DE1111301B

DE1111301B - Gitter fuer Elektronenroehren mit einem Gitterdraht, dessen Oberflaeche einen UEberzug aus einer Edelmetall-Legierung aufweist

Info

Publication number: DE1111301B
Application number: DET17512A
Authority: DE
Inventors: Bedrich Rous; Josef Balik
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1958-11-28
Filing date: 1959-11-23
Publication date: 1961-07-20

Description

Gitter für Elektronenröhren mit einem Gitterdraht, dessen Oberfläche einen Überzug aus einer Edelmetall-Legierung aufweist Die Erfindung betrifft ein Gitter für Elektronenröhren, bestehend aus einem hochschmelzenden, mit einer Metallegierung überzogenen Draht.
Gitter bilden einen wichtigen Bestandteil von Elektronenröhren mit gesteuertem Elektronenstrom. Die Gitterdrahtwendel besteht in der Regel aus Nickel, Molybdän, Wolfram oder aus Nickel-Wolfram oder anderen Legierungen. Die Wahl der für die Herstellung der Gitterdrahtwendel verwendeten Metalle richtet sich nach den technischen Anforderungen mit Rücksicht an die mechanische, chemische und thermische Beanspruchung, der das Gitter an der betreffenden Stelle in der Elektronenröhre standhalten muß.
Außer solchen Anforderungen werden jedoch an die Gitterdrahtwendel noch weitere Ansprüche gestellt, nämlich eine hohe Austrittsarbeit der Oberfläche, um bei der Arbeitstemperatur des Gitters die thermische Emission zu unterdrücken, gleichzeitig aber auch ein niedriges Kontaktpotential, um eine dadurch verursachte unerwünschte Verschiebung des Arbeitspunktes der Elektronenröhre zu vermeiden. Diese zwei Anforderungen widersprechen jedoch einander, weil eine Erhöhung der Austrittsarbeit zugleich eine Erhöhung des Kontaktpotentials bedeutet. Eine weitere noch zu erfüllende Bedingung besteht darin, daß die Oberfläche der Gitterdrahtwendel mit dem während der Herstellung der Elektronenröhre auf der Drahtwendel gegebenenfalls aufgedampften Barium entweder überhaupt nicht chemisch reagiert oder aber mit dem Barium nur solche chemischen Verbindungen bildet, deren Austrittsarbeit hinreichend hoch ist. Dieser Anforderung kann man zwar durch Bedecken der Oberfläche der Drahtwendel mit Edelmetallen wie Gold, Platin, Rhodium usw. genügen, gleichzeitig erhöht aber ein solcher Überzug das Kontaktpotential, was aus den oben angeführten Gründen unerwünscht ist. Außer der Kostspieligkeit und Umständlichkeit weist dieses Verfahren auch noch denjenigen Mangel auf, daß zwecks eines Ausgleichs der durch den Überzug verursachten Arbeitspunktverschiebung das Gitter näher an die Kathode herangerückt werden muß, was wiederum andere Nachteile zur Folge hat, z. B. eine Erhöhung der Arbeitstemperatur des Gitters und einen größeren Einfluß der Erzeugungsungenauigkeiten auf die Streuung der Kennwerte der Elektronenröhre, insbesondere der Eingangskennwerte.
Es wäre daher wünschenswert, bei einer vorgegebenen räumlichen Anordnung der Elektroden im Inneren einer Elektronenröhre die Austrittsarbeit der Gitteroberfläche derart optimal zu wählen, daß sie noch zur Verhinderung der thermischen- Emission ausreichend wäre, dabei aber das Kontaktpotential nicht übermäßig anstiege. Reine Metalle können durch ihre Eigenschaften diese Bedingung nicht erfüllen. Es wurde jedoch gefunden, daß diese erwünschten Eigenschaften bei bestimmten Metallegierungen auftreten, wenn die Oberfläche der Gitterdrahtwendel mit diesen Legierungen überzogen ist.
Bei einem Gitter für Elektronenröhren mit einem Gitterdraht aus hochschmelzendem Metall, der auf der Oberfläche mit einer ein Edelmetall enthaltenden Legierung überzogen ist, enthält nach der Erfindung die Legierung mindestens ein Edelmetall, z. B. Au, Pt oder Ag, im Gesamtanteil von 30 bis 60% und mindestens eines der Metalle Cu, Ni, Fe oder Co im Gesamtanteil von 70 bis 40%.
Diese Legierungen sollen im weiteren an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Die thermische Elektronenemission einer Metalllegierung, in welcher Edelmetalle wie Au, Pt enthalten sind, ist desto kleiner, je größer der Gehalt der Edelmetalle in der Legierung ist. Bei einem derartigen Anwachsen der Austrittsarbeit wächst zwar auch das Kontaktpotential, aber der Gehalt der Edelmetalle verhindert gleichzeitig eine Oxydierung der Gitteroberfläche durch Gasentwicklung bei der Herstellung der Elektronenröhre (Auspumpen, Entgasen, Einschmelzen). Umgekehrt wird die Austrittsarbeit und dadurch auch das Kontaktpotential durch einen höheren Gehalt unedler Metalle wie Ni, Cu, Co u. dgl. in der Legierung herabgesetzt. Außerdem eignet sich zu diesem Zweck auch Silber, weil es ebenfalls als Komponente einer Legierung das Kontaktpotential der Legierung herabzusetzen fähig ist. Durch geeignete Wahl der Komponenten und ihres relativen Anteils in der Legierung kann man die Austrittsarbeit der mit einer solchen Legierung überzogenen Oberfläche zweckmäßig beeinflussen, d. h. im vorliegenden Falle die thermische Elektronenemission unterbinden, und zugleich das Kontaktpotential, d. h. im vorliegenden Falle die Verschiebung des Arbeitspunktes der Elektronenröhre, in erträglichen Grenzen halten. Auf diese Weise ist es möglich, zwischen den beiden erwähnten, einander widersprechenden Anforderungen in jedem vorgegebenen Falle einen geeigneten Ausgleich zu finden. Bei Gittern, deren Drahtwendel mit einer solchen Legierung überzogen ist, werden durch diese Maßnahme auch Änderungen des Kontaktpotentials unterdrückt, die sonst bei der Erzeugung der Elektronenröhre und während ihrer Verwendung zustande kommen. Die Legierung muß jedoch auch einen geeigneten Schmelzpunkt mit Rücksicht auf die verwendete Gitterdrahtwendel haben und muß sich auf die Drahtwendel leicht auftragen lassen. Wird z. B. zur Herstellung der Drahtwendel Molybdän benutze, dann darf der Schmelzpunkt der Legierung 1200° C nicht übersteigen.
Als Ausführungsbeispiel sei ein Steuergitter angeführt, dessen Drahtwendel aus Molybdän hergestellt und mit einer erfindungsgemäßen Legierung überzogen ist, wobei das Gitter in einer Elektronenröhre mit Oxydkathode angeordnet ist. Für eine solche Röhre kann man ein Gitter herstellen, das ein geeignetes Kontaktpotential besitzt, das zwar höher liegt als das eines blanken Molybdändrahtes, aber wesentlich niedriger als ein Molybdändraht mit in üblicher Weise versehener Oberfläche, wobei das Gitter auch hinreichend niedrige thermische Emission aufweist.
Durch die Erfindung wird eine wirtschaftlichere Erzeugung von Elektronenröhren mit enger Streuung der elektrischen Hauptkennwerte ermöglicht. Eine Legierung nach der Erfindung kann beispielsweise 40 % Ag, 55 % Cu und 5 % Ni oder 60 % Au und 40'% Ni enthalten, wobei die letztgenannte Legierung insbesondere zur Verwendung in Elektronenröhren Type PCF 82 und EF 80 geeignet ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Gitter für Elektronenröhren mit einem Gitterdraht aus hochschmelzendem Metall, der auf der Oberfläche mit einer ein Edelmetall enthaltenden Legierung überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mindestens ein Edelmetall, z. B. Au, Pt oder Ag, im Gesamtanteil von 30 bis 6011/o und mindestens eines der Metalle Cu, Ni, Fe oder Co im Gesamtanteil von 70 bis 40% enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 699 518; S t e y s k a 1, »Arbeitsverfahren und Stoffkunde der Hochvakuumtechnik«, Mosbach, 1955, S. 118.