AT109261B - Verfahren zur Herstellung von hochemittierenden Oxydkathoden für Elektronenröhren. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



   Seit den Versuchen von Wehnelt zu Ende des vorigen Jahrhunderts ist es bekannt, Glühkathoden, die mit Oxyden von Kalzium, Barium oder Strontium überzogen sind, zur Herstellung grosser Strom- 
 EMI1.2 
 Oxydfilm dient meist ein Draht oder Band aus Platin oder einer Platinnickellegierung. Es ist aber auch vorgeschlagen worden, andere schwer schmelzbare Metalle zu verwenden, die mindestens an einem Teil ihrer Oberfläche mit einer Metallschicht überzogen sind, die sieh mit den Erdalkalien legiert. Für die Aufbringung   der Oxydschichte   selbst sind zahlreiche Verfahren bekanntgeworden, die sich alle durch grosse Umständlichkeit auszeichnen. Meist wird der Draht durch einen Trog gezogen, der z.

   B. die Lösung eines organisehen Erdalkalisalzes enthält. nachher wird der Draht geglüht und dieser Vorgang qehr oft wiederholt ; oder das Ausgangsmaterial wird in Paraffin eingebettet und mit diesem auf den Draht geschmiert, später das Paraffin durch   Prhitzen   zersetzt ; oder man lässt einen Tropfen mit dem Präparat den Draht entlang laufen. 



   Diese bekannten Verfahren zielen in der Regel darauf ab, eine kontinuierliche Drahtproduktion zu erzielen und das fertige oder nahezu fertige Produkt erst in den Aufbau der   Elektronenröhre einzu-   
 EMI1.3 
 ausgesetzt. Ausserdem beanspruchen alle bisher bekanntgewordenen Verfahren eine sehr grosse Anzahl von Einzeloperationen, gegenüber denen die Methode laut vorliegender Erfindung eine sehr bedeutende Zeit-und Arbeitsersparnis vorstellt. 



   Entsprechend dem neuen Verfahren geschieht die Aufbringung des Ausgangspräparates mittels eines Sprayapparates in Form eines fein verteilten   Nebels.     Zweckmässig   verwendet man als Lösung. bzw. Suspensionsmittel eine leicht verdampfende Flüssigkeit, z. B. Alkohol, dem ein Zusatz beigefügt ist, durch den nach Verdampfen des Lösungsmittels das Präparat fest an dem Kathodenmaterial haften bleibt. 



   Die Verwendung des Sprayapparates an und ffir sich in der Glühlampenteehnik ist zwar bekannt, man benützt ihn zur Aufbringung von   Phosphor bzw. Kryolith   oder andern Gettern zur Verbesserung des Vakuums.   Zur Überziehung   von Glühfäden mit   Aktivierungsschiehten   ist er bisher noch nicht zur Verwendung gelangt, da man in der Regel das Ideal der fortlaufenden Fadenproduktion vor Augen hatte, wozu sich der Sprayapparat weniger eignet. 



   Die Praxis hat aber gezeigt, dass es das Zweckmässigste ist. in die Elektrodenaufbauten zunächst einen nicht aktivierten Glühfaden einzuziehen und die Präparation erst nachher vorzunehmen. 



   Insbesondere dann, wenn die endgültige Entstehung der Oxydschicht erst im fertig evakuierten Rohre vor sich geht, ist diese dann von allen späteren Einflüssen absolut geschützt. 



   Beim Befestigen der fortlaufend erzeugten. bereits mit einer Präparatschieht überzogenen Drähte an den Stromzuleitungen ergab sich häufig eine Fehlerquelle dadurch, dass die Oberflächenschichte an den Fadenenden absprang oder dass kein guter Kontakt hergestellt wurde. Beide Fehler führten zu einem raschen Ruin der Kathode. Im ersten Falle sind die Enden überlastet, glühen bedeutend heller und brennen dementsprechend rasch durch. im zweiten Falle treten ausserdem Unregelmässigkeiten im Empfang und mikrophonische Geräusche auf. 



   Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Details zahlreicher Abänderungen fähig ist. 



   Als Trägermaterial dient ein Wolframdraht mit oder ohne Thoriumzusatz, dessen   Oberfläche   mit einer dünnen Schichte von Kohlenstoff überzogen ist. Eine solche festhaftende Kohlenschichte kann 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 dadurch aufgebracht werden. dass der Draht in einer Wasserstoffatmosphäre, die mit   Tetrahydronaphthaliu   gesättigt ist, oder in einer   Atmosphäre   von Wasserstoff und Azetylen geglüht wird. Dieser   Überzug   hat den Zweck. ein inniges Haften der später entstehenden Oxydhaut an der Drahtoberfläche zu bewirken. 



  Diese Vorbehandlung des Drahtes ist jedoch nicht unerlässlich. 



   Der Draht gelangt nun zum Einbau in die Elektrodenanordnung, wird auf die richtige Länge abgeschnitten und in an sich bekannter Weise mit den   Stromzuführungen     verschweisst.   Sodann wird durch einen Zerstäuber eine Suspension von fein gepulvertem Strontiumkarbonat in einer alkoholischen äusserst verdünnten Harzlösung als feiner   gleichmässiger   Überzug auf die Drahtoberfläche aufgebracht. 



  Der Zusatz zu dem Lösungsmittel muss so gewählt sein, dass auch nach Verdampfen des Alkohols ein inniges Haften des feinen Karbonatstaubes an der Drahtoberfläche bewirkt wird. Ausserdem   muss   dieser Zusatz die Eigenschaft haben, sich beim Erhitzen im Vakuum ohne   Zurücklassung   von für die Emission schädlichen Produkten zu verflüchtigen. 



   Um eine Verschmutzung der übrigen   Elektroden durch denSprühnebel   zu vermeiden, ist es nützlich, diese erst nach der Aktivierung des Glühfadens zu montieren und den Sprühstrahl von den Stützdrähten des Aufbaues durch geeignete Masken abzuschirmen. Laut vorliegender Erfindung ist es besonders   zweckmässig,   das Gitter vor Einziehung des Glühfadens über die   Glühfadenzuführung   zu   übersehieben,   es hierauf nach erfolgter Bestäubung des Fadens über den Draht zu ziehen und an beiden Enden an den   Gitterstützen   zu befestigen. Zu diesem Verfahren eignet sich besonders gut ein Spiralgitter, dessen Windungen anfangs so enge als möglich zusammengeschoben sind und das erst nach der Aktivierung zu einer richtigen Länge ausgezogen wird.

   Erst nach Befestigung des Gitters wird die Anode montiert. 



   Die Überführung des   Strontiumkarbonates in Oxyd erfolgt   im fertig gepumpten Rohr. das nach der Vorevaluierung in an sich bekannter Weise mit einem absorbierenden Metallspiegel durch Zerstäubung von Kalzium versehen wird. Hierauf wird die Kathode zunächst ohne Anlegung von Spannung an die   Anode durch Stromdurchgang   auf eine Temperatur von ungefähr 800"gebracht, wodurch sich das
Karbonat entsprechend der Reaktion 
 EMI2.1 
   zersetzt. Diese Reaktion ist zwar reversibel, führt aber trotzdem zu keinem Gleichgewicht, sondern zu einer nahezu vollständigen Umwandlung in Strontiumoxyd, da die sich entwickelte Kohlensäure dauernd von dem Metallspiegel der Glaswandung absorbiert wird. Die Reaktion verläuft daher bereits weit unter der Temperatur vollständiger Dissoziation.

   Die dabei entstehende Oxydschicht erweist sich als von zähem Zusammenhang ; sie hat keine Neigung sich abzublättern. Von Vorteil ist es, dass während dieses chemischen Vorganges kein elementares Erdalkalimetall frei wird, weil dadurch die Empfindlichkeit der Behandlung eine geringe ist. Da diese Reaktion nicht durch das Erdalkalimetall hindurchführt, entfällt die Notwendigkeit einer nachträglichen Oxydierung. Es ist also nicht von Vorteil, eine oxydierte Unterlage unter der Strontiumkarbonatschichte einzuführen, sondern es eignet sich im Gegenteil sogar ein Reduktionsmittel wie Kohle sehr gut zu dem gedachten Zwecke. Dabei dürfte weniger die chemische   
 EMI2.2 
 der   Oberfläche.   



   Es ist nicht notwendig, im Verlaufe der Herstellung der Oxydkathode das   Vakuumgefäss   abweehselnd mit neutralen reduzierenden und oxydierenden Atmosphären zu ffillen. 



   Wie bereits oben   angeführt,   können zahlreiche Abänderungen des Verfahrens vorgenommen werden. ohne Entfernung von dem wesentlichen Gedanken der Erfindung. So kann z. B. als Trägermaterial an Stelle des Wolframdrahtes ein Draht oder Band aus einem andern hoehsehmelzenden Material, wie z. B.   Cekasdraht   oder   : Molybdän oder ähnliches, verwendet werden,   die Oberfläche   kann   vor Aufbringung der zerstäubten Suspension entweder gar nicht behandelt sein oder auch mit einem elektrolytischen
Metallüberzug, beispielsweise von Gold, Platin, Nickel. Kupfer, Silber oder Eisen versehen sein. An
Stelle den Draht mit den Stromzuführungen zu verschweissen, genügt es in vielen Fällen, ihn durch
Druck in die Zuführungen hineinzuquetschen.

