DE2011615B2 - Gluehkathode - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühkathode mit einem aus Lanthanhexaborid bestehenden Emitter, der von einem aus Graphit bestehenden Emitterträger getragen wird, welcher durch Stromdurchgang derart erhitzbar ist, daß die auf das Emittermaterial übertragene Wärme dasselbe zur Emission von Elektronen anregt.

Eine bekannte Glühkathode dieser Art (französische Patentschrift 1 550 223) besteht aus einem aus Graphitfäden gebildeten rohrförmigen Geflecht, welches mit dem emissionsfähigen Material, nämlich zum Beispiel Lanthanhexaborid, überzogen ist. Der Herstellungsprozeß dieser Glühkathode, insbesondere das Überziehen des rohrförmigen Graphitgeflechts mit dem emissionsfähigen Material erfordert mehrere relativ umständliche Herstellungsschritte.

Es ist ferner bekannt (französische Patentschrift 797), einen aus Lanthanhexaborid bestehenden Emitter als längliche Spilze auszubilden, die an ihrem oberen Teil durch eine umgebende Heizspirale indirekt geheizt wird und mit ihrem unteren Teil in einem gekühlten Block gehaltert ist. Dabei ist jedoch eine relativ große Wärmeableitung von der Emitlerspitze weg zu erwarten, und ferner muß die Emitterspitze relativ langgestreckt sein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Glühkathode der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfachere Weise herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emitterträger aus zwei pyrolytischen Graphitteilen gebildet ist, die so angeordnet sind, daß sie den als Spitze ausgebildeten Emitter zwischen sich einspannen.

Bei der erfindungsgemäßen Glühkathode ergibt sich ein einfacher Herstellungsprozeß, weil Emitter und Emitierträger getrennt voneinander hergestellt werden können und nicht aneinander haften müssen. Emitter und Emitterträger können daher auch unabhängig voneinander ausgewechselt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitteile zur Erhöhung ihres elektrischen Widerstandes und zur Verringerung der Wärmeableitung von der Emitterspitze aus einzelnen sich senkrecht zur Stromflußrichtung erstreckenden Schichten aufgebaut sind. Eine solche Orientierung der Schichtenstruktur ergibt besonders günstige Verhältnisse hinsichtlich einer möglichst geringen Wärmeableitung von der Emitterspitze und eines hohen elektrischen Widerstands, so daß sich bei vorgegebenem Stromfluß ein großer Heizeffekt, verbunden mit geringerer Wärmeableitung von der Emitterspitze, ergibt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Von den Figuren zeigt

Fig.l den Aufbau einer Kathode gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2 eine Aufsicht auf Emitterspitze und Emitterträger.

In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße glühelektrische Kathode mit 10 bezeichnet. Sie weist eine Lanthanhexaborid-Emitterspitze 11 zur Anwendung in Elektronenstrahlvorrichtungen auf. Die bei Erhitzung der Emitterspitze 11 austretenden Elektronen fliegen durch eine öffnung 12 in einen Wehnelt-Zylinder 13, der an der Kathode angebaut ist. Der Zylinder wird mit Hilfe von einem Paar Befestigungsringen 15 und 16 an der Innenseite des Zylinders in einer vorgegebenen Stellung gehalten. Zwischen den innenliegenden Ringen 15 und 16 ist ein Ring 17 festgespannt, der an einem Keramikisolator 18 befestigt ist. Durch Anlegen einer gesteuerten Spannung an dem Wehnelt-Zylinder von viel geringerer Größe als an die Emissionsspitze wird der Elektronenfluß von der Emissionsspitze gesteuert.

Gemäß der Erfindung wird die glühelektrischc Emissionsspitze von einem pyrolytischen Graphitteil gehalten, das sowohl als mechanischer Träger als auch als Wärmequelle für die Emissionsspitze dient. Bei Verwendung von pyrolytischeni Graphitmaterial als Emitterträger wird die Lebensdauer der Kathodenspitze aus Lanthanhexaborid LaB₁. wesentlich verlängert, weil zwischen den beiden Materialien nur eine ganz geringe Wechselwirkung auftritt. Im Gegensatz dazu findet bei den bekannten Ausführungsformen ein Wandern des Spitzenmaterials, also des Lantlianhexaborids, in das Trägermaterial hinein statt, wodurch eine Verringerung der Wirksamkeit der Emitterspitze bewirkt wird.

