DE1927979A1

DE1927979A1 - Kaltkathoden-Glimmentladungseinrichtung

Info

Publication number: DE1927979A1
Application number: DE19691927979
Authority: DE
Inventors: Maskell Clifford Willia Alfred
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1968-06-04
Filing date: 1969-06-02
Publication date: 1970-02-05
Also published as: NL6908499A; FR2013329A1; GB1275261A; JPS493119B1; US3614510A

Description

PATENTANWALT

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT

Abs.: Polcnlanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Straße 227 Postfach 325

Telefon: (0271)324 09

Telegramm-Adr.: Patschub, Siegen

Postscheckkonten:

Köln 1069 31, Essen 203 62 Bankkonten:

Deutsche Bank AG.,

Filialen Siegen υ Oberhausen (RhId-.

31. Mai 1969

69 089 Zw/Sch

UNITED KINGDOM ATOMIG ENERGY AUTHORITY, 11, Charles II Street,

London , S.V/.1, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 26600/68 vom 4. Juni 1968 beansprucht.

Kaltkathoden-Glimmentladungseinrichtung

■Die Erfindung betrifft eine Kaltkathoden-Glimmentladungseinrichtung, die zur Erzeugung eines Elektronen- oder Ionenstrahls dient. (Unter einer Kaltkathode wird eine nicht-thermische bzw. nicht-thermionische Kathode in einer Glimmentladungseinrichtung verstanden.)

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Gegenstand der Erfindung ist in erster Linie eine nicht- ' thermischetelimmentladungseinrichtung, bestehend aus einer ν '. Kammer, aus Einrichtungen zur Aufrechterhaltung des Gasdruckes in der Kammer auf einem vorbestimmten Wert, aus einer in der Kammer angeordneten Anode, welche auch Teil der Kammer sein kann, aus einer Kathode mit einer Oberfläche, die in Richtung einer Arbeitszone angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, aus einer zweiten Elektrode, die in oder in der Nähe dieser Öffnung angebracht ist, und aus Einrichtungen zum Anlegen entsprechender Betriebspotentiale an die Anode, Kathode und zweite Elektrode.

Die Oberfläche ist vorzugsweise gekrümmt und kann, falls erwünscht, teilweise sphärisch sein. Die Kathode kann in der Form eines Segmentes einer Hohlkugel ausgebildet sein, und die Bearbeitungszone ist dann im Mittelpunkt des Segmentes der Kugel; falls jedoch gewünscht wird, kann die Kathode eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine länglich gekrümmte Platte sein oder eine elliptisch gekrümmte oder ringförmige Gestalt aufweisen, im Riß gesehen. Eine derartige Einrichtung kann zur Erzeugung eines blattförmigen Elektronen- oder Ionenstrahles dienen, der eine gerade oder gekrümmte oder auch ringförmige Spur bilden kann.

Falls gewünscht, kann eine dritte Elektrode Teile der Kathode umgeben und die Erzeugung eines fokussierten Elektronenstrahls ermöglichen, wobei die dritte Elektrode im Vergleich zur Kathode positiv ist und dazu dient, von der Kathode ausgehende unerwünschte Elektronenemission möglichst gering zu halten. Die Kathode und die Elektroden können aus Metallblech hergestellt werden, welches perforiert ist oder nicht; es kann aber auch Maschendraht verwendet v/erden. Im Hinblick auf die Erzeugung eines fokussierten Ionenstrahls wird die dritte Elektrode alternativ aus Blech und die Kathode aus perforiertem Blech oder Maschendraht hergestellt. Einige der positiv^eü

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Ionen bombardieren die Kathode während des Betriebs der Einrichtung, dringen durch die Perforationen oder Maschen hindurch und wex'den durch die an die Anode, die Kathode und die Elektroden angelegten Potentiale und durch den Ga sie ammerdruck fokussiert.

lias Betriebspotentini. dar. der zweiten Elektrode übermittelt wird, kann gloicb dem der Kathode oder positiv oder negativ relativ zu dieses: sein. Die zweite Elektrode kann massiv oder hohl sein und kann, falls erwünscht, relativ zur Kathode beweglich oder alternativ feststehend sein. Die zweite Elektrode kann in der Öffnung oder auf der einen Seite der Ebene der Öffnung angeordnet werden. Vorzugsweise wird sie auf der Seite der Öffnung angeordnet, welche der konkaven Seite der gekrümmten Fläche der Kathode benachbart ist. Die Kathode kann aus irgendeinem geeigneten Material, beispielsweise aus Tantal oder Aluminium, bestehen.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlicher anhand der sie "beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kaltkathodeneinrichtung

nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Modifikation der Elektrode der Einrichtung

nach Fig. 1.
Fig. 3' eine weitere Modifikation der Elektrode nach

Fig. 2,
Fig. 4- die Elektrode nach Fig. 5 derart modifiziert, daß Rohre oder Stäbe zwischen ihren Enden einer Wärmebehandlung unterzogen werden können.