   An Stelle des Strontiumkarbonates können auch andere
Strontiumsalze oder Salze von andern Erdalkalimetallen, Kalzium oder Barium oder auch Radium   oder Lanhan Verwendung finden. Ferner ist es nicht wesentlich, dass bei der Zerstäubung Alkohol verwendet   wird. Prinzipiell ist der Vorgang auch mit Wasser möglich, jedoch ist es vorteilhaft, ein flüchtiges Sus- pensionsmittel zu verwenden, als solches kann z. B. auch Äther oder Benzin dienen.

   Als Zusatz zu dem
Lösungsmittel kann man bei der Verwendung von Wasser eine ausserordentlich verdünnte Lösung von
Gummiarabikum benutzen, bei Benutzung von Alkohol an Stelle eines Harzzusatzes auch Kohlenwasser- stoffe, die so gewählt sein müssen, dass ihr Verdampfungspunkt verhältnismässig hoch liegt, damit das
Pulver bis zur erstmaligen Erhitzung der Kathode sicher haftet, und deren Zersetzungspunkt so'niedrig ist, dass beim Glühen ein vollständiges Versehwinden stattfindet. 



   Es ist ferner nicht notwendig, sondern nur nützlich, die übrigen Elektroden erst nach der Besprü- hung des Fadens zu montieren. Man erzielt auch gute Resultate, wenn man zuerst das Gitter an seine endgÜltige Stelle bringt und erst dann die Besprühung vornimmt. Dabei wird allerdings auch dieses von einer   Präparatschichte   überzogen, wodurch die   Evakuierung   etwas längere Zeit in Anspruch nimmt. 
 EMI2.3 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 diesem Sinne eignet sieh die Zersprühungsmethoder auch zur fortlaufenden Erzeugeung von überzogenen   Drähten.   



   Von grosser Bedeutung ist das   Fortschaffell der (' ase,   die bei der Zersetzung des auf den Faden   aufgebrachten Präparates   beim erstmaligen Glühen entstehen. Man   kann 7U   ihrer   Beseitigung   die Formierung der Drähte noch auf der Pumpe selbst vornehmen, was sieh insbesondere bei Herstellung von   Hochleistungsrohren,   Gleichrichtern für grössere Stromstärken   oder Senderohren   unter Verwendung 
 EMI3.2 
 am   zwerkmässigsten.   die Abschmelzung von der Pumpe bereits vor der Formierung vorzunehmen, und die   Restgase chemisch zu binden.

   Dies kann entweder durch   einen Kalziumspiegel. wie in der Beschreibung dargelegt, geschehen, oder durch einen solchen von   Magnesium   oder Cer.   Man kann jedoch auch   andere Absorptionsmittel ins Innere des Rohres bringen. wie beispielsweise Kokosnusskohle, die bekantlich die Kohlensäure   ausserordentlich   innig bindet, oder andere Präparate, die zu den entwickelten Gasen grosse   Affinität aufweisen.   



   In diesem letzteren Falle ist es möglich, unverspiegelte Röhren herzustellen, die den Vorteil haben, dass man die Glühtemperatur des Fadens   bequem   beobachten kann. 
 EMI3.3 
 
1. Verfahren zur Herstellung von hochemittierenden Oxydkathoden für   Elektronenröhren,   dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des erdalkalihaltigen Präparates auf   das Trägermaterial durch   einen Zerstäuber in Form eines fein verteilten Nebels erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von hochemittierenden Oxydkathoden für Elektronenriihren, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des erdalkalihaltigen Präparates erst nach der Befestigung der Kathode an den Zuführungen erfolgt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial vor der Besprühung mit einer dünnen Schichte von Kohle, Platin, Silber, Kupfer oder Eisen überzogen wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Besprühung eine Suspension eines fein verteilten Erdalkalisalzes in einem flüchtigen Losungsmittel mit Zusatz eines Bindemittels Verwendung findet.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Erdalkalisalzes in das betreffende Oxyd durch Glühen im Vakuum erfolgt.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das erstmalige Glühen der Kathode erst nach dem Abstechen von der Pumpenleitung stattfindet.

   7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch geeignete Masken ein Ent- stehen des Spritzüberzuges auf den übrigen Elektroden und Elektrodenhalterungen vermieden wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einziehen des Glühfadens ein zusammengeschobenes Spiralgitter über die Glühfadenzuführung gesteckt wird und dass erst nach der Aktivierung das Spiralgitter auseinandergexogen und in seine endgültige Lage gebracht wird.