DE1039141B

DE1039141B - Vorratskathode mit einer Trennwand zwischen dem poroesen Koerper und dem Heizkoerper und Verfahren zur Herstellung einer Kathode

Info

Publication number: DE1039141B
Application number: DEN11529A
Authority: DE
Inventors: Patrick Paul Coppola
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-12-06
Filing date: 1955-12-02
Publication date: 1958-09-18
Also published as: FR1143215A; GB793726A; CH336905A; BE543391A; ES225387A1; US2813220A; NL94233C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorratskathode mit einem porösen Metallkörper aus einem hochschmelzenden Metall, wie beispielsweise Molybdän, Wolfram, Hafnium, Tantal, Zirkon oder ihren Legierungen, in dessen Poren Erdalkalimetallverbindungen vorgesehen sind, bei der der poröse Metallkörper an der Stirnseite eines aus massivem Metall bestehenden Rohres angebracht ist, die durch einen unterhalb des porösen Körpers im Innern des Rohres befindlichen Heizkörper geheizt wird und bei der zwischen dem porösen Körper und dem Heizkörper eine Trennwand vorgesehen ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorratskathode.

Es ist bereits bekannt, die Trennwand bei einer Vorratskathode mit Vorratskammer mit dem Rohr aus einem Stück herzustellen, was aber kostspielig ist. Wird die Trennwand als lose Platte eingelegt, so ist es möglich, sie beim Zusammenpressen der Kathode aus den Einzelteilen mit dem Rohr zu vereinigen, was aber ein dickwandiges Rohr veraussetzt und sehr hohe Preßdrücke. Auch kann der poröse Metallkörper an der Seite des Heizkörpers eine solche Zusammensetzung haben, daß er wenig porös ist; dies erfordert aber einen schwierigen Aufbau des porösen Körpers.

Weiter sind Kathoden ohne Trennwand bekannt, welche sich aber nicht eignen für einen Spannungsunterschied zwischen Kathodenkörper und Heizkörper.

Bei einer anderen bekannten Kathodenausführung besteht die Wand der Vorratskammer teilweise aus einem so dicht gesinterten Körper, daß kein aktivierendes Material hindurchwandern kann, in welchen Wandteil der Heizkörper eingebettet ist. Auch die Herstellung dieses Wandteiles ist schwierig und kostspielig.

Die Erfindung bezweckt, eine Kathode zu schaffen, die einfach und billig herzustellen ist und die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Kathode der eingangs erwähnten Art zwischen dem porösen Metallkörper und dem Heizkörper der Reihe nach eine dichte gesinterte Schicht aus einem hochschmelzenden Metall, das vorzugsweise weniger mit den vorgesehenen Erdalkalimetallverbindungen reagiert als der poröse Metallkörper, in dem sie aufgenommen sind, und eine Schicht aus einem gesinterten Gemisch aus einem hochschmelzenden Metall und einem hochschmelzenden Metalloxyd, das mit den Erdalkalimetallen oder ihren Verbindungen reagiert, die durch die dichte gesinterte Metallschicht hindurchsickern, angeordnet.

Auf einem Teil des Querschnittes des Kathodenkörpers kann noch eine massive Metallplatte vorhan-Vorratskathode mit einer Trennwand
zwischen dem porösen Körper

und dem Heizkörper

und Verfahren zur Herstellung

einer Kathode

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 6. Dezember 1954

Patrick Paul Coppola, Dobbs Ferry, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

den sein, was Vorteile bietet, wenn die Kathode aus einem zusammengesinterten Gemisch aus einem hochschmelzenden Metall und Erdalkaliverbindungen hergestellt wird und dieses Zusammensintern in einem Arbeitsgang zu gleicher Zeit mit dem Festsintern der nach der Erfindung vorgesehenen Schichten erfolgt. Für die dichte gesinterte Schicht findet vorzugsweise Molybdän Verwendung und für das hochschmelzende Oxyd in der unterliegenden Schicht vor-

Al₂O₃

oder BeO, ZrO₂, SiO₂, HfO

zugs weise
Ti O₈.

