DE1042136B - Vorratskathode, deren emittierende Oberflaeche aus einem poroesen Metallkoerper besteht, und Verfahren zur Herstellung einer Kathode - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathode, deren emittierende Oberfläche aus einem porösen Metallkörper besteht, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kathode.

Es ist bereits bekannt, bei Kathoden, in denen ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist, den porösen Metallkörper längs eines kreisförmigen Randes mit dem Boden einer aus einem Stück gezogenen Molybdänbuchse zu verschweißen. Diese Konstruktion ist im Hinblick auf die gezogene Molybdänbuchse kostspielig.

Auch ist es bekannt, einen porösen Kathodenkörper mit darin befindlichen Erdalkalimetallverbindungen im Ende eines Molybdänzylinders festzufalzen und die Emission an der dem Heizdraht zugewandten Seite durch Abdecken mit einer Molybdänplatte zu verhüten, wobei etwaige Spalten mit Molybdänpulver, dem gegebenenfalls Aluminiumoxyd od. dgl. beigegeben ist, zugesintert werden. Auch diese Bauart ist ziemlich kostspielig. Außerdem sind die Anforderungen in bezug auf Leckstellen zwischen der Kathode und dem Heizdraht namentlich bei Kathoden für Fernseh-Kathodenstrahlröhren sehr hoch.

Die Erfindung schafft eine Konstruktion, die billig ist und in bezug auf Leckstellen zwischen der Kathode und dem Heizdraht günstige Eigenschaften hat.

Bei einer Kathode, deren emittierende Oberfläche durch einen porösen Metallkörper gebildet ist, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist, bestehen nach der Erfindung der poröse Metallkörper, die Metallwand und der Zylinder aus je einem Stück; sie sind nicht dicht miteinander verbunden, derart, daß infolge der Ausbildung dieser Teile eine ringförmige Berührungsstelle etwa an der Stirnseite des Zylinders entsteht, ferner ist der Durchmesser der Metallwand um soviel größer als der des porösen Metallkörpers und des Metallzylinders, daß von dem Kathodenkörper oder von dem vorhandenen Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen stammendes aktivieren-Vorratskathode,

deren emittierende Oberfläche

aus einem porösen Metallkörper besteht, und Verfahren zur Herstellung

einer Kathode

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg I₁ Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Oktober 1956

Roberto Levi, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

des Material nicht in den Raum zwischen dem Heizdraht und dem Zylinder eintritt.

Im allgemeinen wird die Wand in Richtung des Heizdrahtes etwas gewölbt sein, weil der poröse Metallkörper meist eine flache Scheibe ist. Ist er aber in Form einer Kappe ausgestaltet, so kann die Wand auch flach sein. Die Überlappung der Wand in bezug auf den Zylinder und den porösen Metallkörper ist durch die Wanderungsstrecke der aktivierenden Verbindungen und des Wandmaterials bestimmt, das praktisch immer Molybdän sein wird.

Die Kathode wird zweckmäßig derart aufgebaut. daß der poröse Metallkörper, die Wand und der Zylinder in einem einzigen Arbeitsgang bei elektrischem Stromdurchgang mittels einer Buckel- oder Stumpf-· schweißung miteinander verschweißt werden.

Der Metallzylinder braucht nicht wie bei bekannten Konstruktionen nahtlos zu sein, sondern kann eine Stumpfnaht oder eine Überlappnaht aufweisen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen zwei verschiedene Schnitte durch die Kathode nach der Erfindung;

Fig. 3 zeigt die einzelnen Kathodenteile vor ihrer Verschweißung, und

Fig. 4 veranschaulicht die Schweißbearbeitung.

