專利名稱：改進(jìn)的氧化物陰極及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子管，尤其是在這些電子管中具有發(fā)射電子從而構(gòu)成電子流源作用的陰極的領(lǐng)域。
更具體地講，本發(fā)明涉及所謂的氧化物陰極。這樣的最經(jīng)常被使用的陰極，在一個(gè)金屬支架的表面上有一層大量發(fā)射電子的氧化物。與該支架相連的電位相對于環(huán)繞電位來說是負(fù)的，以便允許從該氧化物層發(fā)射電子通量。


圖1是一個(gè)簡化了的剖視圖，它表示了傳統(tǒng)氧化物陰極2的一部分。該支架1是由做成薄片的薄鎳板組成的，此薄片的表面1a以表面涂層的形式覆蓋上氧化物層3。此表面涂層是由活性化合物和粘合劑為原料形成的沉淀物。此活性化合物通常是以碳酸鋇(BaCO3)和其他元素的碳酸鹽為基礎(chǔ)的，隨后轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸^(BaO)和其他元素的氧化物。
為了發(fā)射，通常該氧化物層必須處在相對較高的溫度。在通常所謂的間接加熱的陰極的情況中，在支架附近設(shè)置上諸如燈絲這樣的與低壓電流源相連的熱源。
工作的時(shí)候，在環(huán)繞電場的作用下，電子流穿過氧化物層3(箭頭1)的厚度。由于在支架1和位于該氧化物層3的外表面3a附近的電極5之間建立起電位差，所以就產(chǎn)生了電場。在這個(gè)例子中，該支架被參考作為接地電壓，而電極5則加上較高的正偏壓+V。由陰極2得到的電子通量與電子流的強(qiáng)度I成正比。
圖2表示了陰極2在變化期間內(nèi)發(fā)生了一個(gè)變化后的其同一部分，可以看到，在金屬支架1和表面涂層3之間產(chǎn)生了稱為界面層的電阻層6。
在某些應(yīng)用中，必須設(shè)法在陰極中得到盡可能高的電子流。特別是用于可視“多媒體”和“高分辨率”的顯示屏幕以及用于錄像放映設(shè)備的陰極射線管和其他類型的電子管，例如，在高頻領(lǐng)域中使用的電子管，該電子流尤其是這樣。
眾所周知，由于氧化物陰極沒有足夠高的導(dǎo)電性，所以能從氧化物陰極得到的電子流強(qiáng)度必然被限制。問題主要在于通過表面涂層3和界面層6的厚度的導(dǎo)電性，而通過支架1的導(dǎo)電性可以認(rèn)為是能忽略的。應(yīng)該注意的是，層的電導(dǎo)率是與其電阻率成反比的。
此外，由于氧化物陰極的不充足的電導(dǎo)率，所以氧化物陰極看來經(jīng)不起高電流密度，尤其是當(dāng)該電子流在時(shí)間上是不變的時(shí)候。
一般認(rèn)為，氧化物陰極導(dǎo)電性低在于兩個(gè)事實(shí)一個(gè)是表面發(fā)射涂層3是以本來就不是良導(dǎo)體的氧化物為基礎(chǔ)的，一個(gè)是金屬支架1和表面涂層之間產(chǎn)生了界面電阻層6。
圖3是氧化物陰極電阻率的組成部分R1和R2的等效電路，這兩個(gè)部分分別來自表面發(fā)射涂層3和界面層6。由于這兩個(gè)層是疊在一起的，所以組成部分R1和R2是作為串聯(lián)電阻而合成的。
表面涂層3對電阻率的貢獻(xiàn)在陰極的使用期是改變的。這是由于氧化鋇(BaO)和從鎳中擴(kuò)散出來的一些還原元素之間發(fā)生了作用，而在此表面涂層中產(chǎn)生了金屬鋇的原因。此金屬鋇的主要目標(biāo)是移動(dòng)到表面涂層的表面，以便能發(fā)射電子，從而金屬鋇為表面涂層提供導(dǎo)電性。然而，金屬鋇的數(shù)量卻由于兩個(gè)理由而減少-由于還原元素必須通過擴(kuò)散來自鎳中不斷增加的深度，所以金屬鋇的產(chǎn)生逐漸枯竭；以及-相對于這些還原元素來說，界面層6本身的作用就像擴(kuò)散的阻擋層。
由于產(chǎn)生了此分界面，所以界面層6對電阻率的貢獻(xiàn)在使用期是改變的。這個(gè)分界面的產(chǎn)生是必然的因?yàn)楸砻嫱繉雍玩囍兴€原元素(例如Mg，Si，Al，Zr W等)之間的化學(xué)反應(yīng)，這就在此分界面中積累了一些化合物。由于這些化合物主要是氧化物，例如MgO，Al2O3，SiO2，Ba2SiO4，BaZrO3，Ba3WO6等，所以它們是相當(dāng)差的導(dǎo)體。
為了增加可以維持的電子流密度，在先前工藝中研究了氧化物陰極電阻率的起源和隨著時(shí)間的變化。
一些已知的解決方案通常是通過向氧化物層3中摻入導(dǎo)電原料來減少此氧化物層3的電阻率，例如-專利US-A-4,369,392建議向表面涂層中摻入鎳粉，在這個(gè)例子中這是通過加壓然后燒結(jié)而進(jìn)行的；-專利US-A-4,797,593提供了一種解決方案，這個(gè)方案是在表面涂層中添加氧化鈧或氧化釔，其作用之一是改善電導(dǎo)率；-專利US-A-5,592,043建議了一種表面涂層，其形式為包含金屬(W，Ni，Mg，Re，Mo，Pt)和氧化物(Ba，Ca，Al，Sc Sr，Th，La的氧化物)的固體物，它們通過“滲濾”(percolation)作用而增加導(dǎo)電性；以及-專利US-A-5,925,976建議在表面涂層中添加金屬(Ti，Hf，Ni，Zr，V，Nb，Ta)。
其他已知解決方案的目的都是使界面層6的作用減少。例如-專利US-A-4,273,683是一個(gè)主要由Ba3WO6構(gòu)成界面層的實(shí)例。在涂敷表面涂層之前在鎳支架上敷設(shè)一鎳粉，而且還在表面涂層的厚度中產(chǎn)生碳酸鋇的濃度梯度。在與接觸此分界面相接觸的區(qū)域中BaCO3的濃度較小，因此產(chǎn)生的化合物Ba3WO6也較少；-專利US-A-5,519,280描述了一種解決方案，在這個(gè)方案中，把銦和錫的氧化物(以In2O3和SnO2為基的絡(luò)和物(complex))摻入到表面涂層中，它們通過提供導(dǎo)電性和限制分界面的產(chǎn)生而發(fā)揮作用；-專利US-A-5,977,699建議在鎳支架和表面涂層之間添加以鋯為基的涂層，這個(gè)涂層減少界面層的還原性質(zhì)；以及-1998年7月7-10日在筑波(日本)舉行了“國際真空電子源會(huì)議”IVESC98，會(huì)議過后，大平卓也等人以“涂鎢薄膜陰極上Ni-W層的表面分析”為題的研究論文描述了一種解決方案，在他們的方案中，在涂敷表面涂層之前，先在鎳支架上敷設(shè)一層鎢粉，并解釋說這層鎢粉具有分散還原元素(Si和Mg)的作用，因此由分界面上的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化合物(尤其是Ba2SiO4)的濃度較低，結(jié)果是此分界面的阻擋層較小。
在專利US-A-4,924,137中還建議使由氧化物層和支架之間的反應(yīng)而產(chǎn)生的鋇容納在表面涂層中，而不會(huì)因蒸發(fā)而消失。為此目的，在表面涂層中加摻了氧化鈧和Al，Si，Ta，V，Cr，F(xiàn)e，Zr，Nb，Hf，Mo，或W的氧化物。
最后，在所謂的直熱式陰極的情況下還建議了一些解決方案。舉例來說，專利US-A-4,310,777主張?jiān)阪囍Ъ芫哂写罅挎u情況下，鎳中鋯的濃度要小，只處在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi)。相類似，專利US-A-4,313,854建議，在鎳支架中難熔金屬的百分比高的情況下，就在鎳和表面涂層之間插入一層金屬(Si，B，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Mo，或W)碳化物，以便來限制界面的產(chǎn)生。
可以看到，先前已知工藝的這些解決方案并沒有統(tǒng)一地來考慮一方面與氧化物層有關(guān)，另一方面又與界面層有關(guān)的這些特性。
此外，存在著其他類型的稱為浸漬式陰極的陰極，這種陰極允許持續(xù)高電子流的工作狀態(tài)，即使是這個(gè)電流在時(shí)間上是不變的。這些陰極包含一多孔的浸漬有發(fā)射材料的金屬薄片。然而，它們是復(fù)合體，制作成本高，使許多應(yīng)用場合不能使用它們，尤其是在為商業(yè)市場而設(shè)計(jì)的陰極管中。
