DE1047322B

DE1047322B - Verfahren zur Herstellung einer mit einer Vorratskammer versehenen Kathode

Info

Publication number: DE1047322B
Application number: DEN14598A
Authority: DE
Inventors: Albertus Venema; Arnoldus Maria Van De Cornelis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-01-26
Filing date: 1958-01-23
Publication date: 1958-12-24
Also published as: US2971246A; FR1190424A; BE564257A; GB828189A; NL108501C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode, die mit einer Vorratskammer in Form eines Molybdänkörpers versehen ist, die auf der zur Emission bestimmten Seite der Kathode durch einen porösen, auf hoher Temperatur gesinterten Wolframkörper abgeschlossen wird, und bei der in der Vorratskammer ein Gemisch aus Bariumaluminat und Wolframpulver vorgesehen wird. Es ist bereits bekannt, bei einer Kathode, bei der der Vorrat hinter einem Gewebe aus Molybdän- oder Wolframdraht oder hinter einer Anzahl aufeinandergepreßter Wolframringe angeordnet ist, dem Vorrat an Bariumoxyd Wolfram zuzusetzen zur Beschleunigung der Bildung freien Bariums. Auch wird zur Verringerung der Leitfähigkeit mit Rücksicht auf den in der Vorratskammer angeordneten Glühdraht manchmal Aluminiumoxyd zugesetzt.

Es ist auch bekannt, bei einer Kathode, bei der die Emissionsoberflächen aus einer Anzahl radial angeordneter Fahnen bestehen, zwischen denen eine Manschette aus feinem Metalldraht mit einem Vorrat an Bariumverbindungen angeordnet ist, diesen Vorrat aus Bariumaluminat mit Wolfram zusammenzusetzen. Auch bei Kathoden vom Vorratstyp, bei denen die Emissionsoberfläche aus porösem Wolfram besteht, wurde Aluminat mit Wolfram angewendet.

Ein Vorteil von Kathoden, die hinter dem porösen Wolframkörper einen Vorrat an Bariumaluminat mit Wolframpulver besitzen, ist der, daß im Betrieb die Bariumverdampfung, gegebenenfalls in Form von Bariumoxyd, gering ist. Der Nachteil ist der, daß noch eine verhältnismäßig große Streuung in der Emission auftreten kann, während nach dem Abschluß der Vorratskammer und der Anbringung einer Kathode in einer Röhre die zum Erreichen der Betriebsemission erforderliche Zeit verhältnismäßig lang ist.

Es sind auch Kathoden bekannt, die dadurch erzielt werden, daß ein poröser Wolframkörper mit Bariumaluminat getränkt wird, und diese Kathoden haben den Vorteil einer geringen Aktivierungszeit, die Verdampfung jedoch ist anfangs größer als bei einer Kathode mit einer Vorratskammer.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen Kathoden mit einer kurzen Aktivierungszeit, geringer Verdampfung und kleiner gegenseitiger Streuung in der Fmission erzielt werden.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Kathode, die mit einer Vorratskammer in Form eines Molybdänkörpers versehen ist, die an der zur Emission bestimmten Seite der Kathode durch einen porösen, auf hoher Temperatur gesinterten Wolframkörper abgeschlossen wird, und bei der in der Verfahren zur Herstellung einer mit einer Vorratskammer versehenen Kathode

Anmelder:

N. V. Philips Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

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

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 26. Januar 1957

Albertus Venema und Cornells Arnoldus Maria van den Broek,

Eindhoven (Niederlande), sind als Erfinder genannt worden

Vorratskammer ein zusammengepreßtes Gemisch aus Bariumaluminat und Wolframpulver angeordnet wird, wird gemäß der Erfindung die Kathode nach dem Abschluß der Vorratskammer kurzzeitig auf eine Temperatur von 1900 bis 2200° K in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzt, wonach rasch abgekühlt wird.

Auf diese Weise behandelte Kathoden liefern nach

ihrer Anbringung in einer Röhre und Entlüftung dieser Röhre innerhalb kurzer Zeit eine konstante hohe Emission, während die Bariumverdampfung gering ist. Diese beträgt weniger als ein Zehntel derjenigen einer Kathode, deren Vorratskammer mit Barium-Strontiumoxyd gefüllt ist.

Mit Rücksicht auf die Einfachheit der Anordnung und eine kurzzeitige Erhitzung empfiehlt es sich, Wasserstoff mit einem Druck von 1 ac zu verwenden, wobei die Erhitzungsdauer je nach der gewählten Temperatur in der Größenordnung von einer Minute liegt. Es ist erwünscht, Bariumaluminat zu verwenden, das durch Herstellung oder gegebenenfalls Nacherhitzung in einer Wasserstofratmosphäre erhalten ist. Dadurch können Einschlüsse von Sauerstoff und gegebenenfalls Kohlensäure oder Kohlenmonoxyd vermieden werden.

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Die Erhitzung der ganzen Kathode in Wasserstoff auf hohe Temperatur hat vermutlich zur Folge, daß eine Menge an freiem Barium gebildet wird, die in die Poren des porösen Wolframkörpers aufgenommen wird, wobei auch etwaige im Wolfram vorhandene Verunreinigungen oder ein Überschuß an Sauerstoff durch den Wasserstoff beseitigt werden. Durch den hohen Druck des Wasserstoffes wird eine zu starke Verdampfung des Bariums verhindert.

Die Erhitzung muß derart erfolgen, daß das Aluminat-Wolfram-Gemisch keine Aufsaugung vom Aluminat im porösen Wolframkörper herbeiführen kann; wenn dieses Gemisch sich auf dem Boden der Molybdänvorratskammer befindet, liegt keine Aufsauggefahr vor. Im übrigen ist bei den verwendeten Gemischen die Aufsaugungsgefahr sehr gering. Aufsaugung führt zur Bildung einer imprägnierten Kathode, die eine höhere Verdampfung aufweist.

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

Fig. 1 und 2 Anordnungen zum Erhitzen fertigmontierter Kathoden mit einem flachen bzw. einem zylindrischen porösen Körper darstellen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Quarzrohr, in das durch eine Öffnung 2 Wasserstoff mit einem Druck von 1 at eingeleitet wird. Im Rohr befindet sich ein Molybdäntiegel 3, in dem zwei Kathoden angeordnet sind. Jede Kathode besteht aus einem zylindrischen Molybdänkörper 4 mit einer Querwand 5, dem Boden der Vorratskammer, Die Vorratskammer ist durch einen porösen Wolframkörper 6 abgeschlossen, und in ihr befindet sich eine Tablette 7 eines Gemisches aus Bariumaluminat und Wolfram. Das Bariumaluminat besteht aus 5 Mol BaO mit 2 Mol Ai₂O₃, gegebenenfalls mit einem Zusatz von 3 Mol CaO. 20 Gewichtsprozent dieses Aluminate werden mit 80 Gewichtsprozent pulvrigem Wolfram gemischt. Das Gemisch wird zu Tabletten der erforderlichen Größe gepreßt und in Wasserstoff auf 1900 bis 2200° K gebrannt. Nach der Anordnung der Tabletten 7 in den Vorratskammern sind die Wolframkörper 6 auf die Molybdänkörper 4 aufgeschweißt. Das Aluminat ist dadurch erzielt, daß das betreffende Erdalkalikarbonat zusammen mit Aluminiumoxyd unter Wasserstoff geschmolzen wird.

Das Ouarzrohr 1 ist von einer Spule 8 umgeben, durch die zur Erhitzung des Tiegels 3 ein Hochfrequenzstrom geschickt werden kann. Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird die Temperatur in sehr kurzer Zeit bis zu 19Q0 bis 2200° K hochgetrieben.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist ebenso wie in Fig. 1 ein Quarzrohr 1 vorgesehen, durch das Wasserstoff hindurchgeleitet wird. Der Kathodenkörper besteht hier aus einem porösen Wolframzylinder 10, der auf der Oberseite an einen Molybdänzylinder 11 angeschweißt ist, der an der Seite des porösen Wolframkörpers einen Boden 12 aufweist. Auf der anderen Seite ist der poröse Wolframkörper 10 an einen Molybdänzylinder 13 angeschweißt, der sich bis zum anderen Ende des Wolframkörpers erstreckt und dort einen Boden 14 besitzt, der in der Nähe des Bodens des anderen Molybdänkörpers endigt. Auf dem Teil 15 des Molybdänzylinders 13 mit geringerem Durchmesser ist eine Menge 16 eines Gemisches aus Barium- (und gegebenenfalls Kalzium-) Aluminat und Wolfram gepreßt und vor der Zusammenschweißung der Kathode in Wasserstoff gebrannt. Die Enden der Zylinder 11 und 13 werden durch Klemmen 17 und 18 umfaßt, mittels derer durch unmittelbaren Stromdurchgang die Kathode auf hohe Temperatur in Wasserstoff erhitzt wird,

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eine Kathode, die mit einer Vorratskammer in Form eines Molybdänkörpers versehen ist, die auf der zur Emission bestimmten Seite der Kathode durch einen porösen, auf hoher Temperatur gesinterten Wolframkörper abgeschlossen wird, und bei der in der Vorratskammer ein zusammengepreßtes Gemisch aus Bariumaluminat und Wolframpulver angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode nach dem Abschluß der Vorratskammer kurzzeitig auf eine Temperatur von 1900 bis 2200° K in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzt wird, wonach rasch abgekühlt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in einer Zeitdauer von der Größenordnung von einer Minute in Wasserstoff mit einem Druck von 1 at erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminat-Wolfram-Gemisch nach dem Pressen in einer Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 1900 bis 2200° K geheizt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß derart erhitzt wird, daß keine Aufsaugung geschmolzenen Aluminats in dem porösen Wolframkörper auftreten kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bariumaluminat Kalziumoxyd zugesetzt ist,

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von Aluminat ausgegangen wird, das durch Zusammenschmelzen von Karbonat und Aluminiumaxyd in einer Wasserstoffatmosphäre oder durch Nacherhitzung eines auf andere Weise hergestellten Aluminats in Wasserstoff erzielt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen