[其他]具有包含鉻還原劑之氧化物陰極的真空電子管

在審

• 申請號: 101985000008462
• 申請日: 1985-11-13
• 公開（公告）號: CN85108462B
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發明（設計）人: 凱尼希·昆一山江
• 申請（專利權）人: 美國無線電公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

在一真空電子管中，一種創新的氧化物陰極包括含一金屬基體，用以加熱該基體至其工作溫度的裝置，和在該基體上的一堿土金屬氧化物層。基體基本上不含硅，并且包含大于１．０％（重量）的有效濃度的鉻金屬，以逐漸遷移進入到氧化物層中，并還原該氧化物，以產生堿土金屬。

本發明涉及一含有創新氧化物陰極的真空電子管。該創新的氧化物陰極可用于諸如真空二極管、真空三極管或陰極射線管等電子管中。

大多數真空電子管均采用至少有一個熱離子氧化物陰極來作為電子源。典型的陰極包含一鎳金屬基體，在基體的一個表面上有一層基本上由氧化鋇和一個或更多其它堿土金屬氧化物組成的薄層，與另一表面相對的有一個維持基體的工作溫度在約950°到1100°K的裝置。基體含有少量的還原劑，而該還原劑在工作溫度下，以不同的速率逐漸遷移進入氧化物層，并且還原氧化物層里的氧化鋇成鋇金屬。鋇金屬在氧化物層上產生一低逸出功表面以在工作溫度下有效地發射電子。由拜茲（Bounds）等人在“I.R.E.會議錄”、第39卷，第788～799頁（1951年版）上所作的題為“鎳合金用于氧化物涂層陰極”文章，公開了在基體中普通采用的還原劑為元素鋁、碳、鎂、錳、硅、鈦和鎢。

仍把少量的元素硅滲進市面上任何氧化物陰極基體的鎳中，即使在陰極工作期間，人們知道一個原硅酸鋇的阻性分界層會形成在基體和氧化物層之間。為了限制這種分界層形成從而延長陰極的壽命，基體中的硅濃度通常小于0.1%（重量）而決不能大于0.25%（重量）。前文提及的其他還原劑在基體中的濃度也類似地加以限制。

已被提及作為還原劑的鉻金屬，決不能故意將之大量加進基體中，因為據稱該鉻金屬將在基體和氧化物層之間形成一妨礙陰極工作的深黑色的分界層，以及因為人們相信鉻金屬在氧化物陰極的工作溫度下升華太快，以致無法實用。于1983年1月25日授于了的K.Takahashi的美國專利第4，370，588號也指出擴散到氧化物層的鉻會縮短陰極的發射壽命。

根據本發明，一真空電子管有一氧化物陰極，其基體基本上不含在氧化物陰極工作時能形成阻性分界面層的濃度的硅，而含有的鉻的濃度能使鉻有效地逐漸遷移進入并且還原該氧化物層。

一般優選鉻的濃度大于1.0%（重量），通常約為5到20%（重量）。試驗已經表明，如制作適當，陰極有長的使用壽命，而極少或沒有分界層或迅速升華的不良影響。

這種氧化物陰極可用于諸如二極管，三極管或陰極射線管等真空電子管中。正如現有的氧化物陰極一樣，本發明的氧化物陰極包括一個金屬基片或基體，最好為鎳金屬;一個用來把陰極加熱到和保持在它的工作溫度的裝置和一個在基體上的基本上由堿土金屬氧化物組成的氧化物層。與已有的氧化物陰極不同處，本基體基本上不含硅，而且含有有效比例的鉻金屬，以在陰極工作壽命期間逐漸還原氧化物，在氧化物層中產生受到控制的堿土金屬之量。

可將該陰極直接地或間接地加熱。在裝配本發明的陰極之前，可以在基體中有元素鉻的存在，但最好在裝配陰極于電子管之后，從鄰接的鉻源通過熱遷移而導入基體中。其他的還原劑如元素鎂，也可以在基體中存在。

在附圖中：

圖1是陰極射線管的符號表示圖，其中陰極射線管包括按本發明的陰極。

圖2A到2D是一組曲線圖，其表示大約在1050°K時加熱0，10，500以及超過1000小時后，雙金屬中的鉻濃度。

圖3，4，5和6為陰極四種不同實施例的部分剖視圖。

在圖1中象征性地表示的單槍陰極射線管11包括：一個在一端具有熒光屏13的真空玻璃泡12，一個在該端上的陽極14，一個在另一端的氧化物陰極15，以及在陰極15到陽極之間形成電子束的柵極16和17。陰極15包括一個在其外表面附有氧化物層19的基體18，一個相對于其內表面的電阻加熱器20，以及一個在該加熱器周圍的金屬套管21。陰極15的實際結構可以為圖3中所示的結構。電子管可以包括一個以上的陰極，如普通在彩色顯示和娛樂管所見的。而且，基體18和套管21可以為一個整體件或可以為焊在一起的兩件。