DE102011053949A1

DE102011053949A1 - A vacuum electron beam device and method of making an electrode therefor

Info

Publication number: DE102011053949A1
Application number: DE102011053949A
Authority: DE
Inventors: Manfred Haubner; Christof Dietrich; Dawid Kupidura; Martin Roggenbuck
Original assignee: Thales Air Systems and Electron Devices GmbH
Current assignee: Thales Electronic Systems GmbH
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-03-28
Also published as: WO2013045183A1; EP2766916B1; EP2766916A1

Abstract

Zur Verminderung der Sekundärelektronenemission in einer Vakuum-Elektronenstrahlanordnung, insbesondere einer Wanderfeldröhre (TWT), wird eine Oberflächenstruktur mit einer offenporigen Oberflächenschicht (OS) und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Oberflächenstruktur beschrieben.In order to reduce the secondary electron emission in a vacuum electron beam device, in particular a traveling wave tube (TWT), a surface structure with an open-pore surface layer (OS) and a method for producing such a surface structure is described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Elektronenstrahlanordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode.The invention relates to a vacuum electron beam device and a method for producing an electrode.

Als Vakuum-Elektronenstrahlanordnungen mit einer Primärelektrode emittierenden Elektronenquelle und einer Elektrode, welche häufig als Elektronenstrahlröhren bezeichnet sind, seien ohne Beschränkung auf eine röhrenförmig zylindrische Form allgemein Anordnungen verstanden, bei welchen innerhalb eines evakuierten Raumes eine Elektronenquelle Elektronen zur Erzielung einer gewünschten Funktionsweise der Anordnung emittiert und bei welcher Sekundärelektronen unerwünscht sind. Die Sekundärelektronen entstehen dabei beispielsweise durch Auftreffen von Primärelektronen auf eine im Bewegungsbereich der Primärelektronen befindliche Elektrode. Die Erfindung betrifft insbesondere Vakuum-Elektronenröhren mit Bündelung der Primärelektronen zu einem gerichteten Primärelektronenstrahl, insbesondere Lauffeldröhren, wobei als Elektroden beispielsweise Strahlblenden, Gitterelektroden und insbesondere Kollektorelektroden für die Emission von Sekundärelektronen von Bedeutung sind. Elektroden können auch Strahltargets sein.As vacuum electron beam assemblies having a primary electrode emitting electron source and an electrode, which are often referred to as electron beam tubes, are understood without limitation to a tubular cylindrical shape in general arrangements in which within an evacuated space, an electron source emits electrons to achieve a desired operation of the device and in which secondary electrons are undesirable. The secondary electrons are formed, for example, by impinging primary electrons on an electrode located in the range of motion of the primary electrons. The invention relates in particular to vacuum electron tubes with bundling of the primary electrons to form a directed primary electron beam, in particular running-field tubes, wherein as electrodes, for example, beam diaphragms, grid electrodes and in particular collector electrodes for the emission of secondary electrons are of importance. Electrodes can also be beam targets.

Es ist bekannt, dass eine mikroskopisch aufgeraute Oberfläche einer mit Primärelektronen beaufschlagten Elektrode eine Reduzierung der Sekundärelektronenemission bewirken kann. In „The secondary electron yield of technical materials and its variation with surface treatments“, Proceding of EPAC 2000, Wien von Baglin et al. werden zur Aufrauung von Elektrodenoberflächen eine chemische Behandlung oder die Abscheidung von stark dentritischen Schichten angeben. In „Sharp reduction of the secondary electron emission yield from grooved surfaces“, SLAC, PUB-13020, 25. Nov. 2007, von Pivi et al. wird über die Strukturierung von Oberflächen in Form von Nuten mit dreieckigem oder rechteckigem Querschnitt und deren Einfluss auf die Sekundärelektronenemission berichtet.It is known that a microscopically roughened surface of an electrode applied with primary electrons can bring about a reduction of the secondary electron emission. In "The secondary electron yield of technical materials and its variation with surface treatments", Proceding of EPAC 2000, Vienna by Baglin et al. For the roughening of electrode surfaces, a chemical treatment or the deposition of strongly dentritic layers will be indicated. In "Sharp reduction of the secondary electron emission yield from grooved surfaces", SLAC, PUB-13020, Nov. 25, 2007, by Pivi et al. is reported on the structuring of surfaces in the form of grooves of triangular or rectangular cross-section and their influence on the secondary electron emission.

Als ein quantitatives Maß zur Kennzeichnung der Sekundärelektronenemission dient typischerweise der Sekundärelektronen-Emissionskoeffizient (secondary electron emission yield, SEY oder SEEY).The secondary electron emission yield (SEY or SEEY) is typically used as a quantitative measure for identifying the secondary electron emission.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erfindung zugrunde, eine Vakuum-Elektronenstrahlanordnung mit einer Elektronenquelle für Primärelektronen und einer von diesen beaufschlagbaren Elektrode sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine solche Anordnung anzugeben mit dem Ziel einer geringen Sekundärelektronenemission.The present invention is based on the invention of specifying a vacuum electron beam arrangement having an electron source for primary electrons and an electrode which can be acted upon by the latter and a method for producing an electrode for such an arrangement with the aim of low secondary electron emission.

Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.Solutions according to the invention are described in the independent claims. The dependent claims contain advantageous refinements and developments of the invention.

Durch die Ausbildung der Reliefstruktur einer Elektrodenoberfläche in Form einer offenporigen Schicht lassen sich überraschenderweise besonders geringe Emissionskoeffizienten der Sekundärelektronenemission erzielen. Die offenporige Oberflächenschicht ist auf vorteilhafte Weise herstellbar.By forming the relief structure of an electrode surface in the form of an open-pored layer, it is surprisingly possible to achieve particularly low emission coefficients of the secondary electron emission. The open-pore surface layer can be produced in an advantageous manner.

