专利名称：制造浸渍式阴极的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造浸渍式阴极的方法。更具体地说，本发明涉及一种能简化制造过程并能减小阴极厚度的制造浸渍式阴极的方法。
浸渍式阴极主要用于要求阴极电流大的示波器中。近来，它们也被用于电视机中的电子管上，因为根据电视的高分辨率和大屏幕的趋势，其电子管需要一个大的阴极电流。
参照
图1，它示出了传统浸渍式阴极结构的一个例子，如图中所示的那样，阴极包括一个阴极主体3，阴极主体3包括一个发射电子的浸渍块1和一个其上端和下端开口的筒形阴极环2，筒形阴极环2由一种耐热的钼(Mo)制成，浸渍块1紧紧地固定在阴极环2中。浸渍块1的制作过程为将一种由复合氧化物如BaO、CaO、或Al2O3构成的发射电子材料浸渍到一个多孔的耐热金属块如钨(W)块中。阴极还包括一个阴极筒4，它由一种耐热的钼(MO)制成，并且其上端是封闭的。阴极筒4安装到阴极主体3上，要使其封闭的上表面与阴极主体3的下表面紧紧地接触。在阴极筒4中设置了一个加热器5，用来加热阴极。
下面结合图2来说明阴极主体3的制造方法。
如图2所示，在高温下在还原性气氛中烧结一种耐热金属如钨的粉末，然后将烧结得到的产品制成块状，形成一个有大量微孔的多孔块6。其后使发射电子材料浸渍到块6中。通过下列方法来实现发射电子材料的浸渍在高温下在真空或者惰性气氛中将发射电子材料加热使其熔化，然后在同样的气氛中使熔融物浸渍到块6的孔中，从而形成了浸渍块1。再将浸渍块1固定地装配到筒形环2中。筒形环2是通过深冲一块耐热金属如钼而得到的。
浸渍块1和阴极环2之间的固定可以用钎焊或激光熔焊的方法来实现，两种方法都是用要熔化的金属粉末填充在浸渍块1和阴极环2之间。
然后，将具有上述结构的阴极主体3固定到阴极筒4上，形成一种图1所示的浸渍式阴极结构。
然而，在上述方法中，由于浸渍块1和阴极环2之间的固定是通过钎焊或激光熔焊的方法实现的，因此，阴极的厚度与所要求的厚度相比有了不必要地增加。结果，阴极主体3不希望地变厚，由此导致热量从加热器5传到阴极主体3的上表面的时间增长。由于热传递时间长，使图象产生的时间增加，从而使得浸渍式阴极的性能变坏。而且，制造过程变得复杂，而使生产率下降。通常，图象产生的时间是指从开启加热器5的时间点到电子管屏幕上出现图象的时间点之间的间隔时间，当电子从浸渍块2中发射出来时，电子管的屏幕上出现图象。
因此，本发明的目的是要克服现有技术中的缺点并提供一种制造浸渍式阴极的方法，其中，利用阴极环和浸渍块之间发生的化学反应来实现阴极环和浸渍块之间的固定，形成阴极主体，这样就能简化制造过程、减小阴极主体的厚度并由此而缩短图象产生的时间。
根据本发明，这个目的可以通过一种制造浸渍式阴极的方法来实现，该方法包括下列步骤在高温下在还原气氛中烧结金属粉末，从而形成一个具有大量微孔的多孔块;将上述多孔块紧紧地嵌合在一个由金属制成的阴极环中，所述的金属中包含一种可氧化的材料;以及使发射电子材料浸渍到多孔块中，这种发射电子材料能够与阴极环中可氧化的材料反应，从而，利用发射电子材料和可氧化的材料之间的反应来实现块和阴极环之间的固定。
从下面结合附图对实施例的说明，可以清楚地看出本发明的其它目的和各方面情况，附图中图1是传统浸渍式阴极结构的截面图;
图2是一个示意图，说明一种传统的制造浸渍式阴极的方法，以及图3是一个示意图，说明一种按照本发明制造浸渍式阴极的方法。
参看图3，它示出了一种按照本发明制造浸渍式阴极的方法。如图中所示的那样，在高温下在还原性气氛中烧结耐热金属如钨的粉末，然后将烧结得到的产品制成块状6，按着与上述传统方法同样的方式形成一个具有大量微孔的多孔块。其后，通过深冲一块金属而形成一个筒式阴极环2′，所述的金属包含可氧化的材料和一种耐高温的金属，所述的可氧化的材料容易与一种发射电子材料发生化学反应，例如这些可氧化的材料为硅(Si)、镍(Ni)、或者铬(Cr)、或者一种金属合金。然后将多孔块6紧紧地嵌合到筒形阴极环2′中。在多孔块6保持紧紧地嵌合在筒形阴极环2′中的条件下，使发射电子材料浸渍到多孔块6中，这样就得到了一个阴极主体3′。
