DE1614256C3 - Vorratskathode mit einem gepreßten Gemisch aus Wolframpulver und Barium-Calciumaluminatpulver - Google Patents
Vorratskathode mit einem gepreßten Gemisch aus Wolframpulver und Barium-CalciumaluminatpulverInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine Vorratskathode, deren Emissionsteil aus einem gepreßten Gemisch aus
Wolframpulver und einem Barium-Calciumaluminatpulver 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 (1100 kg/cm2) zu einem Kathodenkörper gepreßt und im Vakuum oder
in einer Wasserstoffatmosphäre auf 1800 bis 1900° C
erhitzt. Dabei schmilzt das Aluminat und die Gase werden aus der Kathode herausgetrieben. Infolge der
Anwendung von Aluminaten ist die Kathode in der Luft beschränkt beständig.
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% Mo und 25 0Zo 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 Wolframpulvers verknüpfte Nachteil der zu starken Bariumverdampfung
ist praktisch vollständig vermeidbar, wenn bei Vorratskathoden der eingangs genannten Art, bei
denen das Metallpulver lediglich aus Wolfram besteht, erfindungsgemäß Teilchen mit einer größten
Korngröße von weniger als 3 μ, vorzugsweise weniger als 0,5 μ, verwendet werden und bei der das Aluminat
aus gemeinsam niedergeschlagenem Bariumcarbonat, Calciumcarbonat und Aluminiumoxid besteht.
Überraschenderweise zeigt sich, daß die Bariumverdampfung aus der Kathode trotz der Anwendung
reinen Wolframs und ohne die Anwesenheit von Molybdän erheblich geringer ist als bei den bekannten,
molybdänhaltigen, 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 zum
Pressen einer Kathode nach der Erfindung erforderliche Druck von 25 000 kg/cm2 mehr als das Zweifache
des Drucks bei der bekannten gepreßten Kathode mit Korngrößen zwischen 4 und 12 μ, aber
technisch bringt dies wenig Schwierigkeiten mit sich.
Es zeigt sich, daß trotz der sehr feinen Poren die Entgasung und 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 läßt sich bedeutend billiger herstellen.
Die Erfindung wird an Hand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert, in der die
Figur einen Schnitt durch eine Kathode nach der Erfindung zeigt.
Die in der Figur dargestellte Kathode besteht aus einem gepreßten Emissionskörper 1, der in eine zu
einem Zylinder 2 abgebogene Molybdänfolie gepreßt ist. Der Zylinder 2 weist Streifen 3 zur Befestigung
in einem Elektrodensystem auf. Der Zylinder 2 enthält einen Heizkörper 4 und eine Zwischenwand 5
aus Molybdän zur Verhinderung einer Emission von dem Emissionskörper 1 zum Heizkörper 4.
Der Emissionskörper 1 besteht aus einem gemeinsam niedergeschlagenem Gemisch aus Bariumcarbonat,
Calciumcarbonat und Aluminiumoxid mit dem Molekularverhältnis von 5:3:2
(5 BaCo3 — 3 CaCO3 — 2 Al2O3 · η H2O)
und Wolframpulver mit einer Korngröße von weniger als 0,5 μ. Ein derart feines Wolframpulver läßt sich
nicht durch Mahlen herstellen, aber wohl z. B. durch die Reduktion von gasförmigem Wolframchlorid
(WCl0) mit Wasserstoff. Ferner enthält das Gemisch eine geringe Menge Kohlenstoff, vorzugsweise in
Form einer löslichen Kohlenstoffverbindung, wie Zucker (C12H22On), da dann eine homogene Verteilung
des Kohlenstoffes in dem Gemisch gewährleistet ist. Das Gewichtsverhältnis in dem zu pressenden
Pulvergemisch für die Bestandteile ist: 93 °/o Wolfram, 6,8% gemeinsam niedergeschlagenes Barium-Calcium-Aluminat,
0,2% Zucker. Das Gemisch wird in eine Matrize geführt, in der der aus Molybdän bestehende Zylinder 2 und die Zwischenwand 5
untergebracht sind, worauf das Gemisch unter einem Druck von 25 000 kg/cm2 komprimiert wird. Dabei
wird der obere Rand des Zylinders 2 etwas nach innen gedruckt, so daß der Emissionskörper 1 steif
gehalten wird. Darauf werden die als Stütze wirkenden Streifen 3 am Zylinder 2 festgeschweißt und der
Heizkörper 4 wird hineingeschoben.
Der Emissionskörper 1 kann jedoch auch in Form einer Pille gepreßt v/erden, die nachher in einem
Halter befestigt wird.
Es zeigt sich, daß trotz der sehr feinen Poren des Emissionskörpers 1 die Zersetzung der Carbonate,
die Entgasung und die Formierung von Aluminaten verhältnismäßig schnell vor sich gehen, ähnlich wie
die Aktivierung. Dabei werden die Aluminate teilweise in Bariumoxid umgewandelt, das mit dem
Wolfram unter Bildung freien Bariums reagiert. Die Bariumverdampfung im Betrieb ist sogar geringer als
bei den bekannten gepreßten Kathoden, die aus einer Wolfram-Molybdän-Legierung bestehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorratskathode, deren Emissionsteil aus einem gepreßten Gemisch aus Wolframpulver
und einem Barium-Calciumaluminatpulver 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 gemeinsam
niedergeschlagenem Bariumcarbonat, Calciumcarbonat und Aluminiumoxid besteht.
2. Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß 93 GewichtspxOzent Wolframpulver mit einer Korngröße von weniger als 0,5 μ
mit 6,8 Gewichtsprozent gemeinsam niedergeschlagenem Bariumcarbonat, Calciumcarbonat
und Aluminiumoxid (Molekularverhältnis 5:3:2) und 0,2 Gewichtsprozent Zucker gemischt und
unter einem Druck von mindestens 25 000 kg/cm2 gepreßt wird.
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
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| NL6608782A NL6608782A (de) | 1966-06-24 | 1966-06-24 | |
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1614256A1 DE1614256A1 (de) | 1970-05-27 |
| DE1614256B2 DE1614256B2 (de) | 1975-09-11 |
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