CS208169B2 - Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same - Google Patents
Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CS208169B2 CS208169B2 CS637574A CS637574A CS208169B2 CS 208169 B2 CS208169 B2 CS 208169B2 CS 637574 A CS637574 A CS 637574A CS 637574 A CS637574 A CS 637574A CS 208169 B2 CS208169 B2 CS 208169B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- cathode
- weight
- molybdenum
- reducing agent
- thermal cathode
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims 2
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 11
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 240000007182 Ochroma pyramidale Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WLTSUBTXQJEURO-UHFFFAOYSA-N thorium tungsten Chemical compound [W].[Th] WLTSUBTXQJEURO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 description 1
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- QSGNKXDSTRDWKA-UHFFFAOYSA-N zirconium dihydride Chemical compound [ZrH2] QSGNKXDSTRDWKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000568 zirconium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
(54) Termická katoda, zejména pro elektronky, a způsob její výroby(54) Thermal cathode, in particular for vacuum tubes, and a process for its manufacture
Vynález se týká termické katody, zejména pro elektronky, jejíž součástí je nosič s nejméně jedním vysokotajícím kovem, aktivní látka s kysličníkem* kovu vzácných zemin. a redukční činidlo, které při tepelných provozních podmínkách reaguje s kysLč níkem kovu vzácných zemin. Předmětem vynálezu je· rovněž způsch výroby takové katody.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal cathode, in particular for tubes containing a carrier with at least one high-melting metal, an active substance with a rare earth metal oxide. and a reducing agent that reacts with the rare earth metal oxide under thermal operating conditions. The invention also relates to a process for the production of such a cathode.
Byly již navrženy kyisličmíkové katody, viz Metals and Materials, .sv. 1, 1'967, č. 2, jstr. 44, které mají nosič z wolframu, tanitalu nebo molybdenu, aktivní látku z kyjsličníku kovu vzácných zemin a redukční činidlo. Aktivní látka je přitom nanesena jako kysličníková vrstva na 'katodovém tělísku nebo je obsažena jako impregnace v jebo objelmu a jako redukční činidlo se navrhuje hydrid titanu nebo zirkoma. Působení takových katod spočívá v uvolňování kqvu vzácných zemin redukcí* a ve vytvoření emiisiní jednoatoimové vrstvy na povrchu katody. Kajtody se však ukázaly jako prakticky neupotřebitelné, neboť jednak měly při optimálních teplotních podmínkách poměrně malou hustotu emisního proudu, přibližně 1,5 A/cm,*2, a jednak se emisní hmota brsy Yyčeripalů.Oxygen cathodes have already been proposed, see Metals and Materials, Vol. 1, 1'967, No 2, jstr. 44 having a tungsten, tanital or molybdenum carrier, a rare earth metal oxide active agent and a reducing agent. The active substance is deposited as an oxide layer on the cathode body or is present as impregnation or volume and titanium hydride or zirconium hydride is proposed as the reducing agent. The action of such cathodes lies in the release of rare earth kqv by reduction and in the formation of a single-atom layer on the cathode surface. However, the caytodes proved to be practically unusable because, under optimum temperature conditions, they had a relatively low emission current density, approximately 1.5 A / cm @ 2 , and, secondly, the emission mass of the beryllium balsa.
Ke stavu techniky patří i wolframové thoriované katody, které se vyznačují vysokou životností při středních hustotách emisního proudu, avšak mají vysokou provozní teplotu, aisi 2030 °C, a vysoký měrný žhavicí příkon, například 35 W/cm2 povrchu katody při nízké hospodárnosti neboli měrné emisi katody, například 90 miA/W, vztaženo na žhavicí příkon, a tedy v tomto ohledu potřebují ještě zlepšit.The prior art also includes tungsten thoriated cathodes, which are characterized by high lifetime at medium emission current densities but having a high operating temperature, aisi of 2030 ° C, and high specific glow power, e.g., 35 W / cm 2 cathode surface at low efficiency or specificity. the emission of a cathode, for example 90 miA / W, based on the heating power, and therefore need to be improved in this respect.
