[发明专利]阴极射线管的浸渍型阴极

说明书

本发明涉及阴极射线管的浸渍型阴极，特别是有关这样的一种浸渍型阴极，适用于低温并且在高电流密度下具有长的寿命和可靠性。

通常，用于阴极射线管如CDT、CPT、大型管和HDT的浸渍型阴极包括多孔耐热金属块(基底)。该金属块具有浸渍了主要成分为钡的电子发射材料的许多孔隙。通过多孔块的这些孔隙，电子发射材料被扩散到阴极表面，在阴极表面形成由单分子层厚的钡和氧构成的分子层，在阴极工作时，发射电子。

如图1所示，一般的浸渍型阴极包括耐热多孔阴极块1，在真空条件下熔化了的Ba、Ca和Al被浸渍到耐热多孔阴极块1中；贮存杯2围绕和承载耐热多孔阴极块1，套筒3，具有嵌插和安置在其中的加热器4，并且从下面支撑贮存杯2。

虽然这样的一种浸渍型阴极有很高的电子发射能力，但还存在这样的问题，比如高达1050～1200℃的工作温度，及在初始工作时，电子发射材料钡的过量蒸发。

为了解决上述问题，可淀积如Os、Ir、Ru和Re等的至少一种稀土金属5。就是说，通过降低逸出功，可降低工作温度约100～200℃。但是，由于工作温度仍然高达950～1100℃，所以电子枪零件如电极和阴极支承孔会发生热变形。为了能在高温下工作，加热器的热容量应很大，然而这会降低加热器的寿命。总之，高温对于阴极的特性起了坏作用，降低了阴极射线管的可靠性。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种阴极射线管的浸渍型阴极。该阴极可在850～950℃的低温下工作，甚至在高的电流密度下也是有长的寿命和可靠性。

本发明的这些和其它目的和特征通过提供一种阴极射线管的浸渍型阴极来实现，在浸渍有电子发射材料的多孔阴极块的表面有一W-Sc(或W-Sc₂O₃)层，并在所述W-Sc(或W-Sc₂O₃)层的表面上形成由稀土金属Ir、Os、Ru、Re等的至少一种构成的合金层，所述W-Sc(或W-Sc₂O₃)层中的W∶Sc(或W∶Sc₂O₃)混和比为50～80∶50～20，W-Sc(或W-Sc₂O₃)的厚度为10～20μm，稀土金属层的厚度为5～20μm。

图1是传统的浸渍型阴极；

图2是根据本发明的浸渍型阴极；

图3是展示钡蒸发作用的曲线图；

图4是展示饱和电流密度的曲线图。

下面参照附图2～4结合实施例更详细地描述本发明。为避免在叙述本发明实施例中意思的混乱，对于同样装置和功能的零部件，将使用相同的参照标号。

图2所展示的是根据本发明的浸渍型阴极。即该阴极包括：位于底部的多孔阴极块1，在多孔阴极块1内浸渍了电子发射材料BaO、CaO和Al₂O₃；在多孔阴极块表面构成的W-Sc(或W-Sc₂O₃)层5-1；以及在5-1层上至少由稀土金属Ir、Os、Ru和Re中两种形成的合金层5-2。

下面将叙述根据本发明浸渍型阴极的制造方法。

首先，当在约1200℃条件下加热碳酸盐BaCO₃和CaCO₃及Al₂O₃的混合粉末时，使碳酸盐分解()。这样分解了的BaO和CaO以及Al₂O₃再被熔化，并且浸渍到多孔阴极块中。多孔阴极块由高温耐热金属如钨形成，在1600～1700℃真空条件下钨的孔隙率约20％。这时，分子比为4∶1∶1或5∶3∶2。

待清除掉在阴极块表面上过量电子发射材料的残留物后，用溅射方法在阴极块上淀积厚度达10～20μm的W-Sc(或W-Sc₂O₃)层。这时，理想的W∶Sc(或Sc₂O₃)混合比是50～80∶50～20。

然后，用溅射方法再把至少由稀土金属Ir、Os、Ru和Re中两种形成的合金层淀积到淀积层厚度。