DE1147325B

DE1147325B - Indirectly heated cathode for electrical discharge tubes

Info

Publication number: DE1147325B
Application number: DEG34479A
Authority: DE
Inventors: Walter Townsend Millis
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-03-15
Filing date: 1962-03-14
Publication date: 1963-04-18
Also published as: GB1004776A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

G34479Vmc/21gG34479Vmc / 21g

ANMELDETAG: 14. MARZ 1962REGISTRATION DATE: MARCH 14, 1962

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL:

18. A P RIL 196318. A P RIL 1963

Die Erfindung betrifft eine indirekt geheizte Kathode für elektrische Entladungsröhren mit einem an der Innenfläche des Kathodenröhrchens angeordneten, die Wärme gut absorbierenden Belag und einem mit einer Isolierschicht versehenen Heizer.The invention relates to an indirectly heated cathode for electrical discharge tubes with a arranged on the inner surface of the cathode tube, the heat absorbing coating and a heater provided with an insulating layer.

Es ist bereits eine mittelbar geheizte Thoriumkathode für elektrische Entladungsröhren bekannt, deren Kathodenhülse, die eine Emissionsschicht trägt, zur besseren Übertragung der von einem in der Hülse eingeschlossenen Brenner oder Heizdraht abgegebenen Wärme auf ihrer Innenseite einen Überzug aus einem hochschmelzenden Metallkarbid trägt. Vorzugsweise besteht die Kathodenhülse aus Tantal und die Karbidschicht aus Wolframkarbid, das eine rauhe, dunkle Oberfläche bildet, welche praktisch einem schwarzen Körper gleichkommt und die vom Brenner oder Heizer abgestrahlte Wärme gut aufnimmt. Daher erreicht die Kathodenhülse nahezu die gleiche Temperatur wie der wendeiförmige Brenner oder Heizer.An indirectly heated thorium cathode for electrical discharge tubes is already known, whose cathode sleeve, which carries an emission layer, for better transmission of the one in the sleeve enclosed torch or heating wire emitted heat on their inside from a coating a refractory metal carbide. The cathode sleeve is preferably made of tantalum and the carbide layer of tungsten carbide, which forms a rough, dark surface that is practical resembles a black body and absorbs the heat emitted by the burner or heater well. Therefore, the cathode sleeve reaches almost the same temperature as the helical torch or heater.

Bei einem weiteren bekannten Heizelement für mittelbar geheizte Kathoden wird der Heizdraht, der vorzugsweise bifilar gewickelt ist, von einer Isolierschicht aus reinstem, hochisolierendem Aluminiumoxyd bedeckt, die von einer dünnen, dunkel aussehenden Schicht aus einem Karbid, z. B. Tantalkarbid, mit gutem Wärmeabstrahlungsvermögen überzogen ist. Die Dicke der aufgebrachten, gut wärmeabstrahlenden Schicht, z.B. aus Tantalkarbid, beträgt je nach der Rauhigkeit der Unterschicht 2 bis 10 μ. Der auf diese Weise erreichbare Abstrahlungskoeffizient ist größer als 0,8.In another known heating element for indirectly heated cathodes, the heating wire, the is preferably wound bifilar, from an insulating layer of the purest, highly insulating aluminum oxide covered by a thin, dark-looking layer of a carbide, e.g. B. tantalum carbide, is coated with good heat radiation properties. The thickness of the applied, good heat dissipating Layer, e.g. made of tantalum carbide, amounts to 2 to, depending on the roughness of the sub-layer 10 µ. The radiation coefficient that can be achieved in this way is greater than 0.8.

Ein Ziel der Erfindung ist eine Kombination der die Wärme absorbierenden Schicht des Kathodenkörpers mit der die Wärme abstrahlenden Vorrichtung an der Außenseite des Heizers, um die Aufheizdauer möglichst klein zu halten.An object of the invention is a combination of the heat absorbing layer of the cathode body with the heat radiating device on the outside of the heater to reduce the heating time to keep it as small as possible.

