KR920009849B1 - 함침형 음극 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

함침형 음극 제조방법

제1도는 일반적인 함침형 음극구조체의 구성을 보인 종단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 함침형 음극의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

제3도는 본 발명에 의한 함침형 음극의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 함침펠렛트 2,2′ : 음극링

3,3′ : 음극기체 4 : 음극슬리브

5 : 히터 6 : 다공질 펠렛트

본 발명은 함침형 음극(‘음극기체’라고도 칭함) 제조방법에 관한 것으로, 특히 음극기체를 얇게 형성할 수 있으며, 제조공정을 단축시킨 함침형 음극 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 함침형 음극은 고음극 전류를 필요로 하는 오실로 스코우프등에 사용되어 왔으나, 최근 들어 텔레지젼 등에 사용되는 전자관에 있어서도 고정세화 및 대형구화의 추세에 따라 고음극 전류를 필요로 하게 됨으로써 함침형 음극이 사용되고 있는 실정이다.

제1도는 일반적인 함침형 음극구조체의 구성을 보인 종단면도로서, 텅스텐등(W)등 내열성 금속의 다공질 펠렛트에 BaO, CaO, Al₂O₃등 복합산화물이 전자방사 물질이 함침되어 열에 의해 전자를 방출하는 함침펠렛트(1)와, 몰리브덴(Mo)등의 내열성 음극속으로서 양단이 개구된 원통형으로 형성되어 그 내부에 상기 함침펠렛트(1)가 삽입고정되는 음극링(2)과, 몰리브덴(Mo)등의 내열성 금속으로서 원통형으로 형성되어 상단의 폐쇄면이 상기 함침펠렛트(1)와 음극링(2)으로 구성되는 음극기체(3)의 하면에 밀착고정되어 집열된 열을 상기 함침펠렛트(1)에 전도시키는 음극슬리브(4)와, 상기 음극슬리브(4)의 내부에 삽입설치되어 음극을 가열하는 음극가열용 히터(5)로 구성된다.

상기한 함침용 음극구조체에 있어서, 음극기체(3)의 제조방법을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시한 바와 같이, 먼저 텅스텐등의 내열성 금속 분말을 환원 분위기중에서 고온 소결하고, 펠렛트(Pellet) 형상으로 가공하여 공극이 형성된 다공질 펠렛트(6)를 제조한 다음, 상기 다공질 펠렛트(6)의 공극부와 전자방사 물질을 진공 또는 불활성가스 분위기에서 고온 가열하여 용융함침 시킴으로써 전자방사 물질이 함침된 함침펠렛트(1)를 제조하는 한편, 몰리브덴등 내열성 금속의 원통형 음극링(2)을 딥드로잉 공정에 의하여 제작한 후, 상기 원통형 음극링(2)에 함침펠렛트(1)를 삽입 고정하여 음극기체(3)를 제조하게 된다.

이때, 음극링(2)과 함침펠렛트(1)의 고정방법으로는 함침펠렛트(1)와 음극링(2)의 사이에 용융 금속 분말을 넣고 브레이징하는 방법과, 함침펠렛트(1)와 음극링(2)의 접합부에 레이저 용접을 실시하는 방법에 있다.

이와 같이 하여 제조된 음극기체(3)는 으극슬리이브(4)에 부착고정되어 제1도에 도시한 바와 같은 함침형 음극구조체를 구성하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 함침형 음극 제조방법은 함침펠렛트(1)의 음극링(2)을 브레이징 또는 레이저 용접에 의하여 고정함으로써 음극기체(3)의 두께가 일정값 이상이 되어야 하는 단점이 있으며, 이에 따라 음극기체(3)의 두께가 두꺼워져서 히터(5)의 열이 음극기체(3)이 상부표면에 까지 전도되는 시간이 길어지기 때문에 출화시간이 길어져서 함침형 음극구조체의 성능이 저하될 뿐만 아니라 제조공정에 소요되는 시간이 길어져 생산성이 저하되는 등의 여러 문제점이 있었다.

여기서 상기 출화시간이란, 통상적으로 히터(5)가 『온』되는 시점에서부터 함침펠렛트(1)의 표면에서 전자가 방출되어 전자관의 스크린상에 화상이 나타날때까지 걸리는 시간을 말하는 것이다.

본 발명의 목적은, 음극링과 함침펠렛트를 화학반응에 의하여 고정결합시키는 것에 의하여 음극기체를 제조함으로써 제조공정과 이에 소요되는 시간을 단축하고, 음극기체의 두께가 보다 얇게 되어 출화시간이 빠르게 되는 함침형 음극 제조방법을 제공하려는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다공질 펠렛트와 전자방사 물질로 구성된 함침펠렛트 외주에 음극링이 구비된 함침형 음극 제조방법에 있어서, 상기 음극링은 함침온도 이하에서 산화반응을 일으키는 산화성 물질이 함유되고 다공질 펠렛트에 전자방사 물질을 함침시키는 함침공정에서 음극링중 산화성 물질과 함침펠렛트중의 전자방사 물질간의 화학반응에 의하여 음극링과 함침펠렛트가 고정결합되도록 함을 특징으로 하는 함침형 음극 제조방법이 제공된다.

상기 음극링중 산화성 물질로는 실리콘(Si), 니켈(Ni), 크롬(Cr)이 단독 또는 복합적으로 존재하는 것을 사용할 수 있다.

이하 본 발명에 의한 함침용 음극 제조방법을 첨부된 도면에 의하여 설명된다.

제3도는 본 발명에 의한 함침형 음극의 제조방법을 설명하기 위한 공정도로서 이에 도시한 바와 같이, 텅스텐등이 내열성 금속분말을 환원분위기중에서 고온 소결하고 펠렛트 형상으로 가공하여 공극이 형성된 다공질 펠렛트(6)를 제조하고, 전자방사 물질과 쉽게 화학 반응하는 실리콘(Si), 니켈(Ni), 크롬(Cr)등의 산화성 물질이 함유된 금속 또는 고온 내열성 금속과 합금된 고온내열성 금속을 딥드로잉하여 원통형 음극링(2′)을 형성한 다음, 상기 원통형 음극링(2′)에 다공질 펠렛트(6)가 삽입된 상태에서 전자방사 물질을 함침함으로써 음극기체(3′)의 제조가 완료된다.

여기서, 전자방사 물질이 함침공정을 보다 상세히 설명하면 전자방사 물질은 일반적으로 BaCo₃, CaCo₃등을 고온가열하여 BaO, CaO등 복합산화물로 형성시킨 다음, Al₂O₃등의 산호물과 함께 진공 또는 불활성 가스 분위기중에서 고온 가열함으로써 다공질 펠렛트(6)의 공극부에 용융함침된다.

상기한 바와 같이, 산화성 물질이 함유된 음극링(2′)과 다공질 펠렛트(1)로 구성된 상태에서 전자방사 물질을 함침시키게 되면 함침펠렛트(1)와 음극링(2′)의 사이에는 강한 결합이 이루어져 고정결합이 되는 것이다.

또한 산화성 물질이 함유된 음극링(2′)에 다공질 펠렛트(6)가 삽입된 상태에서 전자방사 물질을 함침시키게 되면, 다공질 펠렛트(6)는 함침펠렛트(1)로 됨과 아울러 이 함침펠렛트(1)와 음극링(2′) 사이에는 강한 결합이 이루어져 고정 결합이 되는 것이다.

즉, 전자방사 물질의 용융 함침 온도는 약 1600℃로서 전자방사 물질과 음극링(2′)중의 산화성 금속 사이의 화학적인 반응에 의하여 함침펠렛트(1)와 음극링(2′)이 고정결합된다.

그 일실시예로서 산화성 물질로서 실리콘(Si)이 함유되어 있는 음극링(2′)을 사용할 경우 전자방사 물질을 다공질 펠렛트(6)에 함침하는 공정에서 함침펠렛트(1)의 전자방사 물질과 음극링(2′)중의 실리콘 사이에는 다음과 같은 화학반응에 의하여 고정 결합이 된다.

BaO+Si → Ba₂SiO₄+2Ba

상기한 화학 반응에서 Ba₂SiO₄는 함침팔렛트(1)의 음극링(2^G)을 보다 강하게 고정 결합하는 역할을 하게 된다.

상기한 바와 같은 방법으로 제조된 음극기체(3′)는 내부에 음극가열용 히터(5)가 삽입 고정된 음극 슬리이브(4)의 상면에 설치되어 본 발명에 의한 함침형 음극구조체를 구성하게 된다(제1도 참조).

한편, 본 발명의 함침형 음극 제조방법에 있어서, 음극링(2′)의 구조가 양단이 개구되어야 전자방사 물질을 다공질 펠렛트(6)에 용이하게 용융함침할 수 있다.

또한, 음극링(2′)중의 산화성 물질으로는 실리콘(Si), 니켈(Ni), 크롬(Cr)을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이로써 국한되는 것은 아니며, 전자방사 물질 용융함침 온도인 약 1600℃ 이하에서 산소와 결합되는 물질이면 어느 물질을 사용하여도 무방하다.

또 고온강도를 높이기 위하여 몰리브덴등의 내열성 금속과 합금을 사용하면 더욱 좋다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 함침형 음극 제조방법은 함침펠렛트와 음극링의 고정결합을 위한 브레이징 또는 레이저 용접을 생략하고 다공질 펠렛트(6)를 함침하여 함침펠렛트(1)를 형성하는 과정에서 이 함침펠렛트(1)가 음극링(2′)에 고정결합 되도록 하는 것이므로 제조공정과 이에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 브레이징이나 레이저 용접이 필요치 않으므로 음극기체의 두께를 보다 얇게 할 수 있어 출화시간이 단축되는 등 함침형 음극구조체의 성능을 향상 시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 다공질 펠렛트와 전자방사 물질로 구성된 함침펠렛트 외주에 음극링이 구비된 함침형 음극 제조방법에 있어서, 상기 음극링은 함침온도 이하에서 산화반응을 일으키는 산화성 물질이 함유되고 다공질 펠렛트에 전자방사 물질을 함침시키는 함침공정에서 음극링중 산화성 물질과 함침펠렛트중의 전자방사 물질간의 화학반응에 의하여 음극링과 함침펠렛트가 고정결합 되도록 함을 특징으로 하는 함침형 음극 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 음극링중 산화성 물질로는 실리콘(Si), 니켈(Ni), 크롬(Cr)이 단독 또는 복합적으로 존재하는것 임을 특징으로 하는 함침형 음극 제조방법.