專利名稱：電子管陰極，長壽命電子管器件及其制造方法
本申請根據(jù)在日本提出的專利申請No.2001-233241，其內(nèi)容將在本申請中參考引用。
在基底金屬920上設(shè)置發(fā)射電子材料懸浮物，主要成分是碳酸鋇或類似物質(zhì)，作為氧化鋇或類似物質(zhì)的前體，然后，把組裝好的陰極射線管進行抽空處理，在此過程中用加熱器940對陰極加熱，使懸浮物形成堿土金屬氧化物。堿土金屬氧化物被部分還原，從而激活成半導(dǎo)體。于是發(fā)射極層930形成。
必須要使電子管陰極的電子發(fā)射能長時間地穩(wěn)定，這樣才能延長電子管器件的壽命。但是，當(dāng)基底金屬920包括鎂，以及發(fā)射極層930的主要成分是氧化鋇或類似物質(zhì)時，陰極的電子發(fā)射就會伴隨有由發(fā)射極層930與基底金屬920之間界面上的氧化鎂或類似物質(zhì)組成的復(fù)合氧化物層(以下簡稱“中間層”)的形成。這種中間層，除了具有高電阻因而阻礙電流的流動外，主要是阻止基底金屬920中的鎂向發(fā)射極層930擴散，這意味著在發(fā)射極層930中不能產(chǎn)生足夠的鋇。由此帶來了問題，不可能具有長時期穩(wěn)定的發(fā)射特性。
對這種現(xiàn)有技術(shù)已進行了許多的研究，試圖通過確定在發(fā)射極層930中采用哪一種材料來解決上述問題。這種現(xiàn)有技術(shù)的一個例子是美國專利No.5,146,131，其公開了一種向發(fā)射極層中加入0.2至25重量百分數(shù)的氧化銪、氧化鐿或氧化鎦的技術(shù)。
但是，開發(fā)一種電子管陰極，使其具有更長時期的穩(wěn)定發(fā)射特性來延長電子管裝置的壽命，是一個仍未解決的問題。
上述目的是通過一種電子管器件來實現(xiàn)的，其包括一個電子槍，電子槍包括一個發(fā)射電子的陰極，陰極包括基底金屬，主要成分是鎳，還包括作為還原劑的鎂；發(fā)射極層，主要成分是氧化鋇，還包括作為摻雜物的預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物；以及加熱器，可加熱基底金屬和發(fā)射極層，其中，(i)鎂的克分子數(shù)，(ii)鋇的克分子數(shù)，以及(iii)預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物的克分子數(shù)，三者之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)，以及(1，0.1)的直線限定的范圍以內(nèi)。
由本發(fā)明的發(fā)明人所進行的研究工作已清楚地表明，與一般的電子管器件相比較，本發(fā)明可以延長電子管器件的壽命約20％。
本發(fā)明的這些目的和其它的一些目的，以及它的優(yōu)點和特點，將從以下的介紹中并結(jié)合描述本發(fā)明特定實施例的附圖，可以得到清晰的概念。
在下列附圖中

圖1是示意性剖面圖，顯示電子管陰極的結(jié)構(gòu)；圖2是剖面圖，介紹本發(fā)明的電子管陰極的結(jié)構(gòu)；圖3顯示壽命與飽和發(fā)射之間的關(guān)系，是包括還原劑和不包括還原劑的基底金屬和包括摻雜物和不包括摻雜物的發(fā)射極層的各種組合情況下的關(guān)系；圖4顯示一種陰極射線管的結(jié)構(gòu)，作為使用本發(fā)明電子管陰極的一個電子管器件的示例；圖5顯示在X和Y值各種組合條件下壽命與飽和電流剩余比之間的關(guān)系；圖6顯示在X和Y值各種組合條件下壽命與飽和電流剩余比之間的關(guān)系；圖7顯示在X和Y值各種組合條件下壽命與飽和電流剩余比之間的關(guān)系；圖8顯示基底金屬中的鎂和發(fā)射極層中的摻雜物(CaO)的克分子比的適當(dāng)范圍；圖9顯示發(fā)射極層的密度與發(fā)射剩余比之間的關(guān)系；圖10說明壽命與發(fā)射剩余比之間的關(guān)系，是對于各種類型的摻雜物的關(guān)系；圖11顯示使用銪或氧化銪作為摻雜物的最佳范圍；和圖12顯示使用鋯或氧鋯作為摻雜物的最佳范圍。
圖2是示意性剖面圖，介紹本實施例的電子管陰極(以下簡稱“陰極”)的結(jié)構(gòu)。這種陰極包括圓柱形套筒10，蓋在圓柱形套筒10一端的基底金屬20，以及裝在圓柱形套筒10內(nèi)的加熱器線圈40?；捉饘?0以鎳作為主要成分，并包括用作還原劑的預(yù)定克分子濃度(％)的鎂。注意，在本發(fā)明中，基底金屬20是按預(yù)定的尺寸從100微米厚的鎳板切下的，其中包括了預(yù)定體積克分子濃度的鎂。發(fā)射極層30在基析金屬20上形成。發(fā)射極層30的主要成分是氧化鋇或氧化鍶，此外，為了獲得長時期的穩(wěn)定發(fā)射特性，還包括預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物用作摻雜物。發(fā)射極層30是通過在基底金屬20表面施加懸浮物而形成，懸浮物的主要成分是碳酸堿土金屬，如碳酸鋇或碳酸鍶，作為氧化鋇或氧化鍶的前體，然后進行從碳酸鹽中形成氧化物的工藝過程。在本實施例的發(fā)射極層30的形成方法隨后作詳細介紹。
發(fā)明人研究了優(yōu)化在基底金屬20中的還原劑(如鎂)與發(fā)射極層30中堿土金屬氧化物之間的還原反應(yīng)的各種方法。發(fā)現(xiàn)這種反應(yīng)可以進行優(yōu)化從而獲得長時期穩(wěn)定發(fā)射的特性，方法是在基底金屬20中還原劑的克分子數(shù)、發(fā)射極層30中氧化鋇和剩余的碳酸鋇(如果有的話)的克分子總數(shù)(以下稱“鋇的克分子數(shù)”)，以及摻雜物克分子數(shù)之間限定一個適當(dāng)?shù)谋取?br> 更明確地說，當(dāng)基底金屬20中鎂的克分子數(shù)，發(fā)射極層30中鋇的克分子數(shù)，以及發(fā)射極層30中摻雜物的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，以及X和Y值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值，Y坐標(biāo)是Y值；發(fā)明人員發(fā)現(xiàn)，如果X值和Y值是在連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)，和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)，可以在長時期內(nèi)獲得穩(wěn)定的發(fā)射特性。應(yīng)當(dāng)注意，雖然鎂的克分子數(shù)會隨著用作基底金屬20的金屬板的厚度不同而變化，當(dāng)厚度是在通常用于基底金屬20的范圍之內(nèi)(約80至150微米)時，如果克分子數(shù)被規(guī)定在上述范圍之內(nèi)，則沒有發(fā)現(xiàn)特性有重大的不同。
圖3所示是壽命與飽和發(fā)射電流(安培/平方厘米)之間的關(guān)系，是在包括還原劑和不包括還原劑的基底金屬20和包括摻雜物和不包括摻雜物的發(fā)射極層30的各種組合情況下的關(guān)系。圖中所示實例是按照下面方法在開始運行和每隔1000小時進行評定得出的。在飽和發(fā)射電流的測量中，陰極射線管器件100的電子槍30中的陰極，如圖4一個實例中所示，是在例如820℃的溫度下和給陽極(一般是G1和G2)施加了足夠高的電壓脈沖(一次脈沖持續(xù)3微秒時間)的條件下運行測量的。在那個點上的陰極電流被認為是飽和發(fā)射，值是在示波器上讀出的。
在圖3中，E線表示當(dāng)基底金屬20包括還原劑和發(fā)射極層30包括金屬(或氧化金屬)摻雜物時的陰極特性。F線表示當(dāng)基底金屬20包括還原劑而發(fā)射極層30不包括摻雜物時的陰極特性。G線表示當(dāng)基底金屬20不包括還原劑而發(fā)射極層30包括摻雜物時的陰極特性。H線表示當(dāng)基底金屬20不包括還原劑以及發(fā)射極層30不包括摻雜物時的陰極特性。
與F，G，以及H線相比較，E線顯示出較高的飽和發(fā)射電流，同時顯示獲得長時期的穩(wěn)定發(fā)射特性。這是由于金屬(或金屬氧化物)摻雜物與還原劑產(chǎn)生部分反應(yīng)，如果基底金屬20包括還原劑的話，造成發(fā)射極層30的電阻下降，以及由于施主能級的形成而促進發(fā)射增加。
下面介紹本發(fā)明的陰極制造方法。
陰極成分的克分子比限定在前面介紹的范圍內(nèi)。換句話說，當(dāng)基底金屬20內(nèi)的鎂、發(fā)射極層30內(nèi)的鋇、以及發(fā)射極層30內(nèi)的摻雜物之間的克分子比表示為Y∶1000∶X，Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)，以及(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。這種范圍的理由將在隨后討論。摻雜物可以是CaO，Zr/ZrO，或Eu/Eu2O3，但是不僅僅限于這些，可以是任何不同類型的金屬和(或)金屬氧化物。
然后，把碳酸堿土金屬的碳酸鋇和碳酸鍶和摻雜物(在此實施例中是氧化鈣)與有機溶劑相混和，有機溶劑由85％碳酸二乙酯和15％硝酸(體積比)組成，從而形成產(chǎn)生發(fā)射極層30的懸浮物。此處，碳酸鋇與碳酸鍶的克分子比是1∶1，或最好是1∶1.02，碳酸堿土金屬和摻雜物(在此實施例中是氧化鈣)兩者的顆粒平均直徑都是3微米。應(yīng)當(dāng)注意，最好把懸浮物的溫度保持在將近20℃，這樣可使懸浮物的粘度保持恒定不變，因為恒定的粘度是穩(wěn)定使用特性的最重要因素。
與此同時，基底金屬20，以鎳作為主要成分，并且包括如像鎂這樣的還原劑，被加熱器或類似器件加熱至40±10℃。下一步，用噴槍把溫度約為20℃的懸浮物噴射到已經(jīng)加熱到40±10℃的基底金屬20上。這里，壓力、時間和噴射次數(shù)都得到控制，使發(fā)射極層30在干燥后具有0.60至0.75克/立方厘米的密度和50至75微米的厚度。在這個階段，用目測檢查基底金屬20和發(fā)射極層30，確認發(fā)射極層30已牢固地附著在基底金屬20上(在各個角上沒有缺陷)。
在用作比較而制造的陰極(以下稱作“比較陰極”)中，發(fā)射極層30具有0.60至0.75克/立方厘米的密度和50至75微米的厚度，但是，噴在基底金屬20上的懸浮物不加熱至上述溫度。從比較陰極中的發(fā)射極層30的角上可以看出有與基底金屬20剝落的現(xiàn)象。相反，當(dāng)采用了如上面介紹那樣加熱至40±10℃的基底金屬20時，發(fā)射極層30足夠牢固地附著在基底金屬20上，在各個角上幾乎看不到剝落。
下一步，如前面介紹的那樣，組裝好的陰極射線管要經(jīng)過抽空過程，其中，加熱器40將陰極加熱至從碳酸鋇中形成氧化鋇。氧化鋇被部分地還原，從而被激活而成為半導(dǎo)體。至此，本發(fā)明的陰極制成。
通過本發(fā)明的陰極制造方法制造出的陰極，實際使用了4萬小時甚至更長，顯示出令人滿意的發(fā)射特性。更確切地說，已能夠生產(chǎn)出這樣的陰極，在加速壽命試驗中經(jīng)過4000壽命小時或更長的時間后，能達到50％的飽和電流剩余比，或在加速壽命試驗中經(jīng)過4000壽命小時后，能達到40％或更高的發(fā)射剩余比。注意，加速壽命試驗是在把陰極的溫度提高到820℃，而額定溫度是760℃，的條件下進行的。
另外，通過把形成發(fā)射極層30的懸浮物噴射到已加熱至40±10℃的基底金屬20上，使發(fā)射極層30的附著強度得到提高。這樣就能使制造出來的陰極具有良好的發(fā)射電流密度分布，以及改進了所制造的產(chǎn)品產(chǎn)量。
此外，通過使形成的發(fā)射極層30具有0.60至0.75克/立方厘米的密度和50至75微米的厚度，由表面最高點來表示(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISB0601-1982)的發(fā)射極層30的表面粗糙度，可以達到約10至15微米。這就使得可以制造出具有更好的電子發(fā)射電流密度分布的陰極，導(dǎo)致制造的產(chǎn)品產(chǎn)量的提高。
下面介紹一些將肯定本發(fā)明效果的實驗例子。
許多類型的陰極是按照圖2所示的結(jié)構(gòu)制造的。在每個陰極中，發(fā)射層30具有約65微米的厚度和約0.6克/立方厘米的密度。此處，發(fā)射極層內(nèi)的鋇克分子數(shù)表示為1000，用作摻雜物的氧化鈣的克分子數(shù)表示為X，以及基底金屬20的鎂的克分子數(shù)表示為Y。X和Y值在各個陰極之間是不同的。每個陰極裝入陰極射線管后，用于46厘米的計算機顯示器，然后在陰極上進行了壽命試驗。壽命試驗的結(jié)果如圖5，6，7，9，和10所示。
陰極壽命的評定是用兩個術(shù)語來表示，一個是“飽和電流剩余比”，根據(jù)飽和電流剩余比能夠很容易判斷陰極性能的質(zhì)量，另一個是“發(fā)射剩余比”，根據(jù)發(fā)射剩余比就能很容易判斷出正在實際工作時陰極的壽命質(zhì)量。圖5，6和7介紹飽和電流剩余比，圖9和10介紹發(fā)射剩余比。
