(57)【要約】  【課題】スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有した電子放射物質を用いた含浸型陰極において、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量低下を抑制し、高い電子放射を得ることができる含浸型陰極を提供する。  【解決手段】多孔質基体(3)に、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質(4)を含浸させ、電子放射物質(4)の含浸量が５．８重量％以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下、かつ飽和エミッション電流が１５Ａ／ｃｍ2以上の含浸型陰極とする。１７００℃以下の温度でスカンジウム化合物と反応しない材料からなる容器に、多孔質基体と、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を入れて、高温で熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質基体に、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質を含浸させた含浸型陰極であって、
前記電子放射物質の含浸量が５．８重量％以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下、かつ飽和エミッション電流が１５Ａ／ｃｍ2以上であることを特徴とする含浸型陰極。
【請求項２】
前記電子放射物質の含浸量が９．３重量％以上である請求項１に記載の含浸型陰極。
【請求項３】
多孔質基体に、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質を含浸させた含浸型陰極であって、
前記電子放射物質の含浸量が３．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下、かつ飽和エミッション電流が１５Ａ／ｃｍ2以上であることを特徴とする含浸型陰極。
【請求項４】
前記電子放射物質の含浸量が５．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上である請求項３に記載の含浸型陰極。
【請求項５】
多孔質基体と、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、高温で熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記容器が１７００℃以下の温度でスカンジウムおよびスカンジウム化合物と反応しない材料で構成されていることを特徴とする含浸型陰極の製造方法。
【請求項６】
前記容器の材料が、タングステンもしくはタンタルの金属容器からなる請求項５に記載の含浸型陰極の製造方法。
【請求項７】
前記容器の材料が、アルミナもしくは酸化ジルコニウムのセラミック容器からなる請求項５に記載の含浸型陰極の製造方法。
【請求項８】
多孔質基体と、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、還元性ガス雰囲気中で高温熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記還元性ガス中に水素を２０％以上含有させることを特徴とする含浸型陰極の製造方法。
【請求項９】
前記熱処理温度が１５００℃以上１７００℃以下の範囲である請求項５又は８に記載の含浸型陰極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビあるいは情報表示、いわゆるディスプレイに利用されるブラウン管（ＣＲＴ）等の電子管における含浸型陰極及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴに用いられる一般的な含浸型陰極は、図６に示すように、ヒータコイル１と、このヒータコイル１を内蔵したキャップ状のスリーブ２と、このスリーブ２の上端部に接合されたタングステン等の高融点金属からなる多孔質基体３と、この多孔質基体３の空孔中に含浸させた酸化バリウム等のアルカリ土類金属酸化物を主成分とした電子放射物質４と、多孔質基体３上に蒸着等で形成されたイリジウム、オスミウム等の高融点金属薄膜５で構成されている。
【０００３】
多孔質基体３をヒータコイル１で加熱すると、電子放射物質４の中にある酸化バリウムが、多孔質基体３を形成しているタングステン等の高融点金属によって還元されて、遊離したバリウム原子が発生し、高融点金属薄膜５の表面に単原子層として形成される。このバリウム原子は、多孔質基体３の仕事関数を低減するので、１０００℃程度の比較的低い温度で電子放射が発生するようになる。通常のＣＲＴでの動作温度は、多孔質基体表面の温度で、１０００℃〜１１００℃程度である。