In der Fig. 1 ist der poröse Wolframkörper mit den darin befindlichen Erdalkalimetallverbindungen mit 10

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Claims (4)

bezeichnet. Die emittierende Oberfläche ist mit 11, die Seiten- bzw. Unterfläche sind mit 12 und 13 bezeichnet. Der Körper 10 ruht auf einer gewölbten Molybdänwand 16. An dieser ist auf der anderen Seite ein Molybdänzylinder 15 befestigt, dessen Außendurchmesser dem des Körpers 10 entspricht. Der Heizkörper ist mit 20, die Überlappnaht des Zylinders 15 mit 22 (Fig. 2) bezeichnet. Bei der Beheizung der Kathode in der Röhre wird die Kathode an der oberen Seite unter dem Einfluß der freiwerdenden Verbindungen und des etwaigen freien Metalls eine starke Emission aufweisen. Obwohl die Flächen 12 und 13 nicht zur Emission beitragen, wird auch hier aktivierendes Material frei, und dies könnte sich bei einem kleinen Durchmesser der Wand 16 durch Spalten in der Verbindung zwischen 15 und 16 zum Raum unter der Wand 16 bewegen und daselbst Emission zum Heizkörper 20 herbeiführen. Als praktische Werte werden die folgenden Zahlen gegeben: Bei einer auf pyrometrischem Wege gemessenen Kathodentemperatur von 1000° C ist die Wanderungsstrecke von Barium und Bariumoxyd auf Molybdän annähernd 0,4 mm. Der poröse Wolframkörper 10 hat einen Durchmesser von 3,4 mm und eine Stärke von 1 mm. Der Außendurchmesser des Zylinders 15 beträgt ebenfalls 3,4 mm, und seine Wand ist 0,23 mm stark. Die Wand 16 ist 0,012 mm stark; der Krümmungsradius beträgt 62 mm. Der Außendurchmesser der Wand beträgt 3,6 mm. Diese Werte ergeben zusammen einen Weg von annähernd 0,5 mm zwischen dem unteren Rand des Körpers 10 und dem oberen Rand des Zylinders 15; dieser Wert übersteigt etwas die Wanderungslänge und ist ausreichend, um eine Ableitung zum Heizdraht zu verhüten. In Fig. 3 sind die Kathodenteile in einem Abstand voneinander dargestellt mit gestrichelten Schweißelektroden 17. Fig. 4 veranschaulicht die Schweißbearbeitung bei einer Kathode mit einem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen 31 und mit einem porösen Wolframkörper 30. Die Schweißelektroden sind mit 33 und 35, der Schweißapparat ist mit 34 bezeichnet. Bei der Bemessung einer Kathode nach Fig. 1 entsteht eine gute Schweißung, wenn eine Kondensatorbatterie von 1000 /tF bis zu etwa 700 V aufgeladen und über die Schweißstelle entladen wird, wobei eine Energie von 245 Ws frei wird. Um auf einfache Weise eine schützende Atmosphäre beim Schweißen zu bilden, kann kurz vor dem Schweiß Vorgang auf den porösen Metallkörper ein Tropfen Alkohol gebracht werden. Durch die Ausgestaltung der Wand wird die zur Verfugung stehende Schweißenergie völlig auf die Schweißstelle konzentriert, und es tritt keine unnötige Erhitzung auf. Dies wäre der Fall, wenn der poröse Körper und die Wand vollkommen aneinander anschließen. PAT Il NT A N S !■ K C C H E:

1. Kathode, deren emittierende Oberfläche durch einen porösen Metallkörper gebildet ist, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß poröser Körper, Metallwand und Zylinder aus je einem Stück bestehen und nicht dicht miteinander verbunden sind, derart, daß infolge der Ausbildung dieser Teile eine ringförmige Berührungsstelle etwa an der Stirnseite des Zylinders entsteht, und daß der Durchmesser der Metallwand um soviel größer ist als der des porösen Metallkörpers und des Metallzylinders, daß von dem Kathodenkörper oder von dem vorhandenen Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen stammendes aktivierendes Material nicht in den Raum zwischen dem Heizdraht und dem Zylinder eintritt.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des unteren Randes des porösen Metallkörpers von dem oberen Rand des Metallzylinders, über die Wand gemessen, die Wanderungslänge des aktivierenden Materials über das Material der Wand übersteigt.

3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder eine Stumpfnaht oder Buckelnaht aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper, die Wand und der Zylinder in einem einzigen Arbeitsgang durch Stromdurchgang miteinander verschweißt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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