DE1026000B - Kathode mit einer aus poroesem Metall bestehenden Emissionsoberflaeche und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathode, deren zur Emission bestimmte Oberfläche aus einem porösen hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän, Hafnium, Tantal oder Niob, besteht und deren Inneres eine Menge an Erdalkalimetallverbindungen enthält, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kathode. - „

Bei den bekannten Kathoden der obenerwähnten Art, bei denen die Menge an Erdalkalimetallverbindungen in einem abgeschlossenen Vorratsraum im Innern der Kathode angebracht ist, besteht diese Menge aus Erdälkalimetalloxyden, die durch thermische Zersetzung der betreffenden Karbonate im Vorratsraum erhalten sind. Bei dieser Zersetzung wird häufig ein Teil des porösen, den Emissionsteil der Kathode darstellenden hoehsdhmelzenden Metalls oxydiert, und dieses Oxyd bindet die Erdalkalioxyde zu stabilen Verbindungen, aus. denen vom porösen hochschmelzenden Metall kein freies Erdalkalimetall mehr gebildet werden kann. Das freie Erdalkalimetall ist zur Erhaltung einer brauchbaren Emission der Kathode notwendig.

Die Erfindung bezweckt, eine Erdalkalimetallverbindung zu schaffen, der die obenerwähnten Nachteile nicht anhaften.

Bei einer Kathode, deren zur Emission bestimmte Oberfläche aus einem porösen hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän, Hafnium, Tantal oder Niob, besteht und deren Inneres eine Menge an Erdalkalimetallverbkidungen enthält, besteht nach der Erfindung die Menge an Erdalkalimetallverbindungen aus Erdalkaliwolframat, dem Thorium, Tantal oder Zirkon zugesetzt ist.

Erdalkaliwolframat wird von den erwähnten porösen hochschmelzenden Metallen nicht zu freiem Erdalkalimetall reduziert. Infolge des Vorhandenseins des zugesetzten Metalls wird aber bei hoher Temperatur aus dem Wolframat Erdalkalimetall freigemacht, das nach der Kathodenoberfläche diffundiert.

Wolframat bietet den Vorteil, daß es nicht hygroskopisch ist und daß sogar ein Eintauchen in Wasser die Eigenschaften der Kathode nicht beeinflußt. Sowohl das Wolframat als eine montierte Kathode können daher leicht aufbewährt werden.

Eine Kathode mit Wolframaten braucht nach der Montage in einer Entladungsröhre nicht aktiviert zu werden, da die Emission bereits bei der ersten Erhitzung erreicht wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 und 2 eine Kathode darstellen, in der das Erdalkaliwalframat völlig in einer porösen Metallmasse eingebettet ist;

Fig. 3 zeigt eine Kathode, in der das Erdalkali-Kathode mit einer aus porösem Metall

bestehenden Emissionsoberfläche
und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Januar 1953

Otto Gustav Koppius, Whiteplains, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

wolframat in einer gut abgeschlossenen Höhlung eines porösen Metallkörpers untergebracht ist, und in

Fig. 4 ist eine Kathode dargestellt, in der das Wolframat in den Poren des porösen Körpers selbst enthalten ist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein ringförmiger Körper aus Molybdän bezeichnet, in dem eine poröse gesinterte Wolframmasse 2 mit in ihr befindlicher Pastille aus Bariumwolframat angebracht ist. Die Poren im porösen Wolframkörper stellen die größten öffnungen dar, aus denen freikommendes Erdalkalimetall austreten kann.

In Fig. 2 ist die poröse Wolf rammasse in der oberen schalenförmigen Hälfte des Molybdänröhrchens 4 angebracht, in dem eine Platte 5 eine Elektronenemission und einen Erdalkalitransport zur unteren Hälfte des den Heizkörper 6 enthaltenden Röhrchens verhütet.

In Fig. 3 bezeichnet 7 einen schalenförmigen Körper aus porös gesintertem Wolfram, der in das Molybdänröhreben 8 mit der Platte 11 gut paßt, so daß freikommendes Erdalkalimetall nur durch die Vorderfläche des Körpers 7 austreten kann. Der aus Bariumwolframat und Thorium bestehende Vorrat 9 wird außerdem noch von der Platte 10 eingeschlossen.

Die Kathode nach Fig. 4 besteht aus einem Röhrchen 14 aus einem mit 15 bezeichneten Gemisch von Wolframpulver, Bariumwolframatpulver und Thoriumpulver. Der Körper 14 besteht zu 10 Gewichts-

709 909/318

prozent aus Bariumwolframat, 10 Gewichtsprozent aus Thorium und zum übrigen Teil aus Wolfram. Bei einer Temperatur von 950° C beträgt die Sättigungsemission 1,2 bis 3,5 A/cm² bei einer Lebensdauer von 3SQ0 bis 4000 Stunden. Eine Kathode der Art nach Fig. 4 hat eine höhere mechanische Festigkeit bei Herstellung nach folgendem Verfahren:

Wolframpulver wird mit 10 Gewichtsprozent Thoriumpulver gemischt, gepreßt und bei einer Temperatur von 1300 bis 2000° C gesintert, wonach sich ein poröses, jedoch festes Gebilde ergibt. Dieser Körper kann gewünschtenfalls mit Kupfer imprägniert werden und durch eine spanabhebende Bearbeitung auf die gewünschte Weise gestaltet werden.

Nach einem etwaigen Herausdampfen des Kupfers wird der Körper dadurch mit Bariumwolframat getränkt, daß eine Pastille dieser Verbindung auf ihn aufgesetzt und in einem Vakuumofen bis auf eine Temperatur von etwa 1550° C erhitzt wird. Die Lebensdauer bei einer Temperatur von 950° C und einem Sättigungsstrom von 1,3 A/cm² betrug mehr als 900 Stunden.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Kathode, deren zur Emission bestimmte Oberfläche aus einem porösen hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän. Hafnium, Tantal oder Niob, besteht und deren Inneres eine Menge an Erdalkalimetallverbindungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Menge aus Erdalkaliwolframat besteht, dem Thorium, Tantal oder Zirkon zugesetzt ist.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem porösen Wolframkörper bestellt, der Bariumwolframat und Thorium enthält, beide zu einer Menge von 10 Gewichtsprozent.

3. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Thoriumpulver und Wolframpulver gepreßt und bei einer Temperatur zwischen 1300 und 2000^J C gesintert wird, worauf der erhaltene poröse Körper mit Bariumwolframat getränkt wird-

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 628 460;

Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Vol. 5, S. 641 (S 157203 VIIIc/21g);

schweizerische Patentschriften Nr. 272 699,
440, .274 441;

USA.-Patentschrift Nr. 2 619 706.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 909/318 3.58