DE1257980B

DE1257980B - Vorratskathode und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1257980B
Application number: DE1966T0031188
Authority: DE
Inventors: Klaus Naumann; Walter Held; Dieter Fechner
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-05-20
Filing date: 1966-05-20
Publication date: 1968-01-04

Description

Vorratskathode und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorratskathode mit einem porösen, elektronenemittierenden Kathodenkörper, der aus einem zusammengesinterten, pulverförmigen Gemisch aus Wolfram, Erdalkalialuminaten und Erdalkalioxvden besteht.
Es sind bereits Vorratskathoden bekannt, deren Kathodenkörper aus einem porösen Sinterkörper besteht, der emissionsaktive Stoffe enthält. Solche porösen Sinterkörper bestehen beispielsweise aus zusammengesintertem Nickelpulver. Als emissionsaktive Stoffe sind Oxyde der Erdalkalimetalle und Aluminate von Metallen wie Barium und Calcium bekannt. Es ist weiter bekannt, diesen emissionsaktiven Stoffen weitere Spurenelemente als Aktivator zuzusetzen.
Es sind ferner Vorratskathoden bekannt, - deren Kathodenkörper ein pulverförmiges Gemisch aus Wolfram, Aluminiumoxyd und Bariumoxyd aufweist. Ein weiterer bekannter Sinterkörper für eine Vorratskathode besteht aus einem Gemisch von Wolfram-und Molybdänpulver bei einem Mischungsverhältnis von 3 : 1.
Bei den bekannten Vorratskathoden bleiben immer noch Wünsche bezüglich der Strombelastbarkeit und der Bearbeitbarkeit des gesinterten Kathodenkörpers offen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorratskathode der vorbezeichneten Art vorzusehen, deren Kathodenkörper sich technologisch gut bearbeiten läßt und der schon bei verhältnismäßig niedrigen Betriebstemperaturen emissionsfähig ist.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Kathodenkörper Nickel enthält.
Ein besonderer Vorteil ist, daß sich der beschriebene Kathodenkörper sehr gut spanabhebend bearbeiten läßt und außerdem gelötet und geschweißt werden kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kathode besteht darin, daß der Kathodenkörper eine verhältnismäßig geringe thermische Ausdehnung und eine geringe Abdampfung aufweist und in dieser Beziehung den bekannten sogenannten Nickel-Matrix-Kathoden überlegen ist. Schließlich ist zum Betrieb der Kathode nur eine verhältnismäßig niedrige Betriebstemperatur erforderlich, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird.
An Hand der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Erfindungsgegenstand nachfolgend näher erklärt. In beiden Figuren sind im Querschnitt erfindungsgemäße Vorratskathoden dargestellt.
Die Kathode gemäß F i g. 1 besteht aus einem zylindrischen Röhrchen 3, an dessen einer Seite der erfindungsgemäße Sinterkörper 1 vorzugsweise mit Hilfe von Schweißstellen 2 befestigt ist. In der Höhlung dieser Kathodenanordnung ist in bekannter Weise ein elektrisches Heizelement 4 angeordnet, das zur Aufheizung des Kathodensinterkörpers 1. dient. Bei Erwärmung des Kathodensinterkörpers 1 tritt an der Oberfläche 5 eine Elektronenemission auf.
Die F i g. 2 zeigt eine Vorratskathode, bei der der erfindungsgemäße Sinterkathodenkörper 21 mit Hilfe der Lötstellen 22 in einem Kathodenröhrchen 23 befestigt ist. Zur Emissionsseite der Kathodenanordnung 2 ist noch eine Kappe 25 mit einem einwärts ragenden Flansch vorgesehen, die die Emissionsfläche 26 des Sinterkörpers 21 begrenzt. Die Emissionsfläche 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel konkav ausgebildet. Zur Erhitzung des Sinterkörpers 21 dient wiederum ein elektrisches Heizelement 24, das in der Höhlung des Kathodenröhrchens 23 untergebracht ist.
Die in den F i g. 1 und 2 mit 1 und 21 bezeichneten Kathodensinterkörper bestehen gemäß der Erfindung aus einem Gemisch von Wolframpulver, Nickelpulver, Aluminaten des Bariums und/oder des Calciums und aus Oxyden der Erdalkalimetalle. Bevorzugt wird dieser Kathodenkörper aus einem Pulvergemisch der Stoffe Wolfram ..... 61,5 bis 85 Gewichtsprozent Nickel ....... 4,5 bis 26,4 Gewichtsprozent Aluminat .... 6,8 bis 9,5 Gewichtsprozent Karbonat .... 1,0 bis 5,3 Gewichtsprozent durch Sintern hergestellt. Als Karbonate werden vorzugsweise die des Bariums, des Calciums und des Strontiums einzeln oder in Gemischen verwendet. Die Korngröße des verwendeten Wolframpulvers liegt bei etwa 1 bis 20u, vorzugsweise bei 2,5 bis 5 u. Die Korngröße des Nickelpulvers liegt vorzugsweise bei 2 bis 7 u. Die emissionsaktiven Stoffe dieses Sinterkörpers, die Karbonate und die Aluminate werden zweckmäßig durch Zugeben geringster Mengen von Silicium aktiviert.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Kathodensinterkörpers geschieht zweckmäßig in der Weise, daß alle Bestandteile dieses Körpers in den entsprechenden Mengen miteinander vermischt werden und dann unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu einem Sinterkörper zusammengepreßt werden. Die emissionsaktiven Stoffe, wie die Karbonate und die Aluminate, werden also nicht, z. B. durch Fällen, in einen porösen Sinterkörper eingelagert, sondern bilden Bestandteile des porösen Sinterkörpers, wodurch dieser Sinterkörper eine sehr feste Beschaffenheit erhält und gut bearbeitbar ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorratskathode mit einem porösen, elektronenemittierenden Kathodenkörper, der aus einem zusammengesinterten, pulverförmigen Gemisch aus Wolfram, Erdalkalialuminaten und Erdalkalioxyden besteht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kathodenkörper Nickel enthält.
2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper aus 61,5 bis 851/o Wolfram, 4,5 bis 26,4°/o Nickel, 6,8 bis 9,5 % Aluminat und 1 bis 5,3 °/o Oxyd besteht (in Gewichtsprozenten).
3. Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxyde solche des Bariums, des Calciums und des Strontiums oder Gemische dieser Oxyde verwendet sind.
4. Vorratskathode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolframpulver eine Korngröße von 1 bis 20 u, vorzugsweise 2,5 bis 5 u, und das Nickelpulver eine Korngröße von 2 bis 7 u besitzt.
5. Vorratskathode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper als Aktivatormaterial Spuren von Silicium enthält.
6. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Kathodenkörpers miteinander vermischt werden und dieses Gemisch zu einem Sinterkörper in der gewünschten Form gepreßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Anwendung erhöhter Temperaturen bei dem Preßvorgang. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1039 141, 1091673.