DE1564396A1

DE1564396A1 - Electric discharge tubes with an unevaporated gas binder

Info

Publication number: DE1564396A1
Application number: DE19661564396
Authority: DE
Inventors: Knauff Dr Dipl-Chem Kar George; Garbe Dr Dipl-Phys Siegfried
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-03-30
Filing date: 1966-03-30
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1148974A; NL6704374A

Description

"Elektrische Entladungsröhre mit einem unverdampften Gasbinder""Electric discharge tube with an unevaporated gas binder"

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre mit einer Oxydkathode und einem unverdampften Gasbinder, bestehend aus einem Übergangsmetall wie Zirkon, Titan usw_e The invention relates to an electric discharge tube with an oxide cathode and a non-vaporized gas binder consisting of a transition metal such as zirconium, titanium, etc. _e

Es ist bekannt, daß die Anfangsaktivierung und die Elektronenemission während der Lebensdauer günstiger sein können, wennIt is known that initial activation and electron emission can be cheaper during the lifetime, though

—5 —7 in der Röhre ein Wasserstoffdruck von 10 ^ bzw« 10 Torr vorherrschte Bei Anwendung von unverdampften Gasbindern aus den Übergangsmetallen wie Zirkon und Titan ist es aber besonders schwierig, diese Bedingung zu erfüllen«, Der Gasbinder soll nämlich die schädlichen Gase wie Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd derart schnell abpumpen, daß auch während des Einbrennens der-5-7 a hydrogen pressure of 10 ^ or «10 Torr in the tube prevailed When using non-vaporized gas binders from the transition metals such as zirconium and titanium, it is special difficult to meet this condition. «The gas binder is supposed to remove harmful gases such as carbon monoxide and carbon dioxide Pump out so quickly that even during the baking of the

Kathode bei der Anfangsaktivierung der Druck dieser Gase unterem Cathode at the initial activation the pressure of these gases lower

halb 10 Torr bleibte Beim Einsatz von unverdampften Gasbindern liegt jedoch die Pumpgeschwindigkeit für Wasserstoff in der gleichen Größenordnung wie die Pumpgeschwindigkeit für die schädlichen Gase«half 10 Torr remained when using non-evaporated gas binders however, the pumping speed for hydrogen is in the same order of magnitude as the pumping speed for the harmful gases "

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Temperatur des Gasbinders etwas zu erhöhen, um damit 'einen höheren Gleichgewichtsdruck des Wasserstoffs über dem Gasbinder zu erreichen« Wegen der notwendigen Aktivierung des Gasbinders ist dann aber die zurückbleibende Wasserstoffkonzentration im Gasbinder derart gering, daß die für einen Gleichgewichtsdruck von 10"⁵ Torr dann notwendige Gettertemperatur praktisch·schwierig zu verwirklichen ist»It has already been proposed to increase the temperature of the gas binder somewhat in order to 'achieve a higher equilibrium pressure of hydrogen above the gas binder 10 " ⁵ Torr then necessary getter temperature practically · difficult to achieve»

PHN- 1511 909839/082 0 ~ 2 ~PHN- 1511 909839/082 0 ~ 2 ~

Bu/8 * ■ 'Bu / 8 * ■ '

Die Erfindung gibt nun eine Anordnung an, die die bestehenden Schwierigkeiten wenigstens teilweise vermeidet.The invention now provides an arrangement that the existing At least partially avoids difficulties.

In einer elektrischen Entladungsröhre mit einer Oxydkathode und einem unverdampften Gasbinder aus einem Übergangsmetall wie Zirkon, Titan usw., befindet sich nach der Erfindung der Gasbinder während des Betriebes der Röhre auf einer Temperatur unterhalb 75 0 und außerdem befindet sich in der Röhre ein Bauteil aus einem Wasserstoff abgebenden Metall wie Zirkon und Titan, in dem Wasserstoff gelöst ist und das während des Betriebes der Röhre eine derartige TemperaturIn an electric discharge tube with an oxide cathode and a non-vaporized gas binder made of a transition metal such as zirconium, titanium, etc., is located according to the invention the gas binder during the operation of the tube at a temperature below 75 0 and also is in the Tube a component made of a hydrogen-releasing metal such as zirconium and titanium, in which hydrogen is dissolved and that such a temperature during operation of the tube

—7 annimmt, daß der Wasserstoffdruck in der Röhre einige 10 Torr beträgt» Der Wasserstoffdruck in der Röhre ist bestimmt durch das Verhältnis der Gasabgaberate des Wasserstoff enthaltenden Bauteiles zur Pumpgeschwindigkeit des Gasbinders.-7 assumes that the hydrogen pressure in the tube is a few tens Torr is »The hydrogen pressure in the tube is determined by the ratio of the gas release rate of the hydrogen containing Component for the pumping speed of the gas binder.

Die Pumpgeschwindigkeit und die Gasabgaberate hängen beide von den vorhandenen Mengen an Zirkon und Titan, ihren Sättigungsgraden mit Wasserstoff und von der physikalischen Beschaffenheit, d.h. ob grobe oder feine Körner, ob kompakt oder nicht, und von dem Oberflächenzustand, z.Bo dem Einfluß von Sauerstoffspuren, ab·The pumping speed and the gas delivery rate both depend on the amounts of zirconium and titanium present, their degrees of saturation with hydrogen and on the physical nature, i.e. whether coarse or fine grains, whether compact or not, and the surface condition, e.g. the influence of Traces of oxygen, from

Es soll aber genügend Wasserstoff in dem Bauteil vorhanden sein und die Abgabegeschwindigkeit derart niedrig, daß am Ende des Ausheizprozesses der Kathode noch genügend Wasserstoff vorhanden ist j um bei seiner normalen Betriebstemperatur eine ausreichende Wasserstoffgabegeschwindigkeit zu erreichen. Dies kann durch lange Diffusionswege in kompaktem oder grobkörnigem Material erreicht werden»But there should be enough hydrogen in the component and the delivery rate should be so low that at the end of the During the heating process of the cathode, there is still enough hydrogen available at its normal operating temperature to achieve sufficient hydrogen delivery rate. This can be due to long diffusion paths in compact or coarse-grained Material to be achieved »

Die Temperatur des Wasserstoff abgebenden Bauteils wird am j :;■ besten durch Leitung oder Strahlung von der Kathode her eingestellt, so daß dessen Temperatur praktisch nur von der Kathodentemperatur abhängt und unabhängig von den übrigen Betriebsbedingungen ist,The temperature of the hydrogen-releasing component is on j:; ■ best adjusted by conduction or radiation from the cathode, so that its temperature is practically only from the Depends on the cathode temperature and is independent of the other operating conditions,

909839/0820 - 3 -909839/0820 - 3 -

ofuginm.ofuginm.

Wenn dann nach der Erfindung der Wasserstoffdruck währendIf then according to the invention the hydrogen pressure during

—7
des normalen Betriebes einige 10 Torr beträgt, ist infolge der höheren Temperatur der Kathode während des Einbrennens der Wasserstoffdruck etwa 10 ^J Torr_e -7
is a few 10 Torr during normal operation, the hydrogen pressure is around 10 ^J Torr _{e due to the higher temperature of the cathode during burn-in}

Wenn in der Röhre ein vorher mit Wasserstoff beladenes kompaktes Bauelement in der Umgebung der Kathode angeordnet ist, so ist der Temperaturverlauf des Wasserstoff liefernden Bauteiles während des Pumpens der Röhre im wesentlichen durch die Brenntemperatur und die Brenndauer der Kathode und durch die Ausheiztemperatur der Röhre bestimmt· Diese Daten bestimmen dann auch die nach dem Pumpen der Röhre in dem Wasserstoff liefernden Bauteil zurückgebliebene Wasserstoffmenge und damit die Diffusionsrate des Wasserstoffs im Betrieb« Wegen der vorhergehenden Temperaturbehandlung während des Pumpens kann die Diffusionsrate derart eingestellt werden, daß die Wasserstoffabgabe sich nur sehr wenig während der Betriebszeit ändert. · If a compact component previously charged with hydrogen is arranged in the vicinity of the cathode in the tube, so the temperature profile of the hydrogen-supplying component is essentially through during the pumping of the tube the burning temperature and the burning time of the cathode and determined by the bakeout temperature of the tube · Determine these data then also the amount of hydrogen remaining in the hydrogen-supplying component after pumping the tube and thus the diffusion rate of hydrogen during operation. Because of the previous temperature treatment during the Pumping the diffusion rate can be adjusted in such a way that the hydrogen release changes only very little during the operating time. ·

Es ist aber auch möglich, Hydride der betreffenden Metalle in grobkörniger Form auf irgendeiner geeigneten Oberfläche anzubringen. Ihre Kerngröße soll dabei über 100 Ai liegen, um bei der Entgasung ein zu weitgehendes Entweichen des Wasserstoffes zu vermeiden.But it is also possible to apply hydrides of the metals in question in coarse-grained form on any suitable surface. Their core size should be more than 100 Ai in order to avoid excessive escape of hydrogen during degassing.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Pig. 1 bis 3 Kathodenanordnungen nach der Erfindung für eine Bildröhre,Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. It show Pig. 1 to 3 cathode arrangements according to the invention for a picture tube,

In Fig. 1 sind mit 1 das Glühkathodenröhrchen und mit 2 die Emissionsschicht bezeichnet. 3 ist der Wehneltzylinder mit öffnung 4 zum Durchlassen des Elektronenbündels. Der Wehneltzylinder 3 wird von einem Glimmerplättchen 6 getragen, 5 ist der Kathodenpol, ein anderer Pol 7 trägt einen Titanring 8.In Fig. 1, 1 is the hot cathode tube and 2 is the Called emission layer. 3 is the Wehnelt cylinder with opening 4 for the passage of the electron beam. The Wehnelt cylinder 3 is carried by a mica plate 6, 5 is the cathode pole, another pole 7 carries a titanium ring 8.

