专利名称：阴极射线管中阴极的制造方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管中的阴极的制造方法。更具体地涉及阴极射线管中阴极的制造方法，其中，金属丝上涂敷热辐射材料涂层，金属丝插入并穿过圆柱形阴极套筒的开口，并通过对其加电压加热，使热辐射材料淀积在阴极套筒的内壁上，以提高阴极的电子发射特性。
近来，阴极射线管，如彩色显像管采用大电流密度的浸渍型阴极，这种阴极已用于如行波管和速调管的电子管中，以提供高清晰度图像和大尺寸的荧屏。
参照
图1，浸渍型阴极设有难熔金属制成的其中浸渍有如钡、钙、铝酸盐等的电子发射材料的阴极体1；一边封闭的圆柱形阴极杯2，阴极体1插入阴极杯2中；两端开口的圆柱形阴极套筒3，阴极杯2从封闭端开始插入阴极套筒的开口；插入阴极套筒3中加热阴极的加热器4。阴极套筒3同轴支承在被3条带6隔开的两端开口的圆柱形座5的中心部分上。用钽Ta，铌Nb，钼Mo中的至少一种作为主要成分的合金或金属制造阴极杯2，阴极套筒3和带6中的任何一个。W和氧化铝组合材料制成的热辐射涂层7在阴极套筒3内壁上，使阴极套筒3能有效吸收加热器4产生的热。例如，阴极套筒3有厚15-20μm，直径为1.23mm，长度为4.3mm的薄长管形。例如，日本特许公开平成7-65714中所公开的，垂直淀积15mm厚的阴极套筒可在阴极套筒3的内壁上形成热辐射涂层7，喷枪的喷嘴前端插入阴极套筒到离阴极套筒顶边很近的位置，喷涂和移动有规定量的钨粉和氧化铝粉的混合物悬浮液，使涂敷材料吸附在阴极套筒的内表面上，之后，其上吸附有涂敷材料的阴极套筒在真空中在1500℃加热10分钟，形成厚度约5μm的热辐射涂层。但是，日本特许公开平成7-65714所公开的方法的困难是，由于溶剂不断从喷枪中悬浮液中蒸发掉，因而使悬浮液的组分不能保持均匀，对阴极套筒的多个内壁涂热辐射材料时，钨颗粒和氧化铝颗粒的密度不同。因而容易对阴极套筒内壁上的涂层的黑度和热辐射造成偏差，由于15-20μm厚的阴极套筒在真空环境中，在1500℃的加热温度下热处理10分钟会脆裂，因此，在随后的阴极组件的制造工艺中阴极套筒可能破碎。
而且，尽管加热辐射涂层的目的是使阴极套筒周边吸收加热器产生的热，但是，如果热辐射涂层厚，在操作中间热辐射涂层会脱落，或损失大量的热，使热效率很差。因而，为了防止涂层脱落和减少热损失，热辐射涂层应较薄。
因此，本发明提出一种制造阴极射线管中的阴极的方法，能基本上避免由于现有技术中的限制和缺点造成的几个问题。
本发明的目的是提供阴极射线管中阴极的制造方法，它有均匀的热辐射率，能控制阴极套筒脆裂，允许同时涂覆阴极套筒的多个内壁。
本发明的其它特征和优点将说明如下。一部分会出现在说明中，也可以从发明的实践中学到。通过说明书，权利要求书和附图所提供的实际结构将能实现和达到本发明的目的和其它优点。
为达到本发明的这些优点和其它优点，正如阴极射线管中的阴极的制造方法概括和广意所说明的，该阴极有阴极套筒，阴极套筒的内壁上形成有用于发射热电子的热辐射涂层，热辐射涂层的形成方法包括以下步骤(a)在分开设置的金属丝的表面上涂覆热辐射材料涂层，(b)将涂有热辐射涂层的金属丝插入并穿过有开口的阴极套筒，(c)经金属丝加电而使其加热，使涂在金属丝上的热辐射材料涂层淀积在阴极套筒的内壁上。
应当理解，所述的一般说明和以下的详细说明都只是典型的说明，主要是为了更进一步说明要求保护的发明。
引入附图以便更好理解发明，附图是说明书中的一部分，它展示了发明的实施例，与说明书一起说明发明的原理。
附图中图1是阴极射线管中的阴极结构体的剖视图；图2是展示出用金属丝的阴极套筒内壁上热辐射涂层的形成；参见附图中展示的实例详细说明本发明的优选实施例。本发明实施例的说明中，相同的元件用相同的名称和相同的标号，而且省去对它们的解释。图2展示用金属丝的阴极套筒内壁上的热辐射涂层的形成。
参见图2，要涂到固定直径的钨或钼的金属丝8上的热辐射涂层9的材料是钨粉和氧化铝粉，钨粉的平均颗粒直径是0.5-2.0μm，氧化铝粉的平均颗粒直径是0.5-10μm。钨与氧化铝粉以组分重量比是40∶60～90∶10混合，分散在聚合物粘接溶液中，它要淀积到阴极套筒3的内壁上。热辐射涂层的形成中，分开的金属丝浸入充分搅拌的热辐射涂覆材料的溶液中，热辐射涂覆材料均匀地涂在金属丝上。本例中，通过控制时间周期和浸入次数，就能控制涂层厚度。由于热辐射涂层9的材料容易均匀地涂到金属丝表面上，本发明允许同时形成多个热辐射涂层，阴极套筒内壁上的每层涂层同时具有一致的组分和均匀的厚度。本发明中允许适当选择金属丝的直径和要涂到金属丝上的热辐射涂层材料的厚度，本发明还允许调节其上涂有热辐射材料的金属丝表面与阴极套筒内壁之间的距离，在给金属丝供电而加热以淀积涂覆材料时，能防止由于调节温度升高而使阴极套筒脆裂，而且，通过调节供电的时间周期和给金属丝的加热，可把热辐射涂层的淀积厚度调到最小。本发明的金属丝是用选自下列材料中的至少一种制成的，这些材料是钼Mo或以钼为主要组分的合金，钨W，或以钨为主要组分的钨的合金，铬Cr，或以铬为主要组分的铬合金。阴极套筒用选自下列材料中的至少一种材料制成。这些材料是钽Ta或以钽为主要组分的钽的合金，钼Mo或以钼为主要组分的钼合金，镍Ni或以镍为主要组分的镍合金。
以下将说明本发明的实施例。
选直径为0.3mm的钼丝作金属丝，用平均颗粒直径为0.5μm的钨粉，平均颗粒直径为0.5μm的氧化铝粉，按60∶40的重量比混合，分散到聚合物粘接溶液中制成要涂到金属丝表面上的热辐射涂覆材料，然后金属丝浸入充分搅拌过的热辐射涂覆材料溶液中，直到均匀涂到金属丝上的热辐射涂覆材料的厚度达到0.1mm为止。涂层不仅可以用浸入法涂覆，也可以用其它方式涂覆，如电淀积法等。干燥其上涂有热辐射涂覆材料的金属丝，并把它插入并穿过阴极套筒的开口100，如图2所示。本实施例中阴极套筒是用钽Ta制成的厚15μm，外径为1.23mm，长为4.3mm的薄的长管。之后，在真空环境中给金属丝供电，加热金属丝，使热辐射涂覆材料淀积在阴极套筒的内表面上。可给热辐射涂覆材料加热，不仅可以对金属丝直接供电，也可以用射频感应间接加热，后者更有效。加热过程中，真空度为1×10-6乇，其上没涂热辐射涂覆材料的金属丝的表面温度是1600℃，阴极套筒的外表面温度是1200℃-1250℃。用辐射高温计测得上述温度。由于热辐射涂覆材料淀积在阴极套筒与被绝缘材料隔开的金属丝之间，所以阴极套筒与金属丝之间不直接接触，阴极套筒上没加电流，不会对阴极套筒加热，而且，由于阴极套筒的内径是1.2mm，阴极套筒内表面与热辐射涂覆材料表面之间的一侧间隙是0.35mm，因此，可使阴极套筒的温度比金属丝的温度低很多。给金属丝供电10分钟。
按本发明的阴极射线管中的阴极制造方法，可在阴极套筒的内表面上涂厚度在1μm以下的热辐射涂层，有适当的黑度和均匀性，粘接力达到足以使阴极射线管在工作测试中不会使涂层脱落，并有适当的吸热性。而且，阴极套筒完全不会脆裂，阴极套筒在阴组装工艺中没有破碎问题。与此相反，在阴极套筒外表面温度为1400℃时，给阴极套筒供电加热会使阴极套筒脆裂，在随后进行的阴极组装工艺中阴极套筒会破碎，特别是阳极杯插入阴极套筒的开口中时会使阴极套筒破碎。
