DE867115C - Kathodensystem fuer Kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

• Kathodensystem für Kathodenstrahlröhren Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren, insbesondere auch für die Zwecke des Fernsehens, bei denen in an sich bekannter Weise die Elektronen mittels einer Glühkathode, insbesondere mittels einer Oxydkathode, erzeugt und durch weitere Elektroden gesammelt und beschleunigt werden, so daß sie bei ihrem Auftreffen auf einen Schirm aus geeignetem Stoff einen leuchtenden Fleck erzeugen.
• Es ist bekannt, daß ein besonders kleiner Leuchtfleck und eine besonders vorteilhafte Intensitätssteuerung des Kathodenstrahles dadurch erzielt werden können, daß die der Kathode unmittelbar benachbarte Elektrode als Blende ausgebildet wird, die ein Loch oder mehrere Löcher von kleinem Durchmesser besitzt und sich in geringem Abstand von der Kathode befindet. DieseBlende wird, damit das Auftreten von Streuelektronen verhindert wird, in bekannter Weise zweckmäßigerweise topfförmig ausgebildet, so daß sie unter Verwendung von Isolierwerkstoffen die Kathode aufnimmt und mit ihr ein Ganzes bildet.
• In der Zeichnung ist ein derartiges Kathodensystem schematisch im Längsschnitt dargestellt. Dabei stellt K die Glühkathode dar, die aus einem eine Heizwendel H enthaltenden Röhrchen R und einem Deckel D besteht, der mit einem leicht Elektronen abgebenden Stoff, beispielsweise den Oxyden der Erdalkalimetalle, bedeckt ist. Die Kathode ist mittels einer Scheibe S aus Isolierwerkstoffen in die topfförmig-ausgebildete Blende B eingesetzt, die zur Kathodenstrahlerzeugung ein Loch L oder mehrere Löcher besitzt.
• Es ist bekannt, daß bei Verwendung derartiger Kathodensysteme nur dann eine genügend große und -während des Betriebes hinreichend gleichbleibende Helligkeit des Leuchtfleckes erhalten wird, wenn das Vakuum sehr gut ist. Die Gasbirndungsfähiagkeit des bei derartigen Röhren stets vorhandenen Schwärzungsbelages auf der Kolbenwandung reicht dafür nicht aus, so daß in bekannter Weise durch Verdampfen eines Metalls, wie Barium, Magnesium od.,dgl., zusätzlich auf der Glaswand ein gasaufzehrender Belag erzeugt wird.
• Wegen der im Verhältnis zum Röhrenvolumen im allgemeinen verhältnismäßig kleinen gasaufzehrenden Fläche ist das so erzielte Vakuum nicht immer hinreichend hoch, so daß vorgeschlagen worden ist, ;die gasaufzehrende Fläche dadurch zu vergrößern, daß Elektroden, wie beispielsweise die in vielen Fällen vorhandenen zur Ablenkung des Strahles dienenden Kondensatorplatten. oder die Anodenblende, mit einem gasaufzehrenden Stoff überzogen werden.
• Bei idiesen Vorschlägen wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß Gasreste dadurch frei gemacht werden, daß Elektronen auf Metallteile auftreffen. Demgegenüber haben eingehende Untersuchungen gezeigt, daß für die Vergiftung der Kathode in der Hauptsache die Gasmengen verantwortlich zu machen sind, die infolge der Erwärmung ;des Kathodensystems frei werden, und daß, auch wenn in der bekannten Weise stark gasaufzehrende Stoffe verwendet werden, ;dennoch erheblnch-e Druckunterschiede zwischen dem aus Kathode und Steuerblende gebildeten Kathodenraum und Aden übrigen Teilen des Röhrenvolumens bestehen. Als Folge davon tritt einmal eine Ver--giftung der Kathode und damit eine entsprechende Verminderung der - Helligkeit des Leuchtfleckes ein, und es führt darüber hinaus das Auftreten von negativen Ionen; die infolge Ionisation entstehen, auf dem Leuchtschirm zu einer Vernichtung von dessen Phosphoreszenzfähigkeit und damit zu einer weiteren Verringerung der Fleckhelli:gkeit.
• Erfindungsgemäß werden diese Druckunterschiede erheblich vermindert und damit die Emission und die Konstanz der Emission während der Lebensdauer ganz beträchtlich erhöht, wenn die Steuerblende aus einem gasaufzehrenden Metall, beispielsweise Thorium, hergestellt oder aber ein gasbindender Stoff \auf der der Kathode zugekehrten Seite der Steuerblende durch Aufwalzen oder in Form einer Paste aufgebracht wird.
• Das Aufbringen von gasaufzehrenden Stoffen auf eine von Elektronen nicht getroffene Steuerelektrode ist zwar bei Elektronenröhren für Verstärker- und Sendezwecke bekannt. So geht beispielsweise ein bekannter Vorschlag dahin, Zirkon auf das Steuergitter derartiger Röhren aufzubringen. Die -bei -derartigen Röhren vorliegenden Verhältnisse sind jedoch wesentlich verschieden von den im vorliegenden Fall herrschenden. Bei diesem ist nämlich der Abstand zwischen der Steuerblende und der Kathode .und auch -die emittierende Kathodenfläche wesentlich kleiner als bei den erstgenannten Röhren. Außerdem wird von dieser an sich viel kleineren emittierenden Fläche unter normalen Betriebsbedingungen nur ein kleiner Bruchteil in der Mitte für die Elektronenaussendung ausgenutzt. Infolgedessen reicht bei den bekannten in Form einer Paste verwendbaren Gasfangstoffen, wie beispielsweise Zirkon od. dgl., die Haftfestigkeit an der Unterlage nicht aus, um mit Sicherheit auszuschließen, @daß durch abfallende Spuren des Fangstoffes eine Vergiftung Sder Kathode eintritt. Außerdem ist im vorliegenden Fall die Arbeitstemperatur der Steuerblende wegen der kleinen strahlenden Fläche der Kathode niedriger als bei Verstärker- und Senderöhren. Bei diesen niedrigen Arbeitstemperaturen ist aber die Gasaufnahmefähigkeit der bekannten, in Pasteform verwendbaren Gasfangstoffen, wie beispielsweise Zirkon, nur gering.
• Diese Nachteile der bekannten, in Form einer Paste aufbringbaren Gasfangstoffe werden vermieden durch die Anwendung einer Paste, die aus einer zunächst hochgesinterten und dann pulverisierten Mischung von Thorium und einer Aluminium-Ce-Legierung hergestellt wird. Eine solche Mischung ist, wie sich gezeigt hat, fähig, sich mit einer aus Nickel, Kupfer, Eisen, Molybdän, Tantal oder aus Legierungen dieser Metalle bestehenden Unterlage zu legieren, so daß eine außerordentlich gute Haftfähigkeit auf der Unterlage erreicht wird. Außerdem wirkt sie auch schon bei niedrigen Temperaturen stark gasaufzehrend, und zwar, was von vornherein nicht zu erwarten war, stärker als jede ihrer Komponenten. .Infolgedessen besitzen mit derartig behandelten Kathodensystemen versehene Kathodenstrahlröhren eine höhere und während des Betriebes sehr viel konstantere Emission der Kathode bzw. Helligkeit des Leuchtfleckens.
• Als besonders geeignet hat sich eine Mischung aus 8o °/o Thorittm und 2o % einer Als Ce Legierung erwiesen. Diese wird nach der Mischung zunächst bei etwa r2oo° gesintert und dann in einem Mörser pulverisiert. Aus diesem Pulver wird unter Zusatz eines verdampfaren Bindemittels, beispielsweise Kollod'ium, eine Paste hergestellt, die auf die aus einem :der benannten Metalle oder einer Legierung aus diesen hergestellten Steuerblende, und zwar auf der der Kathode zugewandten Seite, aufgetragen wird. Im Hochvakuum wird dann bei geeigneter Temperatur, beispielsweise etwa iooo°, das Bindemittel zum Verdampfen und die Mischung zur Legierung mit ;der Unterlage gebracht.
• Es können aber auch Mischungen mit einem niedrigen oder höhereren prozentualen Anteil von Thorium gut verwendet werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHN: r. Kathodensystem fürKatbodenstrahlröhren, insbesondere auch fürFernsehzwecke, bestehend aus einer Glühkathode, insbesondere einer Oxydkathode, und einer in geringem Abstand vor dieser angeordneten, vorzugsweise topfförmig ausgebildeten Blende mit einem Loch oder mehreren Löchern, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende aus einem gasaufzehrenden Metall, beispielsweise Thorium, besteht.
2. 2. Kathodensystem für Kathodenstrahlröhren, insbesondere auch fürFernsehzwecke, bestehend aus einer Glühkathode, insbesondere einer Oxydkathode, und einer in geringem Abstand vor -dieser angeordneten, vorzugsweise topfförmig ausgebildeten Blende mit einem Loch oder mehreren Löchern, dadurch gekennzeichnet, .daß auf der der Kathode zugekehrten Seite ein gasaufzehrender Stoff in Form einer Paste aufgebracht wird, der mit dem Werkstoff der Steuerblende legierungsfähig ist.
3. 3. Kathodensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Form einer Paste aufgebrachte gasaufzehrende Stoff aus Thorium besteht oder Thonium oder Legierungen daraus enthält und daß die Steuerblende aus Nickel, Eisen, Kupfer, Molybdän, Tantal oder aus Legierungen aus diesen Metallen gefertigt ist. q..
4. Kathodensystem nach Anspruch :2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste aus einer zunächst hochgesinterten und dann pulverisiertenMischung ausThorium und eineAlurninium-Ce-Legierung unter Zusatz eines Bindemittels besteht.
5. 5. Kathodensystem nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Mischung 8o % Thorium und 2o % einer A12 Ce-Legierung enthält.
6. 6. Kathodensystem nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Paste versehene Steuerblende zum Verdampfen des Bindemittels und zur Legierungsbildung vor dem Einbau im Hochvakuum vorgeglüht ist.