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

Fig. 1 bis 3 Kathoden nach der Erfindung und
Fig. 4 eine Presse zur Herstellung solcher Kathoden darstellen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Molybdänrohr, das durch Aufrollen einer Molybdänfolie mit überlappender Naht erzielt ist. Das Molybdänrohr enthält ein Gemisch 3, das zu 9O^fl/o aus Wolfram-Molybdänpulver in einem Verhältnis von 3:1 und zu 10% aus basischem Bariumaluminat (5 Ba O · 2 Al₂ O_?) besteht. Unter der Masse 3 ist eine Molybdänscheibe 4 angeordnet. Diese Molybdänscheibe schließt sich nicht völlig an das Rohr 1 an. Unter der Scheibe 4 ist eine Schicht 5 aus in einer reduzierenden Atmosphäre ge-

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branntem Molybdänpulver mit einer mittleren Teilchenabmessung von 2 μ vorgesehen. Unter der Schicht 5 befindet sich eine Schicht 6, die zu 90% aus Molybdänpulver mit einer mittleren Teilchenabmessung von 10 μ und zu 10% aus alkalifreiem Aluminiumoxyd besteht. 7 ist eine Molybdänscheibe zur Erleichterung der Herstellung. Die Kathode hat einen schrägen, etwas umgefälzten Rand 12. 13 ist der Heizraum und 14 der Heizkörper.

Fig. 2 zeigt eine Kathode, bei der die Schichten 5 und 6 ausschließlich in der Nähe der ringförmigen öffnung zwischen der Platte 4 und dem Rohr 1 angebracht sind.

Fig. 3 zeigt eine Kathode, bei der die Platte 4 weggelassen ist.

In Fig. 4 ist die Presse angegeben zur Herstellung einer Kathode gemäß Fig. 1. Das Molybdänrohr 1 ist mit dem etwas abgeschrägten Ende in eine hartstählerne Form 2 aufgenommen. Die untere Form ist mit 9 angegeben und der Plunger mit 8. 10 ist eine Höhlung in der unteren Form zum Aufnehmen des Endes des Rohres 1.

Nachdem das Kathodengebilde zu einem einheitlichen Ganzen gepreßt ist, wird dieses in einem Vakuumofen oder einem Ofen mit inerter Atmosphäre rasch auf eine Temperatur von 1700 bis 1900° C erhitzt und dann etwa 20 Sekunden lang auf dieser Temperatur gehalten, um die unterschiedlichen Schichten mit dem sie umgebenden Rohr zu einem kräftigen Ganzen zu sintern. Dabei verhindert die Scheibe 4, daß das Bariumaluminat in die Schicht 5 einzieht. Wenn die Schicht 3 vorher zusammengesintert ist oder durch Imprägnieren eines porösen Wolframkörpers hergestellt ist, kann die Scheibe 4 fortgelassen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorratskathode mit einem porösen Metallkörper aus einem hochschmelzenden Metall, wie beispielsweise Molybdän, Wolfram, Hafnium, Tantal. Zirkon oder ihren Legierungen, in dessen Poren Erdalkalimetallverbindungen vorgesehen sind, bei der der poröse Metallkörper an der Stirnseite eines aus massivem Metall bestehenden Rohres angebracht ist, die durch einen unterhalb des porösen Körpers im Inneren des Rohres befindlichen Heizkörper geheizt wird und bei der zwischen dem porösen Körper und dem Heizkörper eine Trennwand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem porösen Metallkörper und dem Heizkörper der Reihe nach eine dichte gesinterte Schicht aus einem hochschmelzenden Metall, das vorzugsweise weniger mit den vorgesehenen Erdalkalimetallverbindungen reagiert als der poröse Metallkörper, in dem sie aufgenommen sind, und eine Schicht aus einem gesinterten Gemisch aus einem hochschmelzenden Metall und einem hochschmelzenden Metalloxyd, das mit den Erdalkalimetallen oder ihren Verbindungen reagiert, die durch die dichte gesinterte Metallschicht hindurchsickern, angeordnet sind.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem porösen Metallkörper und der dichten gesinterten Metallschicht auf einem Teil des Querschnitts des Kathodenkörpers eine kompakte Metallscheibe vorgesehen ist.

3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hochschmelzende Metalloxyd aus BeO, ZrO₂, SiO₂, HfO₂, TiO₂, vorzugsweise Al₂O₃, besteht.

4. Verfahren zum Herstellen einer Kathode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen und das Zusammensintern des porösen hochschmelzenden Metalls mit den Erdalkaliverbindungen gleichzeitig mit dem Pressen und dem Sintern der darunterliegenden Schicht erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 890 390;
österreichische Patentschriften Nr. 174 993,
924, 180 338, 183 488.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen