DE1039141B - Vorratskathode mit einer Trennwand zwischen dem poroesen Koerper und dem Heizkoerper und Verfahren zur Herstellung einer Kathode - Google Patents
Vorratskathode mit einer Trennwand zwischen dem poroesen Koerper und dem Heizkoerper und Verfahren zur Herstellung einer KathodeInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
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- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
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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
zwischen dem porösen Körper
und dem Heizkörper
und Verfahren zur Herstellung
einer Kathode
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Dezember 1954
V. St. v. Amerika vom 6. Dezember 1954
Patrick Paul Coppola, Dobbs Ferry, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
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.
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.
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 9Ofl/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-
809 638/326
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 (4)
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.
Deutsche Patentschrift Nr. 890 390;
österreichische Patentschriften Nr. 174 993,
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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