Eine offenporige Struktur enthält in einem zusammenhängenden Grundgerüst eine Vielzahl von untereinander verbundenen Hohlräumen als Poren, wobei oberflächennahe Poren Öffnungen direkt zu der Oberfläche aufweisen können. Als Poren seien Hohlräume angesehen, welche z. B. im Unterschied zu Nuten oder Kanälen in alle Richtungen ähnliche Dimensionen aufweisen und z. B. durch Ellipsoide mit Hauptachsenverhältnissen von im Mittel maximal 5:1 angenähert beschrieben werden können. Es zeigt sich, dass die bei der offenporigen Struktur die effektive Emission von Sekundärelektronen von der Elektrodenoberfläche gegenüber einer glatten Oberfläche erheblich reduziert ist, was sich mit der besonderen Hohlraumform der Poren erklären lässt. Vorteilhafterweise beträgt der Anteil der direkt zur Oberfläche weisenden Öffnungen von Poren wenigstens 10 %, insbesondere wenigstens 20 % der Oberfläche der Oberflächenschicht. Der Anteil der direkt der Oberfläche zuweisenden Öffnungen von Poren beträgt vorteilhafterweise nicht mehr als 80 % der Oberfläche.An open-pore structure contains in a coherent framework a plurality of interconnected cavities as pores, wherein near-surface pores may have openings directly to the surface. As pores cavities are considered which z. B. in contrast to grooves or channels in all directions have similar dimensions and z. B. by ellipsoids with major axis ratios of an average of a maximum of 5: 1 can be described approximately. It can be seen that in the open-pore structure the effective emission of secondary electrons from the electrode surface is considerably reduced compared to a smooth surface, which can be explained by the special cavity shape of the pores. Advantageously, the proportion of openings of pores pointing directly to the surface is at least 10%, in particular at least 20%, of the surface of the surface layer. The proportion of openings of pores directly attributed to the surface is advantageously not more than 80% of the surface area.

Von besonderem Vorteil ist die Ausbildung von Hinterschneidungen an Kanten von direkt der Oberfläche zuweisenden Poren. Der Längenanteil von hinterschnittenen Kantenabschnitten beträgt vorteilhafterweise im Mittel wenigstens 5 %, insbesondere wenigstens 10 %, vorzugsweise wenigstens 20 % der Gesamtlänge der Kanten. Eine Hinterschneidung ist in gebräuchlicher Weise dadurch charakterisiert, dass von der Oberfläche weg nach der eine Öffnung begrenzenden Kante der folgende Wandabschnitt von der Öffnung weg verläuft.Of particular advantage is the formation of undercuts on edges of pores directly attributed to the surface. The length proportion of undercut edge portions is advantageously on average at least 5%, in particular at least 10%, preferably at least 20% of the total length of the edges. An undercut is typically characterized by the fact that away from the surface, after the edge delimiting an opening, the following wall portion extends away from the opening.

Ein mittlerer Porendurchmesser sei aus einer Porenmenge derjenigen größeren Poren, nachfolgend auch als Großporen bezeichnet, welche 80 % des gesamten offenen Porenvolumens ergeben, bestimmt. Die mittlere Schichtdicke der offenporigen Oberflächenschicht beträgt vorteilhafterweise wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 100 %, vorzugsweise wenigstens 150 % dieses mittleren Porendurchmesers. Vorteilhafterweise beträgt die Schichtdicke maximal das 10-fache, vorzugsweise maximal das 5-fache dieses mittleren Porendurchmessers. Oberflächenrauigkeiten von weniger als 5 % dieses mittleren Porendurchmessers seien nicht als zur Oberfläche hin offene Poren angesehen.An average pore diameter is determined from a pore quantity of those larger pores, hereinafter also referred to as large pores, which yield 80% of the total open pore volume. The mean layer thickness of the open-pored surface layer is advantageously at least 50%, in particular at least 100%, preferably at least 150% of this average pore diameter. Advantageously, the layer thickness is at most 10 times, preferably at most 5 times, this mean pore diameter. Surface roughnesses of less than 5% of this mean pore diameter are not considered pores open to the surface.

Der mittlere Porendurchmesser liegt vorteilhafterweise zwischen 2 µm und 15 µm, insbesondere zwischen 3 µm und 10 µm. Die Schichtdicke der offenporigen Oberflächenschicht beträgt vorteilhafterweise wenigstens 2 µm, insbesondere wenigstens 3 µm. Vorteilhafterweise beträgt die Schichtdicke maximal 30 µm, insbesondere maximal 20 µm. The mean pore diameter is advantageously between 2 μm and 15 μm, in particular between 3 μm and 10 μm. The layer thickness of the open-pored surface layer is advantageously at least 2 μm, in particular at least 3 μm. Advantageously, the layer thickness is a maximum of 30 microns, in particular a maximum of 20 microns.

In besonders vorteilhafter Ausführung erfolgt die Herstellung der offenporigen Oberflächenschicht über den Zwischenschritt einer Oberflächenschicht aus einem Verbundmaterial von wenigstens einem ersten Material, welches als ein offenporiges Grundgerüst die spätere offenporige Oberflächenschicht bildet, und von einem zweiten, die Poren des Grundgerüst in dem Verbundmaterial ausfüllenden Material. Durch den Materialverbund können Eigenschaften der beiden Materialien vorteilhaft verbunden werden. Das erste Material kann vorteilhafterweise Molybdän und/oder Wolfram enthalten. Das zweite Material besteht in vorteilhafter Ausführung überwiegend, vorzugsweise im wesentlichen vollständig aus Kupfer. Die beiden Materialien sind vorteilhafterweise so kombiniert, dass ein selektives Entfernen des zweiten Materials von dem ersten Material mit gängigen Verfahren durchführbar ist. Die beiden Materialien liegen in dem Verbundmaterial in mikroskopisch räumlich fein verteilter Form nebeneinander vor, ohne miteinander in nennenswertem Ausmaß chemische Verbindungen oder Legierungen zu bilden. Eine dünne Legierungsschicht an den Grenzflächen von erster und zweiter Schicht ist im Regelfall unkritisch.In a particularly advantageous embodiment, the production of the open-pored surface layer takes place via the intermediate step of a surface layer of a composite material of at least a first material which forms the later open-pored surface layer as an open-pore skeleton, and of a second, the pores of the skeleton in the composite material filling material. Due to the composite material properties of the two materials can be advantageously connected. The first material may advantageously contain molybdenum and / or tungsten. The second material consists in an advantageous embodiment predominantly, preferably substantially entirely of copper. The two materials are advantageously combined in such a way that selective removal of the second material from the first material can be carried out by conventional methods. The two materials are present in the composite material in microscopically spatially finely divided form next to each other, without forming chemical compounds or alloys to any significant extent. A thin alloy layer at the interfaces of the first and second layers is generally not critical.

In bevorzugter Ausführung erfolgt die Herstellung der Elektrode oder zumindest deren Oberflächenschicht, indem ein offenporiges Grundgerüst aus dem ersten Material erzeugt und das zweite Material in verflüssigtem Zustand in die Poren des Grundgerüst eingebracht wird, was auch als Tränken des ersten Materials mit dem zweiten Material bezeichnet wird. Das zweite Material weist hierfür einen niedrigeren Schmelzpunkt auf als das erste Material. Das Grundgerüst kann eine größere Dicke als die Schichtdicke der späteren offenporigen Oberflächenschicht aufweisen. Das offenporige Grundgerüst kann z. B. aus einem Metallpulverpressling des ersten Materials durch Sintern hergestellt werden.In a preferred embodiment, the production of the electrode or at least the surface layer by an open-pore skeleton of the first material is produced and the second material is introduced in liquefied state in the pores of the skeleton, which is also referred to as impregnation of the first material with the second material , The second material has for this purpose a lower melting point than the first material. The skeleton may have a greater thickness than the layer thickness of the later open-pore surface layer. The open-pore skeleton can z. B. made of a metal powder compact of the first material by sintering.

In anderer Ausführung kann das Verbundmaterial beispielsweise durch gleichzeitiges Sprühkompaktieren von erstem und zweitem Material oder durch Presskompaktieren einer Materialmischung von erstem und zweitem Material herstellbar sein.In another embodiment, the composite material can be produced, for example, by simultaneous spray-compacting of first and second material or by press-compacting a material mixture of first and second material.

Die offenporige Oberflächenschicht wird aus dem Verbundmaterial hergestellt, indem das zweite Material selektiv aus dem Verbundmaterial entfernt wird. Dabei kann sowohl das Verbleiben geringer Mengen des zweiten Materials in oder an dem Grundgerüst als auch ein geringer Abtrag von erstem Material zulässig sein.The open cell surface layer is made from the composite material by selectively removing the second material from the composite material. In this case, both the remaining small amounts of the second material in or on the skeleton as well as a small removal of the first material may be permissible.

Ein selektives Entfernen des zweiten Materials aus dem Grundgerüst des ersten Materials kann beispielsweise nasschemisch durch ein materialselektives Beizmittel erfolgen.A selective removal of the second material from the backbone of the first material may, for example, be wet-chemically by a material-selective mordant.

In bevorzugter Ausführung erfolgt das Entfernen des zweiten Materials aus dem Grundgerüst des ersten Materials durch einen materialselektiven elektrochemischen Vorgang, insbesondere durch Elektropolieren, wobei die Verfahrensparameter so einstellbar sind, dass das zweite Material selektiv von dem ersten Material gelöst wird. Während Elektropolierverfahren typischerweise zur Erzeugung von glatten Oberflächen mit möglichst geringer Rauigkeit eingesetzt werden, dient bei der vorliegenden Erfindung der auf das Lösen des zweiten Materials abgestimmte Elektropoliervorgang dem gegensätzlichen Ziel eines Aufrauens der Oberfläche. Vorteilhafterweise sind die Verfahrensparameter so gewählt, dass scharfe Kanten und Spitzen des Grundgerüsts des ersten Materials beim Elektropolieren gerundet werden. Die Abrundung von Spitzen und Kanten des Grundgerüsts aus dem ersten Material kann auch in einem eigenen auf den Abtrag von erstem Material abgestimmten, vorzugsweise wiederum elektrochemischen Vorgang erfolgen. Das zweite Material kann in vorteilhafter Ausführung für eine mechanische Bearbeitung des Verbundmaterials zur makroskopischen Formung der gewünschten Elektrodenoberfläche dienen, indem es das offenporige Grundgerüst aus dem ersten Material während der mechanischen Bearbeitung, welche insbesondere einen mechanischen Materialabtrag von Verbundmaterial beinhalten kann, stützt. Der mechanische Materialabtrag kann insbesondere einen spanabhebenden Abtragvorgang umfassen. Die gegenüber reinem Wolfram oder Molybdän verbesserte Spanbarkeit eines Verbundmaterials WCu_x bzw. MoCu_x mit z. B. 30 % Anteil x an Kupfer ist an sich bekannt.In a preferred embodiment, the removal of the second material from the skeleton of the first material by a material-selective electrochemical process, in particular by electropolishing, wherein the process parameters are adjustable so that the second material is selectively released from the first material. While electropolishing methods are typically used to produce smooth surfaces with as little roughness as possible, in the present invention the electropolishing process adapted to the dissolution of the second material serves the opposite purpose of roughening the surface. Advantageously, the process parameters are selected so that sharp edges and tips of the skeleton of the first material are rounded during electropolishing. The rounding of tips and edges of the skeleton of the first material can also be done in a separate on the removal of the first material matched, preferably again electrochemical process. The second material may advantageously serve for mechanical working of the composite material for macroscopic shaping of the desired electrode surface by supporting the open-pored backbone of the first material during mechanical working, which may in particular involve mechanical material removal of composite material. The mechanical removal of material may in particular comprise a machining removal process. The compared to pure tungsten or molybdenum improved machinability of a composite WCu _x or MoCu _x with z. B. 30% share x of copper is known per se.

Das zweite Grundgerüst des ersten Materials erstreckt sich in der fertigen Elektrode vorteilhafterweise von der Oberfläche über die Schichtdicke der offenporigen Oberflächenschicht tiefer in die Elektrode oder durchsetzt diese ganz. Der Oberfläche abgewandt setzt sich die Elektrode senkrecht zur Oberfläche nach der offenporigen Oberflächenschicht dann vorteilhafterweise in Form des Verbundmaterials mit durch das zweite Material ausgefülltem Grundgerüst aus dem ersten Material fort. Das zweite Material kann dabei vorteilhafterweise die Poren des ersten Materials vakuumdicht verschließen und/oder eine gute Wärmeleitfähigkeit des Verbundmaterials gewährleisten, wobei für den letztgenannten Effekt Kupfer als zweites Material besonders geeignet ist.The second basic structure of the first material extends in the finished electrode advantageously from the surface over the layer thickness of the open-pored surface layer deeper into the electrode or passes through them completely. Facing away from the surface, the electrode continues perpendicular to the surface after the open-pored surface layer then advantageously in the form of the composite material filled with the second material backbone of the first material. The second material may advantageously close the pores of the first material vacuum-tight and / or ensure good thermal conductivity of the composite material, with copper being the second material is particularly suitable for the latter effect.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt: The invention is illustrated below with reference to preferred embodiments with reference to the figures still in detail. Showing:

