AT235966B - Kaltkathode für elektrische Gas- und Metalldampfentladungsröhren - Google Patents

Description

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  Kaltkathode für elektrische   Gas- und Metalldampfentladungsröhren   
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaltkathode für elektrische Gas-und Metalldampfentladungsröh- ren, bestehend aus einem mindestens in Richtung der Entladung offenen Hohlzylinder aus Metall, dessen
Innenfläche mit einer elektronenemittierenden Schicht versehen ist. 



   Gemäss dem Stammpatent Nr. 221. 658 besteht eine derartige Kaltkathode darin, dass im Inneren des
Hohlzylinders ein elektrischer Heizkörper und eine von diesem beheizbare, beim Erhitzen verdampfende   Kaltkathodemasse angeordnet ist, wobei   sich bei Stromdurchgang durch den Heizkörper an der   Innenfläche   des Hohlkörpers einelektronenemittierender Metallfilm niederschlägt. Um die Kathode dabei erstmals in Betrieb zu nehmen, wird zunächst der Heizkörper kurzzeitig eingeschaltet, wodurch ein Teil der Kathodenmasse verdampft und innerhalb kürzester Zeit an der Innenfläche des Hohlzylinders einen Metallfilm bildet. 



   Zufolge   dieses Metallfilms   ergibt sich ein geringerer Kathodenspannungsabfall, so dass auch die Verluste während des Betriebes der Kathode klein sind. Sobald der Metallfilm verbraucht ist, kann durch kurzzeitige Einschaltung des Heizkörpers an der Innenfläche des Hohlzylinders immer wieder ein neuer Metallfilm gebildet werden. Die zur Regenerierung des Metallfilm erforderliche Einschaltzeit des Heizkörpers beträgt nur Bruchteile einer Sekunde. Je nach der Menge der im Hohlzylinder angeordneten Katho-   denmasse kann somit bei geringem Kathodenspannungsabfall   eine Lebensdauer erzielt werden, die wesentlich grösser ist, als die Lebensdauer der bekannten Kaltkathoden mit einer aus Erdalkalioxydmasse bestehenden elektronenemittierenden Schicht.

   Zufolge des geringen Kathodenspannungsabfalles kann diese Kaltkathode auch erheblich geringere Abmessungen aufweisen als die bekannten Oxydkathoden. 



   Die Erfindung betrifft nun eine Kathodenmasse, welche die genannten Anforderungen in besonders   günstiger Weise   erfüllt. Die Kathodenmasse, welche sich auf dem Heizkörper befindet, stellt im wesentlichen eine Oxydkathode dar, welche jedoch bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die in ihr enthaltenen Erdalkalimetallverbindungen auf den Kathodenzylinder niederschlägt. Dieser Vorgang wäre an sich damit zu erreichen, dass man den Heizkörper mit einer Kathodenmasse auf Thermitbasis überzieht und so bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Reaktion vonstatten gehen lässt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass diese Thermitreaktion nicht aufzuhalten ist.

   Gemeint sind damit hauptsächlich Materialien auf   Bariumoxyd-Aluminium   Basis, welche die Eigenschaften haben, bei zirka 12000 C das Bariumoxyd zu reduzieren und als reines Metall darzustellen. 



   Für die genannte Kathode ist es jedoch wesentlich, dass dieser Vorgang mehrmals durchgeführt werden kann, und nicht auf einmal die Erdalkalioxyde in reine Metalle umgewandelt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die an und für sich bekannten Thermitmischungen, welche im allgemeinen aus den Oxyden der Erdalkalimetalle bestehen und als Thermitzusatz Aluminium oder Zirkon enthalten, durch Zusatz von nichtreaktionsfähigem Kathodenmaterial und seltenen Erden so verändert werden, dass die Thermitreaktion nur mehr gebremst stattfindet,   u. zw.   nur dann, wenn eine ganz bestimmte Temperatur erreicht wird. Bei Unterschreiten   dieserTemperaturhörtdieseReaktionselbständig   auf, so dass es nur zu 

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 dieser Stelle auf den Kathodenzylinder aufgedampft, wo sie eine Metallfilmkathode bilden.

   Diese Metallfilmkathode hat jetzt einen sehr niederen Kathodenfall, so dass die Entladung nicht mehr von der Oxydmasse ausgeht, sondern auf den Kathodenzylinder umspringt. 



   Die Reaktion auf dem Heizkörper der Kathode kommt nun auf Grund der Zusammensetzung des Kathodenmaterials zum Stillstand. Erst dann, wenn der Kathodenfall durch Verarmung an Material am Kathodenzylinder wieder angestiegen ist, u. zw. soweit, dass er höher ist als der Kathodenfall der Oxydmasse auf dem Heizkörper, wird die Entladung wieder auf die Oxydmasse umspringen, und dort einen Brennfleck erzeugen, welcher eine neuerliche örtliche Reaktion zur Folge hat, so dass wieder neues Kathodenmaterial für den Kathodenzylinder frei wird. 



   Die   Erdalkalimetallmenge,   welche während eines Aufdampfvorganges auf dem Kathodenzylinder niedergeschlagen werden soll, lässt sich dadurch dosieren, dass man den Zusatz von Zirkon und Lanthanoxyd verändert. Bei einer Zugabe von mehr Lanthanoxyd wird die niedergeschlagene Menge von Erdalkalimetallen geringer und die Oxydkathode inaktiver. Wenn der Zusatz an Zirkon verringert wird, kommt es zu einer geringeren Abdampfung von Erdalkalimetall, wobei jedoch die Aktivität der Oxydmasse als Kathode erhalten bleibt. Wird jedoch der Zusatz an Zirkon wesentlich erhöht, wird es unerwünscht zu einer Thermitreaktion kommen und die gesamte Menge an Erdalkalioxyden wird in Metalle umgewandelt und auf einmal auf den Kathodenzylinder niedergeschlagen. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1.   Kaltkathode für elektrische Gas-und Metalldampfentladungsröhren nach Patent Nr. 221. 658,   dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenmasse aus Erdalkalikarbonaten mit Zusätzen von Oxyden seltener Erden und Zirkon und/oder Aluminium und/oder Magnesium und Bindemitteln besteht, wobei die Anteile an Oxyden seltener Erden und von Zirkon, Aluminium, Magnesium so gewählt werden, dass es im Betrieb zu keiner unaufhaltsamen Thermitreaktion kommt.

Claims (1)

1. 2 Kaltkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lanthanoxyd und Zirkon als Zusätze Verwendung finden.

   3. Verfahren zur Herstellung einer Kaltkathode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdalkalikarbonate während der Evakuierung der Entladungsröhre durch Erhitzen in mit dem Zirkon reaktionsfähige Oxyde umgewandelt werden, wobei jedoch die Temperatur unter derjenigen liegt, die zur Darstellung der reinen Metalle notwendig ist.