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Verfahren zum Anbringen einer aktiven Schicht eines gasbindenden Metalles in Vakuum- gefässen mittels schneller Verdampfung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- stellung einer besonders wirksamen Schicht aus einem gasabsorbierenden Metall in Vakuum- gefässen sowie eine mit einer solchen Schicht versehene elektrische Entladungsröhre.
Bei elektrischen Entladungsröhren, wie Emp- fangs-und Senderöhren sowie Elektronenstrahl- röhren und Röntgenstrahlröhren und bei anderen
Vakuumgefässen, in denen unedle Gase nach dem
Abschmelzen der Röhre frei werden können und schnell gebunden werden müssen, wie Hohlraum- resonatoren, edelgasgefüllten Gleichrichterröhren od. dgl., wird allgemein eine wirksame
Schicht aus einem gasabsorbierendem Metall, wie Barium, verwendet. Bekanntlich ist ein solches Metall nicht nur fähig, während seiner Ver- dampfung sich mit grossen Gasmengen zu verbinden, sondern die durch Absetzung des Metalls entstandene Schicht kann auch nachträglich ausgelöste Gase noch binden. Der Wirksamkeitsgrad einer solchen Schicht ist jedoch in hohem Masse von ihrer Struktur, d. h. von der Art des Entstehens und von der Beschaffenheit der Oberfläche, abhängig.
Die geringste Wirksamkeit besitzt eine spiegelnd glatte Schicht, die durch langsames Verdampfen des wirksamen Metalls im Vakuum entstanden ist. Die Wirksamkeit wird aber stark gesteigert, wenn auf bekannte Weise das Metall schnell durch eine aus Edelgas bestehende Gasatmosphäre verdampft wird und das Edelgas dann wieder abgepumpt wird. Anstatt eines Edelgases kann man eine kleine Menge eines unedlen Gases, wie Kohlensäuregas, Stickstoff od. dgl., in denVakuumraum bringen oder in ihm erzeugen. Nach Abschmelzen der Röhre wird dann das wirksame Metall schnell verflüchtigt, wobei die vorhandene Gasmenge gebunden wird. Selbstredend darf die vorhandene Gasmenge nicht zu gross sein. Das Metall setzt sich in diesem Fall in Form einer schwarzen Schicht ab, deren Oberfläche mehr oder weniger schwammig ist.
Eine solche Schicht ist fähig, sich mit verhältnismässig grossen Gasmengen zu verbinden, die sonst im Röhrenbetrieb frei würden.
Es ist jedoch von Belang, die Wirksamkeit einer solchen Schicht möglichst zu steigern, denn je grösser die Geschwindigkeit, mit der die frei werdenden Gase gebunden werden können, um so
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Infolge der Tatsache, dass sich eine erfindung- gemäss hergestellte wirksame Schicht sehr schnell mit Gasmengen verbinden kann, die, auf die
Gewichtseinheit bezogen wesentlich grösser sind, als nach irgendeinem bisher bekannten Ver- fahren, eröffnen sich ganz neue Anwendungs- möglichkeiten.
Die Erfindung ist z. B. besonders wertvoll für
Anwendung in Entladungsröhren mit sehr emp- findlichen Elektroden, wie z. B. bei direkt ge- heizten Röhren für Speisung durch Batterien.
Solche Röhren besitzen oft eine sehr dünne
Glühkathode, die nach Auslösung des Emissions- metalls aus der Erdalkalimetallverbindung durch geringe Gasmengen bereits vergiftet werden kann.
Da bei der Zersetzung dieser Erdalkalimetallverbindung, im allgemeinen des Karbonates, viel
Gas frei wird, wurde die Zersetzung stets vorgenommen, wenn die Röhre noch mit der Pumpe verbunden war. Die Kathode konnte dann durch die nachträglich während der Entgasung der Elektroden ausgelösten Gase beschädigt werden. Indem nun in die Röhre eine wirksame Schicht gemäss der Erfindung angebracht wird, kann die Röhre von der Pumpe abgeschmolzen werden, bevor die auf die Kathode aufgebrachten Erdalkalimetallverbindungen zersetzt sind. Die Röhre wird dann in ein Gefäss mit flüssiger Luft oder sonstigen Kältestoff eingetaucht und der Fangstoff schnell verflüchtigt und auf die zuvor mit einer Kohlenstoffschicht überzogene Innenwand der Röhre niedergeschlagen.
Da die Elektroden während des Betriebes nur wenig erwärmt werden, kann die Entgasung der Elektroden bei verhältnsimässig niedriger Temperatur erfolgen, worauf die Kathode erhitzt und die Emissionsverbindungen zersetzt werden. Die hiebei ausgelösten Gase werden schnell von der auf der Röhrenwand vorhandenen wirksamen Schicht gebunden.
Die Erfindung ist ferner sehr wertvoll für Röhren, in denen Sekundäremissionskathoden vorhanden sind, ferner für Photozellen usw. ; alle diese Röhren besitzen sehr empfindliche Elektroden.
Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Nach Überziehen der Innenwand eines Kolbens einer elektrischen Entladungsröhre mit einer
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Elektroden in den Kolben gebracht und ein- geschmolzen. Nach Entgasung der Elektroden und weiteren Röhrenteile durch Erhitzung dieser
Teile auf hohe Temperatur wird eine Barium- quelle, beispielsweise eine Pastille aus Barium- nitrid, vorsichtig erhitzt und entgast. Die Röhre wird dann von der Pumpe abgeschmolzen und mit dem Kolben in ein Gefäss mit flüssiger Luft eingetaucht, das von einer Hochfrequenzspule umgeben ist, mittels derer das Bariumnitrid zer- setzt und das Barium schnell verdampft wird, so dass es sich auf die mit einer Kohlenstoffschicht überzogene Innenwand des Kolbens absetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Anbringen einer aktiven
Schicht eines gasbindenden Metalles mit niedrigem
Siedepunkt, wie z. B. Barium in Vakuumgefässen, besonders elektrischen Entladungsröhren, mittels schneller Verdampfung, dadurch gekennzeichnet, dass das gasbindende Metall auf eine Oberfläche niedergeschlagen wird, welche zuvor mit einer Kohlenstoffschicht bedeckt ist und welche gekühlt wird, so dass die aktive Schicht des Metalles eine lose Struktur bekommt.