專利名稱：制造浸漬式陰極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造浸漬式陰極的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能簡化制造過程并能減小陰極厚度的制造浸漬式陰極的方法。
浸漬式陰極主要用于要求陰極電流大的示波器中。近來，它們也被用于電視機(jī)中的電子管上，因?yàn)楦鶕?jù)電視的高分辨率和大屏幕的趨勢，其電子管需要一個(gè)大的陰極電流。
參照

圖1，它示出了傳統(tǒng)浸漬式陰極結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，如圖中所示的那樣，陰極包括一個(gè)陰極主體3，陰極主體3包括一個(gè)發(fā)射電子的浸漬塊1和一個(gè)其上端和下端開口的筒形陰極環(huán)2，筒形陰極環(huán)2由一種耐熱的鉬(Mo)制成，浸漬塊1緊緊地固定在陰極環(huán)2中。浸漬塊1的制作過程為將一種由復(fù)合氧化物如BaO、CaO、或Al2O3構(gòu)成的發(fā)射電子材料浸漬到一個(gè)多孔的耐熱金屬塊如鎢(W)塊中。陰極還包括一個(gè)陰極筒4，它由一種耐熱的鉬(MO)制成，并且其上端是封閉的。陰極筒4安裝到陰極主體3上，要使其封閉的上表面與陰極主體3的下表面緊緊地接觸。在陰極筒4中設(shè)置了一個(gè)加熱器5，用來加熱陰極。
下面結(jié)合圖2來說明陰極主體3的制造方法。
如圖2所示，在高溫下在還原性氣氛中燒結(jié)一種耐熱金屬如鎢的粉末，然后將燒結(jié)得到的產(chǎn)品制成塊狀，形成一個(gè)有大量微孔的多孔塊6。其后使發(fā)射電子材料浸漬到塊6中。通過下列方法來實(shí)現(xiàn)發(fā)射電子材料的浸漬在高溫下在真空或者惰性氣氛中將發(fā)射電子材料加熱使其熔化，然后在同樣的氣氛中使熔融物浸漬到塊6的孔中，從而形成了浸漬塊1。再將浸漬塊1固定地裝配到筒形環(huán)2中。筒形環(huán)2是通過深沖一塊耐熱金屬如鉬而得到的。
浸漬塊1和陰極環(huán)2之間的固定可以用釬焊或激光熔焊的方法來實(shí)現(xiàn)，兩種方法都是用要熔化的金屬粉末填充在浸漬塊1和陰極環(huán)2之間。
然后，將具有上述結(jié)構(gòu)的陰極主體3固定到陰極筒4上，形成一種圖1所示的浸漬式陰極結(jié)構(gòu)。
然而，在上述方法中，由于浸漬塊1和陰極環(huán)2之間的固定是通過釬焊或激光熔焊的方法實(shí)現(xiàn)的，因此，陰極的厚度與所要求的厚度相比有了不必要地增加。結(jié)果，陰極主體3不希望地變厚，由此導(dǎo)致熱量從加熱器5傳到陰極主體3的上表面的時(shí)間增長。由于熱傳遞時(shí)間長，使圖象產(chǎn)生的時(shí)間增加，從而使得浸漬式陰極的性能變壞。而且，制造過程變得復(fù)雜，而使生產(chǎn)率下降。通常，圖象產(chǎn)生的時(shí)間是指從開啟加熱器5的時(shí)間點(diǎn)到電子管屏幕上出現(xiàn)圖象的時(shí)間點(diǎn)之間的間隔時(shí)間，當(dāng)電子從浸漬塊2中發(fā)射出來時(shí)，電子管的屏幕上出現(xiàn)圖象。
因此，本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)并提供一種制造浸漬式陰極的方法，其中，利用陰極環(huán)和浸漬塊之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)陰極環(huán)和浸漬塊之間的固定，形成陰極主體，這樣就能簡化制造過程、減小陰極主體的厚度并由此而縮短圖象產(chǎn)生的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的可以通過一種制造浸漬式陰極的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括下列步驟在高溫下在還原氣氛中燒結(jié)金屬粉末，從而形成一個(gè)具有大量微孔的多孔塊;將上述多孔塊緊緊地嵌合在一個(gè)由金屬制成的陰極環(huán)中，所述的金屬中包含一種可氧化的材料;以及使發(fā)射電子材料浸漬到多孔塊中，這種發(fā)射電子材料能夠與陰極環(huán)中可氧化的材料反應(yīng)，從而，利用發(fā)射電子材料和可氧化的材料之間的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)塊和陰極環(huán)之間的固定。
從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的說明，可以清楚地看出本發(fā)明的其它目的和各方面情況，附圖中圖1是傳統(tǒng)浸漬式陰極結(jié)構(gòu)的截面圖;
圖2是一個(gè)示意圖，說明一種傳統(tǒng)的制造浸漬式陰極的方法，以及圖3是一個(gè)示意圖，說明一種按照本發(fā)明制造浸漬式陰極的方法。
參看圖3，它示出了一種按照本發(fā)明制造浸漬式陰極的方法。如圖中所示的那樣，在高溫下在還原性氣氛中燒結(jié)耐熱金屬如鎢的粉末，然后將燒結(jié)得到的產(chǎn)品制成塊狀6，按著與上述傳統(tǒng)方法同樣的方式形成一個(gè)具有大量微孔的多孔塊。其后，通過深沖一塊金屬而形成一個(gè)筒式陰極環(huán)2′，所述的金屬包含可氧化的材料和一種耐高溫的金屬，所述的可氧化的材料容易與一種發(fā)射電子材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如這些可氧化的材料為硅(Si)、鎳(Ni)、或者鉻(Cr)、或者一種金屬合金。然后將多孔塊6緊緊地嵌合到筒形陰極環(huán)2′中。在多孔塊6保持緊緊地嵌合在筒形陰極環(huán)2′中的條件下，使發(fā)射電子材料浸漬到多孔塊6中，這樣就得到了一個(gè)陰極主體3′。
使發(fā)射電子材料浸漬到多孔塊6中是通過下列方法實(shí)現(xiàn)的，制備發(fā)射電子材料，該材料是一種復(fù)合氧化物，例如，通過將BaCO3或CaCO3在高溫下加熱而形成的BaO或CaO，然后將發(fā)射電子材料與一種氧化物如Al2O3一起在高溫下，在真空或惰性氣氛中加熱，使它們?nèi)刍?，然后在同樣的氣氛中使熔融物浸漬到塊6的微孔中，從而形成了浸漬塊1。
由于筒式陰極環(huán)2′含有可氧化的材料，多孔塊6保持緊緊地嵌合在筒式陰極塊2′中，而發(fā)射電子材料被浸漬到多孔塊6中，因此，在浸漬塊1和陰極環(huán)2′之間形成了一個(gè)牢固的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了浸漬塊1和陰極環(huán)2′之間的固定。
也就是說，通過在發(fā)射電子材料熔融物的浸漬溫度下，即大約1600℃的溫度下，使發(fā)射電子材料和陰極環(huán)2′中的可氧化金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而使得浸漬塊1和陰極環(huán)2′之間實(shí)現(xiàn)固定。
如果陰極環(huán)2′含有硅(Si)作為其可氧化的材料，那么，在發(fā)射電子材料浸漬到多孔塊6中用于形成浸漬塊1的過程中，通過下述反應(yīng)使發(fā)射電子材料和陰極環(huán)2′中的硅相互鍵合BaO+Si→Ba2SiO4+2Ba由上述反應(yīng)作用而產(chǎn)生的Ba2SiO4使得浸漬塊1和陰極環(huán)2′更牢固地鍵合起來。
然后將上述結(jié)構(gòu)物的陰極主體3′固定到一個(gè)陰極筒4上，在陰極筒4中牢固地安裝有一個(gè)用來加熱陰極的加熱器5，這樣就形成了一個(gè)本發(fā)明的浸漬式陰極結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，陰極環(huán)2′具有其端部開口的筒式結(jié)構(gòu)，以便發(fā)射電子材料容易地浸漬到多孔塊6中。由于在陰極環(huán)2′中含有可氧化的材料，因此，可以使用各種材料，例如硅、鎳、或鉻，只要它們在不高于大約1600℃的高溫下能夠與氧鍵合，所述的高溫是浸漬發(fā)射電子材料的溫度。最好使用一種與耐熱金屬如鉬的合金，以便增加熱強(qiáng)度。
從上述說明可以看出，本發(fā)明提供了一種制造浸漬式陰極的方法，該方法能夠省去現(xiàn)有技術(shù)中的釬焊過程或激光熔焊過程，釬焊或激光熔焊過程是現(xiàn)有技術(shù)中為了使浸漬塊和陰極環(huán)固定在一起所要求的。結(jié)果，陰極主體的厚度大大減小，從而使浸漬式陰極的性能得到改善。而且，還能使制造過程得到簡化，從而提高了生產(chǎn)率。
盡管為了說明之用而公開了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)體會(huì)到，在不超出附屬的權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)的前提下，可以進(jìn)行各種改進(jìn)、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種制造浸漬式陰極的方法，其特征在于包括下列步驟在高溫下，在還原性氣氛中燒結(jié)金屬粉末，形成具有大量微孔的多孔塊；將多孔塊緊緊地嵌合到一種由金屬制成的陰極環(huán)中，該金屬中含有一種可氧化的材料；以及使發(fā)射電子材料浸漬到多孔塊中，所述的發(fā)射電子材料能夠與陰極環(huán)中可氧化的材料發(fā)生反應(yīng)，從而利用發(fā)射電子材料和可氧化材料的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)所述塊和陰極環(huán)之間的固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于可氧化的材料是硅、鎳或鉻。
全文摘要
一種制造浸漬式陰極的方法，包括下列步驟，通過在高溫下，在還原性氣氛中燒結(jié)金屬粉末而形成一種具有大量微孔的多孔塊，以及將多孔塊緊緊地嵌合到一種由金屬制成的陰極環(huán)中，該金屬中含有一種可氧化的材料如硅、鎳或鉻。在多孔塊中，浸漬了一種發(fā)射電子材料，該材料能夠與陰極環(huán)中的可氧化材料反應(yīng)，因而利用發(fā)射電子材料和可氧化材料之間的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)所述塊與陰極環(huán)之間的固定。根據(jù)這個(gè)方法，陰極主體的厚度可大大減小，從而可以使浸漬式陰極的性能得到改善。
文檔編號(hào)H01J1/28GK1064172SQ9111282
公開日1992年9月2日 申請日期1991年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月28日
發(fā)明者李慶相 申請人:株式會(huì)社金星社