同时，当在相关技术中通过将热辐射涂层材料喷入阴极套筒内侧，用多孔吸收剂或用真空吸取法吸去多余的材料，以完成阴极套筒里边的涂覆，在涂覆完成之后，在1小时短时间周期内加热，形成实际应用的坚固的热辐射涂覆成品时，在所要求的1500℃以上的温度下加热，会使阴极套筒变脆、尽管要求热辐射涂覆材料的涂层厚度要求尽可能小，在1μm以下，但是不可能用相关技术中的颗粒直接淀积。本发明允许淀积厚度在1μm以下的热辐射涂覆材料涂层。所述的实施例中，阴极杯2，阴极套筒3和带6中的任何一个都可以用通过选自钽Ta、铌Nb、钼Mo为主要组分的一种材料的合金以浸渍形式制成。而且，本发明也能用于温度约为200℃的氧化物阴极，它的温度比用镍Ni或用至少是含镍的合金制成的阴极套筒的浸渍型阴极的温度低。作为至少包括Ni的合金的例子，特别是当阴极套筒用至少是含镍-铬的合金制成时，阴极套筒可用于相关技术的氧化物阴极中。
正如已说明了的，阴极射线管中的阴极制造方法，可一次在多个阴极套筒的内表面上涂热辐射涂覆材料，允许一次涂多个阴极套筒，而且组分一致厚度均匀，涂到金属丝上的热辐射材料能提高电子发射，金属丝插入并穿过圆柱形阴极套筒的开口，用加电压给金属丝加热。
本领域的技术人员会发现，在不脱离本发明的精神和发明范围的情况下，本发明的阴极射线管中的阴极的制造方法还会有各种改进和变化。因此，这些改进和变化均在本发明要求保护的范围内。
权利要求
1.一种阴极射线管中阴极的制造方法，所述阴极有阴极套筒，阴极套筒的内壁上形成有用于发射热电子的热辐射涂层，热辐射涂层的形成方法包括以下步骤(a)在分开设置的金属丝表面上涂覆热辐射涂层材料；(b)将其上涂有热辐射涂层的金属丝插入并穿过圆柱形阴极套筒的开口；和(c)给金属丝供电加热，使涂在金属丝上的热辐射层涂覆材料淀积在阴极套筒的内壁上。
2.按权利要求1的方法，其中，涂在金属丝上的热辐射涂层材料至少是钨W和氧化铝的混合物。
3.按权利要求2的方法，其中，钨W的颗粒大小是0.5-2.0μm；氧化铝的颗粒大小是0.5-10μm。
4.按权利要求2或3的方法，其中，钨和氧化铝的重量混合比是40∶60～90∶10。
5.按权利要求1的方法，其中，用选自钽Ta或以钽Ta为主要组分的合金，钼Mo或以钼为主要组分的合金以及镍Ni或以镍为主要组分的合金中的至少一种制成阴极套筒。
6.按权利要求5的方法，其中，合金含镍Ni和铬Cr，Ni是主要组分。
7.按权利要求1的方法，其中，其上要涂热辐射涂层的金属丝用选自钼Mo或以钼为主要组分的合金，钨W或以钨为主要组分的合金，铬Cr或以铬为主要组分的合金中的至少一种制成。
8.按权利要求7的方法，其中，合金含钨和铼，以钨W为主要成分。
9.按权利要求1的方法，其中，用射频感应型式给金属丝供电。
10.按权利要求1的方法，其中，金属丝在真空下供电加热。
11.按权利要求1的方法，其中，给金属丝供电加热中使阴极套筒加热，使阴极套筒的外边温度不高于1400℃(发光温度)。
全文摘要
阴极射线管中阴极的制造方法,阴极有阴极套筒,阴极套筒内壁上有发射热电子的热辐射涂层,形成热辐射涂层的方法包括:(a)分开设置的金属丝的表面上涂热辐射涂层,(b)使涂有热辐射涂层的金属丝插入并穿过圆柱形成阴极套筒的开口,(c)给金属丝供电加热,使涂在金属丝上的热辐射涂层淀积到阴极套筒内壁上,允许一次涂多个阴极套筒,形成组分一致膜厚均匀的膜,以增强电子发射。
文档编号H01J9/02GK1368750SQ0111168
公开日2002年9月11日 申请日期2001年2月6日 优先权日2001年2月6日
发明者李庚相, 高炳斗, 高永德, 多和靖展, 松尾俊宏, 古谷幸史, 矢岛辉夫 申请人:Lg电子株式会社, 东京阴极实验有限公司