Úkolem vynálezu je vytvořit termickou katodu s dostatečně dlouhou dobou života, nízkou provozní teplotou a nízkým* měrným žhavicím příkonem, a tedy s vyšší m,srnou emisí.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermal cathode with a sufficiently long lifetime, a low operating temperature and a low specific glow power, and hence a higher emission level.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že nosič katody obsahuje 89 až 99,7 hmotnostního % molybdenu, aktivní látka 0,2 až 5 hmotnostních % kysličníku lanithanitého a redukčiní činidlo* 0,1 až 6 hmotnostních % uhlíku.The cathode support comprises 89 to 99.7% by weight of molybdenum, active substance 0.2 to 5% by weight of lanthanum oxide and a reducing agent of 0.1 to 6% by weight of carbon.
Redukční činidlo* může být tvořeno buď elementárním uhlíkem, nebo karbidem nosiče, tedy karbidem molybdenu. V mezním případě je nosič úplně nasycen uhlíkem ve farmě karbidu a je tedy prakticky z. čistého karbidu .molybdenu MozG.The reducing agent * may be either elemental carbon or a carrier carbide, i.e. molybdenum carbide. As a limit, the carrier is completely saturated with carbon in the carbide farm and is therefore practically pure Mozolybdenum carbide.
Materiál katody, který je obzvláště vhodný ke zpracování na dráty *a plechy, se skládá z 92 hmotnostních % molybdenu, z 5,5 hmotnostního % uhlíku a z 2,5 hmotn-oístníího o/o kysličníku lanthanltého*, při208169 čemž veškerý uhlík je váizán na molybden ve formě karbidu molybdenu MozC.Cathode material, which is particularly suitable for processing sheets and wires * consists of 92% by weight of molybdenum, from 5.5 wt% carbon and 2.5 wt oístníího-by / on carbon lanthanltého * při208169 wherein all of the carbon is váizán to molybdenum in the form of molybdenum carbide MozC.
Termická katoda podle vynálezu (může dále obsahovat inhibitor růstu jader nosiče a/nebo redukčního činidla, například sloučeninu nebo· sloučeniny alespoň jednoho· prvku ze skupiny zahrnující draslík, sodík, hliník a křemík. Účelně má katodové těleso slinutou strukturu prostou pórů.The thermal cathode of the invention (may further comprise a carrier core growth inhibitor and / or a reducing agent, for example a compound or compounds of at least one of potassium, sodium, aluminum and silicon. Suitably, the cathode body has a sintered pore-free structure.
Zkoušky ukázaly, že samotná aktivní látka a redukční činidlo podle vynálezu umožňují podstatné zvýšení 'hustoty emisního proudu a emisní vydatnosti katody při nižší teplotě a stejné, za všech okolností' dostatečné životnosti, slouží-li jako srovnávací měřítko hodnoty vysoce propracovaných thoiriovaných wolframových katod.Tests have shown that the active ingredient and the reducing agent of the present invention allow a substantial increase in the emission current density and the emission yield of the cathode at a lower temperature and the same, in all circumstances sufficient life, when comparing the values of highly elaborated thiirated tungsten cathodes.
Dosažitelné zlepšení hustoty emisního proudu je obvykle asi 30 '% a zvýšení měrné emise katody dokonce kolem 100 %, jestliže je v obou případech nosič z wolframu.The achievable improvement in the emission current density is usually about 30% and the increase in the specific emission of the cathode is even about 100% if both are a tungsten support.
U katody podle vynálezu s molybdenovým nosičem, aktivní látkou s kysličníkem lanthanitým, a s redukčním činidlem obsahujícím uhlík se dosáhlo při ustáleném provozním stavu hustoty emisního proudu až 8 A/cm2 a při krátkodobém' zatížení ještě podstatně vyšší hodnoty, až asi 15 A/cm2 a měrná emise až 240 mA/W. Vizitaženo· na optimální hodnoty katod z thorlovainého wolframu může se tedy počítat typicky s následujícím zlepšením: přibližně na třetinu zmenšený žhavicí příkon při stejlné emisi, přibližně 2,7fcrát vyšší maximální emise a 4 až 5k.rát vyšší emise při stejné provozní teplotě, kteirá je sice omezena alsi na 1800 °K v důsledku nižší taviči teploty molybdenu, ale s ohledem, na uvedené hodnoty se může bez obtíží udržovat na nižší hodnotě při pořád ještě výrazném pokroku.In the cathode of the invention with a molybdenum support, an active substance with lanthanum oxide and a reducing agent containing carbon, an emission current density of up to 8 A / cm 2 and a considerably higher value, up to about 15 A / cm, 2 and specific emission up to 240 mA / W. Thus, the optimum values for thorium tungsten cathodes can typically be expected with the following improvements: approximately one-third reduced incandescent power at the same emission, approximately 2.7fold higher maximum emission, and 4-5 times higher emission at the same operating temperature as although limited to at least 1800 ° K due to the lower melting temperature of molybdenum, but with respect to these values, it can be kept to a lower value without difficulty, while still making significant progress.
