CH190259A - Indirectly heated cathode. - Google Patents

Indirectly heated cathode.

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CH190259A
CH190259A CH190259DA CH190259A CH 190259 A CH190259 A CH 190259A CH 190259D A CH190259D A CH 190259DA CH 190259 A CH190259 A CH 190259A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
    • H01J1/22—Heaters

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

  

  Mittelbar geheizte Kathode.    Um bei mittelbar     beheizten    Kathoden für  die Kathodenheizung die volle Netzspannung  unter     Vermeidun    g von     VorsehaItwiderstän-          den    und     Transformatoren    ausnutzen zu kön  nen,     -,braucht    man Heizkörper mit     .sehr    gro  ssem Spannungsabfall.

   Da für eine Kathode  von gegebenen Abmessungen und     vorge-          sehriebener        Arbeitstemperatur    stets eine be  stimmte     Heizwattzahl        erforderlich        ist,    muss  bei steigender Heizspannung     idie    Heizstrom  stärke gesenkt werden.

   Wählt man als     Heiz-          körper    einen Draht aus Metall, so     muss    dieser       verhältnismässig    lang     und    .dünn     sein.    Es     ist          sehr    schwierig, derartige Drähte in dem       Isolierkörper    einer Kathode in Form von       gl.a,tttn        Drähten:    oder in Form von Wendeln       unterzubringen    und dabei eine auch bei hoher  Temperatur ausreichende     Isolation    zwischen  Kathode und     Heizfaden    zu sichern.

   Da die  Unterbringung des     Heizkörpers    in der Ka  thode durch     Verringern        seiner    Länge sehr  erleichtert wird, wäre     es        zweckmässig,    Stoffe  mit höherem spezifischen Widerstand zu be-    nutzen. Als     solche        kommen    zunächst Ge  mische von Metall- oder     Kohlepulver    mit iso  lierenden Oxyden in     Betracht.    Heizkörper  aus solchen     ,Stoffen    haben sich jedoch nicht       bewährt,    da ihre     Widerstandswerte    sehr ver  schieden ausfallen.  



       Nach    der     Erfindung    wird als     Heizwider-          stand    für     mittelbar        geh@eizte    Kathoden ein       keramischer        Körper    verwendet, der ein Ge  misch von leitenden und nichtleitenden Oxy  den enthält.

   Die Oxyde müssen hoch schmel  zen und dürfen unter     denBetriebsbedingungen     ihre     chemische        Zusammensetzung        nicht        än-          dern.    Schliesslich soll der     Sauerstoffgehalt     des     leitenden    Bestandteils     ;

  geringer        sein        als     er bei     Erhitzung        in.    Luft sein     würde.    Die       günstigen        Eigenschaften    solcher l     xyde    be  ruhen wahrscheinlich darauf,     dass    sie sieh       mehr    oder     weniger        gegenseitig    lösen.

   Da  .durch     wird        der        Einfluss        der    Ausgangskorn  grösse des     leitenden    und     des        nichtleitenden          Bestandteils        verwischt,

      .so     @dass    die aus den       Oxydgemischen        hergestellten    Widerstands-           körp.er        unabhängig    von der     Ausgangskorn-          grösse    bei     gleichem        Mischungsverhältnis    und  gleichen     Brennbedingungen    auch     ,gleiche    Wi  derstandswerte haben.  



  Gute     Heizwiderstände    werden zum Bei  spiel     aus        einer        Mischung    von     niederem        T.i-          tanoxyd,    dessen atomares     Verhältnis    von       Ti    : 0     zwischen    1 : 2 und 1 :

   1 liegt, mit       Berylliumoxyd        Be0,        Calciumoxyd        CaO    und       insbesondere        Magnesiumoxyd        Mg0,

      einer  Mischung von     Vanadinoxyd        V205    oder von       Nioboxyd        N'203    mit     Aluminiumoxyd        A1203     oder     Chromoxyd        Cr2O3    und einer     Mischung     von Uranoxyd     U02    mit     Thoroxyd        T102,        Zir-          konoxyd        Zr0,2,        Hafniumoxyd        Hf02    oder Kie  selsäure     SiO2    erhalten.

       Besonders    bewährt  hat sich das     Gemisch        eines    niederen Titan  oxydes mit     Magnesiumoxyd.        Es        ist    selbst  verständlich möglich,     .gleichzeitig        mehrere     Stoffeder genannten Art zu     verwenden,

      zum       Beispiel        Aluminiumoxyd    und     Magnesium.-          oxyd    zusammen     mit        Titanoxyd    oder     Alu-          miniumoxyd    und     Mabgnesiumoxyd    zusammen  mit     Titanoxyd    ' und     Vanadinoxyd    oder die  Zusammenstellung anders zu wählen, als es  oben beispielsweise angegeben     ist.     



  Als     isolierender        Bestandteil    kann auch       noch        Tautaloxyd        Ta20,    dienen. Zuschläge  von     Siliziumoxyd    oder andern     Flussmitteln     geben     eine        erhöhte    mechanische     Festigkeit.     Der Widerstand der Heizkörper kann will  kürIich durch entsprechende Bemessung des  Mengenverhältnisses     zwischen    den leitenden       und,den    nichtleitenden     Bestandteilen    gewählt  werden.

   Der keramische Körper kann zum       Beispiel    die     Form        eines    Stabes, eines Rohres  oder auch     einer    Wendel     haben.     



  Die leitenden niederen     Metalloxyde    gehen  beim Brennen in Luft leicht in nichtleitende  höhere Oxyde über. Um     leitende    Körper zu  erhalten, ist es ,daher erforderlich, in redu  zierender     Umgebung    zu brennen. Man kann  dann auch von den nichtleitenden oder  schlecht leitenden höheren Oxyden,     zum    Bei  spiel     U508,        ausgehen    und sie beim Brennen  in     Idas        leitende    niedrige     Metalloxyd    verwan  deln.

   Die weitgehende Aufteilung .des lei  tenden Werkstoffes in dem nichtleitenden    kann noch dadurch     begünstigt    werden,     @dass          nacheinander    erst in     oxydierender    und ,dann  in reduzierender Umgebung     gebrannt        wird.     Die     unterschiedlichen    Polaritäten der     Mi-          schungsbestan.dteile,    zum     Beispiel        Magnesium-          oxyd    und     Titanoxyd,

      führen in oxydierender  Umgebung bei hoher Temperatur zu einem  völlig andern     Körper,        zum    Beispiel dem .gut  isolierenden     Magnesiumtitanat.    Behandelt  man diesen     Körper    jetzt nachträglich in     redu-          zierender        Umgebung,    so wird     :

  das    reduzier  bare Oxyd,     also    zum Beispiel das     Titan-          dioxyd        Ti02    des     M.agnesiumtitanats,    zu einem       leitenden    niederen Oxyd reduziert,

   das nun  in äusserst feinem     Zustande    in dem     oxy-          dischen        Körper        verteilt        ist.        Durch    Wahl  einer     entsprechenden    Temperatur bei dem       reduzierenden    Brennen kann der Wider  standswert der fertigen     Widerstandskörper     noch in geringen Grenzen geändert' werden.



  Indirectly heated cathode. In order to be able to use the full mains voltage for the cathode heating with indirectly heated cathodes while avoiding resistors and transformers, you need radiators with a very large voltage drop.

   Since a certain number of heating watts is always required for a cathode of given dimensions and specified working temperature, the heating current must be reduced as the heating voltage increases.

   If you choose a metal wire as the heating element, it must be relatively long and thin. It is very difficult to accommodate such wires in the insulating body of a cathode in the form of gl.a, tttn wires: or in the form of coils and to ensure adequate insulation between cathode and filament even at high temperatures.

   Since the accommodation of the heater in the cathode is made much easier by reducing its length, it would be advisable to use materials with a higher specific resistance. As such, mixtures of metal or carbon powder with insulating oxides are initially considered. However, radiators made from such materials have not proven their worth, as their resistance values are very different.



       According to the invention, a ceramic body is used as the heating resistor for indirectly heated cathodes, which contains a mixture of conductive and non-conductive oxides.

   The oxides must melt high and must not change their chemical composition under the operating conditions. Finally, the oxygen content of the conductive component should be;

  less than it would be if heated in air. The favorable properties of such lxides are probably due to the fact that they more or less dissolve one another.

   As a result, the influence of the initial grain size of the conductive and non-conductive component is blurred,

      So @that the resistance bodies produced from the oxide mixtures have the same resistance values regardless of the initial grain size with the same mixing ratio and the same firing conditions.



  Good heating resistors are made, for example, from a mixture of lower T. titanium oxide, the atomic ratio of Ti: 0 between 1: 2 and 1:

   1, with beryllium oxide Be0, calcium oxide CaO and especially magnesium oxide Mg0,

      a mixture of vanadium oxide V205 or niobium oxide N'203 with aluminum oxide A1203 or chromium oxide Cr2O3 and a mixture of uranium oxide U02 with thoroxide T102, zirconium oxide Zr0.2, hafnium oxide Hf02 or silica SiO2.