【０００４】
このような含浸型陰極は、電子管に一般的に用いられている酸化物陰極に比べて、高い電流を取り出して動作させても長い寿命が得られるため、高輝度・高解像度を必要とする大型ＴＶ用のＣＲＴに用いられている。
【０００５】
この含浸型陰極の製造方法の一例としては、下記特許文献１に提案されている。これによると、電子放射物質を充填した容器中内に、多孔質基体を有する陰極構体を入れ、非酸化性雰囲気中で１６００〜１７００℃に加熱して、電子放射物質を溶融し、多孔質基体の空孔中へ毛細管現象で染み込ませることによって、電子放射物質を含浸させた多孔質金属基体を作製している。
【０００６】
電子放射物質を充填する容器の材料としては、耐熱性があり、かつ加工が容易で製造コストの安いモリブテンが、一般的に使用されている。
【０００７】
また、含浸型陰極の電子放射能力の向上、もしくは更なる長寿命化の手段としては、下記特許文献２〜３に提案されているように、多孔質基体中にスカンジウムもしくは酸化スカンジウムを含有させた含浸型陰極が提案されている。この含浸型陰極では、多孔質基体表面において、バリウム原子に加えて、スカンジウム原子からなる双極子が発生することにより、スカンジウムを含有しない従来の含浸型陰極に比べて、多孔質基体表面の仕事関数が低減する。この作用により、陰極の動作温度が従来の含浸型陰極と同じ場合、電子放射が増加するという効果が得られ、従来の含浸型陰極よりも高い電流を取り出して動作させることができる。また、従来の含浸型陰極と同じ電流で動作させる場合では、従来の含浸型陰極に比べて、陰極の動作温度を低くすることができるので、多孔質基体表面に形成されるバリウム原子の蒸発が抑制され、寿命が長くなるという効果が得られる。
【特許文献１】特開平６−８４４４９号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５４１３１号公報
【特許文献３】特開平８−２２７６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記従来の含浸型陰極では、多孔質基体中にスカンジウムが含有されているために、多孔質基体表面へのスカンジウムの拡散速度が遅く、安定した電子放射を成すために必要とされる活性化工程に長時間を要するという課題がある。また、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を添加した電子放射物質を用いた含浸型陰極は、従来の含浸型陰極よりも高い電子放射が得られる反面、スカンジウム化合物が含浸工程で使用する容器と反応し、多孔質基体中への含浸量が低下して、陰極の品質低下を招くという課題がある。
【０００９】
本発明は、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を添加した電子放射物質を用いた場合において、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量低下を抑制し、高い電子放射を得ることができる含浸型陰極及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の含浸型陰極は、多孔質基体に、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質を含浸させた含浸型陰極であって、前記電子放射物質の含浸量が５．８重量％以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下、かつ飽和エミッション電流が１５Ａ／ｃｍ2以上であることを特徴とする。
【００１１】
前記電子放射物質の含浸量は９．３重量％以上であることが好ましい。
【００１２】
また本発明の含浸型陰極は、多孔質基体に、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質を含浸させた含浸型陰極であって、前記電子放射物質の含浸量が３．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下、かつ飽和エミッション電流が１５Ａ／ｃｍ2以上であることを特徴とする。
【００１３】