應(yīng)當(dāng)注意，加速壽命試驗，如前面提到的，是把陰極溫度提高到820℃來進行的，而額定溫度是760℃，從陰極中可以獲得300微安培的直流電。已經(jīng)肯定，一個陰極，如果它在4000小時壽命時間之后具有50％或更高的飽和電流剩余比或在4000小時壽命時間之后具有40％或更高的發(fā)射剩余比，它就能在實際使用中令人滿意地工作40,000小時(此處令人滿意的工作是指陰極具有長時期穩(wěn)定的發(fā)射特性)，因此陰極是在此基礎(chǔ)上評定的。
這里，“飽和電流剩余比”是每個過去的壽命小時的飽和發(fā)射對當(dāng)作100％的初始飽和發(fā)射的百分比?！鞍l(fā)射剩余比”是每個過去的壽命小時的發(fā)射衰減對當(dāng)作100％的初始發(fā)射衰減的百分比。注意到，發(fā)射剩余比是按下面方法評定的。在開始工作時和隨后每隔1000小時，向面對陰極的陰極射線管內(nèi)電子槍的三極管單元的柵極G1和G2施加電壓。在初始時測得陰極電流α，隨后每隔1000小時測量陰極電流β，以得出100β/α。所得到的發(fā)射剩余比是用于按照前面提到的評定基礎(chǔ)(40％或更高)判斷每一個陰極的質(zhì)量。注意，為了判斷初始發(fā)射衰減，測量陰極電流α，然后在5分鐘后測量陰極電流γ，以得到被認為是初始發(fā)射衰減的100γ/α。
從圖5，6和7可以清楚知道，在4000小時的壽命后，傳統(tǒng)的陰極的飽和電流剩余比(X＝3.2，Y＝58)，由A線代表，是41％，這就是說，這樣的陰極在實際使用中不能令人滿意地工作。相反，本發(fā)明的18種型號的陰極，由線B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7，B8，B9，B10，B11，B12，B13，B14，B15，B16，B17或B18來代表，具有50％或更高的飽和電流剩余比，這就是說，這樣的陰極可以在實際使用中令人滿意地工作。但是，由C1，C2，C3，C4和C5線所代表團的陰極只有40％或更低的飽和電流剩余比，這就意味著這樣的陰極不能在實際使用中令人滿意地工作。
在圖8中，處于線限定范圍內(nèi)的各個點表示圖5至圖7中B1至B18線所代表的18種型號的陰極。在XY坐標(biāo)中，用作摻雜物的氧化鈣(金屬氧化物)的克分子比X由X坐標(biāo)來表示，而鎂的克分子比Y由Y坐標(biāo)來表示。18個點的X和Y值是在由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。這些結(jié)果清楚地表明，鎂的總量相對摻雜物總量(C2，C3)不要太高是最可取的，以及摻雜物總量相對鎂的總量(C4，C5)不要太高也是最可取的。
應(yīng)當(dāng)注意到，在圖8中，在對角線形成陰影的范圍，換句話說在這個范圍內(nèi)X和Y值是在由連接各點(1.5，20)，(1.7，60)，(2.5，100)，(3，80)，(3，30)，(2.5，10)和(2，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)，是最為希望得到的，因為在這個范圍內(nèi)，加速壽命試驗經(jīng)過4000小時后，可以達到60％或更高的飽和電流剩余比。
圖9所示是發(fā)射極層30的密度與發(fā)射剩余比之間的關(guān)系。U線代表初始工作時的發(fā)射剩余比，V線代表4000壽命小時后的發(fā)射剩余比。如U線所示，密度幾乎不影響初始發(fā)射剩余比。與此相對照，當(dāng)密度小于0.6克/立方厘米時，4000小時后的發(fā)射剩余比小于40％，這就意味著這樣的陰極在實際使用中不能令人滿意地工作。這是因為當(dāng)密度小于0.6克/立方厘米時，發(fā)射極層30中氧化鋇的毛重量是低的，這就是說不能長時期提供足夠的發(fā)射。此外，由于高密度意味著電子發(fā)射層具有低的孔隙率，當(dāng)密度超過0.75克/立方厘米時，熱效率就降低。這也意味著不能長時期提供足夠的發(fā)射。
注意，當(dāng)密度超過0.75克/立方厘米時，發(fā)射極層30總重量的5％或更多會脫落。這樣的高比值意味著這樣的陰極不能在實際使用中令人滿意地工作。
