DE2144710C3 - Direkt heizbare Oxydkathode - Google Patents

Description

Patentansprüche:

1. Direkt heizbare Oxydkathode, die aus einem bandförmigen Körper mit gelochter, erweiterter > Mittelfläche mit erhöhtem Widerstand besteht, die mit Elektronen emittierendem Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelfläche (2) mit einer Kathodenplatte (5) auf zwei gegenüberliegenden Stellen, deren Verbindungslinie senkrecht zur Längsachse des bandförmigen Körpers steht, metallisch leitend verbunden ist, und die im Emissionsmaterial eingebettete Mittelfläche (2) durch die sich auf der Kathodenplatte (5) befindliche Emissionsschicht (7') von der Kathodenplatte (5) '5 getrennt ist

2. Oxydkathode nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Körper (1) aus einem hochschmelzenden Metall, wie Wolfram oder Molybdän und die Kathodenplatte (5) aus Nickel bestehen.

3. Oxydkathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenplatte (5) mit einer aufgesinterten schwarzen Schicht (8) bedeckt ist

4. Oxydkathode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der bandförmige Körper (1) und die Kathodenplatte (5) mittels aneinandergeschweißter Zungen (4, 6) aneinander befestigt sind, die um 180° abgewinkelt und an die *> von der Emissionsoberfläche abgewandte Oberfläche der Kathodenplatte (5) gedrückt sind.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine direkt heizbare Oxydkathode, die aus einem bandförmigen Körper mit gelochter, erweiterter Mittelfläche mit erhöhtem Widerstand besteht, die mit Elektronen emittierendem Material versehen ist.

Derartige Kathoden sind aus den US-PS 34 40 474 und 34 41 767 bekannt

Bei den bekannten Ausführungsformen ist der erweiterte Mittelteil ringförmig, so daß er einen verhältnismäßig hohen Widerstand aufweist In der ^4S öffnung des Ringes ist eine etwas größere aus einem üblichen Oxydgemisch bestehende emittierende Pille angeordnet Die schmalen, bandförmigen Stromzuführungsleiter verursachen nur eine geringe Wärmeableitung, während die Wärme im wesentlichen im so ringförmigen Mittelteil entsteht

Obwohl mit einer derartigen bandförmigen, direkt heizbaren Oxydkathode eine kurze Anheizzeit von ungefähr zwei Sekunden erhalten werden kann, weist diese bekannte Ausführungsform verschiedene Nachtei-Ie auf. Ein derartiger ringförmiger Mittelteil ist mechanisch schwach, so daß die Spannkraft zum Straffhalten des Bandes kritisch ist und genau eingestellt werden muß, was komplizierte Befestigungselemente erforderlich macht, während die Montage schwierig ist Eine zu hohe Spannkraft beeinträchtigt die Form des ringförmigen Mittelteils, wodurch sich die Kathodenpille lösen kann. Außerdem erfährt der Emissionsstrom in der Pille einen verhältnismäßig hohen Widerstand, da die aus emittierenden Oxyden bestehende Pille nur mit seinem Außenrand mit dem Metall des Ringes in Berührung ist Außerdem ist das Ausstanzen eines Bandes mit einem derartigen ringförmigen Mittelteil schwierig infolge der geringen Breite des Randes des Ringes.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine sehr günstige, direkt heizbare, schnell anheizbare Oxydkathode, die aus einem bandförmigen Körper mit gelochter, erweiterter Mittelfläche mit erhöhtem elektrischen Widerstand besteht zu schaffea Zur Lösung dieser Aufgabe steht bei einer direkt heizbaren Oxydkathode der eingangs genannten Art nach der Erfindung die Mittelfläche mit einer Kathodenplatte auf zwei gegenüberliegenden Stellen, deren Verbindungslinie senkrecht zur Längsachse des bandförmigen Körpers steht metallisch leitend verbunden ist und die im Emissionsmaterial eingebettete Mittelfläche durch die sich auf der Kathodenplatte befindliche Emissionsschicht von der Kathodenplatte getrennt ist

Der bandförmige Körper kann aus einem hochschmelzenden Metall, wie Wolfram oder Molybdän, und die Kathodenplatte aus Nickel bestehen. Auch kann die Kathodenplatte mit einer aufgesinterten schwarzen Schicht bedeckt sein. Diese Seite der Kathodenplatte ist vorzugsweise geschwärzt beispielsweise dadurch, daß die Kathod.enplatte vorher in eine Nickelsuspension getaucht worden und das Nickelpulver auf dieser Platte festgesiiitert ist

Der bandförmige Körper besteht vorzugsweise aus Wolfram, die Kathodenplatte aus Nickel.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt über die Längsachse einer erfindungsgemäßen Kathode,

F i g. 2 eine Draufsicht F i g. 3 eine Seitenansicht,

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine Kathodenplatte nach dem Ausstanzen,

F i g. 5 eine Seitenansicht dieser Kathodenplatte nach dem Abwinkein der Verbindungszungen,

Fig.6 eine Draufsicht auf einen bandförmigen Körper nach dem Anbringen der Löcher in der erweiterten Mittelfläche und

Fig.7 und 8 eine Vorrichtung zum Drücken der Kathodenplatte auf die erweiterte Mittelfläche des bandförmigen Körpers und zum Festschweißen der Verbindungszungen.

In den Figuren ist 1 ein bandförmiger, aus einer Wolframplatte mit einer Dicke von 15 bis 20μαι gestanzter Körper. Dieser Körper 1 hat eine erweiterte Mittelfläche 2, die durch einen photographischen Ätzvorgang maschen- oder siebartig gelocht ist Diese Mittelfläche hat einen Durchmesser von 1 mm. Der Durchmesser der Löcher beträgt beispielsweise 50 μπι, der Mittelabstand beträgt 60 μίτι. Die Lichtdurchlässigkeit der Fläche 2 beträgt 50%. Bandförmige Enden 3 des Körpers 1 dienen als Befestigungsstreifen und als Stromzuführungselemente. Der bandförmige Körper 1 dient zugleich als Glühkörper. Da der Widerstand der gelochten Mittelfläche 2 hoch ist entsteht hier die meiste Wärme. Um die Wärmeableitung von der Fläche 2 zu den Enden 3 der Anschlußstreifen und den Aufhängelementen, an denen diese Streifen befestigt sind, zu verringern, sind längliche öffnungen 10 in die Streifen 1 geätzt.

Auf der siebartigen Mittelfläche 2 ist mittels zweier Zungen 4 und Verbindungszungen 6 eine Kathodenplatte 5 aus Nickel befestigt. Die aus einer Nickelpiatte mit einer Dicke von 50 μηι gestanzte Platte 5 wird zunächst durch Tauchen in eine Nickelsuspension mit einer

schwarzen Nickelpulverschicht 8 bedeckt, die auf der Platte 5 festgesintert wird. Danach werden die Zungen 6 im rechten Winkel abgewinkelt (F i g. 5) und die von den Zungen 6 abgewandte Oberfläche der Kath adenplatte 5 wird mit einer ersten Emissionsschicht T, die ΙΟΟμπι s dick sein kann, bedeckt Diese Schicht kann aus dem üblichen Karbonatgemisch von Barium, Strontium und Kalzium bestehen und wird über der schwarzen Schicht

8 angeordnet Dann wird die Kathodenplatts 5 mit der Emissionsschicht T auf die gelochte Mittelfläche 2 des to bandförmigen Körpers 1 gelegt und mit einem Stempel 11 angedrückt (Fig.7 und 8). Der Druck kann 200g betragen. Dann werden die Zungen 4 des bandförmigen Körpers 1 über die Zungen 6 aufwärts gebogen und bei

9 an die Zungen 6 geschweißt Da die Verbindungslinie is der Schweißpunkte 9 senkrecht zur Längsachse des bandförmigen Körpers 1,2,3 steht, weisen sie dasselbe Potential auf. Da die Kathodenplatte 5 durch die erste Emissionsschicht 7', die einen verhältnismäßig hohen Widerstand aufweist, von der Mittelfläche 2 getrennt ist, wird diese siebartige Mittelfläche somit nicht durch die Platte 5 kurzgeschlossen.

Danach werden die aneinander geschweißten Zungen 4 und 6 abgewinkelt und angedrückt, bis sie auf der schwarzen Oberfläche der Platte 5 anliegen, wonach eine zweite Emissionsschicht 7 mit einer Dicke von 60 μπι auf der von der Platte 5 abgewandten Oberfläche der erweiterten Mittelfläche 2 vorgesehen wird.

Die siebartige Mittelfläche 2 ist somit vollständig im

Emissionsmaterial eingebettet, so daß der Widerstand für den Emissionsstrom sehr niedrig sein kann. Außerdem besteht keine Gefahr eines Lösens oder Abbröckdns der Schicht mehr.

Die beschriebene Kathode hat eine sehr kurze Anheizzeit, da die Wärmeableitung über die Enden 3 sehr gering ist während die Erhitzungsenergie infolge der großen Wärmeausstrahlung .der schwarzen Schicht £ verhältnismäßig hoch sein kann. Da diese Ausstrahlung erst bei hoher Temperatur der Kathode von Bedeutung ist kommt diese Erhitzungsenergie bei niedriger Temperatur, bei der die Strahlung noch minimal ist dem Anheizen der Kathode zugute. Die Arbeitstemperatur kann dadurch in einigen Sekunden erreicht werden. Die Kathode bildet ein verhältnismäßig festes Ganzes, weil das Material des bandförmigen Körpers nicht zugleich als Untergrund für das Emissionsmaterial zu dienen braucht und somit aus einem hochschmelzenden Metall, vorzugsweise Wolfram, bestehen kann. Die Kathodenplatte 5 dient als Träger für die Emissionsschicht und besteht somit vorzugsweise aus Kathodennickel. Diese Kathodenplatte 5 verleiht der siebartigen Mittelfläche 2 zusammen mit den Emissionsschichten 7,7' eine größere Festigkeit so daß die Spannkraft zum Straffhalten des bandförmigen Körpers 1,2 und 3 nicht kritisch ist.

Die Form der erweiterten Mittelfläche kann beliebig, z. B. viereckig oder oval, gewählt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen