DE1539896C - Verfahren zur Herstellung von Glüh kathoden mit Aluminat Material fur Elektro nenrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glühkatoden für Elektronenröhren, insbesondere, wenn auch nicht darauf beschränkt, für Magnetronröhren. Es handelt sich dabei um Katoden, bei denen ein Aluniinat-Material die elektroneneniittiercnde Substanz bildet. Derartige Katoden werden nachfolgend als Aluminat-Katodeii bezeichnet.

AIumiiiat-Katoden sind bekannt und haben den Vorteil hoher Glüheinission und hoher mechanischer Festigkeit. Bekannte Aluminat-Katoden bestehen im wesentlichen aus einem Trägerkörper aus porösem Wolfram oder Molybdän. Dieser Trägerkörper ist mit einem Aluminat-Material, im allgemeinen einem AIuniinut des Bariums, Strontiums, Kalziums oder einer Mischung dieser Aluminate, imprägniert. Bekannte Aluminat-Katoden können jedoch nur schwierig gefertigt werden und sind daher teuer, besonders wenn sie größere Abmessungen haben. Sie müssen außerdem indirekt geheizt werden und erfordern einen Heizer, der bei Betrieb der Katode die hohe Temperatur von etwa 950° C erzeugen und einhalten kann.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminat-Glühkatode, das eine einfachere Herstellung ermöglicht und mit dem auch direkt geheizte Katoden hergestellt werden können.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Glühkatode, die thermionisch emittierendes Aluminat-Material enthält, das direkt von einem Wolfram- oder Molybdändraht bzw. einem Draht aus einer Wolfram/ Molybdän-Legierung getragen wird, wird nach der Erfindung dieser Draht als Wendel mit Abstand zwischen den Windungen auf ein zylindrisches Formstück mit einer zylindrischen Oberfläche aus Aluminiumoxyd aufgewickelt und dann das Aluminat-Material auf die Drahtwicklung aufgeschmolzen, derart, daß es die Zwischenräume zwischen den Windungen durchdringt, sich mit dem Aluminiumoxyd vermischt und nach Abkühlung den Draht als eine feste Masse umschließt oder nahezu umschließt. Das Aluminat-Material kann ein Barium-, Strontium- oder Kalzium-Aluminat sein oder eine Mischung, die zwei oder mehrere dieser Aluminate enthält. Der Trägerdraht kann netzförmig ausgebildet sein. Das zylindrische Formstück kann aus Aluminiumoxyd bestehen, oder es kann aus Metall bestehen und einen Aluminiumoxydüberzug aufweisen.

Bei Verwendung eines Drahtnetzes kann dieses mit dem von ihm getragenen Aluminat-Material auf einen Kern oder ein Formstück aus keramischem Material aufgesintert werden. Dem Aluminat-Material kann vor dem .Aufschmelzen auf den Trägerdraht eine kleine Menge Wolfram, Molybdän oder Wolfram/Molybdän-Legierung in Pulverform beigefügt werden.

Soll eine direkt geheizte Katode hergestellt werden, so läßt man die Drahtenden aus der Masse nach außen ragen, um diese als Zuleitungen für den Heizstrom zu verwenden. Bei einer indirekt geheizten Katode wird ein Heizer vorgesehen. Beispielsweise kann das Formstück als Hülse ausgebildet werden, in deren innenraum der Heizer untergebracht ist.

Die Erfindung kann auf Katoden verschiedener Formgebung angewandt werden. So kann z. B. eine erfindungsgemal.Se Katode zylindrisch sein, wobei die thermionisch emittierende Oberflüche durch eine Zylinderfläche gebildet wird, oder sie kann scheibenförmig sein, wobei z. B. die eine Fläche der Scheibe konkav ist und die thermionisch emittierende Fläche bildet.

Bei allen Ausführungsformen kann eine gewisse Verbesserung der Glühemission erzielt werden, indem eine geringe Menge Wolfram, Molybdän oder eine Wolfrani/Molybdän-Legierung in Pulverform dem Aluminat-Material vor dem Aufschmelzen auf den Trägerdraht beigefügt wird. Dieses Metallpulver verteilt sich in dem Aluminat und erhöht die Emission

ίο durch Erhöhung der Aktivierung. Im Fall einer direkt geheizten Katode, bei der der das Aluminat tragende Draht selbst den Heizstrom leitet, darf die Menge des beigefügten Metallpulvers nicht zu groß sein, damit die elektrische Leitfähigkeit nicht so stark erhöht wird, daß der den Heizstrom leitende Draht kurzgeschlossen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Dabei ist

F i g. 1 eine Schnittansicht einer nach dem erf'mdungsgemäßen Verfahren hergestellten Glühkatode, und die

F i g. 2 bis 4 zeigen rein schematisch einige der vielen anderen Möglichkeiten der Ausführung der Erfindung. Die Darstellungen sind dabei nur so ausführlich, wie zum Verständnis erforderlich.

Die in F i g. 1 dargestellte Katode weist ein hohles Formstück 1 aus Keramik oder aus mit Aluminiumoxyd. überzogenem Metall auf. Auf die gekrümmte Außenfläche des Formstücks ist eine einlagige Drahtwendel 2 aus Wolfram, Molybdän oder einer Wolfram/Molybdän-Legierung aufgewickelt, deren Windungen in der angedeuteten Art einen geringen Ab-

• stand voneinander haben. Das Aluminat-Material, das Barium-, Strontium- oder Kalzium-Aluminat oder eine Mischung aus zwei oder mehreren dieser Aluminate sein kann, wird dann auf die Drahtwendel aufgeschmolzen, so daß sie mit dem Aluminiunioxyd verschmilzt und nach Abkühlung eine feste Masse 3 bildet, die den Draht ganz oder nahezu (wie erläutert) umschließt; Dem Aluminat-Material wird vor dem Schmelzen etwas Wolfram, Molybdän oder eine Wolfram/Molybdän-Legierung beigefügt. Bei einer direkt geheizten Katode werden, wie bei 4 dargestellt, die Drahtenden nach außen gebogen, so daß sie aus der Masse hervorstehen und die Zuleitungen für den Heizstrom bilden. Bei einer indirekt geheizten Katode wird ein durch Strahlung oder anders wirkender Heizer (nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise vorgesehen. Das Aufschmelzen des Materials 3 wird vorzugsweise durch einen elektrischen Strom bewirkt, jedoch können auch andere Schmelzverfahren angewandt werden. Im Fall einer direkt geheizten Katode kann eine gute Emission erzielt werden, indem man durch den Draht 2 einen Heizstrom fließen läßt, der ihn auf etwa 950⁰C bringt, während bei einer indirekt geheizten Röhre mit gesondertem Heizer die Betriebstemperatur dieses Heizers etwa 1600⁰C betragen muß. Die direkt geheizte Katode bietet in dieser Hinsicht wesentliche praktische Vor-

60'teile.

F ΐ g. 2 zeigt schematisch eine Katode, die allgemein der nach Fig. 1 entspricht mit Ausnahme der indirekten Heizung. Wie zuvor bezeichnet 1 ein Formstück aus Aluminiumoxyd, hier in Form einer ziemlieh dünnen Hülse, während das Aluminat-Material 3 den Trägerdraht 2, der auf das Formstück gewickelt ist, umschließt. Der Heizer befindet sich innerhalb des Formstücks und besteht aus einer Wicklung 5, die in

ein geeignetes Material 6 eingebettet ist. Die Zuleitungen zu dein Heizer sind mit // und die Katodenzuleitüngen mit C bezeichnet.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante. Es handelt sich dabei um eine indirekt geheizte Katode. Diese ist annähernd scheibenförmig, wobei eine Fläche der Scheibe sphärisch konkav geformt ist und die emittierendi: Oberfläche bildet. In F i g. 3 bezeichnet 11 ein näh'.'rungsweise keramisches Formstück mit einer ebenen und einer sphärisch konkaven Fläche. Ein ähnlich sphärisch geformtes Drahtnetz 222 aus Wolfram, Molybdän oder einer Wolfram/Molybdän-Legierung ist auf der konkaven Fläche des Formstücks vorgesehen, und eine Alumiiiat-Substanz 3 ist darauf geschmolzen. Eine Heizwicklung 5, die in ein geeignetes Material 6 eingebettet ist, befindet sich auf der ebenen Seite des Formstücks.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante. Hier besteht das Formstück LlL aus Metall und der Draht 22, vorzugsweise ein Drahtnetz oder Drahtgeflecht, ist darauf durch Schweißung befestigt. Aluminat-Material wird dann auf die durch den Draht auf dem Formstück gegebene unebene Fläche aufgeschmolzen und bleibt nach Abkühlung fest an dieser Stelle. Es ist somit eine Aluminatkatode geschaffen, die durch einen beliebig angeordneten, gesonderten Heizer (nicht dargestellt) geheizt werden kann. Die Katode gemäß F i g. 4 ist zylindrisch, jedoch läßt sich das letztgenannte Verfahren auch bei anderen Katodenformen, beispielsweise der Form gemäß F i g. 3, anwenden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Glühkatoden mit thermionisch emittierendem Aluminat-Material, das direkt von einem Wolfram- oder Molybdändraht bzw. einem Draht aus einer Wolfram/ Molybdän-Legierung getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Draht als Wendel mit Abstand zwischen den Windungen auf ein zylindrisches Formstück mit einer zylindrischen Oberfläche aus Aluminiumoxyd aufgewickelt und dann das AIuminat-Material auf die Drahtwicklung aufgeschmolzen wird, derart, daß es die Zwischenräume zwischen den Windungen durchdringt, sich mit dem Aluminiumoxyd vermischt und nach Abkühlung den Draht als eine feste Masse umschließt oder nahezu umschließt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das AIuminat-Material ein Barium-, Strontium- oder Kalzium-Aluminat oder eine Mischung aus zwei oder mehreren dieser Aluminate ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerdraht netzförmig ausgebildet ist.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Formstück aus Aluniiniumoxyd besteht.

5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen,, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Formstück aus Metall besteht und einen Aluminiunioxydüberzug aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtnetz mit dem von ihm getragenen AIuminat-Material auf einen Kern oder ein Formstück aus keramischem Material aufgesintert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem AIuminat-Material vor dem Aufschmelzen auf den Trägerdraht eine geringe Menge Wolfram, Molybdän oder eine Wolfram/Molybdän-Legierung in Pulverform beigefügt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen