DE2325274B2 - Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre - Google Patents

Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre

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Description

Die Erfindung betrifft eine direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, dem ein Stoff zugesetzt ist, der Lathan auslöst
Die bekannten Kathoden dieses Typs bestehen aus einem haarnadelförmig abgebogenen Rheniumdraht, der mit einer Lanthanhexaboridschicht auf kataphoretischem Wege überzogen ist, welche Schicht auf dem Träger festgesintert ist (»Rev. Sei. Instrum.«, Bd. 36 (1965), Nr. 6, S. 856 und 857. Eine solche Kathode hat als nahezu punktförmige Elektronenquelle den Nachteil, daß das gekrümmte Ende des haamadelförmigen Glühdrahtes für eine gute Bündelung der Elektronen nicht besonders gut geeignet ist, weil die Oberfläche konvex und nicht flach oder konkav ist. Auch ist ein sehr teuerer Glühdraht aus Rhenium erforderlich, weil Wolfram ohne besondere Zwischenschicht durch Lanthanhexaborid angegriffen wird.
Aus »Radio Engineering and Electronic Physics« 12, S. 798—802, 1967, insbesondere Seite 800, Zeile 11 von unten, ist es bekannt, gepreßtem Lanthanborid eine geringe Menge (optimal 10Gew.-%) an Rhenium, Wolfram, Titan oder Iridium zuzusetzen. Ein derartiges Gemisch läßt sich aber sehr schwer pressen. Die genannten Metalle lossen aus dem Lanthanborid Lanthan aus, das an der Oberfläche der Kathode eine niedrige Austrittsarbeit bewirkt.
Die Erfindung bezweckt, eine direkt heizbare Kathode zu schaffen, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, eine gute Fokussierung ermöglicht und außerdem eine lange Lebensdauer aufweist.
Eine direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, dem ein Stoff zugesetzt ist, der Lanthan auslöst, besteht nach der Erfindung aus einem Wolframglühdraht, auf dem eine Molybdänplatte mit einem darauf befindlichen gepreßten Gemisch aus Lanthanhexaborid und Rhenium oder aus Lanthanhexaborid mit einem Wolframborid festgeschweißt ist, wobei der Anteil des Lanthanhexaborids höchstens 30 Gew.-°/o des Gemisches bildet. In der einfachsten Form ist der Glühdraht ein haarnadelförmig abgebogener Draht, auf dessen Spitze die Molybdänplatte festgeschweißt ist Bei Kathoden etwas größeren Durchmessers kann als Glühdraht ein zickzackförmig abgebogener oder spiralförmig gewikkv'lter Draht oder es können zwei Haarnadeldrähte verwendet werden.
Die Molybdänplatte kann zugleich mit der darauf gepreßten Schicht aus Pulver gepreßt werden oder aus kompaktem Metall bestehen. Das Wolframborid besteht vorzugsweise aus W2B oder W2B5. Dabei wird keine starke Bildung von freiem Lanthan erhalten. Sofern Rhenium verwendet wird, wird es in Form von Pulver dem Lanthanhexaborid beigemischt, wodurch
'5 die Kosten gegenüber einem Glühdraht aus Rhenium gesenkt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Zusammensetzungen lassen sich die erfindungsgemäßen Gemische sehr gut pressen.
Bei der Kathode nach der Erfindung bildet das Molybdän eine Sperrschicht zwischen dem Lanthanhexaborid und dem Wolframglühdraht Dadurch wird Wolfram nicht angegriffen und somit Verkürzung der Lebensdauer vermieden. Die Wolfram-Platte kann einen kreisförmigen oder einen vieleckigen Querschnitt aufweisen und im Zusammenhang mit der Fokussierung des erzeugten Elektronenstrahls statt eben mehr oder weniger konkav sein.
Bei einer Temperatur von 14000C können mit
derartigen Kathoden günstige Emissionsdichten und lange Lebensdauern erhalten werden.
Wie andere mit Lanthanhexaborid aktivierte Kathoden sind die Kathoden nach der Erfindung auch für Entladungsröhren mit schlechten Vakuumbedingungen und für Röhren geeignet, in denen die Kathoden wiederholte Male der Luft ausgesetzt werden, wie z. B. in Elektronenmikroskopen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Kathode gemäß der
Erfindung zeigt.
In der F i g, 1 bezeichnet 1 einen Hartglasröhrenboden, in den Zuführungsdrähte 2 und 3 aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung eingeschmolzen sind. Ein Wolframdraht 4 mit einem Durchmesser von 0,18 mm ist an den Drähten 2 und 3 festgeschweißt. Auf der Spitze des haamadelförmigen Drahtes 4 ist ein komprimierter Kathodenkörper festgeschweißt, der aus einer Moiybdänpulverpiatte 5 besteht, auf der eine Schicht aus einem Gemisch von Rheniumpulver und Lanthanhexaborid in einem Gewichtsverhältnis von 5 :2 angebracht ist.
Das Molybdänpulver wird vor dem Pressen während einer halben Stunde auf 13000C in Wasserstoff erhitzt. Der Preßdruck ist 29 N/mm2. Der ganze Kathodenkörper wird 15 Sekunden lang auf 1750° C in Wasserstoff erhitzt. Die Kathode wird in der Entladungsröhre auf 16000C entgast und auf 1500° C aktiviert. Der Sättigungsstrom bei 14000C kann bis zu 25 A/cm2 betragen.
&° Die Gesamtdicke des Kathodenkörpers (5, 6) ist 0,3 mm und der Durchmesser beträgt 1 mm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, dem ein Stoff zugesetzt ist, der Lanthan auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem Wolframglühdraht (4) besteht, auf dem eine Molybdänplatte (5) mit einem darauf befindlichen gepreßten Gemisch (6) aus Lanthanhexaborid und Rhenium oder aus Lanthanhexaborid mit einem Wolframborid festgeschweißt ist, wobei der Anteil des Lanthanhexaborids höchsten 30 Gew.-% des Gemisches bildet
2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolframborid aus W2B oder W2B5 besteht
DE2325274A 1972-05-30 1973-05-18 Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre Expired DE2325274C3 (de)

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FR2186722B1 (de) 1976-09-17
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GB1378138A (en) 1974-12-18
JPS4944662A (de) 1974-04-26
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FR2186722A1 (de) 1974-01-11
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