Bei einer indirekt geheizten Kathode für elektrische Entladungsröhren mit einem an der Innenfläche des Kathodenröhrchens angeordneten, die Wärme gut absorbierenden Belag ist gemäß der Erfindung der Heizer mit einer Isolierschicht und mit einem die Wärme gut abstrahlenden Belag versehen. In the case of an indirectly heated cathode for electrical discharge tubes with one on the inner surface of the cathode tube arranged, the heat absorbing coating is according to the Invention of the heater with an insulating layer and provided with a coating that radiates heat well.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes seien die Figuren näher erläutert.For a better understanding of the subject matter of the invention, the figures are explained in more detail.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht im Aufriß einer elektronischen Entladungsröhre gemäß der Erfindung, wobei einige Teile weggelassen sind;Fig. 1 is a sectional view in elevation of an electronic discharge tube according to the invention; with some parts omitted;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Heizers, der für die Kathode des elektronischen Entladungsgerätes der Fig. 1 verwendbar ist; Indirekt geheizte Kathode für elektrische EntladungsröhrenFig. 2 is a partially sectional view of a heater used for the cathode of the electronic discharge device Fig. 1 can be used; Indirectly heated cathode for electrical discharge tubes

Anmelder:Applicant:

General Electric Company, Schenectady, N. Y. (V. St. A.)General Electric Company, Schenectady, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt, Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney, Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 15. März 1961 (Nr. 95 932)Claimed priority: V. St. v. America, March 15, 1961 (No. 95 932)

Walter Townsend Millis, Owensboro, Ky. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenWalter Townsend Millis, Owensboro, Ky. (V. St. A.), has been named as the inventor

Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht der Kathode;Fig. 3 is an enlarged view, partly in section, of the cathode;

Fig. 4 ist ein -teilweiser Querschnitt durch die zusammengesetzte Anordnung von Heizer und Kathode gemäß der Erfindung.Fig. 4 is a partial cross-section through the composite Arrangement of heater and cathode according to the invention.

In Fig. 1 ist eine elektronische Entladungsröhre 11 zu sehen, die eine evakuierte Hülle 13 besitzt, in der eine käfigartige Anordnung mit koaxial verlaufenden Elektroden gehaltert ist; diese Anordnung kann eine Kathode 15, ein Gitter 17 und eine Anode 19 aufweisen. Die Kathode, das Gitter und die Anode werden zwischen einer oberen und unteren, isolierenden Glimmerscheibe 21 und 23 oder einem sonstigen Abstandselement gehaltert, wobei der Käfig von einem Ansatz 25 der Hülle mit Hilfe von Haltern 27 abgestützt ist. Die von den Elektroden zu den Haltern führenden Anschlüsse werden in üblicher Weise ausgeführt und stellen elektrische Verbindungen zu äußeren Stiften 29 dar.In Fig. 1, an electronic discharge tube 11 can be seen, which has an evacuated envelope 13 in which a cage-like arrangement with coaxially extending electrodes is supported; this arrangement can be a Cathode 15, a grid 17 and an anode 19 have. The cathode, the grid and the anode are between an upper and lower, insulating mica washer 21 and 23 or another Spacer element supported, the cage from an extension 25 of the shell with the aid of holders 27 is supported. The connections leading from the electrodes to the holders are made in the usual way and provide electrical connections to external pins 29.

