微粒化的氧化物阴极的制法制造技术

一种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是：它包括利用奈米研磨技术，将用以制造氧化物阴极的至少一种阴极材料进行微粒化研磨，将该微粒化的阴极材料颗粒的平均粒径研磨至０．０９－１μｍ；再将该微粒化的阴极材料涂布至阴极基材的表面，并在真空中利用一发热元件对该阴极基材进行加热，制作成微粒化的氧化物阴极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于微粒化的氧化物阴极的制法，特指一种利用奈米粉体研磨技术，将氧化物阴极材料的粉末或颗粒进行微粒化研磨，再以微粒化的阴极材料制作出微粒化的氧化物阴极的方法，有效改善氧化物阴极的电子发射特性。
技术介绍
自从Wehnelt氏于1904年提出碱土类氧化物可作为有效的热电子发射阴极后，氧化物阴极的特性即被广泛地加以研究，并被实际地应用至许多产业，作为热电子阴极使用。以阴极射线管工业中所采用的热电子阴极为例，主要包括氧化物阴极、含浸式阴极及钪酸盐阴极等三种，其中由于氧化物阴极的材料成本较低，加工容易，且特性稳定，至今仍是业界最广泛应用的热电子发射源。参阅第1图所示，传统上，在制作氧化物阴极时，是在一镍合金基材1(含10ppm以下的还原剂，如Mg、Si、Al)上喷涂碳酸盐2(如BaCO3、SrCO3、CaCO3)材料；然后，利用一加热元件3于真空中对该镍合金基材进行加热，其加热温度约800℃左右，以使碳酸盐分解成氧化钡(氧化锶、氧化钙)及二氧化碳，且令部份的氧化钡与镍合金基材中的还原剂发生反应，产生游离钡，如此，即可制作出氧化物阴极。在此传统的氧化物阴极中，氧化锶及氧化钙等两种成份，主要是在束缚该游离钡，以免其过度蒸发损耗。针对此种传统的氧化物阴极，Beynar与Nikonor曾提出所谓的钡单原子层模式，并利用下列的Richardson公式，估算出热电子的发射效率 J＝AT2exp(-eψ/KT)，ψ＝ψ0+αT (1)其中，A＝120.4A/cm2K2；ψ为功函数；ψ0为00K时的功函数；α为温度系数。并通过掺杂碱土金属，以降低功函数ψ，提升热电子的发射效率。另，针对传统氧化物阴极的热电子发射效率，Loosjer与Vink经长期研究及实验后。认为该氧化物阴极中氧化物层的多孔性，对导电度所造成的影响应，是影响热电子发射效率的一重要因素。此外，Rutter氏于1979年发现于氧化物阴极的基材上镀镍，Saito于1986及1996年分别发现于氧化物阴极中掺杂氧化钪，及于镍合金基材上溅镀钨膜，均可改善热阴极的特性，此等发现对氧化物阴极特性的研究改良，具有极为重大的意义。近年来，由于消费者对于投影电视系统画质及亮度的要求，有愈来愈高的趋势，故如何制作出的价廉物美、画面清晰且高亮度的投影电视系统，乃目前各大投影电视系统的制造业者，极欲达成的一重要目标。影响投影电视系统画质及亮度的因素固然很多，但是，在阴极射线管的投影电视系统上，用以产生红色调、绿色调及蓝色调影像的三个单色阴极射线管上所呈现的影像画质及亮度，将直接或间接影响着投影电视系统的画质及亮度。为解决传统投影电视系统上的画质及亮度不足的问题，传统阴极射线管投影电视系统的设计及制造业者，均是通过增大施加在各单色阴极射线管的电子流发射源(如阴极)上的电流，令其产生高能量的电子束，以有效增加各单色阴极射线管的屏幕上所呈现的影像亮度，进而改善投影电视上所呈现的影像亮度及彩度，其主要缺陷在于在各单色阴极射线管的单一电子流发射源上施加大电流，却令所产生的单一电子束中电子数量遽增，导致因电荷相互排斥的作用，而发生电子束断面积沿各单色阴极射线管的屏幕方向发生逐渐扩大，甚至发生光晕恶化的现象。此一现象，虽可通过调整各单色阴极射线管的电子枪中聚焦透镜或共同透镜的设计，或通过加大或加深各单色阴极射线管的管颈内径，获致些许改善，但却大幅增加了生产成本及制程的复杂度。因此，如何通过设计出一创新的氧化物阴极，以在不需大幅增加生产成本及改变设备制程的情形下，生产出高画质及高亮度的阴极射线管，即为本专利技术在此欲探讨的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种微粒化的氧化物阴极的制法，主要是利用奈米粉体的研磨技术，将用以制造氧化物阴极的粉末或颗粒进行微粒化研磨，令其颗粒的粒径由传统的微米级(2.0μm)降至本专利技术的次微米级(0.09-1.0μm)，再以微粒化的阴极材料制作出本专利技术的氧化物阴极，达到有效改善氧化物阴极的热电子发射特性的目的。本专利技术的第二目的是提供一种微粒化的氧化物阴极的制法，通过在一阴极基材上，将经奈米研磨技术所研磨出的至少一种以上微粒化的阴极材料(含钡的碳酸盐类)涂布至基材上，并在真空中对其进行加热，制作出所需的氧化物阴极，各微粒化的阴极材料可有效增加氧化物阴极表面的热电子发射面积，达到有效增加其氧化物层的多孔性对导电度的影响的目的。本专利技术的第三目的是提供一种微粒化的氧化物阴极的制法，通过在各微粒化的阴极材料，依一预定的顺序，依序涂布至基材上，以形成多层次的结构设计，通过不同的阴极材料特性，达到有效改善氧化物阴极的热电子发射效率的目的。本专利技术的第四目的是提供一种微粒化的氧化物阴极的制法，通过奈米研磨技术，将阴极材料研磨成所需的微粒化颗粒，令所制成的氧化物阴极具有媲美价格昂贵的氧化钪阴极的高电流发射密度及电子发射效能，达到在制程及品质控制上，具有优于传统氧化物阴极或氧化钪阴极的目的。