In Fig. 1 ist eine Kaltkathoden-Entladungseinrichtung gezeigt, die (zur Bildung einer Kammer) ein Rohr 1 aus'hitzebeständigem Glas und Endplatten 2 und 3 aufweist. Die End-

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platten 2 und 3 sind aus Metall und geerdet, so daß sie beim Arbeiten der Einrichtung Anoden bilden. Nicht gezeigte O- , bzw. Schnurringe sind zwischen den Kupplungsflächen der Platte 2 und 3 und des Glasrohres 1 vorgesehen, um eine gasdichte Verbindung zu schaffen, und die Endplatten 2 und 3. sind in passender Weise an den Enden des Rohres 1 befestigt, Eine Tantal- oder Aluminiumkathode 4- hat die Gestalt eines Segmentes ^iner sechszölligen Hohlkugel (Durchmesser ca. Ί530 mm) und ist in der Kammer mittels eines Verbindungsrohres 5 aufgehängt, welches an einer Klemme 6 der Versorgungsspannung und einem Isolator 29 befestigt ist. Die Klemme 6 hat eine Bohrung 7 zum Durchleiten von Kühlmittel und ist an einem abnehmbaren Teil 8 der Platte 2 mittels eines isiolierenden Zylinders 9 befestigt. In der Kathode 4- ist eine zentrale Öffnung vorgesehen, welche mit der Bohrung des Rohres 5 in Verbindung steht. Eine zweite Elektrode 10, welche, wie in Fig. 1 gezeigt, die Form einer Platte annehmen kann, ist in der Nähe der Öffnung in der Kathode 4- mittels eines Verbindungsstabes 11 gehalten, der mit einem isolierenden Zylinder 12 verbunden ist, welcher an der Klemme 6 befestigt ist. Eine dritte Elektrode 13 bildet einen Schirm, welcher die äußere gekrümmte Oberfläche der Kathode 4- umgibt, und wird in der Kammer mittels eines Rohres 14- gehalten, welches das Rohr 5 koaxial umgibt. Das Rohr 14 ist mit dem entfernbaren Teil 8 der Platte 2 verbunden und bildet im Betrieb der Einrichtung zusammen mit dem Schirm 13 eine Anode. Die Abstände zwischen den Rohren 5 und 14- und zwischen dem Schirm 13 und der Kathode 4- werden klein gehalten, um die zwischen ihnen stattfindende Streuelektronenemission möglichst klein zu halten.

Die Kathode 4- besteht aus einem feuerbeständigen Metallblech und kann nach Wunsch perforiert sein. In einer alternativen Ausführungsform kann die Kathode aus feuerbeständigem Drahtnetz bestehen, beispielsweise aus Tantal.

Ein Tiegel 16 ist auf einer Achse 17 montiert, die am entfernbaren Teil 18 der Platte 3 befestigt ist. Beim Betrieb

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der Einrichtung kann der Tiegel 16 erforderlichenfalls eine Anode bilden.

Die Kammer ist mit einer Auslaßöffnung 19 versehen, durch welche das Innere der Kammer teilweise durch eine Pumpe 20 evakuiert werden kann. Die Kammer weist noch eine Einlaßöffn.mg 21 auf, durch welche Gas von einer Gasversorgungsquelle 22 über eine Ventileinrichtung 23 ins Innere der Kammer eingelassen werden kann. Kleine Bohrungen 28 sorgen für eine Strömungsmittel-Verbindung zwischen dem Inneren der Kammer 1 und dem Zwischenraum zwischen dem Isolator 9 und dem Rohr

Beim Betrieb der Einrichtung wird von einer Hochspannungsgleichstromquelle 24- Leistung zugeführt. Ein passendes negatives Potential wird an die Klemme 6 über die in Serie liegenden Widerstände 25 (Festwiderstand) und 26 (variabler Widerstand) angelegt. Die Verbindung zwischen den Widerständen 25 und 26 ist mit der weiteren Elektrode 10 über die Stange 11 verbunden. Ein geeignetes Potential wird an die Platten 2 und 3 und den Tiegel 16 angelegt. Ein Voltmeter und ein Amperemeter (nicht gezeigt) sind in die Stromzuführungsleitung eingefügt.