Wenn auch eine Triode als elektronische Entladungsröhre erläutert ist, so sei diese doch nur als Beispiel gewählt, da die Erfindung auch auf andere elektronische Entladungsröhren, z. B. Dioden, Tetroden, Pentoden usw., anwendbar ist, bei denen Kathoden von angenäherter Zylinderform verwendet werden, auf deren äußerer Fläche ein elektronenemittierendes Material niedergeschlagen ist, das beiAlbeit a triode as an electronic discharge tube is explained, this is only chosen as an example, since the invention is also applicable to others electronic discharge tubes, e.g. B. diodes, tetrodes, pentodes, etc., is applicable in which Cathodes of approximately cylindrical shape are used, on the outer surface of which an electron-emitting Material is deposited, the at

309 550/224309 550/224

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einer Erwärmung eine ergiebige Elektronenquelle ist daher der äußere Überzug elektrisch leitend; liefert. wenn der Heizer in der Bohrung einer Kathodenhülse Die Kathode 15 kann eine etwa zylindrische, bündig eingepaßt ist, wird eine elektrische Verbinröhrenförmige Hülse 31 sein oder enthalten, in der dung zwischen dem äußeren Überzug des Heizers ein Heizer 33 verläuft, der seinerseits von einer 5 und der Kathodenhülse hergestellt. Dementsprechend Quelle (nicht gezeigt) mit Heizstrom versorgt wird. befinden sich der äußere Überzug des Heizers und Der Heizer 33, der in Fig. 2 besser zu sehen ist, kann die Hülse auf demselben Potential, so daß die Kapaeinen Leiter 35 als Heiz- oder Glühfaden enthalten, zität zwischen der Kathodenhülse und dem Heizer der aus Wolfram oder einem anderen feuerfesten unabhängig von einer gegenseitigen Bewegung zwi-Metall hergestellt und mit einem isolierenden Über- io sehen diesen Teilen konstant gehalten wird. Somit zug 37 bedeckt ist; dieser Überzug kann aus einer werden unerwünschte Kapazitätsänderungen zwischen Mischung von Aluminiumoxyd und Aluminiumnitrat dem Heizer und der Kathode und die unerwünschten oder einer anderen isolierenden Mischung oder Ver- Änderungen der Eigenschaften bzw. Kennlinien des bindung bestehen, die auf dem Leiter 35 durch Über- abgestimmten Kreises beseitigt, ziehen mit Druck oder Schliff, durch Aufsprühen 15 Die Kathode 31 gemäß. Fig. 3 kann eine röhren- oder ein anderes kataphoretisches Verfahren aufge- förmige Hülse sein, die äußerst stark die Wärme abbracht wird. Zur Steigerung der Wärmeabstrahlungs- sorbiert, weil sie einen geschwärzten inneren Übereigenschaften des Heizers ist über dem isolierenden zug 41 trägt. Ein derartiger geschwärzter Überzug Überzug 37 ein elektrisch leitender, stark die Wärme kann dadurch hergestellt werden, daß eine ziemlich abstrahlender Überzug 39 vorgesehen, der feinver- 20 dünne Aluminiumschicht auf die Innenfläche der teilten Kohlenstoff in Form von Lampenruß oder Hülse aufgetragen wird. Dieser Überzug erfolgt vor mikroskopisch feinem Graphit enthält. Um den die der Ausbildung der Hülse durch einen Überziehvor-Wärme abstrahlenden Überzug 39 aufzubringen, kann gang unter Druck, bei dem ein ebener Bestandteil aus eine gewisse Menge feinverteilten Kohlenstoffs innig Kathodennickel und ein Aluminiumblatt oder -blech mit einer Mischung aus Aluminiumoxyd oder Alu- 25 fest zu einer dünnen Scheibe unter einem hohen miniumnitrat vermengt werden, die zur Bildung des mechanischen Druck zusammengepreßt werden. Das isolierenden Überzugs 37 verwendet wird; die An- zusammengesetzte Metall wird hiernach zu röhrenteile liegen dabei in einem Bereich von etwa 1 bis förmigen Hülsen umgestaltet, die innen mit AIu-20 Gewichtsprozent Kohlenstoff mit einem ent- minium ausgekleidet sind mit einem Einsatzband, sprechenden Bindemittel. Der die Wärme abstrah- 30 einer Sperre oder überlappten Säumen versehen und lende Überzug kann auch kataphoretisch oder durch auf die gewünschte Länge geschnitten sein können. Sprühen aufgebracht werden; in diesem Fall wird die Die Außenfläche der Hülse ist in üblicher Weise mit kohlenstoffhaltige Mischung in einem Bindemittel, einem elektronenemittierenden Material 43 überzogen. z. B. Nitrozellulose, fein verteilt. Bei den normalen Betriebstemperaturen der Kathode Der sich aus dem zuvor beschriebenen Verfahren 35 wird der verkleidete Aluminiumüberzug in ein Aluergebende Heizer ist schwarz und benötigt zur Über- minium-Nickel-Reaktionsprodukt umgewandelt, das tragung