DE2325274C3 - Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre - Google Patents
Direkt heizbare Kathode für eine elektrische EntladungsröhreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanihanhexaborid
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 une 857. Eine solche Kathode hat als
nahezu punktförmige Elektronsnquell· den Nachteil,
daß das gekrümmte Ende der haarnadelförmigen Glühdrahtes für eine gute Bündelung d- r 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.-°/o) 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 festgesehweiQt ist, wobei def Anteil des Lanthanne=
xaborids höchstens 30 Gew.-% des Gemisches bildet. In
der einfachsten Form ist der Glühdraht ein haarnadelförmig
abgebogener Draht, auf dessen Spitze die Molybdänplaite festgeschweißt ist. Bei Kathoden etwas
größeren Durchmessers kann als Glühdraht ein zickzackförmig abgebogener oder spiralförmig gewikkelter
Draht oder es können zwei Haarnadeldrähte verwendet werden.
Die Molybdänplatte kann zugleich mit der dara', f gepreßten Schicht aus Pulver gepreßt werden oder aus
kompaktem Metall bestehen. Das Wolframborid besteht vorzugsweise aus WjB oder WiB>
Dabei wird keine starke Bildung von freiem Lanthan erhalten. Sofern Rhenium verwendet wird, wird es in Form von
Pulver dem Lanthanhexaborid beigemischt, wodurch 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 1400° C 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 Hartglasröttrenbocien.
in den Zuführungsdrähte 2 und 3 aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung eingeschmolzen sind. Ein
Wolframdraht 4 mit einem Durchmesser von OJ 8 mm ist an den Drähten 2 und 3 festgeschweißt. Auf der
Spitze des haarnadelförmigen Drahtes 4 ist ein komprimierter Kathodenkörper festgeschweißt, der aus
einer Molybdänpulverpl<e 5 besteht, auf der eine
Schicht aus einem Gemisch von Rheniumpulver und Lanthanhexaborid in einem Gewichtsverhältnis von
5 :2 angebracht ist
Das (violybdänpulver 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 1600° C entgast und auf 1500° C aktiviert. Der
Sättigungsstrom bei 1400"C kann bis zu 25 A/cm2 betragen.
Die Gesamtdicke des Kathodenkörpers (5, 6) ist 0,3 mm und der Durchmesser beträgt I mm.
Claims (2)
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 WjB oder WjBs
besteht
ι»
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