前記電子放射物質の含浸量は５．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の含浸型陰極の製造方法は、多孔質基体と、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、高温で熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記容器が１７００℃以下の温度でスカンジウムおよびスカンジウム化合物と反応しない物質で構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の別の含浸型陰極の製造方法は、多孔質基体と、少なくともスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、還元性ガス雰囲気中で高温熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記還元性ガス中に水素を２０％以上含有させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質の含浸量を５．８重量％以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下とするか、又は電子放射物質の含浸量が３．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下とすることにより、飽和エミッション電流を１５Ａ／ｃｍ2以上とすることができる。これにより、従来のスカンジウムを電子放射物質に含有した含浸型陰極に比べて、安価でかつ、高い電子放射能力を有する含浸型陰極を実現できる。
【００１７】
本発明方法は、多孔質基体と、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、高温で熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、１７００℃以下の温度でスカンジウム化合物と反応しない容器を用いることにより、多孔質基体中への電子放射物質の含浸が容易になり、含浸量の低下を防止することができる。これにより、従来のスカンジウムを電子放射物質に含有した含浸型陰極に比べて、安価でかつ、高い電子放射能力を有する含浸型陰極を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
電子放射物質に酸化スカンジウムを含有した場合、多孔質基体表面へのスカンジウムの拡散速度が速くなり、活性化工程の時間が短縮できるという利点はあるものの、電子放射物質をモリブテンの容器に充填した場合、含浸工程において酸化スカンジウムとモリブテンが反応し、酸化モリブテンが生成して、電子放射物質中に混入する。また、スカンジウムを含有した電子放射物質であっても、電子放射物質が空気に触れた際に、一部のスカンジウムが酸化して、酸化スカンジウムとなるので、含浸工程において酸化モリブテンが生成する。酸化モリブテンが電子放射物質に混入すると、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量が低下し、陰極の電子放射能力が低下するという問題がある。
【００１９】
本発明は、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質の含浸量を５．８重量％以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下とするか、又は電子放射物質の含浸量が３．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2以上、酸化モリブデンの含有量が１重量％以下とすることにより、飽和エミッション電流を１５Ａ／ｃｍ2以上とすることができる。前記電子放射物質の含浸量が５．８重量％未満、又は３．０×１０2ｍｇ／ｃｍ2未満では、安定して高い電子放射を得ることは困難となる。また、酸化モリブデンの含有量が１重量％を超えても、安定して高い電子放射を得ることは困難となる。
【００２０】
本発明は、多孔質基体と、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、高温で熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記容器が１７００℃以下の温度でスカンジウムおよびスカンジウム化合物と反応しない材料で構成されている。前記容器の材料としては、タングステンもしくはタンタルの金属、またはアルミナもしくは酸化ジルコニウムのセラミックが好ましい。
【００２１】
また、多孔質基体と、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質との混合物を容器に入れて、還元性ガス雰囲気中で高温熱処理し、多孔質基体の空孔中に電子放射物質を含浸させる含浸型陰極の製造方法において、前記還元性ガス中に水素を２０％以上含有させる。
【００２２】
これらの製造方法にしたがって、電子放射物質にスカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する含浸型陰極を作製することにより、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量低下を抑制し、安定して高い電子放射を得ることができる含浸型陰極を実現することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、製造工程に沿って、順次、説明する。
【００２４】
図１は、本発明の含浸型陰極の製造方法における一実施形態の概略を図示したものである。１７００℃以下の温度において、酸化スカンジウムと反応しない物質からなる容器６の中へ、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を含有する電子放射物質４と、多孔質基体３とを入れる。１７００℃以下の温度において、酸化スカンジウムと反応しない物質の例としては、金属では、タングステン、タンタル、金属以外では、アルミナ、酸化ジルコニウムといった酸化物が挙げられる。
【００２５】
次に、電子放射物質と多孔質基体を入れた容器６を、不活性ガスもしくは還元ガス雰囲気で充たした加熱炉７の中へ入れる。加熱炉内において１５００℃以上１７００℃以下の範囲の温度で加熱して、前記容器中の電子放射物質を溶融し、多孔質金属基体の空孔中へ電子放射物質を含浸させた後、温度を徐々に下げて冷却し、前記容器を加熱炉内から取り出す。
【００２６】
次に、前記容器中から、電子放射物質を含浸させた多孔質基体を取り出し、前記多孔質基体を、図２に示したスリーブ２に被着形成することにより、スカンジウムもしくはスカンジウム化合物を電子放射物質に含有する含浸型陰極を製造する。
【００２７】
前記において、多孔質基体重量は、（ｒ2×π×密度×厚み）の計算式で計算される。例えば半径ｒが０．０６ｃｍ，厚み０．０４３ｃｍ、密度５．０ｇ／ｃｍ3の多孔質タングステン基体の場合、２．４３ｍｇとなる。電子放射物質の存在量が０．１５ｍｇ／個の場合、0.15/(2.43+0.15)=0.058となり、５．８重量％となる。同様に、電子放射物質の存在量が０．２５ｍｇ／個の場合、９．３重量％となる。
【００２８】
また体積比は、含浸量／基体体積で表される。前記例においては、（ｒ2×π×厚み）の計算式で計算され、0.000486cm3となる。従って、電子放射物質の体積比は0.15/0.000486cm3 =308mg/cm3となり、約3.0×102mg/cm3となる。すなわち、電子放射物質の存在量が０．１５ｍｇ／個の場合、約3.0×102mg/cm3となる。同様に、電子放射物質の存在量が０．２５ｍｇ／個の場合、約5.0×102mg/cm3となる。
【実施例】
【００２９】
以下実施例を用いた本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
（１）電子放射物質の含浸量の測定方法について
まず、含浸前の段階において、多孔質基体１個あたりの重量を測定する。
【００３０】
次に、電子放射物質と多孔質基体を容器に入れて混合し、加熱炉の中に入れて電子放射物質を多孔質基体中へ含浸させる。含浸後の多孔質基体を取り出し、洗浄、乾燥した後に、再び多孔質基体１個あたりの重量を測定する。
【００３１】
電子放射物質の含浸量は、含浸前と後とでの多孔質基体の重量増加分であるので、含浸後の多孔質基体１個あたりの重量から含浸前の多孔質基体１個あたりの重量を差し引けば、電子放射物質の含浸量が求まる。
【００３２】
なお、本実施例では、１回の含浸において、１００個の多孔質基体を同時に含浸したので、含浸前と含浸後の重量測定において、それぞれ１００個の多孔質基体をまとめて測定し、それぞれの重量の１／１００の値を、多孔質基体１個あたりの重量として計算した。
（２）飽和エミッション電流の測定方法について
まず陽極８と陰極７からなる二極真空管６を作製し、図７に示すようにヒータ電源９と、電流計１１を組み込む。１０はパルス電流である。この飽和エミッション電流測定回路を用いて、陽極８にかける電圧を順次上げていき、その時の電流値を読み取り、電圧−電流特性図（図８）を作成する。ここで陰極電流が電圧の３／２乗に比例して変化する領域を空間電荷制限領域という。電圧がある値を超えると、陰極電流の変化が極めて小さくなる領域が現れ、この領域での陰極電流は、陰極の温度に左右されるようになる。この領域を温度制限領域という。温度制限領域における直線を０電界まで延長して電流軸との交点をＰとすると、このＰが飽和エミッション電流を表している。
【００３３】
このようにして、交点Ｐに該当するところの電流値を算出し、飽和エミッション電流を測定した。
（３）酸化モリブテンの含有量について
