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Bei der Herstellung netzgeheizter Kathoden mit indirekter Heizung der Emissionsquelle besteht die Aufgabe, den primär erhitzten Körper von der eigentlichen Emissionskathode ganz oder teilweise zu isolieren. Diese Aufgabe ist bisher durch Übersehieben eines Isolationskörpers über den Heizkörper und durch Befestigung eines metallischen Überzuges auf diesem Isolationskörper zu lösen versucht worden.
Bei diesen Anordnungen bestehen grosse fabrikatorisch Schwierigkeiten.
Gemäss dem Erfindungsgedanken wird der Isolierkörper auf dem Wärmeerzeuger selbst befestigt bzw. es wird eine isolierender festhaftender eberzug auf dem Wärmeträger hergestellt, der nun seinerseits mit einer metallischen Belegung versehen wird. Letztere kann durch Ausfällen oder Aufstäuben von Metall auf die Isolierschicht erzeugt werden. Als Isolationsmaterial kann man beispielsweise eine Mischung von Zirkonoxyd mit Stärke, Wasserglas, kolloider Kieselsäure od. dgl. verwenden, die auf den eigentlichen Heizkörper aufgestrichen, getrocknet und darauf festgebrannt wird. Sie stellt danach eine völlig fest-
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Magnesiumoxyd, Kalzium-, Barium, Strontiumoxyd od. dgl. verwendet werden.
Wesentlich für die Erfindung ist im Gegensatz zu bereits bekannt gewordenen indirekt geheizten Kathoden. dass die Isolationsschicht aus einer mi-chug von einem Metalloxyd und einem geeigneten Reduktions-und gegebenenfalls einem Bindemittel hergestellt wird, aus der bei geeigneter Erwärmung eine emittierende Substanz frei wird, wobei der auf dem Faden verbleibende Rückstand die Eigenschaften eines Halbleiters oder Isolators aufweist und dass auf diese halbleitende Schicht die vorher freigewordene emittierende Substanz niedergeschlagen wird.
Da die gesamte abgestrahlte Energie von der Grösse der gesamten Oberfläche abhängt. ist es vorteilhaft, bei gegebener Länge der Kathode, den Umfang der strahlenden Oberfläche möglichst klein zu halten, d. h. es ist erforderlich, die äussere leitende Belegung der Kathode möglichst eng an die Isolierschicht anzuschliessen. Es ist daher vorteilhaft, die äussere leitende Belegung der Kathode direkt auf die Isolierschicht aufzubrennen. Man erzeugt diesen Überzug beispielsweise durch Aufbringung einer Lösung von Platin, Gold, Silber od. dgl. in organischen Lösungsmitteln und Trocknen und Erhitzen des so präparierten Isolierkörpers auf Rotglut (beispielsweise Westerhaversche Platinlösung).
Man kann ihn auch durch Erhitzen des Isolierkörpers in einer Flüssigkeit von Nickelcarbonyl herstellen.
Zur Befestigung der Ableitungen an den so hergestellten Überzügen benutzt man erfindungsgemäss eine Mischung von etwa gleichen Teilen Kupfer und Bleiborat, die in der reduzierenden Flamme aufgeschmolzen eine gut leitfähige und festhaftende Verbindung herstellt. An Stelle von Kupfer können in obiger Mischung auch andere Metalle, wie Nickel, Platin, Gold, Silber usw. verwendet werden.
Nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung wird die Isolationsschicht auf den eigentlichen Heizdraht durch chemische Umsetzung oder durch thermisch-chemischen Zerfall erzeugt. Ein Beispiel für dieses Verfahren sei im folgenden beschrieben :
Es ist bekannt, dass Chromylchlorid beim Erhitzen auf höhere Temperatur in Chromoxyd Cr203 und Chlor usw. zerfällt. Lässt man also einen Draht aus Wolfram, Platin od. dgl. in einer Atmosphäre von Chromylchlorid auf etwa Rotglut kommen, so setzt sich an demselben eine sehr fest haftende Schicht von Chromoxyd ab, das ein ausgezeichneter Isolator ist.
Die gleiche Schicht von Chromoxyd erhält man, wenn man den Faden mit einer Schicht von Ammoniumbichromat bedeckt und diese Substanz hierauf durch Erhitzen zersetzt.
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ist folgende : Man überzieht den Faden mit einer Schmelze von Bariumoxyd und Silicium. indem man den Faden in eine solche Schmelze eintaucht oder durch ein pulverisiertes Gemisch diesen Körper auf der Faden- oberfläehe durch Erhitzung des Fadens zur Schmelzung bringt. Der Faden kann als Glühkathode in die normalen Röhren eingebaut werden.