圖10所示是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射極層30中摻雜物的種類的壽命時間與發(fā)射剩余比之間的關(guān)系。此圖列出除了氧化鈣以外的一些物質(zhì)，在試驗中介紹的這些物質(zhì)適用于作為摻雜物來獲得4000小時后40％或更高的發(fā)射剩余比。這些物質(zhì)有金屬物質(zhì)銪、鉭和鋯，以及金屬氧化物氧化銪、氧化鉭和氧化鋯。不用氧化鈣而用這些物質(zhì)可以獲得4000小時后的較高的發(fā)射剩余比。此外，對不用氧化鈣而采用銪、鉭、鋯、氧化銪、氧化鉭或氧化鋯作為摻雜物制造的陰極進行了壽命試驗，試驗確認，在下列范圍內(nèi)可以獲得4000小時后50％或更高的飽和電流剩余比，當(dāng)鎂、鋇和摻雜物的克分子比表示為Y∶1000∶X，以及X值和Y值表示為XY坐標(biāo)時，即在連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)，以及(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。當(dāng)采用銪/氧化銪或鋯/氧化鋯作為摻雜物時其結(jié)果詳情將在隨后作介紹。
注意，當(dāng)發(fā)射極層30薄于45微米時，4000小時壽命時間后的飽和電流剩余比降至50％以下，這就是說這樣的陰極在實際使用中不能令人滿意地工作。此外，當(dāng)發(fā)射極層30厚于80微米時，它就不能牢固地附著在基底金屬20上，這就意味著如果陰極受到碰撞，就會有顆粒輕易地從發(fā)射極層30上脫落。
為了既能延長發(fā)射極層30的壽命又能防止顆粒從發(fā)射極層30上脫落，發(fā)射極層30的厚度最好是在至少50微米和不超過75微米的范圍內(nèi)。
最后，介紹一些采用銪/氧化銪或鋯/氧化鋯作為摻雜物的例子。圖11所示是一些采用銪/氧化銪作為摻雜物的例子。圖12所示是一些采用鋯/氧化鋯作為摻雜物的例子。
如圖11所示，當(dāng)采用銪或氧化銪作為摻雜物時，由連接各點(0.5，0.1)，(0.6，20)，(0.7，55)，(1，70)，(1.5，90)，(2，115)，(2.5，130)，(3，140)，(3，20)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2，0.1)，(1，0.1)和(0.8，1)的直線所限定的范圍是最可取的。已經(jīng)確認，在這個范圍內(nèi)可以獲得4000小時壽命時間后50％或更高的飽和電流剩余比。由對角線形成陰影的這些范圍，換句話說，由連接各點(0.6，20)，(0.7，55)，(1，70)，(2，75)，(2.5，100)，(3，80)，(3，60)，(1.3，40)和(1，22)的直線所限定的范圍內(nèi)，或由連接各點(0.6，20)，(0.8，1)和(0.5，0.1)的直線所限定的范圍，是特別想要的。在這個范圍內(nèi)，在4000小時壽命時間后的飽和電流剩余比是60％或更高。
此外，如圖12所示，當(dāng)采用鋯或氧化鋯作為摻雜物時，由連接各點(0.6，10)，(0.8，25)，(1.25，60)，(1.5，75)，(2，115)，(2.5，140)，(3，160)，(3，10)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2.4，0.1)和(0.7，0.1)的直線所限定的規(guī)范是最可取的。在此范圍內(nèi)，4000小時壽命時間后的飽和電流剩余比是50％或更高。在由對角線形成陰影的范圍，也就是由連接各點(1.5，75)，(2.5，100)，(3，80)，(3，10)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2.4，0.1)和(2，0.1)的直線所限定的范圍是最希望的。在這個范圍內(nèi)，4000小時壽命時間后的飽和電流剩余比是60％或更高。
注意，可以單獨采用金屬或金屬氧化物作為摻雜物，或同時采用金屬和金屬氧化物。
雖然本發(fā)明通過示例的方式并參考附圖作了全面介紹，應(yīng)該注意到，對所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可作各種各樣的改變和改進，因此，除非這樣的改變和改進不屬于本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)該認為包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子管器件，包括一個電子槍，包括一個發(fā)射電子的陰極，所述陰極，包括基底金屬，主要成分是鎳，并包括鎂作為還原劑；發(fā)射極層，主要成分是氧化鋇，還包括預(yù)定金屬和/或金屬氧化物作為摻雜物；和一個加熱器，可加熱所述基底金屬和所述發(fā)射極層，其中，(i)鎂的克分子數(shù)、(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)預(yù)定金屬和/或金屬氧化物之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)，以和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子管器件，其特征在于，所述摻雜物包括由作為預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物的銪，鉭，鋯，氧化銪，氧化鉭或氧化鋯所組成一組材料中選出的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子管器件，其特征在于，當(dāng)所述發(fā)射極層不將氧化鈣作為主要成分時，把氧化鈣作為摻雜物加入所述發(fā)射極層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子管器件，其特征在于，(i)鎂的克分子數(shù)、(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)作為摻雜物的氧化鈣克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，而當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(1.5，20)，(1.7，60)，(2.5，100)，(3，80)，(3，30)，(2.5，10)和(2，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子管器件，其特征在于，所述摻雜物是銪和/或氧化銪，以及(i)鎂的克分子數(shù)、(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)銪和/或氧化銪(作為摻雜物)的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.5，0.1)，(0.6，20)，(0.7，55)，(1，70)，(1.5，90)，(2，115)，(2.5，130)，(3，140)，(3，20)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2，0.1)，(1，0.1)和(0.8，1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子管器件，其特征在于，(i)鎂的克分子數(shù)，(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)銪和/或氧化銪(作為摻雜物)的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.6，20)，(0.7，55)，(1，70)，(2，75)，(2.5，100)，(3，80)，(3，60)，(1.3，40)和(1，22)的直線所限定的范圍內(nèi)，或位于由連接各點(0.6，20)，(0.8，1)和(0.5，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子管器件，其特征在于，所述摻雜物是鋯和/或氧化鋯，以及(i)鎂的克分子數(shù)、(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)鋯和/或氧化鋯(作為摻雜物)的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值，Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.6，10)，(0.8，25)，(1.25，60)，(1.5，75)，(2，115)，(2.5，140)，(3，160)，(3，10)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2.4，0.1)和(0.7，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子管器件，其特征在于，(i)鎂的克分子數(shù)、(