       The mixture of a lower titanium oxide with magnesium oxide has proven particularly useful. It is of course possible to use several substances of the type mentioned at the same time.

      For example, aluminum oxide and magnesium oxide together with titanium oxide or aluminum oxide and magnesium oxide together with titanium oxide and vanadium oxide or the combination to be chosen differently from that given above, for example.



  Tautal oxide Ta20 can also serve as an insulating component. Additions of silicon oxide or other fluxes give increased mechanical strength. The resistance of the radiators can be selected at will by appropriately dimensioning the quantitative ratio between the conductive and non-conductive components.

   The ceramic body can, for example, have the shape of a rod, a tube or a helix.



  The conductive lower metal oxides easily convert into non-conductive higher oxides when burned in air. In order to obtain conductive bodies, it is therefore necessary to burn in a reducing environment. You can then also start from the non-conductive or poorly conductive higher oxides, for example U508, and convert them into Ida's conductive lower metal oxide when fired.

   The extensive division of the conductive material into the non-conductive material can be further promoted by firing first in an oxidizing and then in a reducing environment. The different polarities of the components of the mixture, for example magnesium oxide and titanium oxide,

      lead in an oxidizing environment at high temperature to a completely different body, for example the well-insulating magnesium titanate. If you treat this body afterwards in a reducing environment, then:

  the reducible oxide, e.g. the titanium dioxide Ti02 of magnesium titanate, is reduced to a conductive lower oxide,

   which is now distributed in the oxidic body in an extremely fine condition. By choosing an appropriate temperature during the reducing firing, the resistance value of the finished resistor body can still be changed within small limits.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mittelbar ,geheizte Kathode, insbesondere für hohe Ileizspannungen,dadurch gekenn zeichnet, dass ,der Heizwiderstand ein kera mischer Körper ist, der ein Gemisch von lei tenden und nichtleitenden, hochschmelzenden und unter den Betriebsbedinb-ungen ihre che mische Zusammensetzung nicht ändernden Oxyden enthält, wobei der Sauerstoffgehalt des leitenden Bestandteils geringer ist, PATENT CLAIM: Indirectly heated cathode, especially for high electrical voltages, characterized in that the heating resistor is a ceramic body that contains a mixture of conductive and non-conductive, high-melting oxides that do not change their chemical composition under the operating conditions where the oxygen content of the conductive component is lower, als er hei Erhitzung in Luf t sein würde. UNTERANSPR t) CHE 1. Kathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass der Heizwiderstand niederes Titanoxyd, dessen atomares Ver hältnis von Ti : 0 zwischen .1 : 2 und 1 : when it would be hot in the air. SUB-CLAIM t) CHE 1. Cathode according to patent claim, characterized in that the heating resistor is lower titanium oxide, the atomic ratio of which is Ti: 0 between .1: 2 and 1: 1 liegt, und ein solches isolierendes Oxyd enthält, das basischer ist als Ti- tanoxyd. 2. Kathode nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass ,der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 3. Kathode nach Unteranspruch ,1, dadurch gekennzeichnet, .dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 4. 1 and contains such an insulating oxide which is more basic than titanium oxide. 2. Cathode according to dependent claim 1, characterized in that the heating resistor contains several conductive oxides. 3. Cathode according to dependent claim 1, characterized in that the heating resistor contains several insulating oxides. 4th Kathode nach Unteranspruch 1, ,dadurch ekennzeichnet, dass der Heizwiderstand g<B>o</B> keramische Beinre bgungen enthält. 5. Kathode nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, dass der Heiz@4derstand ein niederes Titanoxyd, dessen atomares Verhältnis von Ti : 0 zwischen 1 : 2 und 1 : 1 liegt, und ein Erdalkalioxyd ent hält. 6. Cathode according to dependent claim 1, characterized in that the heating resistor g <B> o </B> contains ceramic components. 5. Cathode according to dependent claim 1, characterized in that the heater 4derstand contains a lower titanium oxide, the atomic ratio of Ti: 0 between 1: 2 and 1: 1, and an alkaline earth oxide. 6th Kathode nach Unteranspruch <B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand ein niederes Titanoxyd und Magnesium- Oxyd enthält. 7. Kathode .nach Unteranspruch 5, :dadurch gekennzeichnet, dass ,der Heizwiderstand ein. niederes Titanoxyd und Beryllium- oxyd enthält. B. Cathode according to dependent claim 5, characterized in that the heating resistor contains a lower titanium oxide and magnesium oxide. 7. Cathode .nach dependent claim 5, characterized in that, the heating resistor. Contains lower titanium oxide and beryllium oxide. B. Kathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vanadinoxyd V203 und ein solches iso lierendes Oxyd enthält, das basischer ist als Vanad.noxyd. 9. Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 10. Cathode according to patent claim, characterized in that the heating resistor contains vanadium oxide V203 and such an insulating oxide which is more basic than vanadium oxide. 9. Cathode according to dependent claim 8, characterized in that the heating resistor contains several conductive oxides. 10. Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 11. Kathode nach Unteranspruch 8, ;dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand keramische Beimengungen enthält. 12. Cathode according to dependent claim 8, characterized in that the heating resistor contains several insulating oxides. 11. Cathode according to dependent claim 8, characterized in that the heating resistor contains ceramic additions. 12. Kathode nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vanadinoxyd V203 und Aluminiumoxyd enthält. 1.3. Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vana.dinoxyd V203 und Chromoxyd ent hält. 14. Cathode according to dependent claim 8, characterized in that the heating resistor contains vanadium oxide V203 and aluminum oxide. 1.3. Cathode according to dependent claim 8, characterized in that the heating resistor contains Vana.dinoxyd V203 and chromium oxide. 14th Kathode nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und ein solches isolie- rendes Oxyd enthält, das basischer ist, als Nioboxyd. 15. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch :gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. Cathode according to claim: characterized in that the heating resistor contains niobium oxide Nb203 and such an insulating oxide which is more basic than niobium oxide. 15. Cathode according to dependent claim 14, characterized in that the heating resistor contains several conductive oxides. 16. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 17. Kathode nach Unteranspruch 14"daduroh gekennzeichnet, dass :der Heizwiderstand keramische Beimengungen enthält. 18. 16. Cathode according to dependent claim 14, characterized in that the heating resistor contains several insulating oxides. 17. Cathode according to dependent claim 14 "daduroh characterized in that: the heating resistor contains ceramic additions. 18. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass .der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und Aluminiumoxyd ienthält. 19. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und Chromoxyd enthält. 20. Cathode according to dependent claim 14, characterized in that the heating resistor contains niobium oxide Nb203 and aluminum oxide. 19. Cathode according to dependent claim 14, characterized in that the heating resistor contains niobium oxide Nb203 and chromium oxide. 20th Kathode nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, dass :der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und ein solches isolieren des Oxyd enthält, das basischer ist als Uranoxyd. 21. Kathode nach Unteranspruch 20, :dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 22. Cathode according to patent claim, characterized in that: the heating resistor contains uranium oxide U02 and such an insulator of the oxide, which is more basic than uranium oxide. 21. Cathode according to dependent claim 20, characterized in that the heating resistor contains several conductive oxides. 22nd Kathode nach Unteranspruch 20"da:durch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 2.3. Kathode nach Unteranspruch 2,0, dadurch. gekennzeichnet, dass .der Heizwiderstand keramisohe Beimengungen enthält. 24. Kathode nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und Thoroxyd enthält. Cathode according to dependent claim 20, characterized in that the heating resistor contains several insulating oxides. 2.3. Cathode according to dependent claim 2, characterized in that the heating resistor contains ceramic additions. 24. Cathode according to dependent claim 20, characterized in that the heating resistor contains uranium oxide U02 and thoroxide. 25. Kathode nach Unteranspruch 20, .dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und Hafniumoxyd ent hält. 25. Cathode according to dependent claim 20, characterized in that the heating resistor contains uranium oxide U02 and hafnium oxide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2732512A (en) * 1956-01-24 briggs
US3006857A (en) * 1959-04-13 1961-10-31 Clevite Corp Ferroelectric ceramic composition
US3263114A (en) * 1960-10-26 1966-07-26 Firm Egyesult Izzolampa Es Vil Shock and vibration resistant heater for indirectly heated cathodes of radio receiving tubes
NL277007A (en) * 1961-04-17
US3948813A (en) * 1974-12-02 1976-04-06 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Oxygen sensitive, refractory oxide composition
DE3436597A1 (en) * 1984-10-05 1986-04-10 Max Planck Gesellschaft OXIDIC BODY WITH IONIC AND ELECTRONIC CONDUCTIVITY

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