Nižší provozní teplota v porovnání s thoriovanou wolframovou katodou a také aiktivačiní teplota lanťhanové katody podle vynálezu s uhlíkatým' redukčním činidlem je ostatně důvodem pro· možné použití molybdenu jako nosiče a popřípadě jako karbidotvonné látky redukčního činidla; to nejen vede k lepšímu emisnímu chování katody, nýbrž m,á i velké výhody z hlediska technologie výroby katody, vzhledem: k vyšší tažnosti molybdenu oproti wolframu.The lower operating temperature compared to the thoriated tungsten cathode as well as the aictivating temperature of the lanthanum cathode according to the invention with the carbonaceous reducing agent is, moreover, a reason for the possible use of molybdenum as a carrier and optionally as carbide-forming agent of the reducing agent; this not only leads to a better emission behavior of the cathode, but also great advantages in terms of cathode production technology due to the higher ductility of molybdenum over tungsten.
Podstata způsobu výroby termické katody podle vynálezu spočívá V tom, že 95 až 99,8 hmotnostního % práškového molybdenu o zrnitosti 0,5 až 5 ^m, se smíchá s 0,2 až 5 hmotnostních % práškového kysličníku lanthaniitého o čistotě 99,99 % a zrnitosti 0,5 až 5 pm, vyžíhaného do sucha na vzduchu po dobu 30 min. při teplotě 800 °C, směs se lisuje za horka v grafitové formě ve vakuu pod tlakem 25 MPa při teplotě 1600 °C po dobu alespoň 30 min. a vzniklý výlisek ise rozřeže na destičky, které se jednotlivě katrhurlzují v proudu vodíku a benzenu po dobu 1 hod. při teplotě 1600 °G,The process according to the invention is characterized in that 95 to 99.8% by weight of molybdenum powder having a grain size of 0.5 to 5 .mu.m is mixed with 0.2 to 5% by weight of lanthanum oxide powder having a purity of 99.99%. and a grain size of 0.5 to 5 µm, calcined to air dry for 30 min. at 800 ° C, the mixture is hot pressed in graphite form under vacuum at 25 MPa at 1600 ° C for at least 30 min. and the resulting molding is cut into platelets which are each catalyzed in a stream of hydrogen and benzene for 1 hour at 1600 ° C,
Podle obzvláště výhodného provedení se směs připraví z 98 hmotnostních o/o práškového molybdenu a 2 .hmotnostních % práškového kysličníku lanthainitého, ikteiré mají zrnitost 0,5 až 1 ,wm.In a particularly preferred embodiment, a mixture is prepared from 98 wt / vol of powdered molybdenum and 2% powdered oxide .hmotnostních lanthainitého, ikteiré have a grain size of 0.5 to 1 .mu.m.
Do práškové směsi se s výhodou přidají inhibitory růstu zrn ve formě sloučenin draslíku, sodíku, hliníku a křemíku v množství až 2 hmotnostních °/o. K vytvoření kompaktní struktury katody se směs slinuje na těleso s obsahem pórů nejvýše 10 % objemu. Tím se dosáhne příznivých mechanických vlastností katody be!z nepříznivého· ovlivn&ní emisního mechanismu. Katodová tělíska ve tvaru drátu nebo· plechu lze zhotovit obvyklými metodami vytlačování, válcování nebo podobným mechanickým zpracováním.Preferably, grain growth inhibitors in the form of potassium, sodium, aluminum and silicon compounds are added to the powder mixture in an amount of up to 2% w / w. To form a compact cathode structure, the mixture is sintered to a body having a pore content of not more than 10% by volume. This achieves favorable mechanical properties of the cathode be ! from adversely affecting the emission mechanism. Wire or sheet cathode bodies can be made by conventional extrusion, rolling or similar mechanical processing techniques.