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)鋯和/或氧化鋯(作為摻雜物)的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值，Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(1.5，75)，(2.5，100)，(3，80)，(3，10)，(2.75，8)，(2.5，5)，(2.4，0.1)和(2，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子管器件，其特征在于，所述發(fā)射極層具有的密度在0.60至0.75克/立方厘米(包括0.75克)的范圍內(nèi)，厚度在50至75微米(包括0.75克)的范圍內(nèi)。
10.一種電子管陰極，包括基底金屬，主要成分是鎳，還包括鎂作為還原劑；發(fā)射極層，主要成分是氧化鋇，還包括預(yù)定金屬/或金屬氧化物作為摻雜物；以及一個加熱器，用于加熱所述基底金屬和所述發(fā)射極層，其中(i)鎂的克分子數(shù)，(ii)鋇的克分子數(shù)和(iii)預(yù)定金屬和/或金屬氧化物的克分子數(shù)之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子管陰極，其特征在于，所述摻雜物包括由作為預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物的銪，鉭，鋯，氧化銪，氧化鉭或氧化鋯所組成一組材料中選出的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子管陰極，其特征在于，當(dāng)所述發(fā)射極層不將氧化鈣作為主要成分時，把氧化鈣作為摻雜物加入所述發(fā)射極層。
13.一種電子管器件的制造方法，包括懸浮物制備步驟，配制懸浮物，其主要成分是碳酸鋇，以及包括預(yù)定金屬和(或)金屬氧化物作為摻雜物；懸浮物應(yīng)用步驟，把懸浮物施加到基底金屬上，所述基底金屬中的鎳作為主要成分，以及包括鎂作為還原劑，所述基底金屬需保持在40±10℃的溫度；電子管組裝步驟，采用陰極組裝電子管，所述陰極包括所述基底金屬，其上已施加了所述懸浮物；和發(fā)射極層形成步驟，從已施加在基底金屬上的懸浮物形成所述發(fā)射極層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射極層具有0.60至0.75克/立方厘米(包括0.75克)范圍的密度和50至75微米(包括0.75微米)的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，(i)鎂的克分子數(shù)，(ii)碳酸鋇的克分子數(shù)和(iii)預(yù)定金屬和/或金屬氧化物之間的比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在發(fā)射極層形成步驟中，所述發(fā)射極層是在工藝過程中通過加熱陰極而由懸浮物形成的，在所述工藝過程中，在電子管組裝步驟中形成的電子管的內(nèi)部要進行抽空，使所述電子管內(nèi)形成真空。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)射極層由懸浮物形成時，所述懸浮物中的碳酸鋇轉(zhuǎn)變成氧化鋇。
全文摘要
一種電子管陰極，包括發(fā)射極層30，發(fā)射極層的主要成分是氧化鋇，還包括用作摻雜物的金屬和/或金屬氧化物。發(fā)射極層在基底金屬20上形成，基底金屬的主要成分是鎳，還包括如鎂這樣的還原劑。鎂，鋇和摻雜物的克分子比表示為Y∶1000∶X，當(dāng)Y值和X值表示為XY坐標(biāo)時，其中X坐標(biāo)是X值、Y坐標(biāo)是Y值；X值和Y值位于由連接各點(0.7，6)，(0.8，15)，(3，130)，(3，30)，(2.5，10)，(2，0.1)和(1，0.1)的直線所限定的范圍內(nèi)。
文檔編號H01J9/04GK1400621SQ02127860
公開日2003年3月5日 申請日期2002年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月1日
發(fā)明者山岸未果 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社