DE2035344C - Verfahren zum Herstellen aktivierter Kathoden für Elektronen- oder Gasentladungsröhren - Google Patents
Verfahren zum Herstellen aktivierter Kathoden für Elektronen- oder GasentladungsröhrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen aktivierter Kathoden für Elektronen- oder Gasentladungsröhren,
bei dem ein poröser Sinterkörper, insbesondere aus Wolfram, mit einem Emissionsstoff
oder mit einer den Emissionsstoff bildenden Verbindung in flüssiger Phase imprägniert wird.
Die Lebensdauer derartiger Kathoden hängt hauptsächlich von dem Maß des Verschleißes (Verdampfung,
Zerstäubung, Zerbröckelung) ab. Für die Erhöhung der Lebensdauer sind zahlreiche Lösungen
bekannt. Einige vergrößern z. B. durch eine besondere Ausbildung des Grundmetalls die Oberfläche,
andere Lösungen machen hingegen die Vergrößerung der Maße des Grundmetalls nötig, obwohl die Möglichkeiten
dieser Lösung, insbesondere bei heißen Kathoden, ziemlich beschränkt sind, weil eine Vergrößerung
der Maße über eine gewisse Grenze hinaus die Betriebstemperatur der Kathode ungünstig beeinflußt
(siehe z. B. Espe: Werkstoffe der Vakuumtechnik, Berlin, 1961).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aktivierte Kathode der eingangs beschriebenen Art
zu schaffen, in welcher der Emissionsstoff nicht nur eine besonders große Berührungsfläche mit dem
Grundmetall (z. B. W) hat sondern in welchem die Geschwindigkeit des Verschleißes des aktiven Stoffes
und damit mittelbar auch die Lebensdauer der Kathode in einem verhältnismäßig großen Bereich zu
beeinflussen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bis auf 85 bis 96°/o der theoretischen
Dichte gesinterte Kathodenkörper derart imprägniert wird, daß er 0,01 bis 5% Emissionsstoff enthält, und
daß der Körper dandc1 Hs auf 1% und weniger seines
ursprünglichen Durchmessers plastisch verformt wird.
Bei der plastischen Formgebung werden die den Emissionsstoff enthaltenden, nahezu isodimensionalen
Poren des Sinterkörpers in sehr lange, wenigstens 100 Mikron betragende und meistens die Lange der
Größenordnung von Millimetern und mikroskopische und/oder submikroskopische Durchmesser habenden
Kanäle verformt. Der Emissionsstoff steht mit den Wänden dieser gestreckten Poren auf einer sehr
großen Oberfläche in einer fast monomolekularen Schicht in Berührung. Die Ausbreitung des auf diese
ίο Weise ausgebildeten und in den Oberflachenschichten
des Grundkörpers befindlichen Porensystems gegen das Innere des Körpers zu kann durch das Maß der
Sinterung vor dem Eintragen des Emissionsstoffes
und der mechanischen Bearbeitung nach der Eintragung, den Zwecken entsprechend, beeinflußt werden.
Beispielsweise ist es zweckmäßig bei der Herstellung von Drähten kleinen Durchmessers das Porensystem
in einem Bereich von 2,5 bis 5% des Drahtdurchmessers auszubilden, da die weitere Bearbeitung des
ao Drahtes (Wendeln) durch ein Porensystem solcher
Abmessungen nicht beeinträchtigt wird. Bei größeren
Durchmessern hingegen kann das Porensystem auch
in einem größeren Bereich ausgebildet werden.
Für die Imprägnierung des Kathodlenkorpers sind
»5 vornehmlich Sauerstoff enthaltende Verbindungen der
ersten und/oder zweiten Hauptgruppe und/oder der Nebengruppe der dritten Gruppe des Periodischen
Systems der Elemente geeignet.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, daß fur die Imprägnierung des Kathodenkörpers außer der Emissionsstoffe
ein oder mehrere hochtemperaturbestandige Stoffe, wie Zirkonoxid, verwendet werden.