Emisní mechanismus katody podle vynálezu spočívá v tom, že se kysličník lanthanitý redukuje v oblasti blízké povrchu katody redukčním činidlem a tvoří na .povrchu katody vysoce emisní jedinoatomovou vrstvu. Ztráty lanthanu způsobené odpařováním. se vyrovnávají difúzí kysličníku lanthainitého z vnitřku katody do· povrchové oblasti, kde nastává redukce. Ukázalo se, že ki,netiká pochodu při redukci kysličníku karbidem je velmi výhodná, zejména co do dlouhé životnosti katody ipři slabě a rovnoměrně klesající eimisi. Na řízení přísunu lanthanu se přitom podstatně .zúčastňuje difúzím mechanismus. Jeminoer.niná struktura •s přiměřeně vysokým objemovým· podílem oblastí hranic zrn se ukázala jako zvláště výhodná; z toho lze usuzovat ma příznivé působení difúze po hranicích z.rn na rozdíl cd pomalejší objemové difúze. Z tohoto důvodu je účelné provádět redukci isložek nosiče a aktivní látky v práškolvé formě.The emission mechanism of the cathode according to the invention is characterized in that the lanthanum oxide is reduced in the region close to the cathode surface by a reducing agent and forms a highly emissive single atomic layer on the cathode surface. Lanthanum losses due to evaporation. are equalized by the diffusion of lanthanum oxide from the interior of the cathode into the surface area where reduction occurs. It has been shown that Ki does not flow in the carbide reduction process is very advantageous, especially in terms of the long life of the cathode even with a weakly and uniformly decreasing emission. In this case, the diffusion mechanism is substantially involved in controlling the lanthanum feed. A fine structure with a reasonably high volume fraction of grain boundary areas has proved to be particularly advantageous; from this it can be concluded that the diffusion across the boundary of the grain has a favorable effect in contrast to the slower volume diffusion. For this reason, it is expedient to reduce the carrier and active ingredient components in powder form.
K využití zmíněných skutečností je výhodné vytvořit ve vnějším: pálsmu katody oprcti vnitřku katody vyšší koncentraci redukčního činidla obsahujícího· uhlík. Třebaže elementární uhlík přichází v zálsadě v úvahu jako účinná složka redukčního činidla, ukázala se karbidová reakce jako zejména výhodná. V důsledku toho může být koncentrace vysoko· tajícího kovu nosiče v průřezu katody rozdělena podstatně rovnoměrně, .zatímco v okrajové oblasti katody je alespoň jeden vysoko tající kov ve formě karbidu. K tomuto účelu. slouží povrchová karburizace v .podstatě homogenního katodového tělíska, které .sestává z jednoho nebo více vysoko tajících .kovů nosiče, dotovaného homogenně aktivní látkou obsahující lanthan.To take advantage of the above, it is advantageous to provide a higher concentration of the carbon-containing reducing agent in the external cathode of the cathode. Although elemental carbon is an essential component of the reducing agent, the carbide reaction has proven to be particularly advantageous. As a result, the concentration of the high melting metal of the carrier can be distributed substantially evenly across the cathode cross-section, while at least one high melting metal in the form of carbide is present in the marginal region of the cathode. For this purpose. serves to surface carburize a substantially homogeneous cathode body which consists of one or more high melting carrier metal doped with a homogeneously active lanthanum-containing substance.
Přídavek inhibitorů růstu zabraňuje tomu, .aby zejména během fází výrobního postupu probíhajícího při zvýšené teplotě, obzvláště při kanburizaci a pozdější aktivaci, nedošlo k podstatnému růstu zrn.The addition of growth inhibitors prevents substantial grain growth, especially during the stages of the elevated temperature production process, especially during canburization and later activation.
K dodržení jemné zrnité Struktury je nezbytné vycházet při výrobě katody technikou práškové metalurgie z granulátů s ve208169 liikosití zrn nejvýše 5 μία, zejména v rozmezí od 0,5 do 1 μΐιη.In order to maintain the fine grain structure, it is necessary to base the cathode production by powder metallurgy using granules with a grain size of not more than 5 μm, in particular in the range of 0.5 to 1 μΐιη.