Bei Erhitzung des Fadens auf über 1200'findet eine Umsetzung zwischen diesen beiden Stoffen statt, wobei eine hochemittierende Substanz, wie Barium, in dem Raum der Röhre verdampft und sich auf der Innenfläche der umgebenden Anodenplatten niederschlägt. Die nach der Reaktion auf dem Faden verbleibende Schicht besitzt die Eigenschaft eines Halbleiters. ver- ursacht daher keine wesentliche Veränderung der leitfähigen Eigenschaften des Fadens selbst. Um nun auf diese Schicht eine Äquipotentialkathode aus hochemittierender Substanz aufzubringen, kann man nach der weiteren Erfindung durch Wirbelstromerhitzung der Anode das dort niedergeschlagene Barium
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Auch in diesem Falle erhält man eine für den Zweck der Erfindung hoehemittierende Kathode.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Hoehemmissionskathoden für Entladungsgefässe, insbesondere Elektronenröhren, dadurch gekennzeichnet, dass der eigentliche Heizfaden durch chemisch-thermischen Zerfall mit einer halbleitenden oder nichtleitenden Schicht überzogen und auf seiner Oberfläche mit einer metallischen Äquipotentialkathode umgeben wird. die ihrerseits mit einer hochemittierenden Substanz, beispielsweise Barium, belegt wird.
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When manufacturing line-heated cathodes with indirect heating of the emission source, the task is to completely or partially isolate the primary heated body from the actual emission cathode. Up to now, attempts have been made to solve this problem by hitting an insulating body over the radiator and attaching a metallic coating to this insulating body.
With these arrangements there are great manufacturing difficulties.
According to the idea of the invention, the insulating body is attached to the heat generator itself or an insulating, firmly adhering cover is produced on the heat carrier, which in turn is provided with a metallic coating. The latter can be generated by precipitating or sputtering metal onto the insulating layer. For example, a mixture of zirconium oxide with starch, water glass, colloidal silica or the like can be used as the insulation material, which is spread onto the actual heating element, dried and then burned onto it. Afterwards she discovers a completely
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Magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, strontium oxide or the like. Can be used.
In contrast to the previously known indirectly heated cathodes, it is essential for the invention. that the insulation layer is made from a mix of a metal oxide and a suitable reducing agent and, if necessary, a binding agent, from which an emitting substance is released when suitably heated, the residue remaining on the thread having the properties of a semiconductor or insulator and that the previously released emitting substance is deposited on this semiconducting layer.
Since the total radiated energy depends on the size of the entire surface. It is advantageous, for a given length of the cathode, to keep the circumference of the radiating surface as small as possible, i. H. it is necessary to connect the external conductive coating of the cathode as closely as possible to the insulating layer. It is therefore advantageous to burn the external conductive coating of the cathode directly onto the insulating layer. This coating is produced, for example, by applying a solution of platinum, gold, silver or the like in organic solvents and drying and heating the insulating body thus prepared to red heat (for example Westerhaver's platinum solution).
It can also be made by heating the insulating body in a liquid of nickel carbonyl.
According to the invention, a mixture of approximately equal parts of copper and lead borate is used to fasten the leads to the coatings produced in this way, which, when melted in the reducing flame, produces a highly conductive and firmly adhering connection. Instead of copper, other metals such as nickel, platinum, gold, silver, etc. can also be used in the above mixture.
According to a further object of the invention, the insulation layer is produced on the actual heating wire by chemical conversion or by thermal-chemical decomposition. An example of this procedure is described below:
It is known that chromyl chloride decomposes into chromium oxide Cr203 and chlorine etc. when heated to a higher temperature. If you let a wire made of tungsten, platinum or the like come to about red heat in an atmosphere of chromyl chloride, a very firmly adhering layer of chromium oxide is deposited on it, which is an excellent insulator.
The same layer of chromium oxide is obtained if the thread is covered with a layer of ammonium dichromate and this substance is then decomposed by heating.
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is as follows: The thread is coated with a melt of barium oxide and silicon. by dipping the thread into such a melt or by using a pulverized mixture to melt this body on the thread surface by heating the thread. The filament can be built into normal tubes as a hot cathode.
When the thread is heated to over 1200 ', a reaction between these two substances takes place, with a highly emissive substance such as barium evaporating in the space of the tube and depositing on the inner surface of the surrounding anode plates. The layer remaining on the thread after the reaction has the property of a semiconductor. therefore does not cause any significant change in the conductive properties of the thread itself. In order to apply an equipotential cathode made of highly emissive substance to this layer, the barium deposited there can, according to the further invention, by eddy current heating of the anode
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In this case, too, a high-emitting cathode is obtained for the purpose of the invention.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing high emission cathodes for discharge vessels, in particular electron tubes, characterized in that the actual heating filament is coated with a semiconducting or non-conductive layer by chemical-thermal decay and is surrounded on its surface with a metallic equipotential cathode. which in turn is coated with a highly emissive substance such as barium.