AT155526B

AT155526B - Elektrische Entladungsröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Info

Publication number: AT155526B
Authority: AT
Original assignee: Rca Corp
Priority date: 1937-01-30
Filing date: 1938-01-29
Publication date: 1939-02-10

Description

Elektrische Entladungsröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung.
EMI1.1

Gegenüber den schon beschriebenen elektrischen Entladungsrohren weist eine Röhre nach der Erfindung u. a. den grossen Vorteil auf, dass die Sekundäremissionselektrode nicht aus einer besonderen Unterlage aus z. B. einem der Metalle Aluminium, Magnesium, Beryllium oder Silizium zu bestehen braucht, sondern aus einer Metallunterlage aus einem beliebigen Metall hergestellt werden kann, auf der sich die aus Erdalkalimetallboraten bestehende Haut befindet, auf welche letzterer die
Haut aus Alkalimetall, etwa Rubidium oder Caesium oder deren Oxyden, aufgebracht ist. - Als Bau- stoff für die Metallunterlage können z. B. Nickel, Aluminium, Silber oder deren Legierungen verwendet werden.

Es ist leicht einzusehen, dass infolge des überraschenden Ergebnisses, das durch die Erfindung erzielt wird, grosse Möglichkeiten auf dem Gebiete der Sekundäremissionsröhren eröffnet sind.

Ein weiteres überraschendes Ergebnis ist es, dass die Sekundäremission eine gewisse Trägheit aufweist, d. h. dass die erwähnten grösseren Ströme erst nach einiger Zeit erreicht werden und dass diese Ströme bisweilen noch während mehrerer Stunden nach Ausschalten des Primärelektronenstromes andauern. Solche Erscheinungen wurden von der Anmelderin auch schon früher beobachtet und in der österr. Patentschrift Nr. 151139 beschrieben, wo die Sekundäremissionselektrode eine Unterlage z. B. aus Aluminium, Beryllium, Magnesium oder Silizium besitzt. Hiebei wurde eine wahrscheinliche
Erklärung dieser etwas rätselhaften Erscheinungen gegeben, nach welcher infolge der Sekundär- emission positive Ladungen, z. B. in oder in der Umgebung der Sekundäremissionselektrode entstehen.

Diese Erklärung gilt wahrscheinlich gleichfalls für die Erscheinungen bei einer elektrischen Entladungröhre nach der vorliegenden Erfindung.

In der Zeichnung ist die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer elektrischen Entladungsröhre nach der Erfindung mit einer entsprechenden Schaltung ; Fig. 2 einen vergrösserten Querschnitt durch eine in einer Entladungsröhre nach der Erfindung benutzte Sekundäremissionselektrode.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine V-förmig gestaltete elektrische Entladungsröhre,. 3 eine in einem Arm der Röhre angeordnete photoaktive Kathode und 5 eine im andern Arm angeordnete Ausgangselektrode. Die photoaktive Kathode. 3 kann z. B. aus Silber bestehen, das mit Caesiumoxyd überzogen ist. Eine Elektrode 7, die sekundär emittieren kann, ist im unteren Ende der Röhre derart angeordnet, dass die von der Photokathode J ausgesandten Elektronen sie erreichen können und ebenso von ihr ausgehende Elektronen zur Ausgangselektrode 5 gelangen können.

Eine veränderliche oder gleichbleibende Lichtquelle 8 ist ausserhalb der Röhre derart angeordnet, dass ihr Licht durch eine Linse 13 auf die Photokathode. 3 fallen kann. In der Zeichnung ist weiters eine Stromquelle 9 dargestellt, die über einen veränderlichen Widerstand 11 mit der Lampe verbunden ist.

Unter dem Einfluss des Lichtes treten Elektronen nach allen Richtungen aus der Photokathode 3 aus. Da es erwünscht ist, sämtliche dieser Elektronen auf die Sekundäremissionselektrode 7 zu richten, ist um einen Arm der Röhre eine Spule 15 angeordnet, die von einem Strom derart durehflossen wird, dass ein Magnetfeld erzeugt wird, das die Elektronen auf die Sekundäremissionselektrode 7 zusammendrängt. Eine gleiche Spule 17 ist um den andern Arm der Röhre gelegt, um die aus der Elektrode 7 kommenden Sekundärelektronen auf die Ausgangselektrode 5 zu konzentrieren. Die Spulen 15 und 17 sind mit einer Gleichspannungsquelle 19 über die Anzapfungen 23 und 25 eines parallel zur Stromquelle liegenden Widerstandes 21 verbunden.

Es hat sich gezeigt, dass die Stromrichtung in diesen Spulen unbedenklich umgekehrt werden kann, und ferner, dass es auch möglich ist, Wechselstrom zum Erzeugen des Magnetfeldes zu verwenden. Obgleich hier die Verwendung eines Magnetfeldes zum Zusammendrängen der Elektronen beschrieben ist, so ist es doch auch möglich, elektrostatische Zusammendrängung anzuwenden. Die Ausgangselektrode 5 kann mit irgendeinem (durch das Relais 27 angedeuteten) Ausgangskreis verbunden werden.

Die verschiedenen Spannungen für die Elektroden werden einem Spannungsteiler 29 entnommen, der eine Gleichstromquelle 31 überbrückt. Vorteilhaft wählt man diese Spannungen derart, dass die Spannung der Sekundäremissionselektrode zwischen den Spannungen der Elektroden 3 und 5 liegt.

Die in Fig. 2 dargestellte Sekundäremissionselektrode besteht aus einer Unterlage 33 aus Nickel, Aluminium, Silber, Kupfer oderirgendeinem andern Metall, das leicht bearbeitbarist und allen sonstigen Bedingungen für den Einbau in eine elektrische Entladungsröhre genügt. Auch ist es möglich, als Unterlage einen isolierenden Baustoff, z. B. Glas, mit aufgebrachter Metallbaut zu wählen. Die Schicht3. 3 trägt eine Haut 35, die aus den Boraten eines oder mehrerer Erdalkalimetalle, beispielsweise aus Bariumborat, Strontiumborat, Calciumborat oder Gemischen aus diesen besteht. Auf diese Borathaut ist eine besonders dünne Haut 37 aus emittierendem Stoff aufgebracht, die zweckmässig aus Alkalimetall oder Oxyd desselben besteht.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Stärke sowohl der Erdalkalimetallborathaut als auch der Sekundäremissionshaut nicht grösser als 25 Mikron zu wählen.

Die Erdalkalimetallborathaut 35 kann auf die leitende Fläche 33 vor dem Anbringen derselben in der Röhre aufgebracht werden. Man kann dies z. B. in der Weise bewerkstelligen, dass man die Fläche 33 in einer Röhre anbringt, die entlüftet werden kann und in der ein Glühkörper enthalten ist, der mit einer Menge geschmolzenen Borats überzogen ist. Nach Entlüftung wird durch Erhitzen des Gliihdrahtes das Borat verflüchtigt und setzt sieh auf der Metalllaut 33 ab.

Dieses Verfahren hat den

Vorteil, dass man in der eigentlichen Entladungsröhre keinen Boratniederschlag an unerwünschten
Stellen erhält und ferner, dass eine grössere Oberfläche auf einmal überzogen und diese dann nach Entfernen aus der Präparierröhre in Stücke der gewünschten Grösse zerteilt werden kann. Nachdem die auf diese Weise mit einer Borathaut versehene Elektrode in die eigentliche Entladungsröhre zugleich mit der Kathode und der Ausgangselektrode eingebaut worden ist, wird die Entladungsröhre entlüftet und eine geringe Menge Alkalimetall, etwa Natrium, Kalium, Rubidium oder Caesium, in der Röhre verflüchtigt. Es entsteht dann auf der Borathaut noch eine Haut aus dem Alkalimetall, die Sekundär- elektronen abgeben kann.

Gleichzeitig wird durch das Alkalimetall die Photokathode aktiviert. Die Alkalihaut auf der Sekundäremissionselektrode hat zweckmässig eine Stärke von etwa 25 Mikron und kann unbedenklich sogar aus einer monomolekularen Schichte bestehen. Der Überzug der Elektrode 7 ist in diesem Fall wahrscheinlich diskontinuierlich, und es mag sein, dass die Metallmoleküle gegeneinander und gegen die Metallunterlage 33 durch das Borat isoliert sind. Es mag jedoch auch sein, dass das aufgedampfte Alkalimetall etwas in die Borathaut hineindringt.

Nach dem Einbringen des Alkalimetalls wird die Entladungsröhre z. B. auf 2000 erhitzt, worauf sie auf Zimmertemperatur abgekühlt wird. Nach der Abkühlung lässt man in die Röhre reinen Sauerstoff ein, der mit dem Alkalimetall reagiert. Die Röhre wird darauf von neuem bis zu einem solchen Druck entlüftet, dass eine Ionisierung nicht mehr eintreten kann. Die Alkalihaut 37 ist dann wahrscheinlich oxydiert, so dass sie besonders leicht Sekundärelektronen abgibt.

Es ist ferner noch gefunden worden, dass die Sekundäremissionselektrode auch vorzügliche Sekundäremission aufweist, auch wenn kein Sauerstoff in die Röhre eingeleitet worden ist.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit einem Elektrodensatz, der u. a. eine Kathode, eine Anode und mindestens eine Sekundäremissionselektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die von Primär- elektronen getroffene Sekundäremissionselektrode aus einer Metallschicht besteht, die mit einer
Erdalkalimetallborathaut überzogen ist, auf der sich ein Stoff befindet, der unter dem Einfluss der
Primärelektronen eine Sekundärelektronenemission liefert, so dass positive Ladungen gebildet werden, die in solchem Masse Elektronen aus der Sekundäremissionselektrode herausziehen, dass nach einer gegen die Sekundäremissionselektrode positiven Elektrode (Anode) ein Strom fliessen kann, der sehr beträchtlich (z. B. etwa hundert-bis tausendmal) grösser als der Primärelektronenstrom ist.

Claims

2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Erdalkalimetallborathaut nicht grösser als 25 Mikron ist.

3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Haut aus gut sekundäremittierendem Stoff nicht mehr als 25 Mikron beträgt.

4. Elektrische Entladungssröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht, auf welche die Borathaut aufgebracht ist, auf einer isolierenden Unterlage, z. B. aus Glas, angebracht ist.

5. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Metallschicht, auf der die Borathaut aufgebracht ist, aus Silber, Nickel, Aluminium oder Kupfer besteht.

6. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die gut sekundäremittierende Haut aus Alkalimetall oder dessen Oxyden besteht.

7. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäremissionselektrode in einer besonderen entlüfteten Röhre mit der Borathaut überzogen wird, während der Überzug mit dem gut sekundäremittierenden Stoff in der eigentlichen Entladungsröhre selbst vorgenommen wird.

8. Sekundäremissionselektrode, gekennzeichnet durch eine Unterlage aus einem Metall, wie . Silber, Nickel, Aluminium, Kupfer oder dessen Legierungen, die mit einer Erdalkalimetallboratschicht überzogen ist, auf der eine Schicht aus einem gut sekundäremittierenden Stoff, wie Alkalimetall oder dessen Oxyde, aufgebracht ist.