1 eine Wanderfeldröhre, 1 a traveling wave tube,

2 Schritte eines Herstellungsverfahrens, 2 Steps of a manufacturing process,

3 eine schematische Zeichnungsdarstellung der Oberflächenschicht, 3 a schematic drawing representation of the surface layer,

4 EM-Aufnahme einer offenporigen Oberfläche, 4 EM image of an open-pore surface,

5 einen Schnitt durch eine offenporige Oberflächenschicht, 5 a section through an open-pore surface layer,

6 einen Vergleich gemessener Sekundärelektronenemission. 6 a comparison of measured secondary electron emission.

1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Wanderfeldröhre als besonders vorteilhaften Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung. Die Wanderfeldröhre TWT enthält in einem evakuierten Innenraum eine Kathode KA, welche Elektroden emittiert. Die von der Kathode KA emittierten Elektronen werden mittels einer Gitteranordnung GI beschleunigt und zu einem Elektronenstrahl ES gebündelt. Die nur schematisch angedeutete Gitteranordnung GI kann insbesondere Beschleunigungsgitter, Steuergitter, Schattengitter, Blenden enthalten, welche auf unterschiedlichen Potentialen liegen können. Der fokussierte Elektronenstrahl ES wird durch das Magnetfeld einer Magnetanordnung MA durch eine Verzögerungsleitung VL geleitet und tritt dabei in Wechselwirkung mit einem Hochfrequenzfeld, welches an einem Signaleingang SE als HF-Eingangssignal eingekoppelt und als verstärktes Ausgangssignal am Signalausgang SA ausgekoppelt wird. Am Ende der Verzögerungsleitung wird der Elektronenstrahl ES, welcher über die Länge der Verzögerungsleitung gegen ein bremsendes Potentialgefälle läuft, mit einer Restenergie der Elektronen in einen typischerweise mehrstufigen Kollektor CO geleitet, in welchem die Elektronen möglichst vollständig absorbiert werden sollen. Beim Auftreffen der Elektronen auf Oberflächen innerhalb des Kollektors können Sekundärelektronen entstehen, welche durch das genannte, verzögernd auf den Elektronenstrahl ES wirkende Potentialgefälle in Richtung der Gitteranordnung GI und der Kathode KA beschleunigt werden und durch Schädigung der Kathode die Leistung und Lebensdauer der Wanderfeldröhre TWT beeinträchtigen. Es ist daher wünschenswert, die Emission von Sekundärelektronen im Kollektor CO möglichst gering zu halten. Eine störende Sekundärelektronenemission kann auch an anderer Stelle der Wanderfeldröhre, insbesondere bei einem für gepulst betriebene Kathodenstrahlröhren häufig verwendeten Schattengitter, auftreten. Andere Arten von Vakuum-Elektronenstrahlröhren können in entsprechender Weise durch Sekundärelektronenemission beeinträchtigt sein. 1 shows a schematic sectional view of a traveling wave tube as a particularly advantageous application of the present invention. The traveling-wave tube TWT contains in an evacuated interior a cathode KA which emits electrodes. The electrons emitted by the cathode KA are accelerated by means of a grating arrangement GI and combined to form an electron beam ES. The grid arrangement GI, which is indicated only schematically, may in particular contain acceleration gratings, control gratings, shadow gratings, diaphragms, which may be at different potentials. The focused electron beam ES is passed through the magnetic field of a magnet arrangement MA through a delay line VL and interacts with a high-frequency field, which is coupled in at a signal input SE as an RF input signal and coupled out as an amplified output signal at the signal output SA. At the end of the delay line, the electron beam ES, which runs over the length of the delay line against a braking potential gradient, passed with a residual energy of the electrons in a typically multi-stage collector CO, in which the electrons are to be absorbed as completely as possible. Upon impact of the electrons on surfaces within the collector, secondary electrons can form, which are accelerated by the potential gradient acting on the electron beam ES in the direction of the grating arrangement GI and the cathode KA and impairing the performance and lifetime of the traveling-wave tube TWT by damaging the cathode. It is therefore desirable to minimize the emission of secondary electrons in the collector CO. Disturbing secondary electron emission can also occur elsewhere in the traveling-wave tube, in particular in a shadow grid frequently used for pulsed cathode ray tubes. Other types of vacuum CRTs may be similarly affected by secondary electron emission.

2 zeigt am Beispiel eines Kollektor-Zwischenrings einer Wanderfeldröhre stellvertretend für unterschiedliche, Sekundärelektronen emittierende Komponenten einer Vakuum-Elektronenstrahlröhre. Der typischerweise kreiszylindrische Zwischenring ZR ist in 2(A) vergrößert als Schnittbild mit einer die Mittelachse MA der Kreisform enthaltenden Schnittebene dargestellt. Die Abbildungen nach 2(B) bis 2(F) zeigen in wiederum vergrößerter Darstellung eines in 2(A) eingekreisten Ausschnitts verschiedene Schritte eines bevorzugten Herstellungsverfahrens. 2 shows the example of a collector intermediate ring of a traveling wave tube representative of different, secondary electron-emitting components of a vacuum cathode ray tube. The typically circular cylindrical intermediate ring ZR is in 2 (A) enlarged shown as a sectional view with the center axis MA containing the circular shape sectional plane. The pictures after 2 B) to 2 (F) show in turn enlarged view of an in 2 (A) circled clipping various steps of a preferred manufacturing process.

In bevorzugter Ausführung wird der Zwischenring ZR in der Weise hergestellt, dass aus einem Gemisch eines Metallpulvers, beispielsweise Molybdän, und einem Füllstoff in einer Vorstufe eines Sinterprozesses ein sogenannter Grünkörper gepresst wird, bei welchem die Teilpartikel als erstes Material in gegenseitigem Kontakt stehen. Das erste Material sei in 2(B) als ein in sich zusammen hängender Grundaufbau P1 bezeichnet, dessen Zwischenräume mit einem Füllmaterial FS ganz oder teilweise ausgefüllt sind.In a preferred embodiment, the intermediate ring ZR is produced in such a way that from a mixture of a metal powder, for example molybdenum, and a filler in a preliminary stage of a sintering process, a so-called green body is pressed, in which the partial particles are in mutual contact as the first material. The first material is in 2 B) as a self-contained basic structure P1, whose interstices are completely or partially filled with a filling material FS.