根據(jù)前面所述，本發(fā)明的目標(biāo)是包含有支架和支架上有氧化物層的氧化物陰極。此外它還包含有導(dǎo)電材料的粒子，這些粒子的第一端部插入在支架中，而第二端部嵌入在氧化物層中，以便構(gòu)成穿過支架和氧化物層之間所形成界面層的導(dǎo)電橋。
這些粒子的導(dǎo)電材料是一種或多種金屬的碳化物是有好處的，這些金屬例如-IVB族金屬，而且最好至少是下列金屬之一鈦(Ti)，鋯(Zr)和鉿(Hf)；-VB族金屬，而且最好至少是下列金屬之一釩(V)，鈮(Nb)和鉭(Ta)；-VIB族金屬，而且最好至少是下列金屬之一鉻(Cr)，鉬(Mo)和鎢(W)。
這個(gè)支架可以由金屬制作，最好是由以鎳為基的金屬制作。
本發(fā)明涉及的還是包含有上述類型氧化物陰極的電子管，例如陰極射線管。此陰極射線管可以是為所謂的“多媒體”電視應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。
本發(fā)明涉及的還是制造氧化物陰極的方法，在這個(gè)方法中，在支架上敷設(shè)上氧化物層，這個(gè)方法包含以下步驟-給支架上用來接受氧化物層的那個(gè)表面添加導(dǎo)電材料粒子，使得這些粒子的第一端部插入在支架中，而第二端部是裸露的；以及-用氧化物層覆蓋此表面。
根據(jù)第一種制造方法，這個(gè)添加導(dǎo)電材料粒子的步驟就是把這些粒子散布在該表面上并對這些粒子施加壓力，使這些粒子的第一端部鑲嵌在支架中。
根據(jù)第二種制造方法，這個(gè)添加導(dǎo)電材料粒子的步驟就是把這些粒子摻入到支架中并通過表面處理使粒子的第二端部露出來，例如借助于選擇性化學(xué)浸蝕處理的方法。
這些粒子可以在冶金制作支架的時(shí)候摻入到支架中。
當(dāng)支架是通過沖壓而形成時(shí)，或在沖壓前或在沖壓后，使這些粒子的第二端部露出來。
參考附圖，閱讀依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例所做的描述，將更清楚地看到本發(fā)明以及由本發(fā)明產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，這里的實(shí)施例純粹是以非限定性的例子給出的。附圖中有-圖1已經(jīng)描述過，它是通用氧化物陰極和電極的一個(gè)簡化的部分剖視圖，它們能產(chǎn)生有助于電子發(fā)射的電場；-圖2已經(jīng)描述過，它是陰極中已經(jīng)形成界面層的通用氧化物陰極的一個(gè)簡化的部分剖視圖；-圖3是一個(gè)理論上的電路圖，它表示了氧化物層和界面層對圖2陰極中電阻率的貢獻(xiàn)；-圖4是本發(fā)明氧化物陰極的一個(gè)簡化的部分剖視圖；-圖4a是一個(gè)放大視圖，它詳細(xì)表示了圖4陰極中導(dǎo)電材料粒子的嵌套作用；-圖5是一個(gè)理論上的電路圖，它表示了具有圖4陰極中電阻率的組成部分；-圖6a到6c說明了根據(jù)本發(fā)明的第一種制造方法制作陰極的各個(gè)步驟；以及-圖7a到7d說明了根據(jù)本發(fā)明的第二種制造方法制作陰極的各個(gè)步驟。
圖4的剖面圖示意地表示了本發(fā)明陰極2的基本結(jié)構(gòu)。這個(gè)表示法類似于圖2，因此這兩個(gè)圖的共同部分都有同樣的標(biāo)號(hào)。
這樣在這個(gè)圖中就看到以鎳為基的導(dǎo)電支架1，在其表面1a上敷設(shè)了-層表面涂層形式的氧化物層3。在使用期間，如前面參考圖2所描述的一樣，在上述表面1a和氧化物層3之間形成了界面層6。
在隨后的這些例子中，將考慮間接加熱氧化物陰極的情況，也就是說這個(gè)陰極被支架1外面的熱源加熱而升溫，例如，借助于一個(gè)位于支架附近并連接到低壓電流源上的燈絲來加熱。然而本發(fā)明也可以使用在直熱式陰極的情況中。
根據(jù)本發(fā)明，陰極2包含有導(dǎo)電材料粒子8，這些粒子位于支架1和氧化物層3的接合處。這些粒子8大致均勻地分布在氧化物層3占據(jù)的整個(gè)表面上(或至少分布在其一部分上)。
如在圖4a中所詳細(xì)表示的，每個(gè)粒子8都具有第一端部8a和第二端部8b，第一端部8a穿過支架1的上述表面1a，以便鑲嵌在支架中，而第二端部8b則嵌入在氧化物層3的厚度中。這兩個(gè)端部8a和8b，在粒子外形不規(guī)則的范圍內(nèi)，在垂直于支架表面1a的軸A上是互相對置的。
粒子的中間部分8c穿過整個(gè)界面層6的厚度。粒子8因此構(gòu)成了一個(gè)導(dǎo)電橋，這個(gè)電橋建立的導(dǎo)電線路把支架1的主體直到第二端部8b的終點(diǎn)連接起來，也就是說在氧化物層3的內(nèi)部構(gòu)成了這個(gè)電橋。
應(yīng)該注意的是，這些粒子的平均尺寸相對于氧化物層3的厚度是可以調(diào)整的，使得粒子8嵌入氧化物層3中的部分在上述軸A方向的投影P占據(jù)這一層厚度E的一個(gè)比例，這個(gè)比例的大小是根據(jù)所期望的性質(zhì)而確定的。
參考圖5，現(xiàn)在來分析粒子8的存在對因氧化物層3和界面層6而產(chǎn)生電阻率的降低所造成的影響。
在這個(gè)圖中，假定陰極2標(biāo)為地電位，如同在圖1和3的情況那樣，由于支架是良導(dǎo)體，而忽略支架的電阻率。我們考慮沿軸A方向在一個(gè)截面上的電阻率，這里的軸A與陰極2的總平面垂直，而這個(gè)截面是從支架的上述表面1a開始，直通到氧化物層3裸露表面3a。這個(gè)截面被分解成兩個(gè)部分第一部分包含有氧化物層3的厚度，而第二部分包含有界面層6的厚度。由于這兩個(gè)部分是重疊的，所以它們的電阻率是相加而合成的。把第一部分的電阻率表示成R3(與圖3的R1相比而言)，而把第二部分的電阻率表示成R4(與圖3的R2相比而言)。
陰極2中包含有界面層6的那部分的電阻率R4看來是可以忽略的。這是因?yàn)榱Ｗ?是良導(dǎo)體，這個(gè)層有效地被每個(gè)粒子8提供的導(dǎo)電橋作用所短路。此外，全部的粒子8共同構(gòu)成了分布在氧化物層整個(gè)活性表面上的一套并聯(lián)線路。
對于陰極2中包含有氧化物層3的那部分的電阻率R3而言，它與通用無顆粒材料陰極的電阻率R1相比也是降低的。這是因?yàn)榱Ｗ?穿過氧化物層3的一定部分也會(huì)在其中產(chǎn)生導(dǎo)電橋的作用。在這部分中電阻率得到了改善。
于是，通過設(shè)置上本發(fā)明的嵌套狀導(dǎo)電粒子8，用此獨(dú)特的設(shè)備就同時(shí)使界面層6(這事實(shí)上變成零)和氧化物層3的電阻率得以降低。
為顆粒8選擇的材料最好是滿足幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足夠的硬，能鑲嵌在支架1的鎳(或其他的金屬)中；不破壞陰極2的發(fā)射；是導(dǎo)電體；經(jīng)得起氧化(尤其是由碳酸鹽轉(zhuǎn)換成氧化物所引起的氧化)；在化學(xué)性質(zhì)上是穩(wěn)定的而且特別是不與陰極元素起反應(yīng)；以及在陰極的工作條件下既不過分蒸發(fā)也不過分?jǐn)U散。
具有較高熔點(diǎn)的金屬都比鎳氧化得利害，因此不是最佳解決方案，而金屬氧化物則是不十分導(dǎo)電的。相反，使用金屬碳化物可以獲得最適宜的制作效果。選擇下面的一種或多種金屬碳化物是有利的-IVB族碳化物，具體講就是鈦(Ti)，鋯(Zr)和鉿(Hf)的碳化物；-VB族碳化物，具體講就是釩(V)，鈮(Nb)和鉭(Ta的碳化物)；以及-VIB族碳化物，具體講就是鉻(Cr)，鉬(Mo)和鎢(W)的碳化物。