Vynález bude v dalším textu vysvětlen na příkladu provedení s odkazem na výkresy, na kterých jsou znázorněny diagramy hustoty emisního proudu Ge v závislosti na provozní teplotě T, přičemž Obr. 1 ukazuje jako porovnávací základ emisní křivku obvyklé wolframové thoriované katody a obr. 2 emisní křivku katody podle vynálezu, vyrobené postupem popsaným v následujícím příkladu. Z obr. 1 je patrné, že pro katodu z thoriovaného wolframu činí maximálně dosažitelná hustota emisního proudu v ustáleném stavu asi 3A/cm2; dosáhne se při teplotě asi 2100 °K. Při vyšších teplotách dochází k poklesu emise na křivku platící pro. čistý wolfram.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be explained by way of example with reference to the drawings, in which the emission current density diagrams Ge are plotted against the operating temperature T, wherein FIG. 1 shows, as a comparison basis, the emission curve of a conventional tungsten thoriated cathode and FIG. 2 shows the emission curve of a cathode according to the invention, prepared as described in the following example. It can be seen from Fig. 1 that for a thoriated tungsten cathode, the maximum achievable steady-state emission current density is about 3A / cm 2 ; is achieved at a temperature of about 2100 ° K. At higher temperatures the emission decreases to the curve valid for. pure tungsten.
PříkladExample
Vsázka pro výrobu katod se skládala z 98 hmotnostních % práškového molybdenu s velikostí zrna 0,5 ,um a z 2 hmotnostních proč. práškového kysličníku lanthanitého La2!O3, který byl žíhán do sucha 30 minut při 800 CC nav zduchu. Liso váním této práškové směsi za horka v grafitové formě ve vakuu při teplotě 1600 °C a tlaku 25 MPa během 35 minut bylo zhotoveno těleso o hustotě 93 °/o. Z toho byly nařezány destičky, které se leštily a na to se karburizovaly v proudu směsi benzenu a vodíku. Tak byla vyšetřována emisní schopnost takto· připravených destičkových katod v planární diodě. Obr. 2 ukazuje naměřenou hustotu emisního proudu jako funkci teploty pro tuto- katodu La2O3 — Mo. Porovnání s obr. 1 ukazuje, že při dané velikosti emise je teplota katody z molybdenu s lamftbanem o 250° nižší, resp. že hustota emisního proudu katody z molybdenu s lanthaneim při 1700 °K je asi čtyřnásobkem hustoty u katody z thoriovaného wolframu. Maximální stabilně dosažitelná emise činí 8 A/icjn2 při teplotě 2050 °K. Příslušná hustota elmisního proudu vztažená na žhavicí příkon činí 240 imA/W, a je tedy 2,7krát vyšší nežli hustota u thoriovaného· wolframu. Vycházeje z ustáleného provozu při 1800 °K má katoda podle vynálezu při dalším žhavení krátkodobě podstatně vyšší emisi, např. při 1950 °K během asi 10 minut 15 A/cm2.The cathode feed stock consisted of 98 wt% molybdenum powder with a grain size of 0.5 µm and 2 wt% why. lanthanum oxide powder La2 ! O3, which was annealed to dryness for 30 minutes at 800 ° C in the air. By hot pressing the powder mixture in graphite form under vacuum at 1600 ° C and 25 MPa for 35 minutes, a body having a density of 93 ° / o was produced. Plates were cut from this and polished and then carburized in a stream of a mixture of benzene and hydrogen. Thus, the emission capability of the thus prepared plate cathodes in the planar diode was investigated. Giant. 2 shows the measured emission current density as a function of temperature for this cathode La2O3-Mo. A comparison with FIG. 1 shows that at a given emission size the temperature of the molybdenum cathode with lamftban is 250 [deg.] Lower, respectively. that the emission current density of the cathode of molybdenum with lanthanum at 1700 ° K is about four times the density of the cathode of thoriated tungsten. The maximum achievable emission is 8 A / ic 2 at 2050 ° K. The respective emission current density relative to the incandescent power is 240 imA / W and is therefore 2.7 times higher than that of thoriated tungsten. Starting from steady-state operation at 1800 ° K, the cathode according to the invention has a substantially higher emission in the short term, for example at 1950 ° K in about 10 minutes, 15 A / cm 2 during further heating.
Složení katodového materiálu není samozřejmě omezeno na množství uvedené v příkladu. Mísící poměr molybdenu a kysličníku lanthanitého- v uvedeném rozmezí závisí na požadované životnosti katody, na jakosti materiálu potřebné pro další mechamciké zpracování a na žádaných mechanických vlastnostech materiálu. Materiál s nižším množstvím kysličníku lanthanitého než 0,2 hmotncistníibo o/o nepřináší očekávaný účinek, zatímco směs s množstvím nad 5 hmotnostních % může způsobovat špatnou tažnosití obtíže při dodatečném termomechainickéim zpracování na dirát, plech nebo. pás.Of course, the composition of the cathode material is not limited to the amount shown in the example. The mixing ratio of molybdenum to lanthanum oxide in this range depends on the desired cathode life, the quality of the material required for further mechanical processing, and the desired mechanical properties of the material. A material with a lower amount of lanthanum oxide than 0.2 hmotncistníibo / v does not bring the expected effect, while a mixture with an amount of 5% by weight can cause poor tažnosití difficulties in subsequent processing termomechainickéim dirát, or sheet. passport.
Na závěr je třeba podotknout, že katoda podle vynálezu je použitelná nejen v oblasti vysokovakuových elektronek a zejména pro výkonové vysílací elektronky, nýbrž s vysokým účinkem i p,ro výbojky plněné plynem, jako jsou výbojky s kovovými párami a podobně.Finally, it should be noted that the cathode according to the invention is applicable not only in the field of high vacuum tubes and in particular for power transmitting tubes, but also with high efficiency gas filled lamps such as metal vapor lamps and the like.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS637574A CS208169B2 (en) | 1974-09-17 | 1974-09-17 | Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS637574A CS208169B2 (en) | 1974-09-17 | 1974-09-17 | Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS208169B2 true CS208169B2 (en) | 1981-08-31 |
Family
ID=5410633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS637574A CS208169B2 (en) | 1974-09-17 | 1974-09-17 | Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS208169B2 (en) |
-
1974
- 1974-09-17 CS CS637574A patent/CS208169B2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4083811A (en) | Lanthanated thermionic cathodes | |
| US4019081A (en) | Reaction cathode | |
| US4570099A (en) | Thermionic electron emitters | |
| HU194646B (en) | Method for making hot cathode of electron emission | |
| US4752713A (en) | Thermionic cathode of high emissive power for an electric tube, and process for its manufacture | |
| HK140094A (en) | Scandate cathode | |
| US2389060A (en) | Refractory body of high electronic emission | |
| US4275123A (en) | Hot-cathode material and production thereof | |
| US4109058A (en) | X-ray tube anode with alloyed surface and method of making the same | |
| JPH09500232A (en) | Dispenser cathode and method of manufacturing dispenser cathode | |
| JPS5826607B2 (en) | Hannoin Kiyoku | |
| US5264757A (en) | Scandate cathode and methods of making it | |
| CS208169B2 (en) | Thermic cathode mainly for the tubes and method of making the same | |
| US5828165A (en) | Thermionic cathode for electron tubes and method for the manufacture thereof | |
| CA1101479A (en) | Electron tube cathode and method for producing the same | |
| US3269804A (en) | Dispenser cathode and method for the production thereof | |
| JP2001006521A (en) | Cathode body structure and color picture tube | |
| Coppola et al. | A new pressed dispenser cathode | |
| US5007874A (en) | Method of making a cathode from tungsten and iridium powders using a reaction product from reacting a group III A metal with barium peroxide as an impregnant | |
| SU620229A3 (en) | Material for cermet cathode | |
| US2917415A (en) | Method of making thermionic dispenser cathode and cathode made by said method | |
| JPH01267927A (en) | Solid-liquid matrix cathode | |
| Fane | A sintered nickel matrix cathode | |
| US5828164A (en) | Thermionic cathode using oxygen deficient and fully oxidized material for high electron density emissions | |
| JPS6134218B2 (en) |