DE2106745A1 - Mittelbar geheizte Mehrzweck Vorrats kathode fur elektrische Entladungsgefaße - Google Patents

Mittelbar geheizte Mehrzweck Vorrats kathode fur elektrische Entladungsgefaße

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    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
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Description

Mittelbar geheizte Mehrzweck-Vorratskathode für elektrische Entladungsgefäße
Die Erfindung betrifft eine mittelbar geheizte Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, für elektrische Entladungsgefäß e mit mehreren zylindrischen Emissionsflächen, die mit einem am oberen Teil des Kathodenkörpers befestigten Folien-Halte-Zylinder und mit einem isolations- ' überzogenen wendeiförmigen, gegebenenfalls eingekitteten, Heizer versehen ist. Sie hat besondere "Bedeutung für Entladungsgefäße, bei denen an das Emissionsausmaß hohe Anforderungen gestellt werden. Dazu gehören vor allem Elektronenstrahlröhren, deren Strahlstrom besonders groß ist und bei denen eine hohe Energiedichte zu erzielen ist, wie z.B. bei Lasern oder auch anderen Röhren, von denen der Strahl zur Materialbearbeitung benutzt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, für die genannten Röhrenarten eine Vorratskathode zu schaffen, deren Grundkonzeption von einer kleinsten Emissionsgröße an in einfachster Weise bis zu einer Groß-Emissions-Kathode durch Hinzufügen von ein oder mehreren Emissionseinheiten derart abgewandelt werden kann, daß eine rationelle Herstellung von mehreren Kathodengrößen (Typen) mit den gleichen Einzelbauteilen möglich ist. Weiterhin soll die Kathode als sogenannte Mehrzweck-Kathodo
VPA 9/170/1014 Sn/Pl
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durch Auswechseln weniger Teile von einem Kathodentyp in einen anderen ohne weiteres abwandelbar sein.
Erreicht wird dies bei einer im ersten Absatz beschriebenen mittelbar geheizten Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, für elektrische Entladungsgefäße nach der Erfindung dadurch, daß zwei den Kathodenkörper bildende Zylinder je nach Kathodenart aus Molybdän, Nickel oder dergleichen unterschiedlichen Durchmessers derart konzentrisch mittels jeweils eines am oberen Rand (Ende) .angebrachten Flansches mechanisch miteinander verbunden sind, daß sie zwischen sich einen Raum für die Unterbringung des Heizers einschließen und daß zwischen dem vereinigten oberen Plansch und einem weiteren ebenfalls mit zentraler Öffnung versehenen äquidistanten unteren Plansch des inneren Zylinders als Einzel-Emissions-Träger mindestens drei porös gesinterte zusammenhängend oder in ihrem Porenvolumen verteilt (imprägniert) einen Vorrat einschließende Wolfram-Röhrchen fHohlzylinder) gleichmäßig auf einem konzentrischen Kreis angeordnet und befestigt sind.
Dabei sind mit besonderem Vorteil die einzelnen Bauteile, nämlich die die Einzel-Emissions-Träger bildenden porösen W Hohlzylinder jeweils an ihren Enden mit einem Stopfen, aus insbesondere Molybdän, z. B. durch Verlöten verschlossen, von denen jeweils der eine obere einen größeren Rand -zum Befestigen hat und der untere zentral durchbohrt mit einer Schraube verschlossen ist.
Von diesen Einzel-Emissions-Trägern werden mindestens drei vorgesehen, die dann um weitere Einzelelemente bis* auf z. B. 12 oder gar 16 erhöht v/erden können. Dies bedeutet für die Kathode eine Erhöhung der Emissionsfläche je nach Bedarf auf das Drei- bis Vierfache.
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Außerdem kann die Kathode durch Auswechseln von z. B.·. der drei Flansche gegebenenfalls zusammen mit den beiden zugehörigen Zylindern von einer Zylinder-Kathode in eine Hohl-Kathode umgewandelt werden.
Für die Arbeitsweise als Zylinder-Kathode erstrecken sich mit Vorteil die Zylinder nach außen; außerdem ist der Folien-Halte zylinder im inneren Zylinder befestigt.
Für die Arbeitsweise als Hohl-Kathode erstrecken sich die Flansche der Zylinder abweichend nach innen, während der Folien-Haltezylinder außen am äußeren Zylinder befestigt ist.
Die Herstellung einer solchen Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, vorzugsweise die der Einzel-Emissions-Träger erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß auf einen Keramikstab oder -rohr, aus z. B. Aluminium-Oxid, mittels einer Suspension ein Wolfram-Überzug genügender Dicke aufgebracht, bei etwa 1600° C vorgesintert wird und äer> nachdem außen überdreht und als Wolfram-Rohr vom Keramikstab abgestreift, bei etwa 2 2000C schlußgesintert wird.
Anstelle eines Keramikrohres kann auch ein dünnwandiges Mo-Rohr verwendet werden, das nach der Schlußsinterung ausgebeizt wird.
. Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen -anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Darin sind Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, fort- oder unbezeichnet gelassen.
Während in der Fig. 1 der Aufbau einer Hohl-Kathode dargestellt ist, dient die Ausführungsform nach Fig. 2 als Zylinder-Kathode.
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In der Pig. 1 ist mit 1 der äußere und mit 2 der innere, den eigentlichen Kathodenkörper darstellende Zylinder, z. B. aus Molybdän, bezeichnet. Beide Zylinder sind am oberen Ende mit einem Plansch 3 bzw. 4 versehen, die derart miteinander mechanisch durch Schweißen oder Löten verbunden sind, daß die beiden Zylinder koaxial zueinander angeordnet sind. Der innere Zylinder 2 hat außerdem noch am unteren Ende einen weiteren Plansch 5» der ebenso wie die beiden oberen Plansche eine zentrale öffnung aufweist. Zwischen den beiden Molybdän-Zylindern 1 und 2 ist der Heizer 6 in Porm einer isolationsüberzogenen Heizwendel eingefügt, insbe-
k sondere eingekittet. Sowohl in den gemeinsamen oberen Plansch als auch in den unteren Plansch sind eine Anzahl fluchtender Kreislöcher ■ eingebracht, in die die aus porösen Wolfram-RÖhrchen bestehenden Einzel-Emissions-Träger 7 derart eingesteckt und gehaltert sind, daß der größere Rand des oberen Molybdän-Stopfens 8 auf dem Plansch aufliegt und befestigt ist. Verschlossen sind nämlich die Wolfram-Röhrchen mit zwei Molybdän-Pfropfen 8 und 9» von denen der untere zentral durchbohrt mit einer Schraube 10 verschlossen ist. Auf diese Weise kann der Vorrat praktisch zu jeder Zeit eingebracht werden. Der Vorrat selbst kann als Barium-Oxidvdirekt geschützt durch Paraffin-Verschluß } in einem Molybdän-Töpfchen oder als Barium-Karbonat je nach Anwendungsfall eingebracht werden.
ψ Der Aufbau einer derartigen Mehrzweck-Kathode, z. B.
, Hohlraum-Kathode, oder auch Zylinder-Kathode, läßt sich auch auf Oxid-Matrix- oder imprägnierte Kathoden anwenden. Gehaltert ist die Kathode durch einen z. B. Tantal-Folienzylinder 11, der am oberen Rand im Pail der Hohl-Kathode am äußeren Molybdän-Zylinder und im Pail der Zylinder-Kathode am inneren Molybdän-Zylinder befestigt ist.
Bei Verwendung eines freistehenden, also nicht eingekitteten Heizers, kann' im Pail der Hohl-Kathode der äußere Zylinder 1 und bei der Ausführungsform gemäß der Pig. 2 der innere Zylinder 2 entfallen.
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In der Pig. 2 sind für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Jedoch erstrecken sich die Flansche 3, 4 und 5 abweichend nach außen-statt nach innen. Außerdem ist abweichend der Folien-Haltezylinder 12-am oberen Rand des inneren Molybdän-Zylinders befestigt.
2 Figuren
6 Patentansprüche
VPA 9/170/1OH - 6 -
209851/0126