這是因?yàn)樯狭薪饘偬蓟餄M足下面所有的這些標(biāo)準(zhǔn)a)它們都是很硬的(維克斯硬度＞1000HV)；b)它們在化學(xué)性質(zhì)上都是穩(wěn)定的，甚至是惰性的，因此不可能是陰極發(fā)射的毒化劑；c)它們都是好的導(dǎo)電體(電阻率＜100μohms.cm)；d)它們都是很耐氧化的(例如碳化鉭(TaC)，碳化鈮(NbC)和碳化鋯(ZrC)在空氣中直到大約800℃還經(jīng)得起氧化)；以及e)它們的熔點(diǎn)高(例如，碳化鉿(HfC)，碳化鈮(NbC)，碳化鉭(TaC)，碳化鈦(TiC)和碳化鋯(ZrC)的熔點(diǎn)大于3000℃，它們屬于所有材料當(dāng)中熔點(diǎn)最高的)，所以它們在熱學(xué)性質(zhì)上是穩(wěn)定的，其蒸發(fā)微乎其微。
參考圖6a到6c，現(xiàn)在來描述根據(jù)本發(fā)明第一種制造氧化物陰極的方法。
這個(gè)方法是以只有導(dǎo)電支架1的陰極預(yù)制件開始的。在這個(gè)例子中，這就是對以鎳為基的材料的連續(xù)條帶1進(jìn)行切割和沖壓，以便形成成品尺寸的支架。如圖6a所示，在這個(gè)條帶的表面1a上，散布粒子8組成粉末，而這些粒子是根據(jù)上述組成的一種或多種金屬碳化物。
然后，沿箭頭F(圖6b)方向?qū)αＷ拥南喾炊瞬?b施加壓力，把粒子8上形成了與表面1a相接觸端部的那個(gè)部分8a鑲嵌在支架材料1中。為了施加這個(gè)鑲嵌壓力可以使用多種技術(shù)。在這個(gè)圖解的例子中，這個(gè)壓力是借助于立式壓力機(jī)10得到的，這個(gè)壓力機(jī)定位在這些粒子上面，并受到控制以便得到所期望的鑲嵌程度?？梢钥紤]讓表面上帶有粉末沉積物的條帶1在一對壓輥之間通過，以便得到同樣的技術(shù)效果。必要時(shí)，可以加熱這個(gè)支架1，以便粒子8能很好地穿入。
一旦實(shí)現(xiàn)了粒子8的鑲嵌過程，就敷設(shè)氧化物層3，以便覆蓋條帶表面1a和粒子8的裸露部分。在這個(gè)例子中，這個(gè)氧化物層完全地掩埋了這些粒子的裸露部分。因此這些粒子的一端8a插入在鎳中，而一端8b插入在表面涂層中，于是構(gòu)成如同上面解釋過的導(dǎo)電橋。
這個(gè)氧化物層3被做成了表面涂層的形式，它是由一種或多種碳酸鹽和一種粘合劑組成的。在典型情況下，使用的碳酸鹽有碳酸鋇，碳酸鍶或碳酸鈣。在這個(gè)圖中，界面層6沒有畫出來，因?yàn)樗鼪]有露出來，只是在陰極2老化時(shí)，因氧化物層位于支架表面1a附近的那個(gè)部分發(fā)生了轉(zhuǎn)換才顯露出來。預(yù)先知道這個(gè)界面層的厚度，并因此采取措施使粒子8的沒有嵌入部分有足夠高的高度是可能的，以便它完全通過這個(gè)厚度，從而保證其導(dǎo)電橋的功能。
參考圖7a到7d，現(xiàn)在來描述本發(fā)明的另一種制造陰極2的方法，根據(jù)這種方法，在冶金制作支架1的時(shí)候，把粒子8加入到支架1的組成物質(zhì)中。在這種情況下，這個(gè)支架也是以鎳為基的支架。
在圖7a說明的這個(gè)例子中，在加入粒子8的階段，支架1是金屬條帶的形式。這個(gè)條帶然后經(jīng)切割和沖壓，以便得到其最后形狀的支架。
這個(gè)條帶1借助于滾筒12而沿箭頭G的方向移動(dòng)，使得其用來接受氧化物層的表面1a連續(xù)地在熱源14和噴射粒子8的噴槍16前面通過。用于這個(gè)技術(shù)的粒子組成可以與第一種制造方法的粒子相同。
熱源14的功能是把表面1a的溫度升得足夠高，使金屬條帶軟化(塑化階段)。這個(gè)熱源可以是一個(gè)用于在金屬條帶1中感應(yīng)出渦流的裝置。
噴槍16對著條帶的表面1a使勁噴射粒子8。由于這個(gè)表面已經(jīng)軟化了，所以這些粒子完全穿入或幾乎完全穿入條帶的主體中，因此就埋沒于主體里，靠近表面1a，正如圖7b中所詳細(xì)表示的。
然后，讓這個(gè)條帶1經(jīng)受選擇性化學(xué)侵蝕的處理，目的是在其表面1a處除去條帶的組成物質(zhì)，卻不改變粒子的構(gòu)造。在這個(gè)例子中，侵蝕處理是通過在條帶表面1a上噴涂液相酸18而實(shí)現(xiàn)的(圖7b)。可以考慮使用其他技術(shù)，例如用蒸汽侵蝕或等離子侵蝕的技術(shù)。
化學(xué)侵蝕處理過后，粒子8朝外的端部8b從表面上露出來，而相反的端部8b仍然嵌套在組成條帶1的物質(zhì)主體中，也即與其成一體，如圖7c所示。這個(gè)結(jié)果的獲得是由于這樣一個(gè)事實(shí)支架1的金屬，在這種情況下是鎳，比組成粒子的金屬碳化物耐化學(xué)侵蝕或等離子侵蝕處理的能力差。
然后，如圖7d所示，在表面1a上和粒子8的凸出部分上敷設(shè)表面涂層3，此表面涂層則包含有構(gòu)成陰極發(fā)射部分的碳酸鹽，而且特別是碳酸鋇。
如同第一種制造方法一樣(參看圖6b)，在化學(xué)侵蝕以后，粒子8的裸露部分從表面1a上凸出來，凸出得足以穿過任何界面層并穿入陰極的氧化物層中。
最后，這樣地做成的條帶經(jīng)切割而成為陰極支架的預(yù)制件，然后經(jīng)沖壓來獲得陰極主體。
在第二種制造方法的一個(gè)不同形式中，上述切割和可能的沖壓是在化學(xué)侵蝕或類似的步驟以前進(jìn)行的。換句話說，一旦支架1處于預(yù)制件狀態(tài)或處于其最終狀態(tài)，就讓粒子8的端部8b裸露出來。
最后，第一種制造方法的另一個(gè)不同形式是在制作條帶的階段，把這些粒子加入到支架1的整個(gè)厚度中。在這種情況下，當(dāng)這些粒子的端部8a被嵌入到表面涂層3中時(shí)，表面1a附近的那些粒子就充當(dāng)導(dǎo)電橋的作用，而其他粒子將處于惰性狀態(tài)，不干擾陰極的工作。
可以理解，根據(jù)本發(fā)明的氧化物陰極有很廣泛的應(yīng)用，它包含所有通常使用氧化物陰極的領(lǐng)域顯像管(CRT)，微波管，柵條管等。
本發(fā)明本身提供了許多業(yè)內(nèi)人士能力所及的沒有描述的變化形式，它們?nèi)蕴幱诒緳?quán)利要求的范疇內(nèi)，特別是在材料的選擇，尺寸參數(shù)和制造方法方面。
權(quán)利要求
1.包含有一個(gè)支架(1)和該支架上的一層氧化物層(3)的氧化物陰極(2)，其特征在于該氧化物陰極(2)還包含有導(dǎo)電材料的粒子(8)，這些粒子的第一端部(8a)插入在支架(1)中，而第二端部(8b)嵌入在氧化物層(3)中，以便構(gòu)成穿過在該支架(1)和該氧化物層(3)之間所形成的界面層(6)的導(dǎo)電橋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物陰極(2)，其特征在于該粒子導(dǎo)電材料(8)是一種金屬或多種金屬的一種碳化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化物陰極(2)，其特征在于該粒子導(dǎo)電材料(8)是一種IVB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物鈦(Ti)，鋯(Zr)和鉿(Hf)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氧化物陰極(2)，其特征在于該粒子導(dǎo)電材料(8)是一種VB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物釩(V)，鈮(Nb)和鉭(Ta)；
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的氧化物陰極(2)，其特征在于該粒子導(dǎo)電材料(8)是一種VIB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物鉻(Cr)，鉬(Mo)和鎢(W)。
6.根據(jù)權(quán)利要求到1到5中的任一項(xiàng)所述的氧化物陰極(2)，其特征在于該支架(1)是由金屬制作的，最好是由以鎳為基的金屬制作的。
7.一種電子管，其特征在于該電子管包含有根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的一種氧化物陰極(2)。
8.一種陰極射線管，其特征在于該陰極射線管包含有根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的一種氧化物陰極(2)。
9.一種氧化物陰極(2)的制造方法，在此方法中，在支架(1)上布置了氧化物層(3)，其特征在于該制造方法包含有下面的步驟在用來接受氧化物層(3)的支架(1)上的表面(1a)添加導(dǎo)電材料粒子(8)，使得這些粒子的第一端部(8a)插入在支架(1)中，而第二端部(8b)是裸露的；以及用氧化物層(3)覆蓋所述的表面(1a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于添加導(dǎo)電材料粒子(8)的步驟包括在該表面(1a)上面涂抹這些粒子然后對這些粒子施加一個(gè)力，以便把粒子的所述的第一端部(8a)鑲嵌在該支架(1)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于添加導(dǎo)電材料粒子(8)的步驟包括把這些粒子加入到支架(1)中然后使所述的第二端部(8b)通過一種表面處理而從該支架上露出來，例如借助于選擇性的化學(xué)侵蝕處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該粒子(8)是在該支架冶金制作期間被加入到該支架(1)中的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的由沖壓制作支架(1)的方法，其特征在于使這些粒子(8)的所述的第二端部(8b)在沖壓之前露出來的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的由沖壓制作支架(1)的方法，其特征在于在沖壓以后才使這些粒子(8)的所述的第二端部(8b)露出來。
15.根據(jù)權(quán)利要求9到14中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該導(dǎo)電材料粒子(8)是一種金屬或多種金屬的一種碳化物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該導(dǎo)電材料粒子(8)是一種IVB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物鈦(Ti)，鋯(Zr)和鉿(Hf)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于該導(dǎo)電材料粒子(8)是一種VB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物釩(V)，鈮(Nb)和鉭(Ta)；
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該導(dǎo)電材料粒子(8)是一種VIB族一種金屬或多種金屬的碳化物，而且最好至少是下列金屬中一種的碳化物鉻(Cr)，鉬(Mo)和鎢(W)。
19.根據(jù)權(quán)利要求9到18中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該支架(1)是由金屬制作的，最好是由以鎳為基的金屬制作的。
全文摘要
這種氧化物陰極(2)包含有支架(1)和此支架上的氧化物層(3)。此外它還包含有導(dǎo)電材料的粒子(8),此粒子的第一端部(8a)插在支架(1)中,而第二端部(8b)嵌入在氧化物層(3)中,以便構(gòu)成穿過在支架(1)和氧化物層(3)之間形成的界面層(6)的導(dǎo)電橋。本發(fā)明還涉及的是制造這種陰極的方法。這些導(dǎo)電粒子(8)可以同樣地在該氧化物層(3)處和該界面層(6)處改善該陰極的導(dǎo)電性。
文檔編號(hào)H01J1/13GK1388979SQ01802410
公開日2003年1月1日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
發(fā)明者J·－L·里科 申請人:湯姆森許可公司