AT147944B - Glühkathode und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents

Description

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  Glühkathode und Verfahren zu ihrer Herstellung. 



   Es ist bekannt, dass man bei Glühkathoden für elektrische Entladungsgefässe die Verluste an
Heizenergie infolge Strahlung dadurch herabsetzen kann, dass man als emittierende Schichten und als
Träger für diese Schichten solche Stoffe verwendet, deren Gesamtstrahlung bei der Arbeitstemperatur möglichst gering ist. 



   Als Trägermetalle sind insbesondere Gold, Silber oder Kupfer und Legierungen dieser Metalle untereinander geeignet. Während z. B. Nickel etwa 15% der Strahlung des schwarzen Körpers hat, beträgt die Strahlung des Kupfers nur etwa   4%.   Eine mittelbar geheizte Glühkathode der üblichen Bauart mit einer Metallhülse als Äquipotentialkathode und einem emittierenden Überzug aus Erdalkalioxyd braucht z. B., wenn Nickel für die Hülse verwendet wird, eine Heizleistung von etwa 4 Watt, während die gleiche Kathode mit einer Hülse aus Kupfer nur 2 Watt braucht. Die Kathoden aus Kupfer, Silber oder
Gold haben jedoch den Nachteil, dass sie in ihren Emissionswerten sehr verschieden ausfallen und auch hinsichtlich der Lebensdauer nicht genügen. Oxydkathoden mit Trägern aus diesen Metallen verlieren meist schon nach kurzer Betriebszeit ihre Emissionsfähigkeit.

   Es wird vermutet, dass diese Erscheinung mit der Abgabe von Gasen aus dem Trägermetall zusammenhängt, ohne dass aber bisher ein schlüssiger Beweis dafür erbracht werden konnte. 



   Es ist nun gefunden worden, dass man Oxydkathoden mit Trägern aus Metallen von geringem Strahlungsvermögen herstellen kann, die in bezug auf Lebensdauer und   Gleichmässigkeit   der Emission den bisher bekanntgewordenen Kathoden aus Nickel oder Platin durchaus ebenbürtig sind, wenn man an Stelle der reinen Metalle Kupfer, Silber oder Gold oder ihrer Legierungen untereinander solche Legierungen dieser Metalle verwendet, die neben dem Hauptmetall von geringer Gesamtstrahlung eine geringe Menge von bestimmten andern Metallen enthalten. So werden z. B. besonders günstige Ergebnisse mit Hülsen erzielt, die aus einer Legierung von etwa   99. 9% bis 95% Kupfer   mit   0-1% bis 5%   Nickel bestehen.

   In ähnlicher Weise wirken auch Kobalt, Platin, Iridium, Osmium, Ruthenium, Rhodium und Palladium, also alle Metalle der achten Gruppe des periodischen Systems der Elemente, die sich mit Kupfer, Silber und Gold legieren lassen. 



   Es ist zweckmässig, den Zusatz nicht so gross zu wählen, dass die günstigen Strahlungseigenschaften des Hauptmetalls dadurch verlorengehen. Das Strahlungsvermögen der Legierungen von Kupfer, Silber und Gold mit den genannten Metallen weicht nur sehr wenig von der Gesamtstrahlung des reinen Metalls ab, wenn man mit dem Zusatz eine bestimmte Grenze nicht überschreitet. Diese Grenze liegt für die verschiedenen Zusatzmetalle nicht bei dem gleichen Gehalt. Im allgemeinen sind Legierungen, die mehr als 10% Zusatzmetall enthalten, in ihren Strahlungseigenschaften nicht mehr so günstig, wenn auch der Vorteil der grossen Lebensdauer bei ihrer Verwendung als Träger für Kathoden erhalten bleibt. 



   Die Kathoden aus derartigen Legierungen können in verschiedener Weise hergestellt werden. Es empfiehlt sich, von möglichst reinen Metallen, z. B. Elektrolytkupfer und Nickel aus Nickelkarbonyl, auszugehen und die Legierung im Vakuum oder unter Gasen, die sich mit den Legierungsbestandteilen 
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 schmolzen und dann zu Bändern, Drähten oder   Röhrchen   verarbeitet werden. Man kann aber auch zunächst Bänder, Drähte oder Röhrchen aus den reinen Hauptmetallen herstellen, diese z. B. durch Elektrolyse dünn mit dem Zusatzmetall überziehen, um dann die Legierungsbildung an den fertigen 

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 Kathodenteilen durch Tempern herbeizuführen. Es ist sogar möglich, die Legierungsbildung nach dem Aufbringen der emittierenden Schichten in der Röhre während oder nach dem Pumpen, also z. B. beim Formieren, vorzunehmen.

   Zweckmässig ist die Bildung der Legierung vor Inbetriebnahme der Röhre so weit vorgeschritten, dass keine störenden Änderungen im Laufe der Lebensdauer mehr eintreten können. In manchen Fällen ist es allerdings auch vorteilhaft, dass sich die Wirtschaftlichkeit durch Fortschreiten der Legierungsbildung während der Lebensdauer noch verbessert, da die bei längerer Lebensdauer mitunter zu beobachtende Verminderung der Elektronenemission in diesem Falle wegen der Erhöhung der Arbeitstemperatur nicht eintritt. 



   Verwendet man Kupfer als Hauptmetall, so ist es unter Umständen vorteilhaft, der Legierung noch kleine Mengen, bis zu etwa 1% von Desoxydationsmitteln, wie Kalzium, Silizium oder Kalziumborid, zuzusetzen, wodurch geringe Sauerstoffmengen, die bei der Verarbeitung in die Legierung gelangt sind, unschädlich gemacht werden. 
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 ziehen. Man kann z. B. die im Betriebe kalt bleibenden Kathodenteile frei lassen. 



   Im allgemeinen sollen die emittierenden Schichten, z. B. Erdalkalioxydschichten, nicht stärker als 100      sein, da sonst die hohe Strahlung der Schicht die geringe Strahlung des Trägermetalls nicht zur Geltung kommen lässt. 



   Zur Verringerung der Wärmeabteilung ist es vorteilhaft, die   Stromzuführungen   aus Stoffen mit geringer Wärmeleitung herzustellen. 



   Es kann noch nichts Bestimmtes darüber ausgesagt werden, wie das Zusatzmetall wirkt. Vermutlich sind die Hauptmetalle nach der Legierungsbildung nicht mehr imstande, bestimmte, die Elektronenemission störende Gase aufzunehmen oder beim Betrieb der Kathode abzugeben. Vielleicht wird aber auch durch die Zusatzmetalle die Haftfähigkeit der emittierenden Schichten erhöht, da gerade die Metalle, die in reinem Zustande besonders günstige Ergebnisse als Träger für Oxydkathoden besitzen, auch als Zusatzmetalle zu Kupfer, Silber oder Gold die besten Wirkungen haben. Im Vergleich zu reinem Kupfer zeigen Legierungen aus Kupfer mit den angeführten Metallen auch eine wesentlich grössere Beständigkeit gegen atmosphärische Einflüsse. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
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 Legierung dieser Metalle untereinander mit einem Zusatz von einem oder mehreren der sich mit ihnen legierenden Metalle der achten Gruppe des periodischen Systems der Elemente, insbesondere Nickel, besteht.

Claims (1)

1. 2. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger weniger als 10% der Zusatzmetalle enthält.

   3. Glühkathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall Kupfer ist und dieses Kupfer neben dem Zusatz eines Metalls der achten Gruppe noch einen Gehalt an Desoxydationsmitteln, wie Kalzium, Silizium oder Kalziumborid, besitzt, der bis etwa 1% betragen kann.

   4. Verfahren zur Herstellung von Glühkathoden nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger aus den Hauptmetallen oder ihren Legierungen untereinander hergestellt, mit den Zusatzmetallen und gegebenenfalls Desoxydationsmitteln überzogen und bis zur Legierungsbildung erhitzt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungsbildung durch Erhitzen nach dem Aufbringen der emittierenden Schicht und zweckmässig nach dem Einbringen der Kathode in die Röhre während oder nach dem Auspumpen durchgeführt wird.