Eine Art, nach welcher die Einrichtung betrieben werden kann, wird nunmehr beschrieben.

Die Kammer wird bis auf einen Druck von ungefähr

5 . 10 ^ torr evakuiert und dann mit Helium bis auf einen Druck

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von 4,5 . 10 torr gefüllt. Der Widerstand 26 wird so einge stellt, daß ein gleiches negatives Potential von ungefähr 2,75 kV an der Kathode und der weiteren Elektrode 10 anliegen. Sobald die Ausgasung der Kathode vonstatten gegangen ist, wird der Heliumdruck langsam steigen lassen, was durch Steuerung des Ventils 23 bewirkt wird. Es entwickelt sich eine G-lühentladung, positive Ionen bombardieren die Kathode, und Elektronen werden von der Kathode ausgesendet und durch die Kathode und die Potentialfeldlinien in der Hahe der Kathode im Sinne der Bildung eines umgekehrten Kegels gerichtet. Die Gestalt der

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Kathode 4 fokussiert den Strahl auf die Achse der Kathode 4, und zwar ungefähr in den Mittelpunkt der Kugel, von der die gekrümmte Oberfläche der Kathode 4 einen Teil bildet. Die Brennkraft ist abhängig vom Heliumdruck und dem Potential der zweiten Elektrode. Wenn die Kathode 4 auf 2,75 kV liegt und

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ein Druck von ungefähr 15 · 10 torr herrscht, wird der Strahl 27 auf einen kleinen Fleck fokussiert; wenn jedoch die Stärke des Strahles 27 vergrößert wird, indem das Potential der Kathode stärker negativ gemacht wird, wird der Strahl 27 erst bei einem kleinen Heliumdruck auf einen kleineren Fleck fokussiert. Wenn die Kathode 4,0 kV aufweist, wird der Strahl bei ungefähr 8 . 10" torr (also bei niedrigerem Heliumdruck) auf einen Punkt fokussiert.

Die zweite Elektrode kann relativ zu der Kathode fest angeordnet sein, oder kann, falls erwünscht, in Richtung parallel zur Längsachse der Stange 11 beweglich sein. Dies hat die Wirkung der Veränderung der Lage des Brennpunktes des Strahles 27.

Falls erwünscht, kann die zweite Elektrode 10 mit einer Spannungsquelle verbunden werden, die von der für die Kathode 4 getrennt ist, so daß ein positives oder negatives Potential relativ zur Kathode an die zweite Elektrode 10 angelegt werden kann.

Die Anlegung eines positiven Potentials an diese zweite Elektrode 10 in Beziehung auf die Kathode führt zu einer Wanderung des Brennpunktes des Elektronenstrahls 27 in Richtung auf die Kathode 4, während ein negatives Potential im Vergleich zur Kathode zu einer Verschiebung des Brennpunktes von der Kathode wegführt.

Die Anlage eines positiven Potentials an die zweite Elektrode 10 hat außerdem die Wirkung, daß die Stärke des Elektro-

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nenstralils vergrößert wird, indem der Strom des Strahles vergrößert wird. Zum Beispiel wurde mit Helium in der Kammer bei einem Druck von 2 . 1O~ torr mit einer Vorspannung von Null an der zweiten Elektrode 10 (d.h. die zweite Elektrode 10 ist auf dem gleichen Potential wie die Kathode) ein Strom van ungefähr 80 Killiampere gemessen, wenn eine Potentialdifferenz von 5 kV zwischen den Anoden 2 und 3 und der Kathode 4 aufrechterhalten wird. -Wenn jedoch ein positives Potential von 800 V im Vergleich zu der Kathode an die zweite Elektrode 10 angelegt wird, wobei das angelegte Potential zwischen der Kathode und den Anoden 2 und ~j und der Heliumdruck auf den Werten wie vorher gehalten werden, vergrößert sich der Strom auf ungefähr 140 Milliampere. Mit anderen Worten, die Leistung des Stromes hat sich von 400 Watt auf 700 V/att vergrößert.

Beim Gebrauch der Vorrichtung wird die aufzuheizende Probe im Tiegel 16, und zwar im Brennpunkt des Strahles, angeordnet. Falls erwünscht, kann der Tiegel 16 beweglich ausgelegt werden, damit die Probe in den und aus dem Elektronenstrahl 27 gebracht werden kann. Es versteht sich, daß der Tiegel 16 fortfallen kann, wenn er bei gewissen Anweisungen nicht zur Halterung des im Tiegel aufzuheizenden Materials benötigt wird.

Die Einrichtung kann mit anderen Gasen betrieben werden, beispielsweise mit Sauerstoff oder Argon, und kann für vielerlei Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise zur Wärmebehandlung von Materialien, Schmelzen, Schweißen, Zonenglühen von z.B. Stangen oder Bohren. Wenn Sauerstoff angewendet wird, ist es wünschenswert, die Kathode 4 aus einem gegenüber Oxydation resistenten Material zu machen.

Im Vorhergehenden wurde als Kammerwandung hitzebeständiges Glas erwähnt. Es versteht sich, daß das Rohr ebenfalls aus anderen geeigneten Materialien bestehen kann. Falls er-

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wünscht, kann das Rohr aus Metall bestehen, in welchem Fall das Rohr zusammen mit den Endplatten 2 und 3 im Betrieb der Einrichtung eine Anode bildet. Es versteht sich fernerhin, daß die Kammer irgendeine erwünschte Form haben kann.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die dritte Elektrode oder der Schirm 13 soweit verlängert werden kann, daß er sich um die äußere Kante der Kathode 4- krümmt. Indem der Schirm einen Teil der konkaven Fläche der Kathode 4 umgibt und bedeckt, dient er zur Bestimmung des äußeren Umfangs des Strahls 27, weil so die Randpartien des Strahls beschnitten werden. Auf diese Weise kann der Schirm 13 dazu verwendet werden, die Elektronenemissionsfläche der Kathode, falls erwünscht, möglichst klein zu halten. Der nach innen gerichtete Teil des Schirms 13 kann auch zur Linsenwirkung beitragen, indem die elektrischen Feldlinien in der Nähe der Kathode entsprechend beeinflußt werden.

Die Elektrodenanordnung nach der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung kann entsprechend Fig. 3 weiter modifiziert werden, indem die Stange 11 hohl gemacht und das untere Ende ' der Hohlstange nach außen erweitert wird, in welchem Fall die in den Fign. 1 und 2 gezeigte Platte 10 entfallen oder die Form einer nicht gezeigten Ringplatte annehmen kann, welche mit dem Ende der Hohlstange 11 nach Fig. 3 verbunden ist. Wenn die Stange 11, wie in Fig. 3 gezeigt, hohl ausgebildet wird, ist es möglich, lange Objekte, wie beispielsweise Stangen oder Rohre aufzuheizen, indem diese Objekte durch die Bohrung der Hohlstange 11 eingeführt werden. Die Aufheizung einer ringförmigen Zone des Objektes ist dann möglich. Eine derartige Einrichtung kann zum Zusammenschweißen von Stangen oder Rohren verwendet werden. Die Krümmung der in den Fign. 1, 2 und 3 gezeigten Kathode kann so eingerichtet werden, daß der bei Betrieb erhaltene Elektronenstrahl entweder auf einen einzelnen Fleck oder Punkt fokussiert wird,

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indem das an den Elektronen angelegte Potential und der Gasdruck entsprechend gewählt werden, oder daß der Strahl auf eine Linie fokussiert wird, beispielsweise auf einen Ringfokus .

In Fig. 4 ist die Elektrodenanordnung nach Fig. 3 in modifizierter Ausführungsform skizzenmäßig dargestellt, wonach Stangen oder Rohre 36 und 37 stumpf geschweißt werden können. Entsprechende Teile der Fig. 4 haben gleiche Bezugszeichen gegenüber der Fig. 3· Die zweite Elektrode 10 wird mittels eines Flansches 30 gehalten, und ein Isolator 31 ist mit dem Flansch 32 einer Umschließungs- oder Arbeitskammer über nicht gezeigte Bolzen verbunden. Die Bodenwand der Kammer 33 ist metallisch und mit einer öffnung 35 versehen, die groß genug ist, um die aufzuheizenden Werkstücke hindurchzuführen, beispielsweise Rohre 36 und 37· Die dritte Elektrode 13 wird mittels eines Flansches 39 gehalten, und ein Isolator 40 ist am Flansch 41 einer unteren Werkkammer 42 mittels nicht gezeigter Bolzen befestigt. Die zweite Elektrode 10 und die Elektrode 48 werden mittels eines Isolators 43 und Muttern und Bolzen 44 im gewünschten Abstand voneinander gehalten. Die nach innen gerichtete Elektrode 48 übt eine ähnliche Funktion aus wie die nach innen gerichtete Lippe der Elektrode 10 nach Fig. 2.

