Indirekt geheizte Kathode für elektrische Entladungsgefäße Zusatz
zum Patent: 1251876 Gegenstand des Hauptpatents 1251876 ist eine indirekt geheizte
Kathode für Elektronenröhren hoher Leistung mit einem Emissionsstoffträger, der
durch von einer Vorratskathode emittierte Elektronen beheizbar ist, und bei der
der Emissionsstoffträger, wie bei einer Metallkapillarkathode, aus einer porösen
Scheibe besteht, die ihren emissionsfördernden Stoff von der Vorratskathode erhält.Indirectly heated cathode for electrical discharge vessels
about the patent: 1251876 The subject of the main patent 1251876 is an indirectly heated one
Cathode for high power electron tubes with an emissivity carrier, the
can be heated by electrons emitted by a supply cathode, and in the
the emission material carrier, as in the case of a metal capillary cathode, consists of a porous one
Disk is made, which receives its emission-promoting substance from the supply cathode.
In manchen Fällen ist es notwendig, daß in den elektrischen Entladungsgefäßen
die Emissionsfläche, insbesondere die poröse Emissionsstoffträgerscheibe der Kathode
ein bestimmtes Profil aufweist, z. B. die Form einer Hohlkalotte. Technisch ist
es jedoch mit einigen Schwierigkeiten verbunden, dünne Emissionsstoffträgerscheiben
aus einem Metallpulver zu pressen, z. B. aus Wolfram oder Rhenium, und anschließend
durch einen Sintervorgang ausreichend haltbar zu machen, da auftretende mechanische
Spannungen in solchen Teilen meist zu einem hohen Ausschuß führen. Dies gilt besonders
dann, wenn die Kathodenoberfläche größere Ausmaße annimmt. Andererseits ist es bei
normalen Vorratskathoden nach Art von Metallkapillarkathoden, bei denen die poröse
Emissionsstoffträgerscheibe den Vorratsbehälter derart dicht abschließt, daß nur
ihre Poren die einzigen feinen Öffnungen für den Vorratsbehälter darstellen, nicht
möglich, dessen Abschluß mit einer Scheibe aus dem auf mechanisch abtragende Art
leicht bearbeitbaren Material Kohle herzustellen und sie dazu genügend dicht mit
den Metallteilen zu verbinden, so daß die Verbindungsstelle die für den Betrieb
notwendige Temperatur von etwa 1100° C, ohne undicht zu werden, aushält.In some cases it is necessary that in the electrical discharge vessels
the emission surface, in particular the porous emission material carrier disk of the cathode
has a certain profile, e.g. B. the shape of a hollow dome. Is technical
However, there are some difficulties associated with thin emission material carrier disks
to be pressed from a metal powder, e.g. B. of tungsten or rhenium, and then
to make it sufficiently durable by a sintering process, since mechanical
Tensions in such parts usually lead to a high level of rejects. This is especially true
when the cathode surface assumes larger dimensions. On the other hand, it is at
normal supply cathodes in the manner of metal capillary cathodes, in which the porous
Emission material carrier disc seals the storage container so tight that only
their pores represent the only fine openings for the storage container, not
possible, its conclusion with a disc made of the mechanically abrasive way
Easily machinable material to produce carbon and they are sufficiently dense with it
to connect the metal parts, so that the connection point is necessary for the operation
withstands the necessary temperature of around 1100 ° C without leaking.
Bei der indirekt geheizten Kathode nach dem Hauptpatent, bei der jedoch
die den Elektronenstrahl erzeugende Emissionsstoff trägerscheibe keinen eigenen
Vorratsbehälter und Vorrat hinter sich hat, sondern statt dessen ihre emissionsfördernde
Substanz von der Vorratskathode für die Beheizung mit Elektronen, nämlich die von
dieser Kathode wegdampfende beispielsweise Bariummenge erhält, ist ein dichter Abschluß
durch die poröse Emissionsstoffträgerscheibe nicht erforderlich. Als emissionsfördernde
Substanz wird für sie also die von der Vorratskathode austretende, sonst unmittelbar
in den übrigen Raum des Entladungsgefäßes eintretende, dort stets störende emissionsfördernde
Substanz, d. h. im Fall einer Bariumkathode, das abdampfende Barium der Vorratskathode
verwendet. Durch systematische Untersuchungen hat sich nämlich gezeigt, daß diese
Menge für die Aktivierung und das Betriebsfähighalten einer porösen Emissionsstoffträger-Scheibe
zum Zwecke der Emission völlig ausreichend ist. Durch diese gewonnene Erkenntnis
wird eine vorteilhafte Weiterbildung einer indirekt geheizten Kathode nach dem Hauptpatent
dadurch ermöglicht, daß gemäß der Erfindung die poröse Emissionsstoffträgerscheibe
aus einer porösen Kohlescheibe besteht, die in einem Folienhalterungsmantel ohne
Bildung eines dichten Abschlusses gehaltert ist.With the indirectly heated cathode according to the main patent, but with the one
the emission material that generates the electron beam does not have its own carrier disk
Storage container and supply behind it, but instead their emission-promoting ones
Substance from the supply cathode for heating with electrons, namely that of
this cathode receives, for example, amount of barium evaporating away, is a tight seal
not necessary due to the porous emission material carrier disc. As an emissions-promoting
For them, the substance that emerges from the supply cathode becomes that which is otherwise immediate
Emission-promoting substances that enter the rest of the space of the discharge vessel and are always disruptive there
Substance, d. H. in the case of a barium cathode, the evaporating barium of the supply cathode
used. Systematic studies have shown that this
Amount for activating and maintaining a porous emission material carrier disc
is completely sufficient for the purpose of the issue. Through this knowledge gained
becomes an advantageous development of an indirectly heated cathode according to the main patent
thereby made possible that, according to the invention, the porous emission material carrier disc
consists of a porous carbon disc, which is in a foil holder jacket without
Formation of a tight seal is held.
Die den porösen Emissionsstoffträger darstellende poröse Kohlescheibe
kann mit weiterem Vorteil als Emissionsunterlage noch einen durch Bedampfen, Aufschmelzen
oder chemische Abscheidung aufgebrachten Metallüberzug als Emissionsunterlage besitzen,
der z. B. aus mindestens einem leichten oder schweren Platinmetall, insbesondere
aus Osmium oder Iridium, besteht.The porous carbon disk representing the porous emission material carrier
can also be used as an emission document by means of vapor deposition or melting
or have a metal coating applied by chemical deposition as an emission base,
the z. B. of at least one light or heavy platinum metal, in particular
consists of osmium or iridium.
Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand des in der Figur
rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Teile, die
nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind darin fortgelassen
oder unbezeichnet geblieben.Further details of the invention should be based on the in the figure
be explained purely schematically illustrated embodiment. Parts that
do not necessarily contribute to the understanding of the invention, are omitted therein
or remained unmarked.
In der Figur ist mit 1 eine poröse Kohlescheibe bezeichnet, deren
Emissionsfläche z. B. für ein Strahlerzeugungssystem einer HF-Leistungsröhre konkav
geformt ist. Sie wird an ihrem Rand von einem Folienzylinder 2, an dem sie z. B.
mittels eines kreisringförmigen Blechrahmens befestigt ist, gehaltert. Ihr Folienhalterungszylinder
wiederum ist unter Zwischenfügen eines Isolierteiles 3 mit dem verlängerten, insbesondere
sich verjüngenden Folienhalterungsmantel 4 der Vorratskathode 6 derart verbunden,
daß ein geschlossener, vorwiegend zylindrischer
Raum gebildet ist,
in dem die beiden porösen Emissionsstoffträgerscheiben 1 und 5 etwa die stirnseitigen
Abschlüsse bilden. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Halterung
der porösen Kohlescheibe so ausgeführt, daß kein geschlossener Raum hinter ihr bis
zur Vorratskathode vorhanden ist. So können an Stelle eines geschlossenen ringförmigen
Isolierteils 3 nach Art von Brücken nur teilweise Isolierteile vorgesehen sein.
Die Hilfskathode 6 kann dabei entweder direkt oder über ein zwischengefügtes Isolierteil
? mit ihrem Haltezylinder verbunden sein. Im Betrieb liegen an den einzelnen Metallteilen
der indirekt geheizten Kathode als Elektroden für eine Elektronenentladungsstrecke
solche elektrischen Potentiale, daß die poröse Kohlescheibe durch Elektronenaufprall
die für ihre Betriebstemperatur erforderliche Heizenergie in genügend gleichmäßiger
Verteilung erhält. Dabei können die angelegten unterschiedlichen Potentiale der
einzelnen Elektroden zur Steuerung und zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Verteilung
des Elektronenentladungsstromes dienen. Die poröse Kohlescheibe wird zur Verringerung
der Austrittsarbeit und damit zur Senkung der Betriebstemperatur in besonders vorteilhafter
Weise an ihrer Oberfläche mit einer als Emissionsunterlage dienenden zusätzlichen
Metallschicht aus mindestens einem leichten oder schweren Platinmetall, insbesondere
aus Osmium oder Iridium, versehen. Der wesentliche Vorteil der beschriebenen Maßnahme
besteht vor allem darin, daß es keinerlei Schwierigkeiten bei der Formgebung der
porösen Emissionsstoffträgerscheibe gibt und daß für das betreffende Entladungsgefäß
keine Bedampfungsgefahr besteht für die Isolierteile des Entladungsgefäßes mit der
von der Kathode herrührenden abdampfenden Substanz.In the figure, 1 denotes a porous carbon disc, whose
Emission area z. B. concave for a beam generation system of an HF power tube
is shaped. It is at its edge by a film cylinder 2, on which it z. B.
is attached by means of an annular sheet metal frame, supported. Your film holding cylinder
again is with the interposition of an insulating part 3 with the extended, in particular
tapering film holding jacket 4 of the supply cathode 6 connected in such a way
that a closed, predominantly cylindrical
Space is formed,
in which the two porous emission material carrier disks 1 and 5 are approximately the end faces
Form degrees. In a further advantageous development, the holder is
The porous carbon disc is designed so that there is no closed space behind it
to the supply cathode is available. So can instead of a closed ring-shaped
Insulating part 3 be provided in the manner of bridges only partially insulating parts.
The auxiliary cathode 6 can either be used directly or via an interposed insulating part
? be connected to their holding cylinder. In operation are due to the individual metal parts
the indirectly heated cathode as electrodes for an electron discharge path
such electrical potentials that the porous carbon disc by electron impact
the heating energy required for their operating temperature in a sufficiently uniform manner
Distribution received. The applied different potentials of the
individual electrodes for controlling and increasing the uniformity of the distribution
of the electron discharge current. The porous carbon disc is used to reduce
the work function and thus to lower the operating temperature in particularly advantageous
Way on their surface with an additional serving as an emission base
Metal layer made of at least one light or heavy platinum metal, in particular
made of osmium or iridium. The main advantage of the measure described
consists mainly in the fact that there are no difficulties in shaping the
porous emission material carrier disc there and that for the discharge vessel in question
There is no danger of vaporization for the insulating parts of the discharge vessel with the
evaporating substance originating from the cathode.