接合面的附近用模式进行图示的模式放大断面图。一般，从碳酸钡(BaCO₃)变换成的氧化钡(BaO)，是由棒状的微小结晶8凝聚而成为其大小为几微米到几十微米的结晶粒9，而在此结晶粒之间则形成适当的间隙10，以便作成多孔的电子发射物质层3。此氧化钡(BaO)在和上述基体金属1相接触的界面11上，和上述还原性金属硅(Si)或镁(Mg)进行反应，而生成游离钡(Ba)。这些还原性金属在基体金属1的镍(Ni)的各结晶粒6之间的结晶晶界7上进行扩散移动，并在界面11的附近进行还原反应。

其反应例表示如下。

……  (2)

……         (3)

此游离钡(Ba)作为电子发射的施主承担电子发射的任务。此时下式的反应也同时发生。

……(4)