DE1043520B

DE1043520B - Storage cathode in which the cross section of the emitted electron bundle is smaller than that of the cathode body

Info

Publication number: DE1043520B
Application number: DEN12623A
Authority: DE
Inventors: George Andrew Espersen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-08-23
Filing date: 1956-08-20
Publication date: 1958-11-13
Also published as: US2895070A; CH344140A; FR1178419A; GB791495A; BE550480A; NL96647C

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorratskathode, deren Kathodenkörper aus einem porösen Körper aus Wolfram, Molybdän, Hafnium, Tantal oder ihren Legierungen besteht, in dem oder hinter dem Erdalkalimetallverbindungen angebracht sind, und bei der der Querschnitt des Elektronenbündels kleiner als die Abmessungen des porösen Körpers ist.The invention relates to a supply cathode, the cathode body of which consists of a porous body Tungsten, molybdenum, hafnium, tantalum or their alloys consists in or behind the alkaline earth metal compounds are attached, and in which the cross section of the electron beam is smaller than that Dimensions of the porous body is.

Wenn im vorhergehenden von einer Kathode gesprochen wird, deren emittiertes Elektronenbändel einen kleineren Querschnitt als der Kathodenkörper hat, so ist nicht nur eine Kathode von großem Durchmesser gemeint, die ein Bündel kleinen Durchmessers aussendet, sondern auch eine solche, die ein hohles Bündel mit einer geringeren Wandstärke emittiert.If a cathode is mentioned in the preceding, its emitted electron ribbon has a smaller cross-section than the cathode body, not only is a cathode of large diameter meant that emits a bundle of small diameter, but also one that emits a hollow one Bundles with a smaller wall thickness are emitted.

Es ist bereits bekannt, diejenigen Teile des porösen Körpers, die nicht emittieren müssen, mit Molybdän zu bedecken oder die poröse Oberfläche dichtzuschleifen. Dies hat den Nachteil, daß insbesondere bei verhältnismäßig niedrigen Kathodentemperaturen die Migrationslänge des Erdalkalimetalls, insbesondere des Bariums auf Molybdän oder auf dem dichtgeschliffenen Kathodenkörper, verhältnismäßig groß ist, so daß der dichtgeschliffene Körper oder das bedeckende Molybdän über eine Breite von etwa der Migrationslänge doch noch emittiert. Ein großer Nachteil dabei ist, daß die Grenze des elektronen-emittierenden Bereiches daher nicht scharf ist und sich dauernd ändert. Insbesondere letzterer Umstand kann z. B. bei Laufwellenröhren einen wesentlichen Beitrag zum Rauschen liefern.It is already known that those parts of the porous body that do not have to emit with molybdenum to cover or to sand down the porous surface. This has the disadvantage that especially when relatively low cathode temperatures, the migration length of the alkaline earth metal, in particular of the barium on molybdenum or on the densely ground cathode body is relatively large, so that the densely ground body or the molybdenum covering it over a width of approximately the migration length still emitted. A major disadvantage is that the limit of the electron-emitting area therefore is not sharp and is constantly changing. In particular, the latter circumstance can, for. B. with shaft tubes make a significant contribution to noise.

Es ist bereits bekannt, Teile einer Kathode mit im Innern angeordneten Erdalkalimetallverbindungen, die nicht emittieren sollen, aus Nickel herzustellen, weil auf Nickel das Barium nicht wandert. Dies hat aber verschiedene Nachteile; es ist nämlich die Dampfspannung des Nickels bei der erforderlichen Betriebstemperatur zu hoch, und außerdem findet leicht Legierungsbildung zwischen dem Nickel und den übrigen, z. B. aus Wolfram bestehenden Kathodenteilen statt.It is already known that parts of a cathode with alkaline earth metal compounds arranged in the interior, the should not emit to produce from nickel, because the barium does not migrate on nickel. But this has various disadvantages; namely, it is the vapor tension of the nickel at the required operating temperature too high, and besides, alloying easily takes place between the nickel and the rest, z. B. instead of tungsten existing cathode parts.

Die Erfindung bezweckt, den erwähnten Nachteil zu beheben.The invention aims to remedy the disadvantage mentioned.

Bei einer Vorratskathode, deren poröser Metallkörper aus Wolfram, Molybdän, Tantal, Hafnium oder deren Legierungen besteht, in dem oder hinter dem Erdalkalimetallverbindungen angebracht sind, und bei der der Querschnitt des emittierten Elektronenbündels dadurch kleiner als der des Kathodenkörpers ist, daß bestimmte Teile der Oberfläche mit kompaktem Metall abgedeckt sind, besteht gemäß der Erfindung das kompakte Metall aus kristallinem Zirkon mit einer reinen, glatten und hochglänzenden Oberfläche. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Migrationslänge von Barium und anderen Erdalkali-In the case of a supply cathode whose porous metal body is made of tungsten, molybdenum, tantalum, hafnium or whose alloys are in which or behind which alkaline earth metal compounds are attached, and at which the cross-section of the emitted electron beam is smaller than that of the cathode body, that certain parts of the surface are covered with compact metal, according to the invention the compact metal made of crystalline zirconium with a pure, smooth and high-gloss surface. Of the Invention is based on the knowledge that the migration length of barium and other alkaline earths

Vorratskathode, bei der der Querschnitt des emittierten Elektronenbündels kleinerStorage cathode in which the cross-section of the emitted electron beam is smaller

als der des Kathodenkörpers istthan that of the cathode body

Anmelder:Applicant:

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

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. August 1955Claimed priority:
V. St. v. America 23 August 1955

George Andrew Espersen, Dobbs Ferry, N. Y.George Andrew Espersen, Dobbs Ferry, N. Y.

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. Α.),
has been named as the inventor

metallen auf Zirkon sehr gering ist, so daß die Grenze des elektronen-emittierenden Kathodenteiles genau bestimmt wird. Das Zirkon selbst wird also nicht mit Erdalkalimetall bedeckt und emittiert daher nicht, da sein eigenes Austrittspotential hierfür zu hoch ist.metals on zirconium is very low, so that the limit of the electron-emitting cathode part is precisely determined will. The zircon itself is not covered with alkaline earth metal and therefore does not emit because his own exit potential is too high for this.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1, 2 und 3 einige Ausführungsbeispiele darstellen.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which FIGS. 1, 2 and 3 show some exemplary embodiments represent.

In Fig. 1 trägt ein Molybdänzylinder 10 einen porösen Wolframkörper 11. Der Wolframkörper 11 ist mit geschmolzenem Bariumaluminat imprägniert. Der Molybdänzylinder 10 enthalt einen Glühfaden 13·. Die Außenfläche 12 des Molybdänkörpers dient als elektronen-emittierende Oberfläche. Der etwas aus dem übrigen Teil des Körpers emporragende Teil 14 ist von einem massiven Ring 15 aus reinem Zirkon umgeben, der auf dem vertieften Teil des Wolframkörpers ruht. Das Zirkon ist fest am Wolfram befestigt, und dessen Oberfläche 16 schließt genau an die Oberfläche 12 an. Gegebenenfalls sind der Ring 15 und der Körper 11 durch P'unktschweißen aufeinandergeschweißt, was dann aber in einer Schutzatmosphäre erfolgen muß. Der Oberrand des Molybdänzylinders 10 ist über den Oberrand des Zirkonringes 15 gebördelt. Beim Betrieb der Kathode nimmt der Wolframkörper eine Temperatur von 800 bis 1350° C an, ebenso wie der Zirkonring. Dabei wird nur der Wolframkörper mit Barium bedeckt, da das Barium nahezuIn Fig. 1, a molybdenum cylinder 10 carries a porous tungsten body 11. The tungsten body 11 is with impregnated with molten barium aluminate. Of the Molybdenum cylinder 10 contains a filament 13 ·. the Outer surface 12 of the molybdenum body serves as an electron-emitting one Surface. The part 14 protruding somewhat from the rest of the body is surrounded by a solid ring 15 made of pure zirconium, which rests on the recessed part of the tungsten body. The zircon is firmly attached to the tungsten, and its surface 16 exactly adjoins the surface 12. If necessary, the ring 15 and the Body 11 welded to one another by spot welding, but what then has to be done in a protective atmosphere. The upper edge of the molybdenum cylinder 10 is crimped over the upper edge of the zirconium ring 15. When the cathode is operating, the tungsten body decreases a temperature of 800 to 1350 ° C, just like the zirconium ring. Only the tungsten body is used covered with barium, since the barium is almost

