DE1035791B - Glimmentladungsroehre mit aktivierter kalter Kathode und Verfahren zum Herstellen einer mit einer solchen Kathode versehenen Roehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glimmentladungsröhre, die eine mit Erdalkalimetalloxyden überzogene kalte Kathode enthält. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Röhre.

Bei den bekannten Glimmentladungsröhren mit einer mit Bariumoxyd überzogenen Kathode wird die Bariumoxydschicht durch Stromstöße aktiviert und dabei teilweise zersetzt. Der frei werdende Sauerstoff wird dabei von dem Gasbinder in der Röhre absorbiert. Die Aktivierung durch Stromstöße ist erforderlich, weil die reine Bariumoxydschicht nicht leitend ist.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist der, daß eine verhältnismäßig große Menge (20 bis 50%) des Uberzugsmaterials frei in die Röhre gelangt und daß die Lebensdauer der Röhren, nach der Brenn- und/ oder Zündspannung gemessen, verhältnismäßig veränderlich ist. Auch kann das freie Material Kurzschluß zwischen der Hilfsanode und der Kathode herbeiführen.

Die Erfindung bezweckt, einen Kathodenüberzug und ein Verfahren zum Herstellen einer mit einem solchen Kathodenüberzug versehenen Röhre anzugeben, die gegenüber den bisher bekannten Vorteile zeigen.

Bei einer Glimmentladungsröhre mit einer mit Erdalkalimetalloxyden überzogenen kalten Kathode enthält gemäß der Erfindung die Oxydschicht Lanthan- und/oder Ceroxyde in einer Menge, die 0,1 bis 40 Atomprozent der Gesamtmenge der Metallatome beträgt. Vorzugsweise besteht das Erdalkalimetall aus Barium mit nicht mehr als etwa 40% Strontium und/oder Kalzium.

Gemäß der Erfindung wird der Kathodenüberzug dadurch erzielt, daß auf den metallenen Kathodenkörper die Karbonate der betreffenden Metalle aufgebracht werden. Dann wird innerhalb von wenigen Sekunden auf eine Temperatur von 900 bis 1250⁰C erhitzt, wobei sich eine sichtbare Änderung in der Schicht ergibt, vermutlich infolge von Schmelzen oder Sintern, wonach die Temperatur auf etwa 800 bis 900° C gehalten wird zur weiteren Entgasung der Kathode.

Kathoden nach der Erfindung, die auf die vorstehend beschriebene Weise behandelt worden sind, haben den Vorteil, daß keine weitere Aktivierung erforderlich ist, d. h. die Überzugsschichten besitzen eine ausreichende Emission.

Kathoden nach der Erfindung können noch verbessert werden, wenn der Sauerstoff der Oxyde bis zu höchstens 40% durch Fluor ersetzt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung, in der eine Röhre mit der Kathode nach Glimmentladungsröhre mit aktivierter

kalter Kathode und Verfahren zum

Herstellen einer mit einer solchen

Kathode versehenen Röhre

Anmelder:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 29. Mai 1956

Garmt Allard Elings, Arie Koelewijn,

Evert Johannes Willem Verwey

und Hendrik Anne Klasens, Eindhoven (Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

der Erfindung dargestellt ist, einer Anzahl Beispiele für die Zusammensetzung der Schicht und der Weise, in der diese Schicht behandelt ist, näher erläutert.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Schnitt durch den Kolben der Röhre, in der eine Kathodenplatte 2 aus 0,2 mm Nickelplatte angeordnet ist. Diese Platte ist mit einer aktivierten 5 μ starken Schicht 3 überzogen. Zwei 0,6 mm starke Nickeldrähte 4 befinden sich in einem Abstand von 3 mm von der Kathode. Ein Nickelrohr 5 mit einem Durchmesser von 2 mm ist 3 mm von der Kathode entfernt angeordnet. Die Drähte 4 bilden die Hilfsanoden, und das Nickelröhrchen 5 ist die Hauptanode. Die Röhre ist mit Argon unter einem Druck von 18 mm gefüllt. Bei der Herstellung der Röhre wird die Kathodenplatte auf einer Seite mit einer Schicht aus Karbonaten und gegebenenfalls Fluoriden jener Metalle überzogen, die in der Aktivierungsschicht vorhanden sein müssen. Die Kathodenplatte wird dann in der Röhre montiert und diese wird an die Pumpe angeschlossen. Mit Hilfe von Hochfrequenzstrom wird die Kathodenplatte in etwa 2,5 Sekunden auf eine derartige Temperatur zwischen 900 und 1250° C erhitzt, daß an der Änderung des Aussehens der Schicht ersichtlich ist, daß diese schmilzt oder gegebenenfalls sintert. Sofort darauf wird die Temperatur auf etwa 900° C während

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einer Minute herabgesetzt. Der Gasbinder wird verdampft, und dann wird die Röhre mit Argon auf den richtigen Druck gefüllt und einige Zeit lang eingebrannt.

Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Überzugsschicht der Kathode aus Bariumoxyd-Lanthan-Ceroxyd besteht, wobei der Lanthan-Ceroxyd-Gehalt 0,1-1-10 oder 30 Atomprozent beträgt. Bei den gleichen Verhältnissen des Bariums und des Lanthan-Ceroxyds werden auch gute Ergebnisse erzielt, wenn 0,1-1-9,5 bzw. 26 Atomprozent des Sauerstoffs durch Fluor ersetzt sind. Bei all diesen Zusammensetzungen schwankt die Brennspannung der Hauptanode während der Lebensdauer der Röhre um nicht mehr als 5 bis 6 V. Bis zu 40 %> des Bariums konnten unbedenklich durch Strontium und/oder Kalzium ersetzt werden.

Das Fluor wurde in das Material dadurch eingebracht, daß die Suspension der Karbonate in einer alkoholischen H F-Lösung gewaschen wurde.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Glimmentladungsröhre, deren kalte Kathode mit ErdaJkalimetalloxyden überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Lanthan- und/oder Ceroxyde in einer Menge enthält, die 0,1 bis 40 Atomprozent der Gesamtmenge der Metallatome beträgt.

2. Glimmentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der auf der Kathode aufgebrachten Oxydschicht der Sauerstoff der Oxyde bis zu höchstens 40°/o durch Fluor ersetzt ist.

3. Verfahren zum Herstellen einer Glimmentladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Karbonaten und gegebenenfalls Fluoriden überzogene Kathodenträger auf eine Temperatur von 900 bis 1250° C erhitzt wird, derart, daß Schmelzen oder Sintern auftritt, und die Kathode dann bei einer niedrigeren Temperatur entgast wird, wonach die Röhre mit einer Gasfüllung versehen und abgeschmolzen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung Q 200 VIIIc/21f (bekanntgemacht am 19. 6. 1952);
USA.-Patentschrift Nr. 1 925 701.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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