DE1039650B - Cathode for discharge tubes and processes for their manufacture - Google Patents

Cathode for discharge tubes and processes for their manufacture

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DE1039650B
DE1039650B DEE4893A DEE0004893A DE1039650B DE 1039650 B DE1039650 B DE 1039650B DE E4893 A DEE4893 A DE E4893A DE E0004893 A DEE0004893 A DE E0004893A DE 1039650 B DE1039650 B DE 1039650B
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DE
Germany
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tungsten
cathode
porous
oxides
active substance
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Pending
Application number
DEE4893A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Ernoe Winter
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Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
Original Assignee
Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details 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
    • H01J1/02Main electrodes
    • H01J1/13Solid thermionic cathodes
    • H01J1/20Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
    • H01J1/28Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/04Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
    • H01J9/042Manufacture, activation of the emissive part

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Description

Das Patent 883 936 betrifft eine Kathode für Entladungsröhren, deren aktiver Stoff aus Caesium oder Rubidium besteht, bei der der aktive Stoff in einem geschlossenen Behälter vorgesehen ist, dessen Wand mindestens an einer Stelle des Behälters aus porösem Wolfram besteht. Durch diese Anordnung wird einerseits die Lebensdauer der Kathode wesentlich verlängert, da der aktive Stoff durch die Poren des Wolframkörpers nur langsam diffundiert, und andererseits wird die Austrittsarbeit stark verringert, da sich der aktive Stoff an der Oberfläche des Wolframs verteilt. In dem vorteilhaft aus Nickel oder einem anderen ähnlichen Metall bestehenden Behälter kann man an Stelle des reinen metallischen Caesiums bzw. Rubidiums auch eine reduzierbare Caesium- bzw. Rubidiumverbindung und ein Reduktionsmittel vorsehen.Patent 883,936 relates to a cathode for discharge tubes, whose active substance consists of cesium or rubidium, in which the active substance in one closed container is provided, the wall of which at least at one point of the container made of porous Tungsten is made. On the one hand, this arrangement significantly extends the service life of the cathode, because the active substance diffuses through the pores of the tungsten body only slowly, and on the other hand the work function is greatly reduced because the active substance is on the surface of the tungsten distributed. In the container advantageously made of nickel or another similar metal instead of the pure metallic cesium or rubidium, you can also use a reducible cesium or provide a rubidium compound and a reducing agent.

Die Verbesserung nach der Erfindung für eine solche Kathode besteht darin, daß die Austrittsarbeit noch weiter dadurch verringert wird, daß zwischen der metallischen Oberfläche des gesinterten, porösen Wolframkörpers und dem an diesem Wolframkörper vorhandenen aktiven Metall Oxyde des aktiven Metalls und Oxyde des Wolframs vorhanden sind. Die Kathode wirkt dann als Oxydkathode.The improvement according to the invention for such a cathode is that the work function Is further reduced by the fact that between the metallic surface of the sintered, porous Tungsten body and the active metal present on this tungsten body oxides of the active metal and oxides of tungsten are present. The cathode then acts as an oxide cathode.

Zweckmäßig sind die Oxyde mindestens zum Teil in ein feinverteiltes Wolframpulver als Reduziermittel eingebettet.The oxides are expediently at least partly in a finely divided tungsten powder as a reducing agent embedded.

Vorzugsweise befinden sich an dem porösen Wolframkörper W2O5 und/oder ein oder mehrere blaue Wolframoxyde. Unter Wolframoxyd werden in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen das Oxyd W2O5 und die diesem nahestehenden, sogenannten blauen Oxyde verstanden. W 2 O 5 and / or one or more blue tungsten oxides are preferably located on the porous tungsten body. In this description and in the claims, tungsten oxide is understood to mean the oxide W 2 O 5 and the so-called blue oxides that are related to this.