der Wärme vom Leiter 35 zur Kathodenhülse eine geschwärzte Innenfläche liefert und äußerst gut 31 eine kürzere Zeitspanne. die Wärme absorbiert.heating an abundant electron source, the outer coating is therefore electrically conductive; supplies. If the heater is fitted in the bore of a cathode sleeve, the cathode 15 may be an approximately cylindrical, flush, an electrical connector is tubular Sleeve 31 be or included in the manure between the outer coating of the heater a heater 33 runs, which in turn is made up of a 5 and the cathode sleeve. Accordingly Source (not shown) is supplied with heating current. are the outer cover of the heater and The heater 33, which can be seen better in Fig. 2, the sleeve at the same potential, so that the Kapaeinen Conductor 35 included as a heating or filament, between the cathode sleeve and the heater that of tungsten or some other refractory independent of mutual movement between metal manufactured and with an insulating over- io see these parts is kept constant. Consequently train 37 is covered; this coating can result from undesirable changes in capacitance between Mixture of aluminum oxide and aluminum nitrate to the heater and cathode and the undesirable or another insulating mixture or changes in the properties or characteristics of the exist bond that is eliminated on conductor 35 by over-coordinated circle, pull with pressure or grinding, by spraying 15 the cathode 31 according to. Fig. 3 can be a tubular or another cataphoretic process, which is shaped like a sleeve, which dissipates the heat extremely strongly will. To increase the heat radiation sorbed, because they have a blackened internal over-properties the heater is above the insulating train 41 wears. Such a blackened coating Coating 37 an electrically conductive, strongly the heat can be produced by having a fairly radiating coating 39 is provided, the finely 20 thin layer of aluminum on the inner surface of the split carbon is applied in the form of lamp soot or a sleeve. This coating is done before Contains microscopic graphite. To the formation of the sleeve by a pre-heat Applying radiating coating 39 can go under pressure, in which a flat component from a certain amount of finely divided carbon intimately cathode nickel and an aluminum sheet or sheet with a mixture of aluminum oxide or aluminum 25 firmly to form a thin disc under a high Miniumnitrat are mixed, which are pressed together to form the mechanical pressure. That insulating coating 37 is used; The assembled metal then becomes parts of tubes lie in a range of about 1 to shaped sleeves redesigned, the inside with AIu-20 Percent by weight carbon with a deminium are lined with an insert band, speaking binders. That abstracts the heat and provides a barrier or overlapped seams The loin cover can also be cataphoretic or cut through to the desired length. Spray applied; in this case the outer surface of the sleeve is in the usual way with carbon-containing mixture in a binder, an electron-emitting material 43 coated. z. B. nitrocellulose, finely divided. At the normal operating temperatures of the cathode The result of the above-described method 35 is the clad aluminum coating in an Aluergebende Heater is black and needs to be converted to the supermine-nickel reaction product, the Transfer of the heat from the conductor 35 to the cathode sleeve provides a blackened inner surface and extremely well 31 a shorter period of time. which absorbs heat.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung Bei einem anderen Verfahren, in dem ein ziemlich wird ein geschwärzter Außenüberzug 39 dadurch her- 40 geschwärzter, stark die Wärme absorbierender Ubergestellt, daß feinverteiltes oder pulverisiertes Wolfram zug 41 für die Kathodenhülse 31 hergestellt wird, an Stelle von Kohlenstoff entsprechend dem vorher- wird die Innenfläche der Hülse mit Kohlenstoff vergehenden Beispiel mit Aluminiumoxyd und Alu- sehen. Ein solcher kohlenstoffhaltiger Überzug kann miniumnitrat vermischt wird; die Anteile betragen ähnlich wie der feinverteilte Kohlenstoff auf den etwa 1 bis 40 Gewichtsprozent Wolfram, das auf den 45 äußeren isolierenden Überzug 37 des Heizdrahtes 35 isolierenden Überzug 37 durch Überziehen unter aufgebracht werden, wie zuvor beschrieben ist. Der Druck oder Schleifen, durch Aufsprühen oder kata- zu Kohlenstoff umgewandelte Überzug kann dadurch phoretisch aufgebracht wird, so daß ein Überzug mit angebracht werden, daß die eine Oberfläche der der gewünschten geschwärzten, die Wärme stark ab- Nickelhülse abgeschirmt und ein kohlenstoffhaltiger strahlenden Außenfläche entsteht. 