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    Mittelbar geheizte Vorratskathode für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere MK-Kathode, mit mehreren zylindrischen Emissionsflächen, die mit einem am oberen Teil des Kathoden-Körpers befestigten Folien-Haltezylinder und mit einem isolationsüberzogenen wendeiförmigen, gegebenenfalls eingekitteten, Heizer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Kathoden-Körper bildende Metall-Zylinder aus Molybdän, Nickel oder dergleichen unterschiedlichen Durchmessers derart konzentrisch mittels jeweils eines am oberen Rand (Ende) angebrachten Flansches mechanisch miteinander verbunden sind, daß sie zwischen sich einen Raum für die Unterbringung des Heizers einschließen und daß zwischen dem vereinigten oberen Flansch und einem weiteren, ebenfalls mit zentraler Öffnung versehenen äquidistanten, unteren Flansch des inneren Zylinders als Einzel-Emissions-Träger mindestens drei porös gesinterte, zusammenhängend oder in ihrem Porenvolumen verteilt (imprägniert) einen Vorrat einschließende Wolfram-Hohlzylinder-Röhrchen gleichmäßig auf einem konzentrischen Kreis verteilt angeordnet und befestigt sind.
  2. 2. Mittelbar geheizte Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einzel-Emissions-Träger bildenden porösen Hohlzyiinder jeweils an ihren Enden mit einem Stopfen aus insbesondere Molybdän, z. 3. durch Verlöten verschlossen sind, von denen jeweils der eine obere einen größeren Rand zum Befestigen hat und der untere zentral durchbohrt mit einer Schraube verschlossen ist.
    VPA 9/170/1 oH - 7 -
    209851/0126
    ~ 7 —
  3. 3. Mittelbar geheizte Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Arbeitsweise als Zylinder-Kathode die Flansche der Zylinder sich nach außen erstrecken (gerichtet sind) und der Folien-Haltezylinder im Innern des inneren Zylinders befestigt ist.
  4. 4. Mittelbar geheizte Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Arbeitsweise als Hohl-■Kathode die Flansche der Zylinder sich nach innen erstrecken (gerichtet sind) und der Folien-Haltezylinder außen am äußeren Zylinder befestigt ist.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung der Vorratskathode nach den Ansprüchen1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einzel-Emissions-Träger auf einem Keramikstab aus z. B. Aluminiumoxid mittels einer Suspension ein Wolfram-Überzug genügender Dicke aufgebracht, bei etwa 16000C vorgesintert und der nachdem außen überdreht und als Wolfram-Rohr vom Keramikstab i
    schlußgesintert wird.
    Rohr vom Keramikstab abgestreift bei etwa 2200° C
  6. 6. Verfahren zur Herstellung der Vorratskathode nach den Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einzel-Emissions-Träger die W-Suspension auf ein dünnwandiges Mo-Röhrchen aufgebracht wird, welches nach der Vor- bzw. nach der Schlußsinterung durch Beizen entfernt wird.
    VPA 9/170/1014
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    Leerseite
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