DE2457035C3 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungsrohre mit einer Oxidkathode - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungsrohre mit einer OxidkathodeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren f>5 entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Herstellung elektrischer Entladungsröhren stellt sich heraus, daß in vielen Fällen der genannte
Oberzug der Oxidkathode, der aus einer emittierenden, ein oder mehrere Carbonate enthaltenden Schicht
besteht, beschädigt wird. Dies ist insbesondere der Fall,
wenn dieser Überzug porös ist Es stellt sich heraus, daß derartige Beschädigungen bei einer glatten aus sehr fein
gemahlßnen Teilchen bestehenden emittierenden Schicht in geringerem Masse auftreten, aber eine solche
Schicht weist ungünstigere Emissionseigenschaften auf. Die Beschädigungen werden der Tatsache zugeschrieben,
daß die Kathode während des Einschmelzens des Trägers in die Wand der Umhüllung einige Minuten lang
eine Temperatur von etwa 300 bis 450" C erreichen kann. Dabei zersetzt sich das meist aus Nitrocellulose
bestehende erste Bindemittel wenigstens teilweise und die Kathode wird sehr verletzbar.
Aus der britischen Patentschrift 7 32 439 ist es bekannt, das aus Nitrocellulose bestehende erste
Bindemittel mit einem zweiten Bindemittel, und zwar einem Kunstharz, wie einem Gemisch eines Kondensationsprodukts
von Phenol und Furfural, zu mischen, das bei den genannten Temperaturen von 400 bis 5000C bei
einer nicht lange dauernden Erhitzung temperaturbeständig ist Dieses Kunstharz übernimmt die Bindemittelwirkung,
wenn sich die Nitrocellulose zersetzt Das Kunstharz zersetzt sich bei einer viel höheren
Temperatur und verschwindet beim Aktivieren der Oxidkathode bei ei^er Temperatur von etwa 12000C,
nahezu ohne Rest
Ein Nachteil des in der genannten britischen Patentschrift 7 32 439 beschriebenen Verfahrens besteht
darin, daß vo/ allem bei Umhüllungen mit einem
Inhalt von mehr als 2 I, wie z. B. von Fernsehbildröhren,
der Kathodenüberzug doch noch Beschädigungen aufweist
Ein weiterer Nachteil ist der, daß das angewandte Gemisch von Bindemitteln und Carbonaten schwer
haltbar ist und keine konstante Viskosität aufweist und daher jeden Tag aufs neue hergestellt werden muß, was
sehr kostspielig ist
Weiter ist aus der US-PS 36 25 75i*dn Verfahren zum
Herstellen einer Oxidkathode bekannt, bei dem Polymethacrylate neben Nitrocellulose und anderen
Stoffen als Bindemittel verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird die Kathode während des Evakuierens
erhitzt wobei das Bindemittel zerfällt und verdampft. Da die Nitrocellulose schon zum größten Teil während
des Einschmelzens der Kathode in die Röhre verschwindet ist während des Evakuierens fast kein Binder mehr
in der Kathode vorhanden, so daß diese durch das Aufprallen der beim Evakuieren entstehenden Wassertropfen
leicht beschädigt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Entladungsröhre
mit einer Oxidkathode gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß die
Oxidkathode nach dem Evakuieren der Umhüllung noch völlig unbeschädigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß während der Evakuierung der Entladungsröhre, wobei
die abgesaugte Luft entlang der Kathode streift, sich infolge von Kondensation in der mehr oder weniger
feuchten Luft kleine Wassertropfen bilden. Diese Wassertropfen stoßen mit großer Geschwindigkeit
gegen die Kathode und können dabei Teile des KathodenQberzuges zerstören. Diese Erscheinung ergibt
sich insbesondere bei der Herstellung von Elektronenstrahlröhren, bei denen sich der Pumpstengel,
durch den die Röhre evakuiert wird, am Ende des Halses befindet
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kathodenüberzug erhalten, der während
der Herstellung der elektrischen Entladungsröhre, bis diese evakuiert ist sogar bei einer nicht lange iu
dauernden Erhitzung bis zu 4500C genügend hart bleibt
und dadurch weniger schnell beschädigt wird.
Schließlich hat sich noch herausgestellt daß die genannten zweiten Bindemittel einen günstigen Einfluß
auf die Emission der Oxidkathode sofort nach der η Aktivierung ausüben.
Aus der US-Patentschrift 25 52 654 ist es zwar bekannt die Zersetzung der Nitrocellulose während des
Einschmelzens des Trägers der Oxidkathode durch Zusatz hochsiedender Stoffe, wie Triäthylenglycol-di-2- χ
äthylbutyrat zu verzögern, aber auch bei der Herstellung nach diesem Verfahren treten, wie gefunden wurde,
doch noch Beschädigungen des Kathodenüberzuges durch den Beschüß mit Wassertropfen auf.
Die Weiterbildungen der Erfindung nach den :■
Ansprüchen 2 bis 4 haben den Vorteil, daß sich gut haltbare Suspensionen ergeben.
Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert
Das erste Bindemittel wird in allen Beispielen gebildet durch eine Lösung von:
60 g Nitrocellulose in 1700 ml Diäthylcarbonat und r> 300 ml Diäthyloxalat
10 g Ba-Sr-Carbonatpulver werden 2 g Poly(bis)maleinimid
zugesetzt und gründlich mit Hilfe eines Mörsers gemischt Dieses Gemisch wird in 200 ml einer Lösung
aus einem ersten Bindemittel (siehe oben) mit Hilfe eines kräftigen Rührers suspendiert Mit der gebildeten
Suspension werden Kathodenträgeroberflächen bespritzt bis ein Überzug mit einer Dicke von 65 μπι und r>
einem Gewicht pro Volumeneinheit von 0,75 g/cm3 erhalten ist Dann werden die bespritzten Kathoden bei
etwa 3000C 1 Minute lang zur Montage in der elektrischen Entladungsröhre getrocknet und gehärtet
Beijpiel 2
HOg Ba-Sr-Carbonatpulver werden in 400 cm3 aus
einer 5 gew.-%igen Lösung von Poly-pyromellit-imid in
n-Methyl-2-pyrrolidon aufgerührt Das Carbonatpulver wird nach 5minütirem Rühren abfiltriert und in Luft bei v>
8O0C getrocknet. Das getrocknete Pulver wird anschließend
in 200 cm3 Bindemittellösung suspendiert. Die Fertigstellung erfolgt weiter auf die im Beispiel 1
beschriebene Weise.
550 g Ba-Sr-Carbonatpulver werden in 1000 cm3 Bindemittellösung suspendiert Dieser Suspension werden
80 g einer Lösung aus 3,1 gew.-°/oigem hochmolekularem Acrylatharz (z.B. Polymethylmetacrylat) in «->
Aethylacetat unter kräftigem Rühren zugesetzt Aus der erhaltenen Suspension wird ein Kathodenüberzug auf
die im Beispiel 1 beschriebene Weise gebildet
550 g Ca-Sr-Carbonatpulver werden in 1000 nvl
Bindemittellösung suspendiert Beim Anbringen dieser Suspension auf der Trägeroberfläche der Oxidkathode
in elf Spritzschiebten wird zwischen der fünften und der
sechsten Spritzschicht und auf der elften Spritzschicht eine Spritzschicht aus einer 5 gew.-%igen aromatischen
Polyamidlösung in n-Methyl-2-pyrrolidon mit Hilfe einer zweiten Spritzvorrichtung angebracht Dann wird
auf die in den vorhergehenden Beispielen beschriebene Weise getrocknet und ausgehärtet
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Entladungsröhre, die durch das erfindungsgemäße
Verfahren hergestellt ist
Die Umhüllung 1 besteht aus einem Hals 2, in dem der
Elektronenstrahlerzeuger 3 montiert ist, einem kegeligen Teil 4 und einem Frontglas 5, das auf der Innenseite
mit einer Leuchtstoffschicht 12 überzogen ist Der Elektronenstrahlerzeuger 3 besteht aus einer indirekt
heizbaren Kathode 6, einer SteuereL.*ctrode 7 und einer
Anode 8 und ist auf einem Bodenteil 9 montiert Der Bodenteil 9 wird durch Schmelzen, Druckschweißen
od. dgL an dem Hals 2 befestigt wobei der Elektronenstrahlerzeuger
3 warm wird (300 bis 4500C). Dabei kann
der Übi/zug 11 der Kathode 6 sich teilweise zersetzen,
wodurch die darin vorhandenen Carbonatteilchen nur noch in geringem Maße zusammenhängen, so daß der
Überzug leicht beschädigt werden kann. Um dies zu vermeiden, wurde nach den bekannten Verfahren ein
zweites Bindemittel mit einer Temperaturbeständigkeit unter 4500C und einer größeren Temperaturbeständigkeit
als das erste Bindemittel der Carbonatschicht zugesetzt Der Bodenteil 9 ist mit einem Pumpstengel 10
versehen, durch den die Umhüllung evakuiert wird. Dabei bilden sich, vor allem wenn die Umhüllung 1 einen
Inhalt von mehr als 21 aufweist Wassertropfen, die vom
Luftstrom zu dem Pumpstengel 10 mitgeführt werden. Diese Wassertropfen werden durch Kondensation
infolge von Abkühlung durch Expansion der Luft während der Evakuierung gebildet Da zwischen der
Steuerelektrode 7 und der Anode 8 und der Wand des Halses 2 nur eine öffnung mit einer kleinen Abmessung
vorhanden ist, geht die Luft und gehen also auch die Wassertropfen, auf dem Wege zu dem Pumprohr
größtenteils durch die öffnungen des Elektronenstrahlerzeuger.
Die Wassertropfen bewegen sich dadurch in der Richtung auf den Kathodenüberzug (Überzug 11), von dem sie Teile zerstören können. Dies
wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden, bei dem wesentlich härtere Kathoden-Überzüge
erhalten werden.
Nach Evakuierung der Umhüllung 1 wird die Kathode
b«i eiiier Temperatur von etwa 12000C aktiviert, wobei
die Carbonate in Oxide übergehen und das zweite Bindemittel verschwindet, nahezu ohne daß Reste
zurückbleiben. Dadurch, daß die Porosität der Carbonatschicht während des Einschmelzens des Bodenteiles
9 sowie während der Evakuierung der Umhüllung 1 trotz der Erhitzung auf 300 bis 4500C und der
Einwirkung der Wassertropfen erhalten bleibt, wird die Zersetzung der Carbonate nachher nicht gehen.mt und
die Kathodenemission ist vom Anfang an befriedigend.
Außer für die übliche Oxidkathode ist die Erfindung auch für zylindrische Oxidkathoden, bei denen sich die
emittierende Oberfläche auf einer Zylinderwand befindet, sowie für Röhren mit einem verhältnismäßig
großen Volumen, wie z. B. Senderöhren, von Bedeutung.
Die Erfindung ist auch von wesentlicher Bedeutung für
Farbfernsehbildröhren, in denen drei Kathoden verwendet werden und die Gefahr vor Beschädigung also auch
dreimal größer ist Beschädigung einer der Kathoden in einer derartigen Röhre macht diese Röhre unbrauchbar.
Im Beispiel 4 kann z. B. auch ein Polyamid statt eines
aromatischen Polyamids verwendet werden.
Claims (8)
1. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen
Entladungsröhre, bei dem eine Oxidkathode in eine Umhüllung eingeschmolzen wird, welche Oxidka- s
thode aus einem Träger besteht, auf dem mit Hilfe eines Bindemittels ein Oberzug aus einem Gemisch
eines oder mehrerer Carbonate angebracht wird, wobei dieses Bindemittel aus einer Lösung eines
ersten und eines zweiten Bindemittels besteht, wobei das zweite Bindemittel während des Einschmelzens
wenigstens während einiger Minuten temperaturbeständig ist und eine höhere Temperaturbeständigkeit
als das erste Bindemittel, das beim Einschmelzen der Kathode nahezu verschwindet, aufweist, da- '5
durch gekennzeichnet, daß als zweites Bindemittel mindestens ein Stoff aus der Gruppe
Polyimide, hochmolekulare Acrylatharze und Polyamide
verwendet wird, das beim Aktivieren der Kathode verschwindet.
2. Verfahsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lösung des zweiten Bindemittels mit dem Gemisch eines oder mehrerer Carbonate
gemischt und dann in einer Lösung des ersten Bindemittels suspendiert wird, wonach aus der 2s
erhaltenen Suspension der Überzug gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lösung des zweiten Bindemittels mit einer Lösung des ersten Bindemittels gemischt
wird, in der anschließend das Gemisch eines oder mehrerer Carbonate suspendiert wird, wonach aus
der erhaltei.in Suspension der Oberzug gebildet
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gemisch ernes oder mehrerer
Carbonate mit einer Lösung des zweiten Bindemittels gemischt und abfiltriert, dann getrocknet und in
einer Lösung des ersten Bindemittels suspendiert wird, wonach aus der erhaltenen Suspension der
Überzug gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch eines oder mehrerer
Carbonate in einer Lösung des ersten Bindemitteil suspendiert wird, wonach aus der erhaltenen
Suspension mindestens eine Schicht und aus einer Lösung des zweiten Bindemittels auch mindestens
eine Schicht gebildet wird, welche Schichten aufeinander angebracht werden und zusammen den
Überzug bilden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 'O dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch
Spritzen gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug nach dem Spritzen bei
einer Temperatur von etwa 300° C während etwa r>r>
einer Minute getrocknet und gehärtet wird.
8. Verfahren nach einem der obenstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidkathode
in einer Umhüllung mit einem Inhalt von mehr als 2 I angebracht wird. «>
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