50 Überzug auf die andere Oberfläche aufgebracht wird. Die zuvor beschriebene Heizerkonstruktion liefert Ein die Wärme stark absorbierender Überzug kann nicht nur die erwünschten Eigenschaften eines guten auf die Innenfläche der Kathodenhülse auch dadurch Wärmeüberganges, sondern schaltet auch einen ausgebildet werden, daß das blattförmige oder blech-Mangel aus, der bei den bisher verwendeten Anord- artige Kathodennickel vor der Formgebung zur Hülse nungen aus Kathode und Heizer auftritt. Die üb- 55 mit einer ziemlich dünnen Chromschicht plattiert liehen Anordnungen dieser Art, die in elektrischen wird. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird Entladungsröhren für abgestimmte Schaltkreise ver- eine geschwärzte Chromoxydoberfläche, die äußerst wendet werden, zeigen, daß eine Kapazität zwischen stark die Wärme absorbiert, dadurch hergestellt, daß dem Heizer und der Kathode vorhanden ist, die tat- eine Chromschicht in einer Dicke von etwa sächlich einen Teil des abgestimmten Schaltkreises 60 0,0025 mm in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre bilden kann. Unter diesen Umständen führt eine Be- bei einer Temperatur von annähernd 700° C oxydiert wegung zwischen dem Heizer und der Kathode wird. Durch Brennen der Chromplattierung bei Teminfolge eines mechanischen Stoßes oder anderer peraturen von mehr als 700 bis etwa 1100° C werden Schwingungen erzeugender Störungen zu uner- gleichwertige, wärmeabsorbierende Oberflächen in wünschten Änderungen der Kapazität zwischen Heizer 65 beträchtlich kürzeren Zeiten als beim Brennen bei und Kathode, wodurch wiederum unerwünschte 700° C erhalten.In another embodiment of the invention In another method in which a fairly if a blackened outer coating 39 is thereby produced, a blackened, strongly heat-absorbing coating is provided, that finely divided or pulverized tungsten train 41 is made for the cathode sleeve 31, instead of carbon as before, the inner surface of the sleeve is covered with carbon See example with aluminum oxide and aluminum. Such a carbonaceous coating can minium nitrate is mixed; the proportions are similar to the finely divided carbon on the about 1 to 40 percent by weight of tungsten, which is on the 45 outer insulating coating 37 of the heating wire 35 insulating coating 37 may be applied by coating underneath, as previously described. Of the This can result in pressure or grinding, by spraying on or a coating converted into carbon is applied phoretically, so that a coating can be applied with that one surface of the the desired blackened, the heat strongly shielded nickel sleeve and a carbon-containing one radiant outer surface is created. 50 coating is applied to the other surface. The heater construction described above provides a coating that is highly absorbent not only the desired properties of a good on the inner surface of the cathode sleeve also thereby Heat transfer, but also switches one formed that the sheet-like or sheet iron deficiency from the previously used arrangement-type nickel cathode prior to shaping into a sleeve voltage from the cathode and heater occurs. The over- 55 plated with a fairly thin layer of chrome borrowed arrangements of this type, which is used in electrical. In one embodiment of the method Discharge tubes for coordinated circuits combine a blackened chromium oxide surface that is extremely be applied, show that a capacity between strongly absorbs the heat, produced by that the heater and the cathode is present, the tat- a layer of chrome in a thickness of about actually part of the tuned circuit 60 0.0025 mm in a moist hydrogen atmosphere can form. Under these circumstances, loading at a temperature of approximately 700 ° C will result in oxidation movement between the heater and the cathode. By firing the chrome plating in sequence mechanical shock or other temperatures of more than 700 to about 1100 ° C Vibration-generating disturbances to unequal, heat-absorbing surfaces in desired changes in capacity between heater 65 at considerably shorter times than when firing and cathode, which in turn gives an undesirable 700 ° C.