In einem Sinterprozess werden zum einen die Metallpartikel an ihren Kontaktflächen miteinander fest verbunden und zum anderen das Füllmaterial FS entfernt, so dass nach Abschluss des Sinterprozesses ein aus den miteinander verbundenen Metallpartikeln entstandenes zusammen hängendes Grundgerüst GG mit Hohlräumen HG vorliegt. Auch die Hohlräume HG sind in dreidimensionaler Struktur untereinander verbunden.In a sintering process, on the one hand, the metal particles are fixedly connected to one another at their contact surfaces and, on the other hand, the filler material FS is removed, so that after conclusion of the sintering process, a coherent framework GG with cavities HG is formed which is formed from the interconnected metal particles. Also, the cavities HG are interconnected in a three-dimensional structure.

In einem nächsten Schritt wird zweites Material in flüssiger Form, beispielsweise geschmolzenes Kupfer, in die Hohlräume HG des Grundgerüsts GG eingebracht, was als Tränken des Grundgerüsts GG aus Molybdän an sich bekannt ist. Das flüssige zweite Material M2 füllt die Hohlräume HG des Grundgerüsts GG im wesentlichen vollständig aus, so dass ein Aufbau der in 2(B) skizzierten Art entsteht, bei welchem für den Zwischenring ein Verbundmaterial aus einem Molybdän-Grundgerüst GG als erstem Material mit durch Kupfer als zweitem Material M2 ausgefüllten Zwischenräumen des Grundgerüsts vorliegt.In a next step, second material in liquid form, for example molten copper, is introduced into the cavities HG of the backbone GG, which is known per se as impregnation of the backbone GG of molybdenum. The liquid second material M2 substantially completely fills the cavities HG of the skeleton GG, so that a construction of the in 2 B) sketched type arises in which there is a composite material of a molybdenum skeleton GG for the intermediate ring as the first material filled with copper as the second material M2 interstices of the skeleton.

Ein solcher Körper aus einem Verbundmaterial von Molybdän und Kupfer kann vorteilhafterweise wesentlich einfacher durch mechanische Oberflächen-Bearbeitungsverfahren bearbeitet werden als das reine Molybdän-Grundgerüst GG oder ein massiver Molybdän-Körper. In 2(E) ist schematisch dargestellt, dass an einer axialen Stirnfläche und einer radial inneren Wandfläche des kreiszylindrischen Zwischenrings ein Materialabtrag MB gegenüber den mit unterbrochener Linie dargestellten vorherigen Konturen vorgenommen wurde. Die Skizze ist nicht maßstäblich zu verstehen. Bei dem Materialabtrag, beispielsweise durch ein spanabhebendes Drehen, kann eine Verschmierung der Oberflächenstrukturen auftreten. Durch die mechanisch materialabtragende Bearbeitung kann mit hoher Präzision eine gewünschte Form und Abmessung des Zwischenrings ZR erreicht werden.Such a composite material body of molybdenum and copper may advantageously be processed much more easily by mechanical surface working methods than the pure molybdenum backbone GG or a solid molybdenum body. In 2 (E) is shown schematically that on an axial end face and a radial inner wall surface of the circular cylindrical intermediate ring material removal MB has been made with respect to the previous contours shown with a broken line. The sketch is not to scale. In the material removal, for example by a machining turning, a smearing of the surface structures may occur. Due to the mechanical material-removing machining a desired shape and dimension of the intermediate ring ZR can be achieved with high precision.

Nach gegebenenfalls wie in 2(E) dargestellter mechanischer Oberflächenbearbeitung wird zumindest an dem Oberflächenteil des Zwischenrings ZR, an welchem während des Betriebs der Vakuum-Elektronenstrahlröhre unerwünschte Sekundärelektronenemission zu erwarten ist, als für die Erfindung wesentlicher Schritt eine Oberflächenbearbeitung vorgenommen, welche in einer Oberflächenschicht OS zweites Material M2 selektiv aus dem Grundgerüst GG löst, so dass die Oberfläche eine offenporige Struktur aufweist. Es zeigt sich, dass auch nach selektivem Entfernen des zweiten Materials M2 in der Oberflächenschicht OS eine zuverlässige Lötbarkeit der Oberfläche erhalten bleibt, was für die typischerweise durch Löten erfolgende Verbindung des Zwischenrings ZR mit geometrisch benachbarten Komponenten des Kollektors CO einer Wanderfeldröhre TWT von Vorteil ist. Die mikroporöse Struktur der Oberflächenschicht OS wirkt sich bei einem solchen Prozess nicht nachteilig aus. Das Lot füllt die Poren der Oberflächenschicht OS im wesentlichen vollständig aus und bildet eine vakuumdichte und mechanisch feste Verankerung. Hierdurch kann vorteilhafterweise die gesamte Oberfläche des Zwischenrings ZR ohne Maskierung einzelner Oberflächenbereiche dem Bearbeitungsschritt der selektiven Entfernung von Kupfer als zweitem Material in der Oberflächenschicht OS des Verbundmaterials unterzogen werden, was beispielsweise in einem den gesamten Zwischenring ZR umfassenden Bad erfolgen kann.As appropriate, as in 2 (E) As shown in FIG. 2, at least on the surface part of the intermediate ring ZR at which unwanted secondary electron emission is to be expected during the operation of the vacuum cathode ray tube, a surface treatment which in a surface layer OS selectively comprises second material M2 selectively from the skeleton GG is performed as an essential step of the invention dissolves, so that the surface has an open-pore structure. It turns out that even after selectively removing the second material M2 in the surface layer OS, a reliable solderability of the surface is maintained, which is advantageous for the typically soldering connection of the intermediate ring ZR with geometrically adjacent components of the collector CO of a traveling wave tube TWT. The microporous structure of the surface layer OS does not adversely affect such a process. The solder fills the pores of the surface layer OS substantially completely and forms a vacuum-tight and mechanically strong anchoring. In this way, advantageously, the entire surface of the intermediate ring ZR can be subjected to the processing step of selective removal of copper as a second material in the surface layer OS of the composite material without masking individual surface areas, which can be done for example in a bath comprising the entire intermediate ring ZR.

