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Anordnung zur Zerstäubung von Erdalkalimetallen bzw. zur Durchführung chemischer Reaktionen innerhalb von Vakuumröhren.
Gegenstand des Patentes Nr. 138247 ist eine Anordnung zur Zerstäubung von Erdalkalimetallen, bzw. zur Durchführung von chemischen Reaktionen oder Zersetzungen innerhalb von Vakuumröhren zwecks Herstellung von Hochemissionskathoden, bei welchem die zur Reaktion zu bringenden Substanzen in einem besonderen vorzugsweise metallischen Behälter enthalten sind. welcher derart an einem Systemteil befestigt ist, dass der entwickelte Metalldampf vorzugsweise die Kathode trifft.
Gemäss dem älteren Patent kann als Reaktionsmischung eine Mischung verwendet werden, welche mindestens ein Erdalkalioxyd und ein geeignetes Reduktionsmittel enthält und aus der das Erdalkalioxyd freigemacht und auf die Kathode aufgedampft wird.
Bei der Verwendung derartiger Reaktionsgemische tritt nun der Nachteil auf, dass häufig vor der Entwicklung oder auch während der Entwicklung des hoehemittierenden Metalles erhebliche Gasmengen freigemacht werden, welche das Vakuum in der Röhre erheblich verschlechtern und das freigemacht Metall teilweise zurückoxydieren.
Zur Behebung dieses Fehlers soll gemäss der vorliegenden Erfindung das Reaktionsgemisch vor Einbau in die Röhre für sich entwässert und vorentgast werden.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäss das Reaktionsgemisch für sich im Vakuum bei einer Temperatur, welche unerhalb der Reaktionstemperatur liegt, entwässert, vorentgast und gegebenenfalls gesintert. Das derart vorbehandelte Reaktionsgemisch wird sodann von neuem gepulvert und gegebenenfalls gepresst.
Es ist auch möglich, vor Einleitung des zur Entwässerung und Vorentgasung dienenden Vorganges das Reaktionsgemisch in dem Behälter anzuordnen, in welchem es zur Verwendung gelangen soll. In diesem Falle wird das Gemisch bei dem Entwässerungs-, bzw. Entgasungsvorgang in dem Behälter festgebrannt oder festgesintert, so dass ein nochmaliges Pulvern des Gemisches überflüssig ist.
Als Reaktionsgemisch kann zweckmässig gemäss dem Hauptpatent eine Reaktionsmischung verwendet werden, welche Bariumoxyd und Silizium enthält.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren erhält man den wesentlichen Vorteil, dass das Reaktionsgemisch beim Einbringen in die Röhre praktisch nahezu gasfrei ist, sowie den weiteren Vorteil, dass es ohne besondere Massnahmen mit dem betreffenden Behälter verbunden werden kann.
Man kann das Reaktionsgemisch auch in entsprechenden Vertiefungen der Anode entgasen und festbrennen und vermeidet so die in einzelnen Fällen unbequeme Verwendung besonderer Behälter für das Reaktionsgemisch.
In besonderen Fällen, bei denen die zur Einleitung der Reaktion erforderliche Temperatur so hoch liegt, dass ein Zerstäuben der Metallteile des Systems bereits eintritt, erhitzt man zweckmässig das Reaktionsgemisch nach gesondert vorgenommener Entgasung der Metallteile für sich durch Stromdurchgang, beispielsweise durch Widerstandserhitzung.
In dem oben beschriebenen Beispiel der Reaktion von Bariumoxyd und Silicium ist das gesinterte Reaktionsgemisch genügend leitfähig, um bei Stromdurchgang die notwendigen Temperaturen anzunehmen. In andern Fällen setzt man zweckmässig leitfähiges Material hinzu oder befestigt das Reaktionsgemisch auf einem durch Widerstandserhitzung zu erwärmenden Leiter oder Halbleiter.
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Besonders günstig wird die Anordnung, wenn man das Reaktionsgemisch in Stäbchenform presst oder giesst, oder in oben beschriebener Weise einschmilzt oder sintert, und dann zwischen zwei passenden Systemteilen derart leitend befestigt, dass die Stromzuführung von aussen geschehen kann. Hiebei kann man bei der fertig montierten und auf der Pumpe befindlichen Röhre zunächst die Metallteile für sich, z. B. durch Wirbelstromerhitzung, entgasen, wobei die Temperaturen den zu entgasenden Metallen angepasst sind.
Nach Beendigung dieses Prozesses kann man dann die gewünschte Reaktion durch direkte Widerstands erhitzung durchführen. Etwa notwendige Abschaltungen treten dann entweder dadurch ein, dass das Reaktionsgemisch als solches zerstäubt, bzw. seine Leitfähigkeit verliert, oder dadurch, dass an einer besonders hiezu vorgesehenen Stelle die leitende Verbindung durch Stromüberlastung unterbrochen wird.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Festsintern des Reaktionsgemisches in einen Behälter.
Hiebei stellt 1 den meist metallischen Behälter dar und 2 das Reaktionsgemisch nach der Sinterung.
Fig. 2 zeigt ebenfalls im Schnitt ein Elektrodensystem mit eingeschobenem in Stäbchenform gebrachtem Reaktionsgemisch. Hiebei ist i5 die Anode, 6 das Gitter, 7 der Heizfaden, während 9 das in Stäbchenform gebrachte Reaktionsgemisch darstellt. Letzteres wird an seinen Enden 8 und 10 mit den Stromzuführungen, zweckmässig passend gewählte Elektrodenzuführungen des Systems, verbunden und an passender Stelle des Fabrikationsganges durch Widerstandserhitzung zur Reaktion gebracht.
Fig. 3 zeigt ein Ausführnngsbeispiel für ein Reaktionsgemisch, das auf einer elektrischen Heizspirale festgebrannt ist. Hiebei ist 11 das Reaktionsgemisch, während 12 die Heizspirale wiedergibt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Zerstäubung von Erdalkalimetallen, bzw. zur Durchführung chemischer Reaktionen innerhalb von Vakuumröhren, bei welcher das Reaktionsgemisch in einem an einem Systemteil befestigten Behälter derart untergebracht ist, dass der entwickelte Metalldampf vorzugsweise die Kathode trifft, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgemisch vor Einbringen in die Röhre im Vakuum bei einer Temperatur entwässert, vorentgast und gesintert wird, welche unterhalb der Reaktionstemperatur liegt, und dass das derart vorbehandelte Reaktionsgemisch gegebenenfalls von neuem gepulvert und gepresst wird.