還元性ガスの水素濃度が５％の雰囲気において、スカンジウムを含有する電子放射物質をモリブテンの容器で含浸すると、酸化モリブテンの含有量は１〜２重量％となる。
【００３４】
還元性ガスの水素濃度が２０％の雰囲気において、スカンジウムを含有する電子放射物質をモリブテンの容器で含漫すると、酸化モリブテンの含有量は０．５〜１重量％となる。
【００３５】
還元性ガスの水素濃度が２０％以上になると、良好な含漫量が得られることから、電子放射物質中に含まれる酸化モリブテンの含有量は、１重量％以下でなければならない。
【００３６】
なお、スカンジウムを含有する電子放射物質をタングステンの容器で含浸した場合には、当然ながら、還元性ガスの水素濃度にかかわらず、酸化モリブテンは検出されない。
【００３７】
含有量の測定方法は、含浸工程終了後において、容器中に残った電子放射物質を取り出し、前記電子放射物質を硝酸水溶液に溶解して、その溶液の組成をイオン対クロマトグラフィー（ＩＰＣ）発光分析で分析することにより、酸化モリブテンの量を定量した。
【００３８】
（実施例１）
本実施例の含浸型陰極の製造方法について、製造工程に沿って、順次、説明する。
【００３９】
平均粒径１０μｍのタングステン粒子をプレスして、直径１．２５ｍｍ、厚み０．４５ｍｍ、密度４．５ｇ／ｃｍ3となるように多孔質のタングステンペレットを作製した。
【００４０】
このタングステンペレットを加熱炉の中に入れ、水素雰囲気中、１８００℃の温度で１時間加熱焼結し、直径１．２ｍｍ、厚み０．４３ｍｍ、密度５．０ｇ／ｃｍ3となる多孔質タングステン基体を作製した。
【００４１】
次に、酸化バリウム・酸化カルシウム・酸化アルミニウム・酸化スカンジウム（モル比率は、それぞれ６３％：１６％：１６％：５％）からなる複合酸化物の粉末１ｇを、容量４．７ｃｍ3のタングステンの容器に投入した。ここで、前記複合酸化物は、含浸型陰極において、電子放射物質を構成してなるものである。
【００４２】
さらに、前記の方法により製造された多孔質タングステン基体１００個を前記タングステン容器内へ投入して、前記複合酸化物と混合した。
【００４３】
このようにして混合された、前記複合酸化物と多孔質タングステン基体との混合物を、容器に入れたまま、加熱炉の中に入れ、５体積％の水素と９５体積％の窒素からなる還元性ガス雰囲気中において、１６００℃の温度で加熱して、前記複合酸化物を溶融させた。
【００４４】
前記複合酸化物が溶解すると、毛細管現象により、多孔質タングステン基体の空孔中へ複合酸化物が含浸された。
【００４５】
複合酸化物が溶融を開始してから１時間加熱後、含浸炉の温度を徐々に下げて冷却し、５０℃以下となった段階で、前記容器を炉内から取り出した。
【００４６】
次に、前記容器を湿度８０％の湿潤雰囲気中に１昼夜静置して、容器中の複合酸化物を解かした。
【００４７】
次に、前記複合酸化物を含浸した多孔質基体を前記容器から取り出し、洗浄、乾燥の工程を経て、酸化バリウム・酸化カルシウム・酸化アルミニウム・酸化スカンジウム（モル比１２：３：３：１）の四元複合酸化物からなる電子放射物質を含浸させた多孔質タングステン基体を製造した。
【００４８】
かくして得られる多孔質タングステン基体をスリーブに被着し、前記スリーブを用いて、図２に示した構造の陰極を組み立て形成することにより、酸化スカンジウムを含有した電子放射物質を多孔質タングステン基体の空孔内に含浸させた構造の含浸型陰極を作製した。
【００４９】
図３は、本発明および従来の方法により製造された含浸型陰極において、多孔質タングステンに含浸された電子放射物質の含浸量を示したもので、図中の線Ａは、含浸工程でタングステンの容器を用いた場合、線Ｂは、タンタルの容器を用いた場合の本発明の製造方法での含浸量を、線ｃは、含浸工程でモリブテンの容器を用いた従来の製造方法での含浸量を、線ｄは、スカンジウムを含有しない電子放射物質をモリブテンの容器を用いて含浸した従来の製造方法での含浸量を示す。
【００５０】
スカンジウムを含有する電子放射物質をタングステンもしくはタンタルの容器で含浸した場合の含浸量は、モリブテンの容器で含浸した場合に比べて大幅に増加しており、スカンジウムを含有しない電子放射物質をモリブテンの容器で含浸した場合と比べても、若干多く含浸させることができる。
【００５１】
スカンジウムを含有する電子放射物質をモリブテンの容器で含浸すると含浸量が低下する理由は、次のように考えられる。電子放射物質を多孔質基体中へ含浸する工程において、酸化スカンジウムとの反応性がある金属（Ｍｏ等）からなる容器に、電子放射物質を入れると、酸化スカンジウムが容器の金属と反応し、該金属との酸化物が生成する。
【００５２】
Ｓｃ2Ｏ3＋Ｍｏ  →  ２Ｓｃ＋ＭｏＯ3
なお、電子放射物質中のスカンジウムは、金属や他の化合物であっても、電子放射物質に酸素を含んでいるので、一部のスカンジウムは酸化スカンジウムとなっている。ここで生成した金属酸化物が、電子放射物質中の酸化バリウムと反応し、複合酸化物を生成する。
【００５３】
ＢａＯ＋ＭｏＯ3  →  ＢａＭｏＯ4
この複合酸化物が電子放射物質中に混入すると、溶融した状態での電子放射物質の粘性を増加させるので、電子放射物質が多孔質基体の細孔中へ浸透するのを阻害する作用を生じる。この作用により、含浸工程を終了した後において、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量が低下する。
【００５４】
したがって、スカンジウムを含有する電子放射物質を多孔質基体中へ含浸するためには、含浸工程において、多孔質基体と電子放射物質の構成物以外の物質が混入しないようにする必要がある。具体的には、含浸工程で用いる容器が、１７００℃以下の温度で酸化スカンジウムと反応しない物質からなることである。
【００５５】
本実施例においては、タングステン製の容器を用いたため、酸化モリブデンは、いずれも検出されなかった。
【００５６】
次に、これらの含浸型陰極を二極真空管に用い、二極真空管動作時のカソード温度が１０００℃となるように設定して、飽和エミッション電流を測定した。飽和エミッション電流とは、陰極から取り出し可能なエミッション電流の最大値を示す。
【００５７】
図４は、本発明および従来の方法により製造された含浸型陰極の飽和エミッション電流を示したもので、図中のＡは、含浸工程でタングステンの容器を用いた場合、Ｂは、タンタルの容器を用いた場合の本発明の製造方法での陰極を、ｃは、含浸工程でモリブテンの容器を用いた従来の製造方法での陰極を、ｄは、スカンジウムを含有しない電子放射物質をモリブテンの容器を用いて含浸した従来の製造方法での陰極を、ｅは、多孔質基体表面にスカンジウムをスパッタリングで被着した従来の陰極を示す。
【００５８】
本発明の方法により製造された含浸型陰極は、モリブテンの容器を用いた従来の含浸型陰極に比べて、飽和エミッション電流が大幅に向上しており、製造多孔質基体表面にスカンジウムをスパッタリングで被着した含浸型陰極と同等の飽和エミッション電流が得られる。
【００５９】
なお本実施例では、含浸工程において、タングステンおよびタンタルの容器を用いたが、容器の材料は、１７００℃以下の温度で酸化スカンジウムと反応しない物質であればよい。
【００６０】
例えば、アルミナもしくは酸化ジルコニウム等のセラミック容器であれば、酸やアルカリに対する耐腐食性に優れているので、酸やアルカリによる容器の洗浄が可能になり、含浸工程終了後の容器内の残留物を完全に除去できる。これにより、異なる材料の電子放射物質を含浸する場合や、電子放射物質の含浸以外の用途にも同じ容器を何度も使用することができ、容器の効率的な利用を図ることができる。
【００６１】
また、電子放射物質の含浸量は、含浸工程において、加熱炉内に流入させる還元性ガス中の水素濃度よっても変化する。図５は、還元性ガス中の水素濃度と電子放射物質の含浸量との関係を示したものである。
【００６２】
図中の線Ａは、酸化スカンジウムを含有する電子放射物質をタングステンの容器に入れた本発明の製造方法による場合、線ｃは、酸化スカンジウムを含有する電子放射物質をモリブテンの容器に入れた従来の製造方法による場合を示す。
【００６３】
タングステンの容器に入れた場合は、モリブテンの容器に入れた場合に比べて、全ての水素濃度の範囲において、高い含浸量が得られる。また、タングステンの容器に入れた場合は、還元性ガスの水素濃度が２０％以上の範囲でほぼ一定になり、個々の多孔質基体において、ばらつきの少ない安定した含浸量が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の含浸型陰極の製造方法における一実施形態の概略を示す図
【図２】本発明の実施形態における含浸型陰極の概略構造を示す図
【図３】従来および本発明の実施例の含浸型陰極における、多孔質基体中への電子放射物質の含浸量を示す図。
【図４】従来および本発明の実施例の含浸型陰極における飽和エミッション電流を示す図
【図５】本発明の含浸型陰極における、還元性ガス中の水素濃度と電子放射物質の含浸量との関係を示す図
【図６】従来の方法により製造された含浸型陰極の概略構造を示す図
【図７】本発明の飽和エミッション電流の測定するための飽和エミッション電流測定回路図。
【図８】同、電圧−電流特性図。
【符号の説明】
【００６５】
１  ヒータコイル
２  スリーブ
３  多孔質金属基体
４  電子放射物質
５  高融点金属薄膜
６  容器
７  加熱炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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