[其他]浸漬陰極

在審

• 申請號: 101985000004881
• 申請日: 1985-06-26
• 公開（公告）號: CN85104881B
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 山本惠彥;田口貞憲;會田敏之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 郁玉成

在耐熱多孔質基體內浸入電子發射材料的浸漬陰極，在此多孔質基體的電子發射面上敷以薄層，此薄層由高熔點金屬和Ｓｃ（或Ｓｃ的氧化物）或者由高熔點金屬與Ｓｃ及Ｓｃ的氧化物共同組成，該種浸漬陰極的特點就在于此。由于預先在基體內浸入電子發射材料，再加上形成了含Ｓｃ或Ｓｃ的氧化物的薄層，所以，由Ｂａ、Ｓｃ和Ｏ組成的單原子層在電子發射面上就得以長壽命地存在下來。

本發明涉及一種浸漬陰極。浸漬陰極一向被認為是有可能長時間保持高電子發射能力的陰極。但在具有高發射能力的反面，卻存在工作溫度高（約1050～1200℃）、電子發射材料鋇的蒸發大、加熱用的熱子承受不住長時間使用等問題。

為了解決這個問題，提出了在電子發射面上敷鋨這類貴金屬的方案，這樣就有可能使工作溫度降低約150℃左右。但是，由于被敷金屬膜與基體材料相互擴散的問題，特別是在敷鋨的情況下，由于氧化的問題，其效果不甚穩定。

代替敷鋨這類金屬的敷膜方法，提出了浸漬陰極（Sc₂O₃混合基體浸漬陰極）方案，即用Sc₂O₃或含Sc的氧化物〔例如（Al，Sc）₂）O₃〕和鎢等耐熱性金屬組成燒結材料的基體，然后向此基體內浸入電子發射材料（日本公開特許昭58-154131）。

這種陰極比敷鋨陰極有可能達到更低的工作溫度。在此種陰極的電子發射面上可形成由Ba、Sc和O組成的具有低逸出功的單原子層，盡管有此特點但該單原子層由于任何原因一旦消失，就必須采用長時間高溫熱處理等來使該單原子層再生。并且，也會有再生不出來的情況，從壽命角度來看這是一個問題。

本發明的目的在于提供這樣一種浸漬陰極，它既可保持低溫工作的特點，又能易于補充和再生低逸出功單原子層。

本發明的其它目的是，在耐熱的多孔物質基體內浸入電子發射材料所制得的浸漬陰極中，在該多孔物質基體的電子發射面上再敷上一薄層，此薄層由高熔點金屬和Sc（或Sc的氧化物），或者由高熔點金屬和Sc及Sc的氧化物共同組成，這就是本發明浸漬陰極的特點。

圖1為本發明浸漬陰極的一個實施例的剖面示意圖，圖2為本發明的陰極與過去的浸漬陰極的電子發射特性的比較圖。

對上述日本專利公開昭58-154131所述的陰極的電子發射面，用表面分析儀器來測定所存在的單原子層的元素組成，查明了在Sc₂O₃（或是ScO_x）上吸附有Ba的成份?；具@個結果，陰極的結構希望把補充Ba的部分和補充Sc₂O₃的部分分開來，并將Ba的通道連接起來。

浸漬陰極的制法要點是：把電子發射材料鋁酸鋇等浸入鎢多孔耐熱基體的孔隙部分。為了使鋁酸鋇熔融，通常在1700～1900℃左右的高溫下進行浸漬。此時如果在鎢基體內含有Sc₂O₃，則大部分電子發射材料就在高溫下進行反應，并變化成為鈧酸鋇（Ba₃Sc₄O₉）等，因此，未反應的Sc₂O₃（或是ScO_x）和Ba則在電子發射面上形成Ba、Sc和O組成的單原子層，在用這種陰極的攝象管和顯象管內，若因放電等引起離子轟擊，則可能使這種單原子層消失。要使單原子層再生，就必須采用高溫長時間的處理，其原因是，一旦形成了Ba₃Sc₄O₉因其結合能高，蒸汽壓又低，要使Ba₃Sc₄O₉產生分解反應，并使分解后的產物向陰極表面擴散、遷移，就要有高活化能的處理過程，因此，有必要想法使單原子層的形成不經過生成Ba₃Sc₄O₉的過程。

因此，本發明陰極的特點在于，予先制備好浸漬有電子發射材料的耐熱多孔質基體，在該基體的電子發射面上形成高熔點金屬和Sc（或Sc的氧化物）組成的薄層。