DE1614256A1 - Vorratskathode aus einem gepressten Gemisch aus Wolframpulver und bariumaluminat-haltigem Pulver - Google Patents

Description

Dr. Ing. Hone-Dfetri* Zelle* . . PHH.I676 : PaIe₀WaIt ... dJö/AvdV Anmrtd_W:H V. Philips'Gl^mpeirfoWekeo

Akt? No. PiDT-IbYb .

.: ;i9.Juni 1967 1614256

"Vorratskathode aus einem gepresster» Gemisch aus Wdlframpulver

und barxumaluiBinat-haltigeffl Pulyer". ;

Die Erfindung betrifft eine Vorratskathode, deren Emissionsteil aus einem gepresstem Gemisch a us Wolframpulver und bariumaluminat- . haltigem Pulver besteht.

Aus Veröffentlichungen von Hughes und Coppola ist bekannt, gepresste Vorratskathoden aus einem Gemisch aus pulverigem Wolfram und pulverigem Tribariumaluminat und vorzugsweise ausserdem aus Calciumoxid herzustellen· Dieses Gemisch wird durch Hochdruckpressen (llOO kg/cm ) zu einem ICathodenkSrper gepresst und im Vakuum, oder in einer Wasser- «toffatmosphSre auf 1800-bis 19ΟΟ⁰ C erhitzt. Dabei schmilzt das Aluminat und die Gase werden aus der Kathode herausgetrieben. Infolge der Anwendu»

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von Aluminaten ist die Kathode in der Luft beechrinkt bestlndig.

Diese Kathoden weisen jedoch eine starke Bariumverdampfung und eine kurze Lebensdauer auf. Obgleich das wirksame Metall in diesen Kathoden Wolfram ist, wurde später eine Legierung aus Wolfram und Molybdän angewandt, um die Verdampfung von Barium aus der Kathode zu verkleinern. Es war dazu erforderlich, eine Legierung von etwa 75 i» Kb und 25 % W anzuwenden. Dabei war jedoch die Emission erheblich geringer als bei Anwendung von reinem Wolframpulver. Die angewandten Metallpulver wurden durch Gemische von Körnern von etwa 4 bis 12 μ gebildet·

Der mit der Anwendung reinen Wolframpulvere verknöpfte Nachteil der zu starken Bariunverdampfung ist praktisch vollständig vermeidbar, wenn bei Vorratskathoden der eingangs genannten Art, bei denen das Metallpulver lediglich aus Wolfram besteht, erfindungsgemass Teilchen mit einer grSssten Korngrösse von weniger als 3 μ, vorzugsweise weniger als 0,5 μ, verwendet werden und bei der das Aluminat aus coprlcipitiertem BariuBcarbuMt, Celoiumcarbonat und Aluminiumoxid erhalten ist. überraschenderweise zeigt sich, dass die Bariumverdampfung aus der Kathode trots der Anwendung reinen Wolframs und ohne die Anwesenheit von Molybdin erheblich geringer ist als bei den bekannten,molybdän-haltigen, gepressten Kathoden. Die Emission ist gleich gross wie bei der sogenannten L-Kathode· Dabei ist das wirksame Bariumoxid in einem Sonderraum unterhalb eines porösen Wolframkörpers untergebracht. Der Vorteil ist, dass die Entgasung und Formierung einer gepressten Kathode nach der Erfindung erheblich weniger Zeit beansprucht als bei einer L-Kathode. Zwar ist der sum Pressen

einer Kathode naph der Erfindung erforderliche Druck von 25.000 kg/om

■ehr als da« Zweifache des Druck« bei der bekannten gepressten Kathode ) nit Korngröseen wischen 4 und 12 μ, aber technisch bringt dies wenig Schwierigkeiten mit eich. -...·■

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"Ba seigt «ich, da·· trots der sehr feinen Poren die Entgasung lind Formierung nicht mehr Zeit beanspruchen als bei den bekannten gepressten Kathoden. ' -

Die Kathode nach der Erfindung hat die gleichen Eigenschaften wie die L-Kathode infolge der Abwesenheit von Molybdän, aber sie laset •ich bedeutend billiger herstellen.