使发射电子材料浸渍到多孔块6中是通过下列方法实现的，制备发射电子材料，该材料是一种复合氧化物，例如，通过将BaCO3或CaCO3在高温下加热而形成的BaO或CaO，然后将发射电子材料与一种氧化物如Al2O3一起在高温下，在真空或惰性气氛中加热，使它们熔化，然后在同样的气氛中使熔融物浸渍到块6的微孔中，从而形成了浸渍块1。
由于筒式阴极环2′含有可氧化的材料，多孔块6保持紧紧地嵌合在筒式阴极块2′中，而发射电子材料被浸渍到多孔块6中，因此，在浸渍块1和阴极环2′之间形成了一个牢固的结合，从而实现了浸渍块1和阴极环2′之间的固定。
也就是说，通过在发射电子材料熔融物的浸渍温度下，即大约1600℃的温度下，使发射电子材料和阴极环2′中的可氧化金属发生化学反应，而使得浸渍块1和阴极环2′之间实现固定。
如果阴极环2′含有硅(Si)作为其可氧化的材料，那么，在发射电子材料浸渍到多孔块6中用于形成浸渍块1的过程中，通过下述反应使发射电子材料和阴极环2′中的硅相互键合BaO+Si→Ba2SiO4+2Ba由上述反应作用而产生的Ba2SiO4使得浸渍块1和阴极环2′更牢固地键合起来。
然后将上述结构物的阴极主体3′固定到一个阴极筒4上，在阴极筒4中牢固地安装有一个用来加热阴极的加热器5，这样就形成了一个本发明的浸渍式阴极结构。
根据本发明，阴极环2′具有其端部开口的筒式结构，以便发射电子材料容易地浸渍到多孔块6中。由于在阴极环2′中含有可氧化的材料，因此，可以使用各种材料，例如硅、镍、或铬，只要它们在不高于大约1600℃的高温下能够与氧键合，所述的高温是浸渍发射电子材料的温度。最好使用一种与耐热金属如钼的合金，以便增加热强度。
从上述说明可以看出，本发明提供了一种制造浸渍式阴极的方法，该方法能够省去现有技术中的钎焊过程或激光熔焊过程，钎焊或激光熔焊过程是现有技术中为了使浸渍块和阴极环固定在一起所要求的。结果，阴极主体的厚度大大减小，从而使浸渍式阴极的性能得到改善。而且，还能使制造过程得到简化，从而提高了生产率。
尽管为了说明之用而公开了本发明的最佳实施例，但是本领域的普通技术人员将会体会到，在不超出附属的权利要求所确定的本发明的范围和精神实质的前提下，可以进行各种改进、增加和替换。
权利要求
1.一种制造浸渍式阴极的方法，其特征在于包括下列步骤在高温下，在还原性气氛中烧结金属粉末，形成具有大量微孔的多孔块；将多孔块紧紧地嵌合到一种由金属制成的阴极环中，该金属中含有一种可氧化的材料；以及使发射电子材料浸渍到多孔块中，所述的发射电子材料能够与阴极环中可氧化的材料发生反应，从而利用发射电子材料和可氧化材料的反应来实现所述块和阴极环之间的固定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于可氧化的材料是硅、镍或铬。
全文摘要
一种制造浸渍式阴极的方法，包括下列步骤，通过在高温下，在还原性气氛中烧结金属粉末而形成一种具有大量微孔的多孔块，以及将多孔块紧紧地嵌合到一种由金属制成的阴极环中，该金属中含有一种可氧化的材料如硅、镍或铬。在多孔块中，浸渍了一种发射电子材料，该材料能够与阴极环中的可氧化材料反应，因而利用发射电子材料和可氧化材料之间的反应来实现所述块与阴极环之间的固定。根据这个方法，阴极主体的厚度可大大减小，从而可以使浸渍式阴极的性能得到改善。
文档编号H01J1/28GK1064172SQ9111282
公开日1992年9月2日 申请日期1991年12月28日 优先权日1990年12月28日
发明者李庆相 申请人:株式会社金星社