Die selektive Entfernung zweiten Materials M2 in der Oberflächenschicht OS erfolgt vorzugsweise nasschemisch, insbesondere elektrochemisch. Ein bevorzugtes Verfahren zum selektiven Entfernen des zweiten Materials aus der Oberflächenschicht OS ist das sogenannte Elektropolieren, bei welchem in einer wässrigen Lösung ein auf das zu lösende Material abgestimmter Elektrolyt in Verbindung mit Anlegen einer elektrischen Spannung eingesetzt wird. Das Lösen des zweiten Materials kann dabei weitgehend ohne Lösen des das Grundgerüst GG bildenden ersten Materials erfolgen. Es kann aber auch eine Lösung benutzt werden, welche auch ein Auflösen des ersten Materials bewirkt, wobei das erste Material des Grundgerüsts GG weniger gelöst wird als das zweite Material. Insbesondere kann ein Lösen von erstem Material dafür vorgesehen sein, scharfe Kanten und Spitzen oder verschmierte Materialfahnen des ersten Materials zu entfernen, so dass das verbleibende Grundgerüst GG an der Oberfläche der Oberflächenschicht OS von mikroskopisch feinen scharfen Strukturen innerhalb der porösen Struktur befreit ist. Vorzugsweise wird für die teilweise Entfernung von erstem Material ein gesonderter Elektropoliervorgang mit auf das erste Material abgestimmten Parametern gewählt.The selective removal of second material M2 in the surface layer OS is preferably carried out wet-chemically, in particular electrochemically. A preferred method for the selective removal of the second material from the surface layer OS is the so-called electropolishing, in which in an aqueous solution, an electrolyte, which is adapted to the material to be dissolved, is used in conjunction with the application of an electrical voltage. The release of the second material can be done largely without dissolving the backbone GG forming the first material. But it can also be used a solution which causes a dissolution of the first material, wherein the first material of the skeleton GG is less dissolved than the second material. In particular, release of first material may be intended to remove sharp edges and spikes or smeared material lugs of the first material so that the remaining backbone GG on the surface of the surface layer OS is freed of microscopically fine sharp structures within the porous structure. Preferably, a separate electropolishing process with parameters matched to the first material is selected for the partial removal of the first material.

Das Verfahren des Elektropolierens ist an sich bekannt und wird eingesetzt zur Erzielung von sehr glatt polierten Flächen. Im Gegensatz dazu wird der Vorgang des Elektropolierens bei der bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dazu benutzt, eine Oberfläche eines Verbundmaterials aufzurauen und eine poröse Oberfläche zu erzeugen.The method of electropolishing is known per se and is used to achieve very smooth polished surfaces. In contrast, in the preferred embodiment of a method according to the invention, the process of electropolishing is used to roughen a surface of a composite material and to produce a porous surface.

Anstelle des Elektropolierens können auch andere Verfahren zum selektiven oberflächlichen Entfernen des zweiten Materials aus dem Grundgerüst des ersten Materials und gegebenenfalls zum Entfernen von scharfen Strukturen des ersten Materials eingesetzt werden. Geeignet hierfür sind insbesondere materialselektive Beizverfahren oder das sogenannte Plasmapolieren, welches gleichfalls ein elektrochemisches Verfahren darstellt. Das Verfahren mit Entfernen mikroskopisch scharfer Strukturen des ersten Materials in einem Polierschritt und selektivem Entfernen von zweitem Material aus der Oberflächenschicht OS in einen anderen Polierschritt stellt aber eine bevorzugte Ausführungsform mit einer besonders vorteilhaften Oberfläche mit besonders geringer Sekundärelektronenemission dar.Other methods of selectively surface removing the second material from the backbone of the first material and optionally removing sharp structures of the first material may be used instead of electropolishing. Suitable for this purpose are in particular material-selective pickling or the so-called plasma polishing, which also represents an electrochemical process. The method of removing microscopically sharp structures of the first material in a polishing step and selectively removing second material from the surface layer OS in another polishing step, however, represents a preferred embodiment with a particularly advantageous surface with a particularly low secondary electron emission.

3 zeigt in schematisch zeichnerischer Darstellung in weiter vergrößertem Maßstab nochmals Schritte der bereits anhand von 2 erläuterten Herstellung in vereinfachter Form. In 3(A) ist das nach dem Sinterprozess vorliegende Grundgerüst GG aus erstem Material M1 dargestellt, welches leere Zwischenräume HG aufweist. Die Zwischenräume HG stehen untereinander in dreidimensionaler Struktur in Verbindung, so dass in der Schnittebene nach 3(A) isoliert erscheinende Hohlräume über Strukturen senkrecht zur Zeichenebene mit anderen Hohlräumen verbunden sind und in der Schnittebene nach 3(A) isoliert erscheinende Bereiche ersten Materials M1 gleichfalls über dreidimensionale Strukturen Teil des als starr anzusehenden Grundgerüsts GG sind. 3 shows in a diagrammatic representation in a further enlarged scale again steps already with reference to 2 explained production in a simplified form. In 3 (A) the basic framework GG present from the first material M1 is shown after the sintering process, which has empty spaces HG. The interstices HG communicate with each other in a three-dimensional structure, so that in the sectional plane to 3 (A) isolated cavities are connected via structures perpendicular to the plane of drawing with other cavities and in the sectional plane to 3 (A) isolated appearing areas of the first material M1 are likewise part of the basic framework GG to be regarded as rigid via three-dimensional structures.

In 3(B) ist die Situation nach Tränken des Grundgerüsts GG aus erstem Material mit zweitem Material dargestellt. Das zweite Material füllt die Zwischenräume HG des Grundgerüsts GG nach 3(A) aus und bildet mit dem ersten Material ein Verbundmaterial MV.In 3 (B) the situation after impregnation of the backbone GG from first material is shown with second material. The second material fills the gaps HG of the backbone GG 3 (A) and forms a composite material MV with the first material.