本专利技术的目的是这样实现的一种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技术，将用以制造氧化物阴极的至少一种阴极材料进行微粒化研磨，将该微粒化的阴极材料颗粒的平均粒径研磨至0.09-1μm；再将该微粒化的阴极材料涂布至阴极基材的表面，并在真空中利用一发热元件对该阴极基材进行加热，制作成微粒化的氧化物阴极。该微粒化的阴极材料为含有碳酸盐的阴极材料。该微粒化的阴极材料颗粒的粒径差为0.25～0.55μm。该微粒化的阴极材料颗粒中呈实体颗粒者维持在25～55％。该制法尚包括将该微粒化的阴极材料掺杂入平均粒径大于1.7μm的阴极材料中，以形成一掺杂粒径的阴极材料；再将该掺杂粒径的阴极材料涂布至该微粒化阴极材料的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作而成微粒化的氧化物阴极。本专利技术还提供第二种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技术，将用以制造氧化物阴极的至少一阴极材料进行微粒化研磨，该微粒化的阴极材料颗粒的平均粒径研磨至0.09-1μm，再将其掺杂入平均粒径大于1.7μm的阴极材料中，以形成一掺杂粒径的阴极材料；再将该掺杂粒径的阴极材料涂布至阴极基材的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作成微粒化的氧化物阴极。该制法尚包括将该微粒化的阴极材料涂布至该掺杂粒径的阴极材料的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作成该微粒化的氧化物阴极。本专利技术还提供第三种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该制法是先在该阴极基材的表面涂布一层平均粒径大于1.7μm的阴极材料；再将利用奈米研磨技术进行微粒化研磨，将平均粒径为0.09-1.0μm的至少一种微粒化的阴极材料涂布至该平均粒径大于1.7μm的阴极材料的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作成该微粒化的氧化物阴极。本专利技术还提供第四种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该制法是先在该阴极基材的表面涂布一层平均粒径大于1.7μm的阴极材料；再将利用奈米研磨技术进行微粒化研磨，将平均粒径为0.09-1.0μm的至少一种微粒化的阴极材料掺杂入平均粒径大于1.7μm的阴极材料中，以形成一掺杂粒径的阴极材料，再将该掺杂粒径的阴极材料涂布至该粒径大于1.7μm的阴极材料的表面，并在真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技术，将用以制造氧化物阴极的至少一种阴极材料进行微粒化研磨，将该微粒化的阴极材料颗粒的平均粒径研磨至0.09-1μm；再将该微粒化的阴极材料涂布至阴极基材的表面，并在真空中利用一发热元件对该阴极基材进行加热，制作成微粒化的氧化物阴极。2.根据权利要求1所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该微粒化的阴极材料为含有碳酸盐的阴极材料。3.根据权利要求1所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该微粒化的阴极材料颗粒的粒径差为0.25～0.55μm。4.根据权利要求1所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该微粒化的阴极材料颗粒中呈实体颗粒者维持在25～55％。5.根据权利要求1所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该制法尚包括将该微粒化的阴极材料掺杂入平均粒径大于1.7μm的阴极材料中，以形成一掺杂粒径的阴极材料；再将该掺杂粒径的阴极材料涂布至该微粒化阴极材料的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作而成微粒化的氧化物阴极。6.一种微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技术，将用以制造氧化物阴极的至少一阴极材料进行微粒化研磨，该微粒化的阴极材料颗粒的平均粒径研磨至0.09-1μm，再将其掺杂入平均粒径大于1.7μm的阴极材料中，以形成一掺杂粒径的阴极材料；再将该掺杂粒径的阴极材料涂布至阴极基材的表面，并在真空中利用发热元件对该阴极基材进行加热，制作成微粒化的氧化物阴极。7.根据权利要求6所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该阴极材料为含有碳酸盐的阴极材料。8.根据权利要求6所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该微粒化的阴极材料颗粒的粒径差为0.25～0.55μm。9.根据权利要求6所述的微粒化的氧化物阴极的制法，其特征是该微粒化的阴极材料颗粒中呈实体颗粒者维持在25～55％。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅，莫启能，林丕光，张莉娜，杨远威，
申请(专利权)人：中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：