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sofort von Zirkon abdampft, wenn es vom Wolfram darauf gelangt. Im dargestellten Beispiel ist der Durchmesser des Zirkonringes außen 3 mm und innen 1 mm bei einer Stärke von 0,1 mm. Das Zirkon ist kristallinisch mit einer glatten, reinen und hochglänzenden oder polierten Oberfläche, derart, daß keine Höhlungen oder Unregelmäßigkeiten darin vorhanden sind. Der Abstand zwischen dem Wolfram und dem Molybdän muß weniger als 0,1 mm sein, da sonst vielleicht Erdalkalimetall oder Oxyde über das Zirkon nach dem Molybdän geraten könnten.immediately evaporates from zircon when it evaporates from tungsten got on it. In the example shown, the diameter of the zirconium ring is 3 mm on the outside and 3 mm on the inside 1 mm with a thickness of 0.1 mm. The zircon is crystalline with a smooth, pure and high gloss or polished surface such that there are no cavities or irregularities therein are. The distance between the tungsten and the molybdenum must be less than 0.1 mm, otherwise maybe Alkaline earth metal or oxides could get over the zircon after the molybdenum.

Die Kathode nach Fig. 1 liefert ein linienförmiges Elektronenbündel mit einer über den ganzen Querschnitt konstanten Dichte.The cathode according to FIG. 1 supplies a line-shaped electron beam with one over the entire cross section constant density.

In Fig. 2 ist eine Kathode dargestellt die ein hohlzylindrisches Elektronenbündel liefert. Darin bezeichnet 21 einen porösen Wolframkörper, der von einem Molybdänzylinder 20 unterstützt wird. Der Wolframkörper hat eine Höhlung 22, die von einer angeschweißten Molybdänplatte 23 verschlossen ist. In der Höhlung 22 befindet sich Bariumstrontiumkarbonat, daß beim Präparieren der Kathode in Oxyd umgesetzt wird. Der Glühfaden ist mit 25 bezeichnet. Nur der Rand 26 der Kathode ist zur Elektronenemission bestimmt, und daher ist in der Mitte eine Scheibe 28 aus massivem, reinem Zirkon angebracht und der Körper von einem Zirkonring 29 umgeben.In Fig. 2, a cathode is shown which delivers a hollow cylindrical electron beam. Inscribed therein 21 a porous tungsten body supported by a molybdenum cylinder 20. The tungsten body has a cavity 22 which is closed by a welded molybdenum plate 23. In the Cavity 22 is barium strontium carbonate that converted into oxide when the cathode was prepared will. The filament is labeled 25. Only the edge 26 of the cathode is intended for electron emission, and therefore a disk 28 of solid, pure zirconium is attached in the center and the body surrounded by a zirconium ring 29.

In Fig. 3 ist eine Kathode dargestellt, die von der nach Fig. 1 darin abweicht, daß der elektronenemittierende Teil 12 nahezu punktförmig ist. Zu diesem Zweck ist der'Zirkonring 15 mit einem konischen Loch versehen, das genau auf den konischen Teil 14 des Körpers 11 paßt. Die Oberfläche des Zirkonringes ist mit 16 bezeichnet.In Fig. 3, a cathode is shown which differs from that of FIG. 1 in that the electron-emitting Part 12 is almost punctiform. For this purpose, the zircon ring 15 is provided with a conical hole provided that fits exactly on the conical part 14 of the body 11. The surface of the zircon ring is denoted by 16.

Claims

PATENT CLAIM:

Storage cathode, the porous metal body of which is made of tungsten, molybdenum, tantalum, hafnium or whose alloys are in which or behind which alkaline earth metal compounds are attached, and in which the cross section of the emitted electron beam is smaller than that of the cathode body is that certain parts of the surface are covered with compact metal, characterized that the compact metal consists of crystalline zirconium with a pure, smooth and high-gloss surface.

Considered publications:
German patent specification No. 879 872.

1 sheet of drawings