DE883936C - Kathode fuer Entladungsroehren und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Kathode fuer Entladungsroehren und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Classifications
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Description
Den gebräuchlichen, mit Caesium aktivierten Kathoden haftet unter anderem der Nachteil an,
daß der aktive Stoff, d. h. das Caesium, vom Kathodenkern sich leicht verflüchtigt und auf diese
Weise die Kathode im Verhältnis rasch unbrauchbar wird. Infolge der ständigen raschen Verflüchtigung
sinkt der Emissionswert. Deshalb hat sich die Caesiumkathode trotz ihrer niedrigen Austrittsarbeit
nicht recht verbreiten können.
Die Erfindung betrifft eine Caesiumkathode, bei welcher diese Nachteile behoben, sind. Außerdem betrifft
die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung der Caesiumkathode.
Die Kathode nach der Erfindung weist einen aktiven Stoff aus Caesium auf, welcher in einem
Behälter vorgesehen ist, der mindestens an einer Stelle mit einem porösen Wolframkörper abgeschlossen
ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im besagten Behälter eine Caesiumverbindung
und ein Reduktionsmittel vorgesehen. Im Laufe der Reduktion wird Caesium frei und
wandert durch Diffundierung auf die Oberfläche des porösen Wolframkörpers.
Das Caesium kann zum Teil oder zur Gänze durch Rubidium ersetzt sein.
Zwecks Herstellung der Kathode nach der Erfindung aus den Verbindungen des aktiven Stoffs
wird der aktive Stoff, also Caesium und/oder Rubidium, aus einer Verbindung des Metalls in
einem geschlossenen Raum der Kathode, nach dem Abschließen der die Kathode enthaltenden Röhre
hergestellt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Kathode gemäß der Erfindung ist in einem z. B.
aus Nickel bestehenden Gehäuse, dessen eine Hälfte
durch eine poröse Wand aus Wolfram abgeschlossen
ist, in einem geschlossenen Raum das Caesium untergebracht. Auf diese Weise kann das Caesium
bloß durch den porösen Wolframkörper hindurch
auf die Wolframoberfläche gelangen, wo· es dieselbe
aktiviert, wodurch die Austrittsarbeit wesentlich vermindert wird. Überdies verteilt sich das Caesium
auf der durch die Poren bedingten großen Oberfläche des Wolframkörpers, die demnach als eine
ίο als Ersatz arbeitende Kathode großer Oberfläche wirksam ist. Unter einer als Ersatz arbeitenden
Kathode oder Ersatzkathode sei im Rahmen dieser Erfindung eine Kathode verstanden, die den aktiven
Stoff nur in geringer Menge an ihrer Oberfläche aufweist und bei der der aktive Stoff durch
ständigen Nachschub aus dem Innern der Kathode in dem Maß ersetzt wird, in welchem der Verbrauch
des Stoffs an der Oberfläche vor sich geht. Das aus dem geschlossenen Raum durch die Poren des
Wolframkörpers hindurch diffundierende Caesium entweicht zwar von der Wolframoberfläche, wird
aber ständig ersetzt. Dieser Vorgang spielt sich jedoch recht langsam ab, so daß die Lebensdauer
der Kathode stark verlängert wird. Die erfindungsgemäßen Kathoden können in
" allen elektrischen Entladungsröhren verwendet werden, 'bei welchen Kathoden niedriger Austrittsarbeit benötigt sind, so z. B. in Fluoreszenzröhren,
in elektrischen Blitzlichtlampen, in. Stroboskop-3.0 lampen usw. Bei Fluoreszenzröhren bzw. bei Gasentladungsleuchtröhren
im allgemeinen, ergibt die erfindungsgemäße Kathode auch noch den Vorteil, daß durch dieselbe die Zündung beträchtlich erleichtert
wind, in bestimmten Fällen sogar die Verwendung einer besonderen Zündeinrichtung sich
erübrigt. Die erfindungsgemäßen Kathoden sind besonders vorteilhaft als sogenannte kalte Kathoden
verwendbar. So kann z. B. mi't denselben eine sofort
zündende Fluoresizenzlampe mit kalter bzw. durch die Entladung geheizter Kathode angefertigt
werden, die mit einer Spannung von etwa 220 Volt
über eine Drosselspule gespeist werden kann und keine besondere Anlaßeinrichtung erfordert. Die
erfindungegemäßen Kathoden können ferner auch in Kaltkathodenthyratrons verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Kathode kann sowohl in der Form einer sogenannten Kanone als auch in
beliebiger anderer, z. B. zylindrischer Form, hergestellt werden.
Die Nickelhülle, in welcher der aktive Stoff untergebracht
ist, kann geschwärzt oder mit Kühlrippen versehen werden. Man kann auch geschwärzte Kühlrippen
verwenden.
Bei der Herstellung der Kathode wird das Caesium in einem vorteilhaft einseitig offenen
Metallgehäuse, z. B. aus Nickel oder einem anderen im Vakuum verwendbaren Metall, wie Chrom, angeordnet.
Verwendet man metallisches Caesium, so wird das Metall vorteilhaft in, einer Glashülle verschlossen
in das Innere des besagten Metallgehäuses eingebracht. Man kann jedoch an der Stelle
metallischen Caesiums auch eine Caesiumverbindung zusammen mit einem Reduziermittel in dean
besagten, Metallgehäuse vorsehen. Vorteilhaft verwendet man z. B. Caesiumchromat mit metallischem
Aluminium oder Wolfram oder Caesiumwolframat und Wolfram, beide gesondert oder in eine Pille
zusammengepreßt. Besonders geeignet haben sich Verbindungen des Caesiums mit einem Halogen
kleinen Atomgewichts, so· z. B. Caesiumfluorid oder Caesiumchlorid zusammen mit einem Alkalimetall
in metallischem Zustand, z. B. Natrium, oder mit einem Erdmetall, z. B. Aluminium, oder mit einem
anderen Metall, z.B. Eisen, -erwiesen..
Nach Einbringen der besagten Stoffe in das Gehäuse
wird dieses mit einem entsprechend geformten, gesinterten, porösen Wolframkörper abgeschlossen
und die so hergestellte Kathode in der Röhre untergebracht. Nach dem Abschließen der Röhre wird
das Caesium durch eine Wärmebehandlung oder durch das Erzeugen von Entladungen in der Röhre
freigemacht. War z. B. das Caesium in einer Glashülle in der Kathode untergebracht, so springt das
Glas unter der Einwirkung der Wärme und das Caesium diffundiert durch den porösen Wolframkörper.
Ist eine Caesiumverbindung mit einem der oben angeführten Stoffe in der Kathode untergebracht,
so wird das Caesium zufolge der in der Wärme vor sich gehenden Reaktion frei, wodurch
ein ständiger Caesiumnachschub ausgelöst wird. Erfahrungsgemäß ist insbesondere die Verwendung
von Caesiumchlorid vorteilhaft, aus welchem das Caesium durch eine: recht langsame Reaktion befreit
wird, so daß die Anordnung als eine Ersatzkathode wirksam ist.
Das Heizen der Kathode kann sowohl im Innern
der Hülle als auch von außen, aber auch mit Hilfe der Entladung erfolgen.
Außer den oben angeführten Ausführungsbeispielen kann die Kathode auch auf eine beliebig
andere Weise hergestellt werden.
Das Caesium kann ganz oder teilweise auch durch Rubidium ersetzt werden.
Das Schutzgebiet der Erfindung umfaßt auch die mit Kathoden nach der Erfindung versehenen Entladungscöhren,
wie z. B. Fluoreszenzlampen, elektrische Blitzlichtlampen, Stroboskoplampen, KaItkathodenthyratrone
usw.
Claims (17)
1. Kathode für Entladungsröhren, deren
aktiver Stoff aus Caesium und/oder Rubidium besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive
Stoff in einem geschlossenen Behälter vorgesehen ist, dessen Wand mindestens an einer Stelle aus
einem porösen· Wolfratnkörper besteht.
2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Stoff in einem
Metallbehälter, z..B. einem Nickelbehälter, eingeschlossen ist, dessen Wand an mindestens
einer Stelle aus porösem Wolfram besteht.
3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß im Behälter reines Caesium oder Rubidium oder eine Caesiumverbindung
oder Rubidiumverbindung und ein Reduziermittel eingeschlossen sind.
4· Kathode nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Behälters geschwärzt ist.
5. Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit vorteilhaft
geschwärzten Kühlrippen versehen ist.
6. Kathode nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer Kanone ausgebildet ist.
7. Kathode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zylindrische
Form aufweist.
8. Kathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Stoff eine Caesium-
und/oder Rubidiumverbindung, z. B. Caesium- oder Rubidiumchromat oder Wolframat, ist und
das Reduziermittel aus Aluminium oder Wolfram besteht.
9. Kathode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Caesium- oder Rubidiumverbindung
eine Halogenverbindung niedrigen Atomgewichts, z. B. Fluorid oder Chlorid, und das Reduziermittel ein Metall, vorteilhaft ein
Alkalimetall, z. B. Natrium, oder ein Erdmetall,
z. B. Aluminium, oder Eisen ist.
10. Verfahren zum Herstellen der Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der aktive Stoff, also Caesium und/oder Rubidium, aus einer Verbindung des
Metalls in einem geschlossenen Raum ue.
Kathode, nach dem Abschließen der die Kathode enthaltenden Röhre hergestellt wird.
11. Verfahren zum Herstellen der Kathode nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß man den metallischen aktiven Stoff in einer Glashülle verschlossen in den Behälter gemäß
Anspruch 1 einbringt, die die Kathode enthaltende Röhre abschließt und die Glashülle, vorteilhaft
durch Wärmezuführung, zertört.
12. Fluoreszenzlampe, dadurch gekennzeichnet,
daß dieselbe mit einer Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9 versehen ist.
13. Solort zündende Fluoreszenzlampe mit
kalter bzw. von der Entladung geheizter Kathode, gekennzeichnet durch eine Kathode
nach den Ansprüchen 1 bis 9.
14. Durch eine um 220 Volt herum liegende Netzspannung unter Vermittlung einer Drosselspule
gespeiste, ohne besondere Zündeinrichtung arbeitende Fluoreszenzlampe, gekennzeichnet
durch eine emissiongeheizte Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9.
15. Blitzlichtlampe, gekennzeichnet durch eine Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9.
16. Stroboskoplampe, gekennzeichnet durch eine Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9.
17. Kaltkathodenthyratron, gekennzeichnet durch eine Kathode nach den Ansprüchen 1 bis 9.
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