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu haben, soll auf einige Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Ver-
fahrens hingewiesen werden. Vor allem wird ermöglicht, daß eine verhältnismäßig kleine Menge des
Emissionsstoffes mit einer äußerst großen Oberflächenberührung in dem Grundmetall untergebracht
wird, und gleichzeitig wird die Geschwindigkeit des
Verschleißes an Emissionsstoff äußerst klein. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Verwendung
auch solcher Emissionsstoffe möglich, die in Kathoden anderer Ausbildung wegen der hohen Tension
des Emissionsstoffes oder wegen der großen Zerstäubungsgeschwindigkeit nicht zu verwenden waren.
Schließlich kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kathode ohne oder mit den
üblichen äußeren Überzügen, jeweils von der Föim
der Anwendung abhängig, verwendet werden.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte und mit einem üblichen äußeren Emissionsbelag versehene Kathode kann im Vergleich mit den
nach anderen Verfahren hergestellten Wendelkathoden eine um 30 bis 1000/o höhere Lebensdauer erreichen.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden angegeben.
Auf üblichem pulvermetallurgischem Weg werden auf Maß gepreßte und bei 100Oi3C ausgeglühte
10 · 10 · 450 mm Wolframstäbe hergestellt. Auf der Oberfläche der Stäbe werden in 2 mm Entfernung
voneinander ungefähr 1 mm tiefe Nuten eingeritzt. Hiernach wird die Dichte der Stäbe auf 17,8 gcm"s
durch Sinterung im Wasserstoffstrom mit 92% der
zum Schmelzen nötigen Stromstärke eingestellt (wegen der Kühlwirkung des Wasserstoffes erreichen die
Stirnteile nur eine Dichte von 17,4 gern"3). Die Stäbe
werden mit einer l%igen wäßrigen Lösung von
3 4
Cs2CO8, dann mit einer O,5Voigen ZrO(NO3)J- 2H8O- Durchmesser, nachher durch Sehen auf 0,078 mm
Lösung getränkt und bei 150° C getrocknet Die Stäbe Durchmesser geformt Während der Bearbeitung
werden dann in eine 5°/oige alkoholische Polyamid- wird bei 4,8 mm Durchmesser auf 2000° C und bei
lösung getaucht, bei 500C getrocknet und zum 0,25 mm Durchmesser auf 15000C eine "Wärme-Schluß
die so vorbereiteten Wolframstäbe bei unge- 5 behandlung vorgenommen. Die weitere Verarbeitung
fähr 1600° C in H2 7 Minuten lang geglüht Die ab- und der Einbau der Drähte erfolgt auf die übliche
gekühlten Stäbe werden durch Hämmern auf 1,8 mm Weise.
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen aktivierter Kathoden für Elektronen- oder Gasentladungsröhren,
bei dem ein poröser Sinterkörper, insbesondere aus Wolfram, mit einem Emissionsstoff oder mit
einer den Emissionsstoff bildenden Verbindung in flüssiger Phase imprägniert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der bis auf 85 bis 96% der theoretischen Dichte gesinterte Kathodenkörper
derart imprägniert wird, daß er 0,01 bis 5°/o Emissionsstoff enthält, und daß der Körper
danach bis auf 1% und weniger seines ursprünglichen Durchmessers plastisch verformt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper mit Sauerstoff
enthaltenden Verbindungen der ersten und/ oder zweiten Hauptgruppe und/oder der Nebengruppe
der III. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente imprägniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Imprägnierung des
Kathodenkörpers außer der Emissionsstoffe ein oder mehrere hochtemperaturbeständige Stoffe,
wie Zirkonoxid, verwendet werden.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HUEE001773 | 1969-12-29 | ||
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2035344A1 DE2035344A1 (de) | 1971-12-02 |
| DE2035344B2 DE2035344B2 (de) | 1972-06-22 |
| DE2035344C true DE2035344C (de) | 1973-01-18 |
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