[發明專利]氧化物陰極

無效

• 申請號: 90102401.5
• 申請日: 1990-04-25
• 公開（公告）號: CN1041870C
• 公開（公告）日: 1999-01-27
• 發明（設計）人: 皮特勒斯·雅各布斯·安東尼厄斯·;瑪麗亞·德克斯;卡羅勒斯·安東尼厄斯·斯密斯
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H01J1/14
• 分類號: H01J1/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬鐵良,吳增勇

本發明涉及一種具有基本由以鎳為支承體、并涂復有一層由堿土金屬氧化物組成的電子發射材料的陰極，該電子發射材料至少含有鋇和按重量計不超過5％的氧化釔或氧化鈧或稀土金屬氧化物。

例如，在歐洲專利申請說明書EP-A-0，210，805中敘述了這種陰極，其陰極發射性能取于從氧化鋇中析出的鋇的多少。除氧化鋇外，該電子發射材料通常包括氧化鍶，并往往還有氧化鈣。通過添加氧化釔或氧化鈧可使電子發射特性得到改善。

實際上，電子發射主要是由具有最低有效電子逸出功的各小區域[所謂“發射域”(“Sites”)]來完成的，這些“發射域”(Sites)遍布在整個電子發射材料層上。實際上，逸出功稍高的“發射域”對陰極產生的電子流幾乎沒有什么貢獻。

因此，為了獲得一種高效電子發射性能，就要合理地在全部發射域的分布范圍中選定具有某一定可能小逸出功的發射域的最佳數量。

因此本發明陰極的特征是，在電子發射材料中存在有粉粒狀、其粒徑大多數不大于5μm，最好不大于1μm的氧化釔或氧化鈧或稀土金屬氧化物。

發射材料中最好含有0．02～1％(按重量計)的氧化釔或氧化鈧或稀土金屬氧化物。

在某一優選實施例中，電子發射材料含有0．1～1％(按重量計)的氧化釔或氧化鈧。

在另一優選實施例中，電子發射材料含有0．02～0．5％(按重量計)的氧化銪。

本發明是基于這樣的認識，即粉粒表面尺寸可影響形成“發射域”的數量，據發現，對某一較小粉粒尺寸來說，在發射層中只需較少量的氧化釔或氧化鈧或稀土金屬氧化物就足夠了。

下面將參照某一實施例如附圖對本發明作更詳細地描述。

圖1是本發明陰極的示意性截面圖。

圖2示出關于陰極射線管的壽命試驗結果，在各陰極射線管陰極的電子發射材料層中含有具有第一粉粒直徑值的各種不同百分比的氧化釔粉末。

圖3示出氧化釔粉末粉粒直徑為另一數值的壽命試驗結果。

圖1中陰極1在實施例中有一園筒形的裝有頂蓋7的鎳鉻合金陰極套筒3。頂蓋7主要包括鎳，并可含有諸如，硅、鎂、錳、鋁和鎢等還原劑。此陰極套筒3內裝有螺旋形燈絲4，此燈絲4包括螺旋繞制的金屬芯5和電絕緣氧化鋁層6。

例如可用噴涂方法在頂蓋7上形成厚約70μm的發射材料層2，此發射材料層2由所提供的鋇鍶碳酸鹽，并隨后分解而成的氧化鋇和氧化鍶的混合物組成，或者由氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣的混合物組成。

再把定量的氧化釔或氧化鈧加入該混合物中。

將具有由氧化鋇和氧化鍶的混合物組成的發射層、并在其中按重量計分別添加0．6％、1．3％、2．5％、5％、10％的氧化釔的陰極，裝置到陰極線管中。添加到混合物中的氧化釔為粉粒狀的，其中半數粉粒的直徑為4．5μm或更小(d₅₀=4．5μm)。

在規范裝配并激活管中的陰極之后，令陰極射線管在燈絲電壓為7伏的條件下工作2000小時，這相當于實際工作近10000小時。分別在壽命試驗之前和之后，在7伏和燈絲電壓、陰極負載為2．2A／cm²的條件下工作30秒后進行陰極發射的測試(所謂△ik，30測試)。

測得的發射電流在壽命試驗前后分別減少了5．1％、3．5％、3．9％、12．8％和35．7％，而在不加任何添加劑時的電流少量為38％。將這些點連起來繪成圖2的曲線，從而可發現，此曲線給出氧化釔(其粉粒尺寸d₅₀=4．5μm)的量和電子發射之間的大致關系。圖2還示出在相同的條件下按重量計添加0．3％有更小粉粒尺寸d₅₀=0．9μm的氧化釔時的指示發射變化的點α(減少0．7％)。

圖3示出相似的發射過程和填加的氧化釔含量的依賴關系。氧化釔為粉粒狀，其中半數的粉粒直徑為0．9μm或更小(d₅₀=0．9μm)。在分別把按重量計0．1％、0．3％、0．6％和1．3％的添加劑添加到陰極的由氧化鋇和氧化鍶的混合物組成的發射材料層中、把此陰極安裝到陰極射線管中、并用通常方法激活以后，進行加速的強化壽命試驗。此時陰極負載4A／cm²，在測試電子發射期間陰極負載也維持在這個值。在100小時以后，電子發射分別減少了3．24％、0．82％、1．42％和3．56％。而在不加任何添加劑時的電子發射減少8．09％。對于陰極中添加有按重量計0．3％的較粗的氧化釔粉末的陰極射線管，在相同的試驗條件下，陰極電子發射減少了6．49％(圖3中的b點)。