<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden
Es ist bekannt, bei der Herstellung von Oxydkathoden die Erdalkalikarbonate in einem organischen Bindemittel (dem sogenannten "Binder", meistens Kollodium oder Polymetacrylat) zu suspendieren und dann auf das metallische Kernstück aufzutragen, worauf das Lösungsmittel verdampft wird und die Karbonate mit dem Bindemittel einen Film bilden. Zum Schutz der Kathoden vor mechanischen Schäden bei der Montage wird die Karbonatschicht dann noch mit einem reinen Bindemittel überzogen.
Dieses Bindemittel zerfällt während des Pumpvorganges. Der Zerfall beginnt während der Ausheizung im Ofen, wobei sich unzählige chemisch schwer definierbare Zersetzungsprodukte bilden, die alle Stufen der braunen Farbe zeigen und nicht verdampfen. Diese Produkte bleiben auf bzw. in der Karbonatschicht zurück. Bei dem anschliessenden Pumpvorgang wird die Verdampfung der Zersetzungsprodukte fortgesetzt, so lange, bis der Partialdruck des beim Zerfall der Karbonate entstehenden Kohlendioxyds so gross wird, dass bei der bestehenden Kathodentemperatur die noch vorhandenen organischen chemischen Verbindungen verbrennen können.
Nachteilig tritt hiebei auf, dass die so ausdestillierenden Zerfallprodukte bei dem hohen Vakuum und der grossen freien Weglänge ohne Hindernis im Vakuumgefäss auch an andere Stellen gelangen können, wo sie folgende Fehler verursachen : a) Die sich an kälteren Stellen niederschlagenden Zersetzungsprodukte können im späteren Betrieb durch Erwärmung auf die aktivierte Kathode zurückgelangen und die Emissionsschicht vergif- ten. b) Setzen sich die Zersetzungsprodukte an solchen Stellen ab, die im Betrieb von Elektronen und
Ionen beschossen werden, so zersetzen sich diese Produkte durch den Beschuss, wodurch sekundäre
Zersetzungsprodukte mit kleinerem Molekulargewicht auf die Kathode zurückgelangen, was eine
EMI1.1
B.verändern sie den Wert des Kontaktpotentials nachteilig, und es ist zur Stabilisierung dann eine lange Brenndauer nötig.
Der Zweck der Erfindung ist, diese Mängel zu beheben. Das erfindungsgemässe Verfahren geht aus von einem Verfahren, bei welchem eine Erdalkalikarbonate enthaltende Kathodenmasse in einem organischen Bindemittel, z. B. Kollodium oder Polymetacrylat, und einem Lösungsmittel suspendiert und die Suspension auf das metallische Kernstück aufgetragen wird, worauf das Lösungsmittel entfernt und die Karbonatschicht noch mit einer Bindemittelschicht überzogen und die Kathode einer Wärmebehandlung unterworfen wird.
Die Erfindung besteht hiebei darin, dass die Entfernung des Bindemittels in und auf der Kathodenmasse vor der Umsetzung bzw. Aktivierung der Kathodenmasse als gesonderter Prozess vorgenommen wird, u. zw. entweder vor dem Einbau der Kathode in die Röhre oder nach dem Einbau, aber vor dem Pumpvorgang, durch Erhitzen der Kathode auf 400-6000C, vorzugsweise auf 550 C, in einer neutralen und/oder reduzierenden Gasatmosphäre bei atmosphärischem Druck. Im Rahmen der Erfindung kann zur Zersetzung des Bindemittels ein Formiergas verwendet werden, das aus N, H, A, CO oder einem Gemisch dieser Gase
<Desc/Clms Page number 2>
besteht. Erfindungsgemäss kann dieses Formiergas aus N und 5% H2 bestehen und zur schnelleren Zersetzung des Bindemittels mit Wasserdampf gesättigt sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei Elektronenröhren praktisch z. B. so durchgeführt werden, dass die fertigen Röhrensysteme in einen mit feuchtem Formiergas gespülten Raum gebracht werden, in dem die Kathoden mit ihren Heizkörpern durch 1 - 3 min auf eine Temperatur von 5500C aufgeheizt werden. Bei dieser Behandlung wird die Oberfläche der Karbonatschicht zuerst braun, dann wieder weiss, und die Zerfallprodukte des Bindemittels werden durch die Gasspülung entfernt.
Die so hergestellten Röhren zeigen eine kleinere Streuung des Anodenstromes, lassen sich leichter aktivieren, die Parameter stabilisieren sich schneller und die so behandelten Röhren haben im Vergleich mit den normal hergestellten Röhren bessere Emissionseigenschaften.
Bei einer andern Ausführungsart des Verfahrens werden die besprühten Kathoden noch vor der Montage in einem Ofen mit Gasspülung vorbehandelt.
Das verfahren ist nicht nur auf Kathoden für Elektronenröhren beschränkt, sondern kann auch für Leuchtröhren und sonstige Geräte mit Oxydkathoden verwendet werden. In diesem Falle wird nur das Bindemittel entfernt, jedoch werden die Karbonate nicht zu Oxyden umgebildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden, bei welchem eine Erdalkalikarbonate enthaltende Kathodenmasse in einem organischen Bindemittel, z. B. Kollodium oder Polymetacrylat, und einem Lösungsmittel suspendiert und die Suspension auf das metallische Kernstück aufgetragen wird, worauf das Lösungsmittel entfernt und die Karbonatschicht noch mit einer Bindemittelschicht überzogen und die Kathode einer Wärmebehandlung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des Bindemittels in und auf der Kathodenmasse vor der Umsetzung bzw.
Aktivierung der Kathodenmasse als gesonderter Prozess vorgenommen wird, u. zw. entweder vor dem Einbau der Kathode in die Röhre oder nachdem Einbau, aber vor dem Pumpvorgang, durch Erhitzen der Kathode auf 400-600 C, vorzugsweise auf 550 C, in einer neutralen und/oder reduzierenden Gasatmosphäre bei atmosphärischem Druck.
EMI2.1
<Desc / Clms Page number 1>
Process for the manufacture of oxide cathodes
It is known in the manufacture of oxide cathodes to suspend the alkaline earth metal carbonates in an organic binder (the so-called "binder", usually collodion or polymetacrylate) and then to apply them to the metallic core, whereupon the solvent is evaporated and the carbonates and the binder form a film form. To protect the cathodes from mechanical damage during assembly, the carbonate layer is then coated with a pure binding agent.
This binding agent breaks down during the pumping process. The disintegration begins during the heating in the furnace, whereby countless chemically difficult to define decomposition products are formed, which show all stages of the brown color and do not evaporate. These products remain on or in the carbonate layer. During the subsequent pumping process, the evaporation of the decomposition products is continued until the partial pressure of the carbon dioxide produced during the decomposition of the carbonates is so great that the organic chemical compounds still present can burn at the existing cathode temperature.
The disadvantage here is that the decomposition products which are distilled out in this way can also reach other places without any obstacles in the vacuum vessel, given the high vacuum and the large free path, where they cause the following errors: a) The decomposition products precipitating in colder places can pass through in later operation Warming return to the activated cathode and poison the emission layer. B) The decomposition products settle in those places that are affected by electrons and
Ions are bombarded, so these products decompose through the bombardment, creating secondary
Decomposition products with smaller molecular weight get back on the cathode, which is a
EMI1.1
B. They change the value of the contact potential disadvantageously, and a long burning time is then necessary for stabilization.
The purpose of the invention is to remedy these shortcomings. The inventive method is based on a method in which a cathode composition containing alkaline earth carbonates in an organic binder, e.g. B. collodion or polymetacrylate, and a solvent and the suspension is applied to the metallic core piece, whereupon the solvent is removed and the carbonate layer is still coated with a binder layer and the cathode is subjected to a heat treatment.
The invention consists in that the removal of the binding agent in and on the cathode mass is carried out as a separate process before the conversion or activation of the cathode mass, u. either before the installation of the cathode in the tube or after installation, but before the pumping process, by heating the cathode to 400-6000C, preferably to 550C, in a neutral and / or reducing gas atmosphere at atmospheric pressure. In the context of the invention, a forming gas composed of N, H, A, CO or a mixture of these gases can be used to decompose the binder
<Desc / Clms Page number 2>
consists. According to the invention, this forming gas can consist of N and 5% H2 and be saturated with water vapor for faster decomposition of the binder.
The inventive method can practically z. B. be carried out in such a way that the finished tube systems are brought into a room flushed with moist forming gas, in which the cathodes with their heating elements are heated to a temperature of 5500C for 1 - 3 minutes. During this treatment, the surface of the carbonate layer first turns brown, then white again, and the decomposition products of the binding agent are removed by the gas purging.
The tubes produced in this way show a smaller spread of the anode current, can be activated more easily, the parameters stabilize more quickly and the tubes treated in this way have better emission properties compared with the normally produced tubes.
In another embodiment of the method, the sprayed cathodes are pretreated with gas purging in a furnace before assembly.
The method is not limited to cathodes for electron tubes, but can also be used for fluorescent tubes and other devices with oxide cathodes. In this case, only the binding agent is removed, but the carbonates are not converted into oxides.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of oxide cathodes, in which a cathode mass containing alkaline earth metal carbonates in an organic binder, e.g. B. collodion or polymetacrylate, and a solvent and the suspension is applied to the metallic core, whereupon the solvent is removed and the carbonate layer is still coated with a binder layer and the cathode is subjected to a heat treatment, characterized in that the removal of the binder in and on the cathode mass before implementation or
Activation of the cathode mass is carried out as a separate process, u. either before the installation of the cathode in the tube or after installation, but before the pumping process, by heating the cathode to 400-600 ° C., preferably to 550 ° C., in a neutral and / or reducing gas atmosphere at atmospheric pressure.
EMI2.1