DE2215477A1

DE2215477A1 - Vorratskathode, insbesondere mkkathode

Info

Publication number: DE2215477A1
Application number: DE2215477A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Huebner; Helmut Dr Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1973-10-11
Also published as: IT981639B; CA1012600A; DE2215477C3; FR2177716A1; FR2177716B1; GB1404473A; US3821589A; DE2215477B2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den 29. MRZ 1972 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

72/1053

Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode

Die Erfindung betrifft eine Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, bei der emissionsfordernde Substanz aus einem Vorratsbehälter durch eine diesen überdeckende poröse WoIfram-Scheibe zur Emissionsfläch'e gelangt, diese' aktive Oberfläche gegebenenfalls einen zusätzlichen Metallüberzug aus einem oder mehreren Metallen, wie Rhenium, Osmium oder dergleichen aufweist, der Vorrat vorzugsweise aus Bariumoxid besteht und bei der in den bereits dicht mit der metallüberzogenen Emissionsstoffträgerscheibe verbundenen, mit Vorratssubstanz versehenen zylindrischen Vorratsbehälter,, vorzugsweise unter Zwischenfügen eines< Wolfram-Drahtbausches ein dicht verschließender Schraubverschluß geschraubt ist.

Sie hat besondere Bedeutung für Vorratskathoden kleiner Abmessungen, wie sie z.B. in Kathodenstrahl - insbesondere Bild- und Aufnahmeröhren - Anwendung finden, y _

Zur Erzeugung des als emissionsfordernde Substanz üblicherweise verwendeten Bariums wird in den weitaus meisten Fällen Bariumoxid als Vorratssubstanz verwendet. Bariumoxid hat außer dem Vorteil der leichten Zerlegbarkeit bei den in Frage kommenden Temperaturen jedoch den bei der Fertigung zum Teil zu erheblichen Schwierigkeiten führenden Nachteil, daß es hygroskopisch ist und auch mit anderen Bestandteilen der Luft reagiert. Das bei Anwesenheit von Feuchtigkeit z.B» entstehende Barium-Hydroxid gibt Anlaß zu verschiedenartigen Störungen»

VPA 9/170/2024 Sn/Fck 309841/0635- . -2- '

In der Offenlegungsschrift 1 954 06? ist bereits eine Vorratskathode, vorzugsweise Metallkapillarkathode, großer Dimension mit ringförmiger poröser Emissionsstoff trägerscheibe vorgeschlagen worden, bei der in dem Vorratsbehälter aus Molybdän auf dem der Emissionsfläche abgekehrten Ende eine oder mehrere als Vorratsbehälter hohl ausgebildete Schraubverschlüsse aus z.B* Tantal mit einer Folie derart abdichtend eingeschraubt sind, daß erst bei Inbetriebnahme der Kathode im betreffenden Entladungsgefäß die Folie die Vorratssubstanz dadurch frei gibt, daß diese selber beim Anpumpen platzt oder ihre mit Paraffin hergestellte dichte Randverbindung gelöst wird. Diese Maßnahme, die sich bei Kathoden großer Dimension außerordentlich bewährt hat, ist jedoch für Kathoden kleinerer Abmessungen, wie sie z.B. in Bildwiedergabe- und Aufnahmeröhren verwendet werden, zu aufwendig.

Aber auch eine für kleine Abmessungen vorgesehene Kathode nach DBP 1 814 059 hat sich insbesondere dann nicht mehr bewährt, wenn die Abmessungen entsprechend den neueren Anforderungen weiter und weiter verkleinert werden müßten. Diesihat letzten Endes seine Ursache darin, daß in.beiden Fällen es einfach unmöglich ist, unterhalb gewisser Dimensionen die vorgesehenen Gewinde überhaupt noch oder in gewissen Zwischendimensionen nur rioch unter Anfall großer Kosten anzubringen. Es war deswegen nach einer Lösung zu suchen, die für alle Dimensionen, insbesondere aber für kleinste Kathoden ohne unerträglichen Aufwand realisierbar ist.

Entsprechend besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine aus etwa zwei Einzelbauteilen bestehende Kathode zu schaffen, deren Einzelbauteile beliebig lange lagerfähig sind und deren Zusammenbau ohne jegliche Wärmebehandlung unmittelbar vor dem Einbau in einfachster Weise erfolgen kann.

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Erreicht wird dies bei einer im ersten Absatz beschriebenen Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, bei der emissionsfordernde Substanz aus einem Vorratsbehälter durch eine diesen überdeckende poröse Wolframscheibe zur Emissionsfläche gelangt., diese aktive Oberfläche gegebenenfalls einen zusätzlichen Metallüberzug aus einem oder mehreren Metallen, wie Rhenium, Osmium oder dergleichen aufweist·, der Vorrat vorzugsweise aus Bariumoxid besteht und bei der in den bereits dicht mit der metallüberzogenen Emissionsstofftragerscheibe verbundenen, mit Vorratssubstanz versehenen zylindrischen Vorratsbehälter vorzugsweise unter Zwischenfügen eines Wolfram-Drahtbausehes ein'dicht verschließender Schraubverschluß geschraubt ist', nach der Erfindung dadurch, daß der Verschluß als Bauteil im wesentlichen aus einer massiven Scheibe aus hochschmelzendem Metall wie Molybdän und einem mit dieser eine Einheit bildenden zentralen, über beide Stirnseiten hinausragenden, zum Teil mit Gewinde ausgebildeten Zylinderbolzen besteht, auf dessen längeres Ende ein darübergesteckter isolierter Heizer mit· Heizereinkittmasse festgelegt und bei hoher Temperatur festgesintert ist.

Durch diese Maßnahme wird ein .Verschlußbauteil, das besonders einfach herzustellen ist und keine besondere Präzision erfordert, geschaffen. Bei seiner Herstellung wird von Vollmaterial ausgegangen, so daß alle Schwierigkeiten, kleine Hohlräume zu schaffen und gar noch an ihrer Peripherie Gewinde anzubringen, entfallen.

Bei einer technisch besonders einfachen Bauform ist anstelle eines aus einem Stück hergestellten Bauteils eine getrennte zweiteilige Herstellung angewendet, bei der der Bolzen durch eine übliche Hochtemperaturlötung dicht mit der massiven Scheibe verbunden ist.

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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dient von der Scheibe des Verschlußbauteils die Mantelfläche derart zum Befestigen des Abstrahlungs- und Halterungsfolienzylinders, daß sich dieser weder mit dem eingekitteten Heizer noch mit dem Kathodenkörper ^, bzw. der Emissibnsstoffträgerscheibe direkt in wärmeleitendem Kontakt befindet.

Erfindungsgemäß ist weiter der im wesentlichen den Vorratsbehälter bzw. den eigentlichen Kathodenkörper bildende Zylinder außer mit einem vorgesehenen zentralen Innengewinde an seinen beiden Stirnseiten derart im gleichen Sinn kegelig abgeschrägt, daß für die dichte Befestigung der porösen Emissionsstoffträgerscheibe die äußere scharfe Kante der einen Seite für einen genügend hohen Anpressdruck mit dem Verschlußbauteil die innere scharfe Kante der anderen Seite dient.

Das Gewinde ist auch hier auf einfachste Weise herzustellen, da es sich um ein durchgehendes Gewinde im Vollmaterial handelt.

Ein Verfahren zum Herstellen der beschriebenen Vorratskathode ist dadurch besonders gekennzeichnet, daß nach Einbringen des Wolfram-Drahtbausches in den hinterdrehten Raum des Vorratsbehälters (Kathodenkörpers) die poröse Wolfram-Scheibe aufgeschweißt, dann gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Metallschicht versehen wird und daß dann etwa vor Inbetriebnahme der Kathode nach Einführen einer Vorratstablette das kombinierte Heiz-Verschlußbauteil in den Vorratsbehälter gegen eine scharfe Kante unter genügendem Druck abdichtend eingeschraubt wird.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand des in der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind darin unbezeichnet oder fortgelassen,

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In der Figur ist mit 1 als Bestandteil des erfindungsge- ' mäßen Verschlußteils eine massive Scheibe aus hochschmelzendem Metall, wie z.B. Molybdän, bezeichnet, die dicht mit einem zentralen, über beiden Stirnseiten hinausragenden, zum Teil mit Gewinde versehenen Bolzen 2 und 3 verbunden ist, falls nicht beide Teile aus besonderem Grund aus einem Stück gefertigt werden. Auf das eine freie längere Ende 3 dieses Bolzens _Λ das im Bedarfsfalle auch mit einem·Gewinde versehen sein kann, wird ein isolierter Heizer 4 aufgesteckt, mit Heizereinkittmasse 5 festgelegt und beides zusammen bei hoher Temperatur versintert, so daß eine leicht zu handhabende Einheit von Schraube und Heizer als ein kombiniertes Verschlußbauteil entsteht.

Gegenstück zu diesem Verschlußbauteil ist ein ebenfalls aus einem hochschmelzenden Metall, wie z.B. Molybdän, bestehender Zylinder 6. Außer einem zentralen Innengewinde 7 ist dieser Zylinder an beiden Seiten im gleichen ·- Sinn derart abgeschrägt, daß auf der einen Seite eine äußere scharfe Kante 8 besteht, auf die die poröse Wolfram-Scheibe 10 leicht aufgeschweißt werden kann, während auf der anderen Seite eine scharfe Innenkante.9 vorhanden ist, mit der beim späteren Zusammenbau der aufzubringende Eindrückdruck durch die Schraube genügend groß gemacht werden kann, so daß damit eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet ist. Vor dem Aufschweißen der porösen Emissionsstoffträgerscheibe 10 auf den Vorratsbehälter, bzw.-eigentlichen Kathodenkörper, darstellenden Zylinder 6 mit der Kante 8 wird noch die sogenannte Wolfram-Watte 11 in den hinterdrehten Raum innerhalb der scharfen Kante 8 eingebracht. Vorratsbehälter 6, Emissionsstoffträgerscheibe 10 und Wolfram-Drahtbausch 11 bilden eine weitere Baueinheit, die beliebig lange ohne zusätzliche" Sorgfalt lagerfähig ist. Sie- kann auch jederzeit einer Hochtemperaturbehandlung in reduzierender Atmosphäre unterzogen werden.

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So kann z.B. die Wolfram-Scheibe 10 chemisch mit Osmium belegt werden, wozu ein Reduktions.vorgang bei höherer Temperatur erforderlich ist. Außerdem kann diese Osmiumschicht aber auch z.B. bei 1300⁰C in das Gefüge der Wolfram-Scheibe einlegiert werden, wodurch die Sicherheit im späteren Emissionsverhalten außerordentlich gesteigert wird. Schließlich kann auch noch eine Abdichtung der Scheibe gegen Gasdurchtritt bis zur Inbetriebnahme vorgesehen werden.

In die -nun fertige und zusätzlich behandelte Bauteilkombinati'on aus Vorratsbehälter 6, Emissionsstoffträgerscheibe 10 und Wolfram-Drahtbausch 11 wird z.B. etwa unmittelbar·, vor dem Einbau der Kathode in das betreffende Entladungsgefäß' eine Vorratstablette 12 eingegeben und in das Innengewinde 7 der Heizerkombinationsverschluß abdichtend festgeschraubt. Ein Strahlungsschutzfolienzylinder 13., der gleichzeitig der Halterung im System dienen kann, wird auf die äußere Zylinderfläche 14 der massiven Scheibe aufgeschweißt. Dabei hat der Strahlungsschutzfolienzylinder 13 weder direkten wärmeleitenden Kontakt mit dem Heizer noch mit der porösen Emissionsstoffträgerscheibe, so daß seine Temperatur wesentlich niedriger als sonst üblich liegt. Hinzu kommt, daß der z.B. aus Molybdän bestehende Bolzen 3 die Wärme unmittelbar vom Heizer zum Kathodenoberteil leitet, so daß eine hervorragende Wärmeökonomie vorhanden ist.

1 Figur

5 Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

t.^/Vorratskathode, insbesondere MK-Kathode, bei der emissionsfördernde Substanz aus einem Vorratsbehälter durch eine diesen, überdeckende poröse Wolframscheibe zur Emissionsfläche gelangt, diese aktive Oberfläche . gegebenenfalls einen zusätzlichen Metallüberzug aus einem·· öder mehreren Metallen, wie Rhenium, Osmium oder dergleichen aufweist, der Vorrat vorzugsweise aus Bariumoxid besteht und bei der in den bereits, dicht mit der metallüberzogenen Emissionsstqffträgerscheibe verbundenen zylindrischen, mit Vorratssubstanz versehenen Vorratsbehälter vorzugsweise unter Zwischenfügen eines Wolfram-Drahtbausehes ein dicht verschließender Schraubverschluß geschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß als Bauteil im wesentlichen aus einer massiven Scheibe (1) aus hochschmelzendem Metall wie Molybdän'und einem mit dieser eine Einheit bildenden zentralen, über beide Stirnseiten hinausragenden, zum (Deil mit Gewinde ausgebildeten Zylinderbolzen (2,3) besteht, auf dessen längeres Ende (3) ein darübergesteckter isolierter Heizer (4).mit Heizereinkittmasse (5) festgelegt und bei hoher Temperatur festgesintert ist.
2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Verschlußbauteil die Scheibe (!) mit dem Schraubbolzen (2,3,) z.B. durch eine übliche Hochtemperatur-Lötung dicht verbunden ist. .
3. Vorratskathode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Scheibe (1)_Ndes Verschlußbauteils die Mantelfläche (14) zum Befestigen des Abstrahlungs- und Halterungsfolienzylinders(13) insbesondere derart dient,

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daß sich dieser weder mit dem eingekitteten Heizer (4,5) noch mit dem Kathodenkörper (6) bzw. der Emissionsstoffträgerscheibe (10) direkt in wärmeleitendem Kontakt befindet.

Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen den Vorratsbehälter bzw. den eigentlichen Kathodenkörper bildende Zylinder (6) außer mit einem zentralen Innengewinde (7) versehen^an seinen beiden Stirnseiten derart im gleichen Sinne kegelig abgeschrägt ist, daß für die dichte Befestigung der porösen Emissionsstoffträgerscheibe (10) die äußere scharfe Kante (8) der einen Seite und von der anderen Seite die innere scharfe Kante (9) für einen genügend hohen Anpressdruck mit dem Verschlußbauteil dient.

Verfahren zum Herstellen einer Vorratskathode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einbringen des Wolfram-Drahtbausches (11) in den hinterdrehten Raum des Vorratsbehälters (6) (Kathodenkörpers) die poröse, später gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Metallschicht zu versehenen Wolfram-Scheibe (10), aufgeschweißt wird und daß dann etwa vor Inbetriebnahme der Kathode nach Einführen einer Vorratstablette (12) das kombinierte Heiz-Verschlußbauteil (1,2) in den Vorratsbehälter (6) gegen eine scharfe Kante (9) unter genügendem Druck abdichtend eingeschraubt wird.

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