Um eine Kathode nach der Erfindung herzustellen, wird vor dem Zusammenbau der Kathode der gesinterte Wolframkörper derart oxydiert, daß auf seiner Oberfläche Wolframoxyd entsteht. Nach dem Anordnen des aktiven Stoffes bzw. dessen Oxyden und dem Reduziermittel in dem Metallbehälter und dem Abschließen' desselben durch einen gesinterten und oxydierten, porösen Wolframkörper gelangt das aktive Alkalimetall, also Caesium bzw. Rubidium beim Erhitzen der Kathode auf die Oberfläche des Wolframs. Da jedoch die Oberfläche des Wolframs von einer Oxydschicht bedeckt ist, wird dieses Oxyd durch das metallische Caesium bzw. Rubidium mindestens zum Teil reduziert, wobei das aktive Metall selbst zum Teil in ein Oxyd verwandelt wird. Dieser Vorgang geht bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustandes vor sich, in welchem zwischen dem metallischen Wolfram einerseits und dem metallischen Caesium bzw. Rubidium andererseits verschiedene Oxyde eingelagert sind, welche die Austrittsarbeit Kathode für Entladungsröhren
und Vierfahren zu deren Herstellung
In order to produce a cathode according to the invention, the sintered tungsten body is oxidized before the assembly of the cathode in such a way that tungsten oxide is formed on its surface. After arranging the active substance or its oxides and the reducing agent in the metal container and closing it off with a sintered and oxidized, porous tungsten body, the active alkali metal, i.e. cesium or rubidium, reaches the surface of the tungsten when the cathode is heated. However, since the surface of the tungsten is covered by an oxide layer, this oxide is at least partially reduced by the metallic cesium or rubidium, the active metal itself being partially converted into an oxide. This process continues until a state of equilibrium is reached in which various oxides are intercalated between the metallic tungsten on the one hand and the metallic cesium or rubidium on the other, which act as the work function of the cathode for discharge tubes
and four ways to make them

Zusatz zum Patent 883 936Addendum to patent 883 936

Anmelder:Applicant:

Egyesült Izzolämpa es Villamossägi
Reszvenytärsasag, Budapest
Egyesält Izzolämpa es Villamossägi
Reszvenytärsasag, Budapest

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,Representative: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälteand Dipl.-Ing. H. Tischer, Munich 2, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
Ungarn vom 11. Januar 1951
Claimed priority:
Hungary from January 11, 1951

Dipl.-Ing. Ernö Winter, Budapest,
ist als Erfinder genannt worden
Dipl.-Ing. Ernö Winter, Budapest,
has been named as the inventor

der Kathode wesentlich verringern. Das aus dem Wolframoxyd reduzierte metallische Wolfram weist eine außerordentlich feine Struktur auf, und die Alkalimetalloxyde, also das Caesium und/oder Rubidiumoxyd sind in diesem Wolframmetall eingebettet, wobei das metallische Caesium bzw. Rubidium an der äußeren Oberfläche der Oxydschicht vorhanden ist.reduce the cathode significantly. The metallic tungsten reduced from the tungsten oxide shows an extremely fine structure, and the alkali metal oxides, i.e. cesium and / or Rubidium oxide are embedded in this tungsten metal, with the metallic cesium or rubidium is present on the outer surface of the oxide layer.

Der gesinterte, poröse Wolframkörper wird vorteilhaft in einer Gasatmosphäre, bestehend aus Stickstoff und einigen Zehntel Prozent Sauerstoff, vorteilhaft 0,10%, bei etwa 600 bis 800° C erhitzt, wobei die Oxydation an der Oberfläche des Wolframs stattfindet. The sintered, porous tungsten body is advantageously in a gas atmosphere consisting of nitrogen and a few tenths of a percent oxygen, advantageously 0.10%, heated at about 600 to 800 ° C, the Oxidation takes place on the surface of the tungsten.