Die Erfindung wird an Hand einer Aueführungeform und der Zeichnung nlher erlfutert, in der die Figur einen Schnitt durch eine Kathode nach der Erfindung zeigt.

Die in der Figur dargestellte Kathode besteht aus einen gepresstem SaissionskSrper 1, der in eine tu einem Zylinder 2 abgebogene aolybdinfolie gepreest ist.*Der Zylinder 2 weist Streifen 3 zur Befestigung in einen Elektrodensystem auf. Der Zylinder 2 enthalt einen Heizkörper 4 und eine Zwischenwand 5 «us Molybdän zur Verhinderung einer Baiesion von dem Imieeionskörper 1 sum Heizkörper 4.

Der JfaiiasionakSrper 1 besteht au· einen coprloipitiertea Gemisoh aus BariuBoarbonat, Caloiuacarbonat und Aluminiumoxid mit des MolekularverhSltnis τοη 5 t 3 ι 2 (5 BaCO₃ - 3 CaCO₃ - 2 Al^.nHgO) und Wolframpulver sit einer KorngrSsse von weniger als 0,5 μ. Ein derart feine· Wolframpulver Hast sich nicht durch Mahlen herstellen, aber wohl s.B. durch die'Reduktion von gasförmigem .Wolframchlorid (WCl₆) mit Wasserstoff. Ferner enthllt das Gemisch eine geringe Menge Kohlenstoff, vorzugsweise in Form einer löslichen Kohlenstoffverbindung wie Zucker (C,₉H_«0..), da dann «ine hoaogene Verteilung dea Kohlenstoffes in dem

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Qeaisck gewihrleistet ist. Das Gewichteverhlltnis in dem su pressenden Pulvergemisch für die. Beetandteile istt 93 £ Wolf farn, 6,8 1· coprScipitierte Barium-Calciusi-Aluminiua-Verbindung, 0,3 % Zucker. Das Gemisch

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wird in eine Matrize geführt, in der der aus Molybdän bestehende Zylinder 2 und die 'Zwischenwand 5 untergebracht sind, worauf das Gemisch unter 25.000 kg/cm komprimiert wird. Dabei wird der obere Rand des Zylinders 2 etwas nach innen gedrückt, so dass der EndesionekSrper 1 steif gehalten wird. Darauf werden die als Stütze wirkenden Streifen 3 am Zylinder 2 festgeschweisst und der Heizkörper 4 wird hineingeschoben.

Der Braissionskörper 1 kann jedoch auch in Form einer Pille gepresst werden, die nachher in einem Halter befestigt wird. >

Is zeigt sich, dass trots der sehr feinen Poren des Emissionskörpers 1 die Zersetzung der Carbonate, die Entgasung und die Formierung ?on Aluminaten verhSltnisnSssig schnell wer sich gehen, Shnlich wie die Aktivierung. Dabei werden die Aluminate teilweise in Bariumoxid umgewandelt, das mit dem Wolfram unter Bildung freien Bariums reagiert» Die BariuBverdampfung im Betrieb ist sogar geringer als bei den bekannten gepressten Kathoden, die aus einer Wolfram-Kolybdln-Legierung· bestehen.

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Claims (3)

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1. / Vorratskathode, deren Emissionsteil aus einem gepressten Gemisch aus Wolframpulver und einem pulverigen, barium-haltigen Aluminat besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolframpulver eine grösste Korngrösse von weniger als 3 μ, vorzugsweise weniger als 0,5 μ, aufweist, und dass das -Aluminat aus coprScipitiertem Bariuracarbonat, Caloiumcarbonäb und Aluminiumoxid erhalten ist. · ■ .

2. Verfahren zur Herstellung einer gepressten Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 93 Gewichtsprozent Wolframpulver mit einer Korngrosse von weniger als 0,5 μ mit 6,8 Gewichtsprozent coprScipitiertem Bariumcarbonat, Calciumcarbonat und Aluminiumoxid ~ (Molekularverhältnis 5 * 3 t 2) und 0,2 Gewichtsprozent Zucker gemischt wird und unter einem Druck von mindestens 25.000 kg/cm gepresst wird«

3. Nachlieferkathode, die durch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist.

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