Der Schritt der mechanisch materialabtragenden Oberflächenbearbeitung sei in der zeichnerischen Darstellung nach 3 weg gelassen und in 3(C) ist gleich der Übergang von dem bis zur Oberfläche OF reichenden Materialverbund MV zur Erzeugung der porösen Oberflächenschicht OS dargestellt. In der Oberflächenschicht OS liegt nach selektivem Entfernen von zweitem Material M2 wiederum die poröse Struktur des Grundgerüsts GG mit den hohlen Zwischenräumen vor. Von der Oberfläche OF durch die Oberflächenschicht OS beabstandet liegt aber unverändert der Materialverbund MV mit zweitem Material M2 in den Zwischenräumen des Grundgerüsts aus erstem Material M1 vor. The step of the mechanically material-removing surface treatment is in the graphic representation 3 let off and in 3 (C) is equal to the transition from the reaching to the surface OF reaching material composite MV to produce the porous surface layer OS shown. In the surface layer OS, after selective removal of second material M2, the porous structure of the backbone GG with the hollow spaces is again present. However, the material composite MV with second material M2 remains in the interstices of the basic structure of first material M1 unchanged from the surface OF by the surface layer OS.

An einer zur Oberfläche OF hin offenen Pore PO der Oberflächenschicht OS aus dem ersten Material ist eine Hinterschneidung HS des die Öffnung der Pore PO zur Oberfläche hin bildenden Randes explizit eingezeichnet. Die Entstehung solcher Hinterschneidungen bei der Ausbildung der Oberflächenschicht OS erweist sich als von besonderem Vorteil hinsichtlich einer erwünschten geringen Sekundärelektronenemission. Der Anteil von Porenkanten mit solchen Hinterschneidungen HS beträgt vorteilhafterweise wenigstens 10 %, insbesondere wenigstens 20 % aller Kantenabschnitte.An undercut HS of the edge forming the opening of the pore PO toward the surface is explicitly drawn on a pore PO of the surface layer OS of the first material which is open towards the surface OF. The formation of such undercuts in the formation of the surface layer OS proves to be of particular advantage with regard to a desired low secondary electron emission. The proportion of pore edges with such undercuts HS is advantageously at least 10%, in particular at least 20% of all edge portions.

4 zeigt in Form von mittels eines Rasterelektronenmikroskops gewonnenen Aufnahmen der Oberfläche eines durch Elektropolieren oberflächlich bearbeiteten Zwischenrings die poröse Struktur der Oberflächenschicht, wobei die Blickrichtung in 4(A) senkrecht und in 4(B) geneigt zur Oberfläche verläuft. Der Zwischenring besteht dabei aus einem Molybdän-Kupfer-Materialverbund mit ca. 30 % Gewichtsanteil Kupfer im Materialverbund. Nach einem zweistufigen Elektropolierprozess mit auf die Lösung von Molybdän gerichteter Abrundung bzw. Entfernung von scharfen geometrischen Formen des Grundgerüsts nach der mechanischen Oberflächenbearbeitung in einem Elektropolierschritt und nach selektivem Entfernen von Kupfer in einer Oberflächenschicht in einem anderen Elektropolierschritt ergibt sich die dargestellte poröse Struktur. Die Aufnahmen zeigen eine stark zerklüftete Oberflächenschicht mit einem porösen Molybdän-Grundgerüst und unregelmäßigen Hohlräumen in der Oberflächenschicht sowie mit einem beträchtlichen Anteil von hinterschnittenen Kanten der Berandungen der Poren an der Oberfläche des Molybdän-Grundgerüsts. Der mittlere Porendurchmesser liegt in dem in 4(A) und (B) dargestellten Beispielen bei ca. 5–8 µm. 4 shows in the form of obtained by means of a scanning electron microscope images of the surface of a superficially worked by electropolishing intermediate ring, the porous structure of the surface layer, wherein the viewing direction in 4 (A) perpendicular and in 4 (B) inclined to the surface. The intermediate ring consists of a molybdenum-copper composite material with about 30% by weight of copper in the composite material. After a two-stage electropolishing process with molybdenum-based rounding of sharp geometric shapes of the skeleton after mechanical surface treatment in an electropolishing step and selective removal of copper in a surface layer in another electropolishing step, the porous structure shown results. The photographs show a highly fissured surface layer with a porous molybdenum skeleton and irregular voids in the surface layer as well as a considerable amount of undercut edges of the pore boundaries on the surface of the molybdenum backbone. The mean pore diameter is in the in 4 (A) and (B) illustrated examples at about 5-8 μm.

5 zeigt zwei Mikroskopaufnahmen von Schliffbildern in Schleifebenen senkrecht zur Oberfläche des Molybdän-Grundgerüsts in einem oberflächennahen Bereich. Die Aufnahmen zeigen jeweils eine stark zerklüftete, mikroporöse Oberflächenschicht OS an der Oberfläche eines Elektrodenkörpers EK. 5 shows two micrographs of micrographs in loop planes perpendicular to the surface of the molybdenum backbone in a near-surface region. The photographs each show a strongly fissured, microporous surface layer OS on the surface of an electrode body EK.

Von der Oberfläche durch die Oberflächenschicht OS beabstandet besteht der Elektrodenkörper EK aus einem Materialverbund von einem Grundgerüst aus Molybdän und Kupfer als die Zwischenräume des Grundgerüsts ausfüllendem zweitem Material. Die Aufnahme nach 5(A) zeigt eine den Aufnahmen nach 4 zuzuordnende, durch Elektropolieren erzeugte Struktur. 5(B) zeigt eine durch Beizen erzeugte Oberflächenstruktur. Die mittleren Dicken der Oberflächenschichten liegen in den gezeigten Beispielen bei ca. 8–10 µm.Spaced apart from the surface by the surface layer OS, the electrode body EK consists of a material composite of a molybdenum-copper backbone as the second material filling the interstices of the backbone. The recording after 5 (A) shows one after the recordings 4 attributable structure produced by electropolishing. 5 (B) shows a surface structure produced by pickling. The average thicknesses of the surface layers are in the examples shown at about 8-10 microns.

In 6 sind beispielhaft Messwerte zur Sekundärelektronenemission für unterschiedliche Oberflächen dargestellt, wobei der Sekundärelektronen-Emissionskoeffizient SEEY über der Energie, mit welcher Primärelektronen auf die Oberfläche auftreffen, aufgetragen ist. Den diskreten Messwerten sind jeweils geglättete Kurven anhand gängiger Theorien für die Abhängigkeit des Emissionskoeffizienten SEEY von der Energie der Primärelektronen zugeordnet.In 6 For example, measured values for secondary electron emission for different surfaces are shown, wherein the secondary electron emission coefficient SEEY is plotted against the energy with which primary electrons impinge on the surface. Smooth curves are assigned to the discrete measured values on the basis of common theories for the dependence of the emission coefficient SEEY on the energy of the primary electrons.

Die durch aufrechte Kreuze (+) repräsentierten Messwerte sind von einer Probe gewonnen, bei welcher bis zur Oberfläche ein Materialverbund aus Molybdän und Kupfer mit ca. 30 Gewichtsprozent Kupfer entsprechend den Skizzen nach 2(D) oder 3(B) vorliegt.The measured values represented by upright crosses (+) are obtained from a sample in which up to the surface a composite material of molybdenum and copper with about 30 weight percent copper according to the sketches of 2 (D) or 3 (B) is present.

Die durch gekippte Kreuze (x) dargestellten Messwerte sind von einer Materialprobe gewonnen, bei welcher eine poröse Oberflächenschicht durch selektives Entfernen von Kupfer aus der vorgenannten Probenzusammensetzung mittels eines nasschemischen Beizvorgangs erfolgt ist. Die dermaßen gebeizte Oberfläche zeigt bereits, insbesondere in dem für die Anwendung in einer Wanderfeldröhre besonders bedeutsamen Bereich von Primärelektronen-Energiewerten unter 1 keV, stark reduzierte Werte des Sekundärelektronen-Emissionskoeffizienten.The measured values represented by tilted crosses (x) are obtained from a sample of material in which a porous surface layer has been formed by selectively removing copper from the aforementioned sample composition by a wet-chemical pickling process. The surface so stained already shows greatly reduced values of the secondary electron emission coefficient, especially in the region of primary electron energy values below 1 keV, which is particularly important for use in a traveling wave tube.

Eine weitere signifikante Verbesserung ergibt sich für eine Probe, bei welcher in einem zweistufigen Elektropoliervorgang wie geschildert die zeichnerisch in 2(F) oder 3(C) und bildlich in 4 und 5(A) dargestellte Oberflächenschicht erzeugt wurde. Von Bedeutung sind, insbesondere für die genannte bevorzugte Anwendung bei einer Kollektorelektrode einer Wanderfeldröhre, Energien der Primärelektronen zwischen 0,5 keV und 1 keV.A further significant improvement results for a sample in which in a two-stage electropolishing process as described in the drawing 2 (F) or 3 (C) and figuratively in 4 and 5 (A) shown surface layer was generated. Of importance, especially for the said preferred application in a collector electrode of a traveling wave tube, energies of the primary electrons between 0.5 keV and 1 keV.

Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.The features indicated above and in the claims, as well as the features which can be seen in the figures, can be implemented advantageously both individually and in various combinations. The invention is not limited to those described Embodiments limited, but within the skill of the art in many ways changeable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"The secondary electron yield of technical materials and its variation with surface treatments", Proceding of EPAC 2000, Vienna by Baglin et al. [0003]
"Sharp reduction of the secondary electron emission yield from grooved surfaces", SLAC, PUB-13020, Nov. 25, 2007, by Pivi et al. [0003]

Claims

Vacuum electron beam arrangement (TWT) with a primary electron-emitting electron source (KA) and with at least one arranged in the range of motion of the primary electrons electrode (CO), in which occurring primary electrons can trigger the emission of secondary electrons, wherein the surface (OF) of the electrode has a relief structure to reduce the emission rate of secondary electrons against an unstructured smooth surface, characterized in that the relief structure is formed by an open-pore metallic surface layer (OS).

Arrangement according to claim 1, characterized in that the edges of the surface (OF) open pores (PO) at least partially undercuts (HS) on the surface facing away from the surface.

Arrangement according to claim 2, characterized in that at least 5%, in particular at least 10%, preferably at least 20% of the edges have undercuts.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the area fraction of the pore openings (PO) at the surface (OF) is at least 10%, in particular at least 20%.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least 80% of the pore volume resulting larger pores of the open-pored layer (OS) determine an average pore diameter and the layer thickness of the surface layer at least 50%, in particular at least 100%, preferably at least 150% this average pore diameter is.

Arrangement according to claim 5, characterized in that the average layer thickness of the surface layer (OS) is less than 5 times, preferably less than 2.5 times the average pore diameter.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the average pore diameter is between 2 microns and 15 microns.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the open-pored surface layer (OS) consists of a coherent skeleton (GS) forming the first metallic material (M1), which extends beyond the layer thickness of the surface layer with away from the surface with a second material (M2) continues filled spaces.

An assembly according to claim 9, characterized in that the second material (M2) is selectively removable from interstices of the first material (M1) and the open-pore surface layer (OS) is removed by selectively removing the second material (M2) initially filled therefrom (HG ) of the backbone (GG) of a surface layer.

Arrangement according to claim 9, characterized in that the second material (M2) has a higher specific thermal conductivity and / or a higher ductility than the first material (M1).

Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that the first material (M1) at least predominantly contains tungsten and / or molybdenum.

Arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized in that the second material (M2) consists at least predominantly of copper.

Arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that it is a cathode ray tube, in particular a traveling wave tube (TWT).

Arrangement according to claim 13, characterized in that the electrode (GI, CO) forms a grid electrode, a beam stop or a collector electrode.

A method for producing an electrode having a reduced by a relief structure of a metallic surface secondary electron emission, wherein A base body is produced, which consists of a first and a second material at least in a surface layer of a composite material, wherein the first material forms a backbone (GG) with gaps (HG) and the second material (M2) spaces (HG) of the Basic structure (GG) fills, - The second material (M2) is selectively removed from the gaps (HG) of the backbone (GG) of the surface layer (OS).

A method according to claim 15, characterized in that the second material (M2) is removed by chemical pickling or preferably by electropolishing.

A method according to claim 15 or 16, characterized in that for the production of the base body, a material scaffold made of the first material and this is impregnated with liquefied second material (M2).

Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that the surface of the base body before the removal of the second material (M2) is formed by a material-removing process.

Method according to one of claims 15 to 18, characterized in that sharp edges and tips on the surface of the first skeleton (GG) are rounded or removed.