Änderungen der Kennlinie des abgestimmten Kreises Die Chromoxydschicht hat sich bei den normalen Beverursacht werden. Bei den zuvor erwähnten Heizern triebstemperaturen der elektrischen Entladungsgeräte Changes in the characteristic curve of the coordinated circuit The chromium oxide layer has been caused by normal beverages. In the case of the aforementioned heaters, the operating temperatures of the electrical discharge devices

als äußerst stabil und derart biegsam erwiesen, daß das blattförmige Material bzw. Blech zu Röhren von ziemlich kleinem Durchmesser ohne Bruch oder Ablösung des Oxyds umgestaltet werden kann. Während des zuvor genannten Brennens wird die Nickeloberfläche des Hülsenmaterials nicht nachteilig beeinflußt; diese Oberfläche behält ihr glänzendes Aussehen, da die Nickeloxyde wahrscheinlich bei diesen Brenntemperaturen äußerst instabil sind, so daß die Oxyde, die sich gebildet haben können, leicht reduziert werden, so daß eine glänzende, äußerst reflektierende Nickeloberfläche als Unterlage für das elektronenemittierende Material zurückbleibt.proved to be extremely stable and so flexible that the sheet-like material or sheet metal to tubes of fairly small diameter can be reshaped without breaking or peeling off the oxide. While the aforementioned firing does not adversely affect the nickel surface of the sleeve material; this surface retains its shiny appearance, as the nickel oxides are likely to occur at these firing temperatures are extremely unstable, so that the oxides that may have formed are easily reduced, so that a shiny, extremely reflective nickel surface as a base for the electron-emitting Material remains.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die die Wärme absorbierende Oberfläche 41 auf dem inneren Überzug der Hülse 31 dadurch hergestellt, daß eine Kathodennickellegierung in Blatt- oder Blechform mit einem Überzug aus »Inconel« bedeckt wird, das eine Chrom-Nickel-Eisen-Legierung mit etwa 15 Gewichtsprozent Chrom ist und etwa die folgenden Bestandteile enthält:In a further embodiment of the invention, the heat-absorbing surface 41 is on the inner coating of the sleeve 31 produced in that a cathode nickel alloy in sheet or Sheet metal form is covered with a coating of "Inconel", which is a chrome-nickel-iron alloy is about 15 percent by weight chromium and contains about the following ingredients:

Nickel 77,0%Nickel 77.0%

Chrom 15,0%Chromium 15.0%

Eisen 7,0% ^ Iron 7.0% ^

Kupfer 0,2%Copper 0.2%

Mangan 0,25%Manganese 0.25%

Silizium 0,25%Silicon 0.25%

Kohlenstoff 0,06%Carbon 0.06%

Schwefel 0,007%Sulfur 0.007%

Wie man herausgefunden hat, liefert ein Überzug oder eine Druckverbindung der Legierung mit dem großen Chromgehalt mit den genormten Kathodenlegierungen, z.B. der Kathodennickellegierung Nr. 225 oder 449 im Verhältnis von etwa 80% (Chromlegierung) zu 20% (Kathodenlegierung) eine gut geschwärzte, die Wärme stark absorbierende Chromoxydoberfläche, wenn das zusammengesetzte Metall in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur von etwa 1000° C annähernd 10 Minuten lang gebrannt wird. Die Umwandlung der Chromlegierung zur Bildung des schwarzen Chromoxyds ist ein von der Zeit und Temperatur abhängiger Vorgang, so daß bei einer Brenntemperatur oberhalb 1000° C die Zeitspanne entsprechend geringer als 10 Minuten sein kann. Wiederum wird der Kathodennickellegierungsbestandteil des zusammengesetzten Materials offensichtlich nicht durch das Brennen beeinflußt, da irgendwelches Nickeloxyd, das sich gebildet haben kann, instabil ist und leicht bei der Brenntemperatur wegreduziert wird.A coating or pressure bond of the alloy with the has been found to provide high chromium content with the standardized cathode alloys, e.g. the cathode nickel alloy No. 225 or 449 in a ratio of about 80% (chrome alloy) to 20% (cathode alloy) a well blackened, the heat-absorbing chromium oxide surface when the composite metal in a moist hydrogen atmosphere at a temperature of about 1000 ° C for approximately 10 minutes is burned for a long time. The conversion of the chromium alloy to the formation of the black chromium oxide is a process dependent on time and temperature, so that at a firing temperature above 1000 ° C, the time span can be less than 10 minutes. Again, the cathode nickel alloy component becomes of the composite material obviously not affected by the firing, since any nickel oxide that may have formed is unstable and easy to remove Firing temperature is reduced.

Die elektrischen Entladungsgeräte, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt sind, haben eine beträchtlich geringere Aufheizzeit wegen des sehr guten Wärmübergangs. In einem Reihenversuch mit den handelsmäßig verfügbaren Arten unter Benutzung üblicher Heizer, die z. B. nicht mit einem äußerlieh geschwärzten, stark die Wärme emittierenden Material überzogen sind, die jedoch zur Erwärmung einer Kathodenhülse mit einer geschwärzten Innenfläche aus Chromoxyd benutzt werden, zeigt der neue Kathodenaufbau eine Verminderung der Aufheizzeit von annähernd 30 bis 38% im Vergleich zu Kathoden üblicher Konstruktion. Bei Kathodenhülsen, deren Wanddicke 0,09 mm beträgt, wird eine durchschnittliche Aufheizzeit von 31 Sekunden unter Benutzung einer üblichen Hülse aus einer Kathodenlegierung beobachtet. Diese Zeitspanne wird bis auf 19 Sekunden herabgesetzt, wenn die Kathodenhülse aus einer Legierung besteht, bei der das Verhältnis der Kathodennickellegierung zu »Inconel« 20:80 beträgt. Bei einer anderen Ausführungsform, bei der eine Kathodenhülse mit einer Wanddicke von 0,055 mm verwendet wird, wird die Aufheizzeit von annähernd 23 Sekunden für eine Hülse aus einer üblichen Kathodenlegierung auf annähernd 16 Sekunden reduziert, wenn eine Kathodenhülse aus der Kathodenlegierung, die mit einem Überzug aus der Legierung »Inconel« im Verhältnis von 20:80 ausgekleidet ist, verwendet wird. Bei beiden Ausführungsformen wird der Überzug aus der Chromlegierung vor der Bildung der Kathoden nach dem zuvor beschriebenen Verfahren oxydiert.The electrical discharge devices made according to the method of the invention have one considerably shorter heating-up time due to the very good heat transfer. In a series experiment with the commercially available types using conventional heaters e.g. B. not with an external blackened, heavily coated with heat-emitting material, which, however, causes warming a cathode sleeve with a blackened inner surface made of chromium oxide can be used, the new one shows Cathode structure reduces the heating time by approximately 30 to 38% compared to cathodes usual construction. For cathode sleeves with a wall thickness of 0.09 mm, an average Heating time of 31 seconds using a conventional sleeve made of a cathode alloy observed. This time is reduced to 19 seconds if the cathode sleeve is made of a Alloy in which the ratio of the cathode nickel alloy to "Inconel" is 20:80. In another embodiment using a cathode sleeve with a wall thickness of 0.055 mm the heating time is approximately 23 seconds for a sleeve made from a conventional cathode alloy reduced to approximately 16 seconds if a cathode sleeve made of the cathode alloy, which is lined with a coating of the alloy »Inconel« in a ratio of 20:80, is used. In both embodiments, the coating is made of the chromium alloy prior to formation the cathode is oxidized according to the method described above.

Eine weitere Herabsetzung der Aufheizzeit wird durch Verwendung eines Aufbaues aus Kathode und Heizer gemäß Fig. 4 erreicht, wenn ein die Wärme stark abstrahlender Heizer 33 der zuvor beschriebenen Art zur Aufheizung einer die Wärme stark absorbierenden Kathodenhülse 31 benutzt wird.A further reduction in the heating-up time is achieved by using a structure made up of a cathode and Heater according to FIG. 4 is achieved when a heater 33 of the type previously described, which strongly radiates the heat Kind of heating a cathode sleeve 31 which absorbs the heat strongly is used.

Zuvor sind Anordnungen erläutert worden, mit denen die Aufheizzeit elektrischer Entladungsgeräte dadurch herabgesetzt werden kann, daß die Wärmeübergangseigenschaften zwischen dem Heizer und der Kathode eines indirekt geheizten Kathodenaufbaus verbessert werden. Wenn auch die Erfindung in Verbindung mit Kathodenkonstruktionen aus etwa zylindrischen Hülsenkörpern beschrieben ist, so ist sie jedoch auch für Kathodenkonstruktionen anwendbar, die eine etwa ebene, becher- oder tellerförmige Kathode aufweisen, deren eine Seite geschwärzt und in unmittelbarer Nachbarschaft neben dem Heizer angeordnet ist, der einen isolierenden Überzug trägt, der mit einem schwarzen, die Wärme stark abstrahlenden Material versehen ist.Arrangements have been explained above with which the heating-up time of electrical discharge devices can be reduced by the fact that the heat transfer properties between the heater and the Cathode of an indirectly heated cathode structure can be improved. Albeit the invention in conjunction is described with cathode constructions made of approximately cylindrical sleeve bodies, so it is however, it can also be used for cathode constructions that have an approximately flat, cup-shaped or plate-shaped cathode have, one side of which is blackened and arranged in the immediate vicinity next to the heater is, which has an insulating cover, which is covered with a black, the heat strongly radiating Material is provided.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Indirectly heated cathode for electrical discharge tubes with a coating arranged on the inner surface of the cathode tube, which absorbs the heat well, characterized in that the heater (35) has an insulating layer (37) and a coating (39) that radiates heat well is provided.

2. Cathode according to claim 1, characterized in that the heat radiating well Coating (39) is carbon or powdered tungsten or contains these substances and is located above the Insulating layer (37) is located.

3. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that the heat absorbing Coating (41) Carbon, the reaction product of aluminum and nickel and oxides of chromium contains.

4. Cathode according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heat absorbing Coating (41) is or contains a black oxide of chromium.

5. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that the heat absorbing Topping (41) contains carbon and black oxides of chrome.

6. Cathode according to claim 1, characterized in that the covering (39) is electrically conductive and rests against the covering (41) by flush fitting of the heater (33) into the cathode tube (31), so that an electrical connection is established

between the pads (39)
tube (31) consists.

and the cathode

Considered publications: German Patent Specifications No. 967 715, 1090 774.

1 sheet of drawings