Zur Halterung des pyrolytischen Graphitträgeis und der Emitterspitze ist ein Paar Leiterstäbe 21 und 22 vorgesehen, die durch den Isolator 18 in den darüber befindlichen Raum 24 der Wehnelt-Elektrode hineinreichen, so daß die Spitzen 25 und 26 ein Paar pyrolytische Graphitierte 19 und 20 gegen die Emitterspitze drücken. Die Spilze ist in einer zur öffnung 12 ausgerichteten Stellung angeordnet. Zur Er-

zeugung des Festhaltedruckes weist der Stab 21 ein Der pyrolytische Graphit ist als Heizmedium gut zur Spitze 25 paralleles Bodenteil auf, so daß mit geeignet, da es in einer Richtung durch das Material emer daran geführten Schraube 28 ein Seitendruck einen hohen elektrischen Widerstand mit einem groauf die Spitze in Richtung auf die andere Spitze 26 ßen Verhältnis von elektrischem spezifischem Widergemaß Fig.2 ausgeübt werden kann, wodurch diese 5 stand zur Wärmeleitfähigkeit aufweist und dabei als Festhaltemittel für die Kathode dient. Auf diese nicht nur zur Wärmezuführung zur Emitterspitze Weise wird durch Anziehen oder Lösen der Schraube dient, sondern auch zur Isolierung des Bereiches hoder Druck auf die Elektrodenspitze erhöht oder ge- her Temperatur gegenüber den Stäben 21 und 22. mindert und dadurch eine Bewegung der Spitze und Der pyrolytische Graphit weist eine Schichtstruktur ein Auswechseln in der Kathodenhalterung möglich. io bei der bevorzugten Kathodenanordnung gemäß der Hier nicht gezeigte Federn können ebenfalls anstatt Erfindung auf, deren Schichten sich senkrecht zur der Schraube 28 zur Unterstützung des Festhalte- Stromflußrichtung zwischen den Zuführungsstäben druckes verwendet weiden. Das Lanthanhexaborid 21 und 22 erstrecken. Die Struktur wirkt der Wärme- und die Emitterspitze können auch zusammengelötet leitung von der Emitterspitze her entgegen und dient werden vor dem Einbau in die Kathodenanordnung, 15 der Vergrößerung der elektrischen spezifischen Leitfalls dies gewünscht sein sollte. fähigkeit und der Verringerung der Wärmeleitfähig-Im Betrieb fließt elektrischer Strom über den keit zwischen der Emissionsspitze und den Träger-Leiterstab 21 oder 22 durch die Reihenschaltung aus spitzen. Bei einem vorgegebenen Stromfiuß wird dupyrolyüschem Graphitteil 19 und 20 und Emitter- mit ein größerer Heizeffekt bei niedrigerer Wärmeleispitze 11 und dann durch den anderen Leiterstab zu- 20 tung von der Emitterspitze ab erreicht. Daher ist das rück. Die Emitterspitze wird durch den Widerstand pyrolytische Graphitmaterial einzigartig für den Gedes pyrolytischen Graphitteiles erhitzt und auf eine brauch von Trägerteilen für glühelektrische Emitter Temperatur gebracht, in der sie die gewünschte Elek- geeignet und ganz besonders für solche, die Lathantronenemission aufweist. hexaborid als Emittermaterial verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Glühkathode mit einem aus Lanthanhexaborid bestehenden Emitter, der von einem aus Graphit bestehenden Emitterträger getragen wird, welcher durch Stromdurchgang derart erhitzbar ist, daß die auf das Emittermaterial übertragene Wärme dasselbe zur Emission von Elektronen anregt, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterträger aus zwei pyrolytischen Graphitteilen (19, 20) gebildet ist, die so angeordnet smd, daß sie den als Spitz (11) ausgebildeten Emitter zwischen sich einspannen.

2. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitteile (19, 20) zur Erhöhung ihres elektrischen Widerstandes und zur Verringerung der Wärmeableitung von der Emitterspitze (11) aus einzelnen sich senkrecht zur Stromflußrichtung erstreckenden Schichten aufgebaut sind.

3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zusammenklemmen der beiden Graphitteile (19, 20) dienenden Klemmittel (25, 26) auch zur Zuführung des elektrisehen Heizstromes zur Kathode dienen.

4. Glühkathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein an den Klemmitteln (25, 26) befestigter Wehnelt-Zylindei (13) die aus Emitterspitze (11), Emitterträger (20, 19) und Klemmitteln (25, 26) bestehende Anordnung umgibt und zusammenhält.