КАТОД ПРЯМОГО НАКАЛА Российский патент 2000 года по МПК H01J1/14 H01J1/15 H01J9/02 

Изобретение относится в основном к катодам прямого накала для использования в трех электронных пушках, установленных в цветном кинескопе. В частности, настоящее изобретение относится к катоду из металлического сплава. Катод прямого накала из металлического сплава имеет высокую плотность тока, увеличенный срок службы и упрощенный способ изготовления.

Предшествующий уровень техники
В данной области техники хорошо известны оксидные катоды или импрегнированные катоды, которые обычно используются в качестве катодов термоэлектронной эмиссии для трубок Брауна. Однако, вышеупомянутые обычно катоды, т.е. оксидные и импрегнированные катоды имеют проблемы, заключающиеся в том, что они не только вызывают замедление мгновенного срабатывания, но и имеют короткий срок службы. Чтобы решить вышеуказанную проблему, в последние годы активно проводились исследования по замене обычных катодов катодами из сплава металлов. Катоды из сплава металлов можно изготавливать либо из разных сплавов, либо из одних и тех же металлов. Отмечено, что катоды из сплава иридия и церия или сплава иридия и лантана обладают хорошей рабочей характеристикой в различных аспектах по сравнению и с вышеупомянутыми оксидными катодами и импрегнированными катодами. Однако катоды из сплава методов не нашли промышленного применения, т. к. их приходится изготавливать с помощью процесса электродуговой плавки. Это происходит потому, что в процессе электродуговой плавки один металл, имеющий более низкую температуру плавления, плавится раньше, чем другой металл, имеющий более высокую температуру плавления, поэтому во время сплавления металлов происходит их испарение.

В качестве ближайшего технического решения предлагается авторское свидетельство СССР N 252484, в котором раскрыт катод, выполненный на основе одного из металлов платиновой группы с присадкой одного из редкоземельных металлов в количестве от 0,5 до 35% ат. В качестве металлов платиновой группы использованы металлы Pt, Ir, Os, Pd, Ru, Pt, а в качестве редкоземельных металлов иттрий и лантаниды.

В обычном цветном кинескопе установлены три электронных пушки для получения, управления, фокусировки, отклонения и сведения трех электронных пучков. Каждая электронная пушка, установленная в цветном кинескопе, содержит оксидный катод 1, основной металл 2 и нагреватель 3, как показано на фиг. 1.

Оксидный катод 1, используемый для эмиссии электронов, закреплен на верхней части основного металла 2, который нагревается нагревателем 3. Нагреватель 3 расположен внутри основного металла 2. Нагреватель 3 излучает тепло, когда в нагревателе 3 протекает ток.

Вышеупомянутый основной металл 2 имеет следующие расчетные условия. Основной металл 2 должен иметь достаточно малую длину, чтобы не только увеличить электрическое сопротивление, но и также заставить катод работать быстро. Кроме того, основной металл 2 имеет достаточно высокую гибкость, чтобы увеличить термоэмиссию. Металл 2 также имеет высокую термостойкость, достаточную для того, чтобы поддерживать заданную конфигурацию при высоких рабочих температурах катода. Далее, основной металл 2 имеет заданную структуру, приемлемую для того, чтобы оксидный катод 1 мог осуществлять эмиссию достаточного количества электронов в течение длительного времени, даже если металл 2 покрыт оксидами щелочноземельных металлов.

Сущность изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача разработки катода прямого накала для электронных пушек, в котором устранены указанные недостатки и который позволяет достичь высокую плотность тока, увеличение срока службы и упростить способ изготовления катода.

Краткое описание чертежей
В дальнейшем, отличительные признаки и другие преимущества настоящего изобретения поясняются нижеследующим подробным описанием его воплощения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает конструкцию известного оксидного катода для электронных приборов (разрез),
фиг. 2 изображает схематический общий вид предлагаемого катода прямого канала, согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Согласно настоящему изобретению предлагается испускающий электроны катод прямого накала из сплава металлов для электронных приборов.

На фиг. 2 показан общий вид катода прямого накала. Как показано на чертеже, предлагаемый катод прямого накала имеет множество вольфрамовых проводов 32, которые выделяют тепло, когда по ним протекает ток. Вольфрамовые провода 32 пронизывают в горизонтальной плоскости таблетку 30, которая будет испускать электроны. Во время работы вышеупомянутого катода вольфрамовые провода 32 излучают тепло, когда по ним протекает ток. Следовательно, таблетка 30 принимает тепло проводов 32 и за счет этого испускает электроны.

В настоящем изобретении катод прямого накала для электронных приборов содержит 85-95 вес.% Au в качестве основного ингредиента и 5-15 вес.% Ce, La или Pr. в качестве вспомогательного ингредиента.

Сплав Au₅Ce имеет температуру плавления 1900^oC. Этот сплав Au₅Се также имеет превосходную рабочую характеристику при высоких температурах и обладает низкой работой выхода, вследствие чего имеет повышенную способность к эмиссии электронов по сравнению с любым обычным испускающим электроны материалом. В частности, ввиду превосходной рабочей характеристики сплава при высоких температурах можно увеличить срок службы катодов прямого накала.

Механическое сплавление смеси порошкообразных иридия и перия в сплавленный порошок представляет собой реакцию в твердой фазе. Катод прямого накала, полученный путем механического сплавления, имеет плотность тока примерно 7-10 А/см² при 1400^oC. Плотность тока этого катода прямого накала больше примерно на 2-5 А/см², чем плотность тока любых известных катодов прямого накала, изготовленных обычным способом электродуговой плавки. При повышенной плотности тока предлагаемый катод прямого накала обладает превосходной рабочей характеристикой.

Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что для изготовления заявленного катода используются порошкообразные металлы, вследствие чего можно изготавливать катоды прямого накала для электронных приборов в больших количествах.

Следует понять, что изобретение не ограничивается этими конкретными вариантами, и специалист в данной области техники может осуществить различные модификации изобретения в объеме заявленных притязаний.

Изобретение относится к катодам прямого накала для использования в трехэлектронных пушках, установленных в цветном кинескопе. Технический результат заключается в достижении высокой плотности тока, увеличении ожидаемого срока службы и упрощении способа его изготовления. Катод содержит 85-95 вес.% Au в качестве основного ингредиента, 5-15 вес.% Ce, La или Pr в качестве вспомогательного ингредиента и множество вольфрамовых проводов, пронизывающих таблетку. 2 ил.

Катод прямого накала для электронных приборов, содержащий таблетку из сплава, пригодную для эмиссии электронов, отличающийся тем, что содержит 85 - 95% вес. Au в качестве основного ингредиента и 5 - 15% вес. Се, La или Pr в качестве вспомогательного ингредиента, и множество вольфрамовых проводов, пронизывающих таблетку для ее нагрева, когда по этим проводам протекает ток, под действием которого таблетка испускает электроны.