Die Kathode 4 wird im Isolator 43 durch nicht gezeigte, nach innen reichende, um den Rand der Kathode 4 herum angeordnete Isolatoren gehalten. Die dritte Elektrode 13 wird in ähnlicher Weise vom Isolator 43 gehalten. Der Kathode 4 wird Spannung mittels einer Stange 51 zugeführt, die innerhalb eines Isolators 52 angeordnet ist, welcher seinerseits in der Bohrung des Rohres 14 montiert ist. Zur Befestigung am Isolator 43 besitzt das Rohr 14 einen Flansch 53, so daß sichergestellt ist, daß die Kathode 4 und die Schirmelektrode 13 sicher vom Isolator 43 unterstützt werden. Eine Gaseinlaßleitung 45 ist in der Wandung der Kammer 33 vorgesehen, um in die

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Kammer 33 Gas einzulassen, und eine nicht gezeigte Ausläßlei^ tung steht mit dem Inneren der Kammer 42 in Verbindung, so daß in die Kammer 33 eingelassenes Gas, welches durch die öffnungen 35 und 46 in den Wandungen 34- und 47 der Kammern 33 "bzw. 4-2 geströmt ist, mittels einer nicht gezeigten Pumpe abgesaugt v/erden kann. In der Kammer 33 kann eine Auslaßöffnung vorgesehen sein, mittels welcher die Kammer 33 unabhängig von der Kammer 42 durch eine nicht gezeigte Pumpe ausgepumpt werden kann. Als Pumpen können beispielsweise Unstetigkeits-Pumpen /roughing pumps/ oder Diffusionspumpen verwendet werden, je nachdem, welches Maß an Vakuum verlangt wird.

Nicht gezeigte Verschlüsse können zum wirksamen Verschluß der Öffnungen 35 und 4-6 verwendet werden, damit die Elektrodenanordnung als Ganzes aus den Kammern 33 und 4-2 entnommen werden kann. In diesem Fall werden die Flansche 30 und 39 von den Flanschen 32 und 41 gelöst. Es ist vorteilhaft, die Kammern 33 und 42 im Abstand voneinander zu halten, und dies kann durch eine nicht gezeigte, zeitweilig benutzte Stützvorrichtung oder durch nicht gezeigte, ständig vorhandene einstellbare Stützen bewerkstelligt werden.

Die Kathode 4 und der Schirm 13 sind mit oder ohne Entfernen der gesamten Elektrodeneinrichtung zugänglich, indem der Isolator 43 abgeschraubt wird. Die Kathode 4, der Schirm 13 und der Isolator 43 können, falls gewünscht, zwei— oder mehrteilig ausgebildet sein, so daß die Einzelteile ohne Störung der Elektroden 10 und 13 entfernt werden können.

Falls erwünscht, können die Kajnmern 33 und 42 entfallen, und die obenerwähnten' Ein- und Auslaßöffnungen können mit den Räumen 49 und 50 in Verbindung stehen, die zwischen den Elektroden 10 und 48 und den zu den Wandungen 34- und 47 äquivalenten Wandungen gebildet werden, wobei die Jeweiligen öffnungen 35 und 46 verschlossen sind. In diesem Fall kann die

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gesamte Einrichtung zwei- oder mehrteilig ausgebildet werden, damit sie, das aufzuheizende Objekt umschließend, in gasdichter Weise zusammengesetzt und anschließend auseinandergenommen werden kann. Die öffnungen 35 und 46 müssen jedoch nicht verschlossen werden; es kann auch eine nicht gezeigte Dichtung zwischen dem durch die öffnungen geführten aufzuheizenden Objekt und der Einrichtung vorgesehen sein, die eine Gleitbewegung zwischen der Einrichtung und dem aufzuheizenden Objekt erlaubt und eine im großen und ganzen wirksame Gasabdichtung schafft.

Beim Betrieb der Einrichtung nach Fig. 4- wird das Gas, beispielsweise Helium, auf einem vorbestimmten Druck in den Kammern 33 und 4-2 und/oder in den Zwischenräumen 49 und 50 gehalten, und an die Kathode ■ 4-, den Schirm 13 > die Elektroden 10 und 48 und die Wandungen 34- und 4-7 werden entsprechende Betriebspotentiale angelegt. An die Kathode 4- wird ein negatives Potential angelegt, und die Schirmelektrode 13 wird in Beziehung auf die Kathode 4- auf positivem Potential gehalten. Die Elektroden 10 und 48 sind mit einer Spannungsquelle verbunden, so daß sie auf dem gleichen Potential gehalten werden können wie die Kathode. Die Elektroden 10 und 48 können auch unabhängig auf einem positiven oder negativen Potential, verglichen mit dem der Elektrode 4, gehalten werden. Durch Veränderung des Potentials der Elektrode 10 und 48 kann weiterhin der Strahl 53 ikussiert werden. Falls erwünscht, können die Bohre 36 und 37 miteinander verbunden werden, um im Betrieb der Einrichtung eine Anode zu bilden.

Es versteht sich, daß die beschriebene Einrichtung modifiziert werden kann, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu gelangen. Beispielsweise kann, falls erwünscht, eine Halteeinrichtung vorgesehen sein, um die Rohre 36 und 37 (Fig. 4-) zusammenzuhalten, und diese Einrichtung kann weitere Fokussierelektroden im Hinblick auf die jeweilige erforderliche Bearbeitung tragen.

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Die Zeichnungen stellen Elektroden dar, welche Kugelsegmente sind, aber es versteht sich, daß die Elektroden 4-, 10, "13 und 48 längliche Plattenelektroden sein können, und die die Elektroden umgebenden Teile, d.h. die Kammern, können entsprechend ausgebildet werden, um die länglichen Elektroden aufzunehmen. In dieser Hinsicht können die Fign. 1 bis 3 als Schnittzeichnungen von länglichen Elektroden angesehen v/erden.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims

Deutsche Bank AG.,

Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 5? Siegen, Eiserner Straße 227 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

31.- Mai 1969 69 089 Zw/Sch

Patentansprüche

1 J Kaltkathoden-Glinmentladungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Kammer, Einrichtungen. (19 - 23) zur Aufrechterhaltung des Gasdruckes in der Kammer auf einem vorbestimmten Wert, eine in der Kammer angeordnete Anode (2, 3» 17)» welche auch Teil der Kammer sein kann, eine Kathode (4) mit einer Oberfläche, die-in Richtung einer Arbeitszone angeordnet ist und eine öffnung aufweist, eine zweite Elektrode (10), die in oder in der Nähe dieser öffnung angebracht ist, und Einrichtungen zum Anlegen entsprechender Betriebspotentiale an die Anode,
Kathode und zweite Elektrode.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kathode (4) gekrümmt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (4) ein Segment einer Hohlkugel ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daßjäie Kathode (4) eine gekrümmte Platte ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (4) ringförmig ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Elektrode (13) Teile der Kathode (4) umgibt.

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7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (4) ein Segment einer Hohlkugel ist und daß die dritte Elektrode (13) die außen gekrümmte Fläche der Kathode umgibt (Fig. 1).

8. Einrichtung nach Anspruch 7_? dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode (13) einen Teil aufweist, welcher um eine Kante der Kathode (4) herumreicht und Teile der konkaven Fläche der Kathode umgibt (Fig. 2).

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (10) ein hohles Rohr (11) ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11) an seinem der gekrümmten Fläche der Kathode (4) benachbarten Ende ausgeweitet ist (Fig. 3). '

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das nach außen ausgeweitete Stück sich in einer Richtung erstreckt, die im großen und ganzen zur gekrümmten Fläche der Kathode (4) parallel ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (26) zur Veränderung des an die zweite Elektrode (10) angelegten Potentials im "Verhältnis zu dem der Kathode (4) vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der gekrümmten Fläche derart ist, daß im Betrieb der Vorrichtung ein Elektronen- oder Ionenstrahl auf einen Ringfokus gebracht wird.

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Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei- oder mehrgeteilt ist, so daß sie, das aufzuheizende Objekt umgebend, zusammengebaut und auseinandergenommen werden kann.

15· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden aus perforiertem Metallblech oder einem Metallnetz gemacht sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 151 dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode aus massivem Metallblech besteht.

17« Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode aus einem Drahtnets oder perforiertem Metallblech besteht.

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