DE1217503B - Vorratskathode fuer elektrische Entladungsgefaesse - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

Deutsche KL: 21g-13/04

Nummer: 1217503

Aktenzeichen: S 94410 VIII c/21 j

Anmeldetag: 2. Dezember 1964

Auslegetag: 26. Mai 1966

Die Erfindung betrifft eine Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei deren Betrieb Emissionssubstanzen aus einem Emissionsstoffvorrat durch feine Öffnungen eines diesen bedeckenden porösen Emissionsstoffträgers aus inbesondere porös gesintertem hochschmelzendem Metall, wie z. B.. Wolfram, zur Kathodenoberfläche hin wandern und bei der der Vorrat aus Bariumoxyd besteht.

Die Verwendung von Erdalkalimetalloxyden an Stelle von entsprechenden Karbonaten erfolgt wegen der bekanntermaßen¹; erheblichen Nachteile der Karbonate,, die insbesondere bei den erforderlichen Warmbehandlungsvorgäjntgen, z. B. an der Hochvakuumpumpe oder an den entsprechenden Automaten, auftreten. i ;-

Die bei der Verwendung von Erdalkalimetalloxyden, insbesondere von Bariumoxyd, auftretenden Schwierigkeiten, vor allem im Hinblick auf atmosphärische Einflüsse, sind ebenfalls, bekannt. Der _"' Zutritt von Feuchtigkeit zum Bariumoxyd muß deshalb nicht nur beim Herstellen und Einbringen eines Vorrats, sondern vor allem auch beim Lagern der betreffenden Kathoden und während des Einbaus in das betreffende Entladungsgefäß vermieden werden. Es sind deshalb zur Erreichung dieses Zieles schon recht verschiedene Wege beschritten worden.

So hat man der Aufnahme von Feuchtigkeit beim Bariumoxyd dadurch zu begegnen versucht — allerdings in nur sehr beschränktem Maße — daß man an Stelle von reinem Bariumoxyd Mischoxyde verwendet hat, die, wenn sie Feuchtigkeit aufgenommen haben, im Vakuum sich bei steigender Temperatur erst wieder zersetzen, bevor sie schmelzen, so daß dann wenigstens keine Schmelze durch die porösen Schlitze hindurchtritt. Unabhängig davon bleiben jedoch die weiteren Nachteile großer Feuchtigkeit, die man in Röhren streng zu vermeiden sucht, erhalten. Und überdies ist die Ba-Menge, die man in einem bestimmten Volumen unterbringen kann, dann wesentlich kleiner als bei reinem BaO, so daß bei gleicher Abdampfrate eine Verkürzung der Lebensdauer resultiert.

Bei einer anderen bekannten Vorratskathode hat man deshalb dem Vorrat aus Bariumoxyd außer Reduktionsmitteln sogenannte säurebildende Oxyde, wie Berylliumoxyd, Zirkonoxyd, Titanoxyd, SiIiciumoxyd, Aluminiumoxyd und Zinkoxyd, in einem solchen erheblichen Überschuß zugesetzt, daß bei den höchsten im Vorratsbehälter auftretenden Temperaturen auf keinen Fall ein Schmelzen des Vorrats eintritt. Die erwähnten zugesetzten Oxyde sollen außerdem verhindern, daß das Bariumoxyd der Vor-Vorratskathode für elektrische Entladungsgefäße

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dr. Helmut Katz, München

ratssubstanz durch die Atmosphäre angegriffen wird. Der -wesentliche Nachteile dieser bekannten Maßnahme besteht vor allem darin, daß — wie leicht einzusehen ist — der Schutz durch die beigefügten Oxyde gegen atmosphärische Einflüsse selbst bei reichlichem Überschuß völlig unzureichend ist und daß außerdem wiederum ein solcher Überschuß entweder einen erheblich größeren Vorratsbehälter und damit entsprechend größere Kathodenabmessungen erfordert, was sich ungünstig auf die Wirtschaftlichkeit und die Kenndaten des betreffenden elektrischen Entladungsgefäßes, insbesondere solcher für den UHF-Betrieb, auswirkt, oder die Lebensdauer sowie der Funktionsmechanismus des betreffenden Entladungsgefäßes ungünstig beeinflußt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, bei einer Vorratskathode, insbesondere Metallkapillarkathode, mit einem Vorrat aus Bariumoxyd, die störenden Einflüsse durch die Feuchtigkeit sowie die bisher bei solchen Maßnahmen eintretenden Nachteile zu vermeiden. Außerdem sollen die Mittel dieser Maßnahme gleichzeitig dazu benutzt werden, die Bariumabdampfrate bei vorgegebener Betriebsweise des betreffenden Entladungsgefäßes so klein zu halten, daß eine optimale Zuwanderungsgeschwindigkeit und darüber hinaus eine gleichmäßige Verteilung des die Austrittsarbeit herabsetzenden Bariums auf alle Poren, insbesondere bei unterschiedlicher Porengröße, erzielt wird.

Erreicht wird dies bei einer Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei der im Betrieb Emissionssubstanzen aus einem Emissionsstoffvorrat durch feine Öffnungen eines diesen bedeckenden porösen Emissionsstoffträgers aus insbesondere porös gesintertem hochschmelzendem Metall, wie z. B. Wolfram, zur Kathodenoberfläche hin wandern und

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bei der der im Betrieb Barium abgebende Vorrat aus Bariumoxyd besteht, nach der Erfindung dadurch, daß auf der dem Vorrat zugewandten Seite des porösen Emissionsstoffträgers ein dünner Überzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht ist.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Figur rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Darin sind Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, fortgelassen oder unbezeichnet geblieben.

In dem zum Teil im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 1 der topfförmige Vorratsbehälter bezeichnet, der vom Kathodenmantel 2 umgeben ist und an seinem offenen Ende von einem porös gesinterten Emissionsstoffträger 3 aus z. B. Wolfram überdeckt und mit diesem am Flansch 4 dicht verbunden ist. Auf der nach innen dem Vorrat zugewandten Seite ist der Emissionsstoffträger 3 mit einer dünnen Schicht 5 aus Aluminiumoxyd bedeckt, die vor dem Zusammenbau der Kathode aufgebracht und gegebenenfalls aufgesintert wird. Sie überdeckt die offenen Poren, indem sie diese verstopft, so daß im Betrieb das aus der nicht besonders dargestellten Vorratssubstanz, nämlich Bariümoxyd, frei werdende Barium auf die Aluminiumoxydschicht trifft. Da das Barium bzw. Bariumoxyd praktisch allein auf Grund von Festkörperreaktionen, wie z. B. seine Aluminatbildung, und wenn eine gewisse Sättigung erreicht ist, anschließend dessen Rückbildung, d. h. Reduktion unter Mitwirkung des Wolframs, durch diese Schicht in die Poren und von dort aus an die Emissionsoberfläche gelangen kann, wirkt die dünne Aluminiumoxydschicht quasi wie ein sehr feines Verteilungssieb. Das gebildete Aluminat übernimmt somit die gleichmäßige Verteilung des Bariums auf alle Poren, so daß eine meist unvermeidliche unterschiedliche Porengröße sich nicht mehr nachteilig auswirken kann. Dabei hat aber die Kathode noch den wesentlichen Vorteil, daß sie weniger schädliche Verdampfungsprodukte abgibt als eine nur mit Bariumoxyd beschickte Kathode. Die beschriebene Kathode zeichnet sich durch eine sehr große Gleichmäßigkeit der Emission sowie eine lange Lebensdauer aus, weil die mit meist ungewollt größeren Poren verbundenen Nachteile bei ihr wegfallen. Zudem sind nachteilige Wirkungen auf andere Elektroden weitgehend reduziert.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei der im Betrieb Emissionssubstanzen aus einem Emissionsstoffvorrat durch feine Öffnungen eines diesen bedeckenden porösen Emissionsstoffträgers aus insbesondere porös gesintertem hochschmelzendem Metall, wie z. B. Wolfram, zur Kathodenoberfläche hin wandern und bei der der im Betrieb Barium abgebende Vorrat aus Bariumoxyd besteht, dadurch gekennzeichnet,; daß auf der dem Vorrat zugewandten Seite des porösen Emissionsstoffträgers ein dünner Überzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht ist.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Aluminiumoxyd auf den Emissionsstoffträger auf gesintert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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