Der Vorteil der Kathode nach der Erfindung besteht nicht nur in der kleineren Austrittsarbeit gegenüber Kathoden, bei welchen sich das metallische Caesium und/oder Rubidium unmittelbar an der metallischen Wolframoberfläche befindet, sondern die Temperaturbeständigkeit der Kathode ist auch wesentlich besser.The advantage of the cathode according to the invention does not only consist in the smaller work function Cathodes in which the metallic cesium and / or rubidium are located directly on the metallic Tungsten surface is located, but the temperature resistance of the cathode is also essential better.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kathode für Entladungsröhren, deren aktiver Stoff aus Caesium und/oder Rubidium besteht, der in einem geschlossenen Behälter vorgesehen ist, dessen Wand mindestens an einer Stelle aus einem porösen Wolframkörper besteht, nach Patent1. Cathode for discharge tubes, the active substance of which consists of cesium and / or rubidium, the is provided in a closed container, the wall of which at least at one point from a porous tungsten body, according to patent - 809 639/376- 809 639/376 883 936, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der metallischen Oberfläche des porösen Wolframkörpers und dem an diesem Wolframkörper vorhandenen aktiven Metall Oxyde des aktiven Metalls und Oxyde des Wolframs vorhanden sind.883 936, characterized in that between the metallic surface of the porous tungsten body and the active metal present on this tungsten body, oxides of the active metal and oxides of tungsten are present. 2. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem porösen Wolframkörper W2 O5 und/oder ein oder mehrere blaue Wolframoxyde befinden.2. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that there are on the porous tungsten body W 2 O 5 and / or one or more blue tungsten oxides. 3. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröser Wolframkörper oberflächlich derart oxydiert wird, daß W2O5 oder ein blaues Wolframoxyd oder beide entstehen, daß dann mit dem oxydierten Wolframkörper der den aktiven Stoff oder dessen Verbindung und ein Reduziermittel enthaltende Behälter abgeschlossen und die Kathode erwärmt wird, so daß der aktive Stoff, durch den porösen Körper gelangend, teils das Wolframoxyd reduziert, teils selbst bis zur Erreichung eines Gleichgewichtszustandes oxydiert und der verbleibende metallische aktive Stoff sich an der Oxydschicht absetzt oder sich in diese einbettet.3. A method for producing a cathode according to any one of the preceding claims, characterized in that a porous tungsten body is superficially oxidized in such a way that W 2 O 5 or a blue tungsten oxide or both arise that then with the oxidized tungsten body of the active substance or its Compound and a reducing agent-containing container is closed and the cathode is heated so that the active substance, passing through the porous body, partly reduces the tungsten oxide, partly oxidizes itself until a state of equilibrium is reached and the remaining metallic active substance is deposited on the oxide layer or embeds itself in this. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzeugung der Wolframoxyde der poröse Wolframkörper in einer einige Zehntel Prozent Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von ungefähr 600 bis 800° C erhitzt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that for the purpose of producing the tungsten oxides the porous tungsten body in a nitrogen atmosphere containing a few tenths of a percent oxygen is heated at a temperature of about 600 to 800 ° C. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 627 176, 662 921,
724142;
German patent specifications No. 627 176, 662 921,
724142;
»Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Vol. 5, 1948, S. 581, Anmeldung S148674 VIIIc/21g;"Excerpts from German patent applications", Vol. 5, 1948, p. 581, application S148674 VIIIc / 21g; schweizerische Patentschriften Nr. 181367,241098; britische Patentschriften Nr. 374 241, 472 333;Swiss patent specification No. 181367,241098; British Patent Nos. 374 241, 472 333; »Philips' techn. Rdsch.«, Jg. 11, 1950, S. 349 bis 358;»Philips' tech. Rdsch. ”, Vol. 11, 1950, pp. 349 to 358; Herrmann—Wagener: »Die Oxydkathode«, 1. Teil, 2. Auflage, Leipzig, 1948, S. 51 bis 53.Herrmann-Wagener: "The Oxide Cathode", 1st part, 2nd edition, Leipzig, 1948, pp. 51 to 53. © 809 639/376 9.5«© 809 639/376 9.5 «
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