_ 4 90983 9/0 820_ 4 90983 9/0 820

BADBATH

Der Titanring 8 hat einen äußeren Durchmesser von IO mm, einen inneren Durchmesser von 8,5 mm und eine Länge von 3 mm₀ Das Gewicht beträgt etwa 270 mg.The titanium ring 8 has an outer diameter of mm IO mm, an inner diameter of 8.5 mm and a length of 3 ₀ The weight is about 270 mg.

In der Röhre befindet sich noch ein nichtangedeuteter Gasbinder, bestehend aus einem Gemisch von 500 mg Zirkon und Wolframpulver in gleichen Gewichtsmengen (Korngröße 5 bzw, 2 /um), Die Temperatur des Gasbinders beträgt während des normalen Betriebes etwa 60 C. Die Temperatur des Titanringes 8 beträgt beim normalen Betrieb etwa 280 - 300⁰G, beim Einbrennen der Röhre etwa 360 - 380⁰G.In the tube there is still an unspecified gas binder, consisting of a mixture of 500 mg zirconium and tungsten powder in equal amounts by weight (grain size 5 or 2 μm). The temperature of the gas binder is about 60 C. during normal operation. The temperature of the titanium ring 8 is around 280 - 300 ⁰ ^{G during normal operation, and around 360 - 380 0} G when the tube is burned in.

Der Ring 8 wird in der Röhre in teilweise mit Wasserstoff gesättigtem Zustand entsprechend einer Zusammensetzung der Formel TiH₀ -y montiert. Beim Entgasen entweicht ein Teil des Wasserstoffes, wobei jedoch eine für die Einstellung der gewünschten Hp-Abgabegeschwindigkeit notwendige Hp-Menge im Ring 8 zurückbleibteThe ring 8 is mounted in the tube in a state partially saturated with hydrogen according to a composition of the formula TiH ₀ -y. During the degassing, some of the hydrogen escapes, but an amount of Hp necessary for setting the desired Hp release rate remained in the ring 8

Während des Einbrennens der Röhre ist der WasserstoffdruckDuring the burn-in of the tube, the hydrogen pressure is

—5 —7-5-7

10 ^J Torr und während des normalen Betriebs einige 10 Torr.10 ^J Torr and some 10 Torr during normal operation.

In Fig. 2 fehlt der Titanring 8, aber die Vorderseite des Wehneltzylinder 3 besteht aus einer Titanplatte 9 von 12 mm Durchmesser und 0.2 mm Dicke. Auch diese Platte 9 ist anfänglich mit Wasserstoff beladen.In Fig. 2, the titanium ring 8 is missing, but the front of the Wehnelt cylinder 3 consists of a titanium plate 9 with a diameter of 12 mm and a thickness of 0.2 mm. This plate 9 is also initial loaded with hydrogen.

In Fig. 3 ist die Molybdänplatte 10 mit einer Schicht 11 von 150 mg Titanhydrid mit einer Korngröße von 150 - 200 /um bedeckt.3 shows the molybdenum plate 10 with a layer 11 of 150 mg of titanium hydride with a grain size of 150-200 μm covered.

Patentansprüche: 909839/0820 _ ₅ _Claims: 909839/0820 _ ₅ _

Claims

Claims;

ν 1Λ Electrical discharge tube with an oxide cathode and an unevaporated gas binder made of a transition metal such as zirconium, titanium, etc., characterized in that the gas binder is at a temperature below 75 C when the tube is in operation and there is also a component in the tube ( 8, 9, 10, ll) from a hydrogen-supplying metal hydride system of ZoB ₀ zirconium and titanium, which assumes such a temperature during operation of the tube that, at a given pumping speed of the gas binder, the hydrogen release rate is so high that the some hydrogen pressure setting in the tube during operation

_ 7
10 Torr,

2ο Electric discharge tube according to claim 1, characterized in that that the hydrogen-containing component (8, 9, 10, 11) is heated by radiation or conduction from the cathode becomes β

3β electric discharge tube according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen-containing component (8, 9i 10, 11) is compact,

4o. Electric discharge tube according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen-containing material is coarse-grained _{or the like}

909839/0820

Leeward