DE2808134A1

DE2808134A1 - Vorratskathode

Info

Publication number: DE2808134A1
Application number: DE19782808134
Authority: DE
Inventors: Norbert Bischof; Ulrich Herrmann; Karl Schnur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-02-25
Filing date: 1978-02-25
Publication date: 1979-08-30

Description

Vorratskathode Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorratskathode mit elektrischem Heizelement und einem porösen, wenigstens zweischichtigen Vorratskörper, in dessen Poren Emissionsmaterial eingelagert ist Bei Vorratskathoden mit einem porösen Vorratskörper ist es bekannt, daß die Lebensdauer solcher Kathoden unter anderem von zwei Gegebenheiten beeinflußt ird Zum edlnerL findet eine Verdampfung des Emissionsmaterials statt Zum anderen ist die Menge des Emissionsmaterial von der Porosität des Vorratskörpers abhängig Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorratskathode hinsichtlich ihrer Lebensdauereigenschaften zu verbessern Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der die Emissionsoberfläche aufweisende poröse Schichtkörper eine geringere Porosität aufweist, als der darunterliegende Schichtkörper Durch die erfindungsgemäße Vorratskathode wird einerseits die Abdampfungsrate möglichst klein gehalten und andererseits genügend Emissionsmaterial zur Verfügung gestellt. Dabei zeigt sich, daß die angegebene Porosität der Schichtkörper ein besonders günstiges Lebensdauerverhalten zeigt.
Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch im Querschnitt eine Vorratskathode, mit einem Heizelement 5, das in der topfförmigen Höhlung einer Metallhülse 1 angeordnet ist Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein dreischichtiger Aufbau des Vorratskörpers dargestellt, wobei der untere Schichtkörper aus einem Vollmaterial aus Wolfram oder Molybdän besteht Die innere, bzw. bei einem zweischichtigen Aufbau untere Porenschicht 3, hat bevorzugt einen Porenanteil von etwa 25 bis 30%. Die obere, äußere Deckschicht 4, die die Emissionsoberfläche 5 aufweist,ist bevorzugt dünner als die großporige Schicht 3 und besitzt einen Porenanteil von 10 bis 20%, insbesondere von etwa 15%. 2 Die großporige Schicht 3, die etwa 30% Poren aufweist, besitzt eine Dicke von vorzugsweise größer 0,5mm und kann genügend Emissionsmaterial in ihren Poren aufnehmen.
Die dünnere kleinporige Schicht 4 hat eine Stärke von etwa 0,1mm. Ihre Dicke liegt bevorzugt zwischen 0,02 und lmm Sie besitzt einen Porenanteil von etwa 15% und bewirkt, daß die Abdampfung aus der darunterliegenden großporigen Schicht 3 wesentlich reduziert wird Diese kleinporige Schicht 4 ist aber bei der angegebenen Porosität noch durchlässig genug, um die Nachlieferung von Emissionsmaterial zu gewährleisten.
Die großporige Schicht 3 wird bevorzugt durch Pressen von Wolframpulver mit einer Körnung von 10 bis 40/u, insbesondere etwa 15/u hergestellt. Auf diese Schicht wird dann die feinporige Deckschicht 4 aus Wolframpulver mit einer Körnung von 2 bis 10/u, insbesondere etwa 4 bis 6/u hergestellt. Das Pressen der zwei bzw. drei Schichten erfolgt zweckmäßig gleichzeitig in einem Arbeitsgang.
Die Füllung mit Emissionsmaterial der geschichteten Vorratskörper kann zum einen wie bekannt, durch Imprägnieren, d.h.
durch Einschmelzen von BaCaAl203 bei 17500C in Wasserstoff vorgenommen werden.
Eine besonders güntige Herstellungsmethode besteht aber darin, daß dem Wolfram bzw. Wolfram-Molybdän-Pulvergemisch 10 bis 30%, vorzugsweise etwa 20% des Volumens vor dem Pressen das BaCaAl203 zugemischt wird Je nach dem gewählten Preß-23 druck und der Vermischung des Materials kann der Porenanteil der größerporigen Schicht zusätzlich gesteuert werden. Der gepresste Schichtvorratskörper wir anschließend in Wasserstoff gesintert. Bei derartigem aus vorgemischtem Wolfram und Aluminat oder aus vorgemischtem Wolfram-Molybdän-Aluminat hergestellten Vorratskathoden kann das sogenannte Imprägnieren durch nachträgliches Einschmelzen eines Emissionsstoffes entfallen.
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Claims

Patentansprüche 1 Vorratskathode mit elektrischem Heizelement und einem porosen, wenigstens zweischichtigen Vorratskörper, in dessen Poren Emissionsmaterial eingelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Emissionsoberfläche (5) aufweisende poröse Schichtkörper (4) eine geringere Porosität aufweist, als der darunterliegende Schichtkörper (3), 2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Emissionsoberfläche aufweisende Schichtkörper (4) einen Porenanteil von 10% bis 20%, insbesondere etwa 15% aufweist.
3. Vorratskathode nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größerporige Schichtkörper (3) einen Porenanteil von 15% bis 50%, vorzugsweise 25% bis 35%, insbesondere etwa 30% aufweist.
4. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenanteil des größerporigen Schichtkörpers (3) etwa doppelt so groß ist wie der des kleinerporigen Schichtkörpers (4).
5. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des kleinerporigen Schichtkörpers (4) geringer ist als die des größerporigen Schichtkörpers.
6. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinerporige Schichtkörper (4) durch Pressen von Metallpulver, von 2 bis 10/u Korngröße hergestellt ist
7. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größerporige Schichtkörper (3) durch Pressen von Metallpulver von 10 bis 40/u Korngröße hergestellt ist
8. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Schichtkörper (3, 4) aus Wolfram, Molybdän oder einem Gemisch dieser Metalle hergestellt sind
9. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizelement (5) zugewandt, ein dritter Schichtkörper (2) aus Vollmaterial vorgesehen ist
10. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtkörper (2) aus Vollmaterial, aus dem gleichen Material besteht wie die porösen Schichtkörper (3,4),
11. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichtkörper (2, 3, 4) durch Pressen und Sintern hergestellt sind.
12. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichtkörper (2, 3, 4) durch Pressen und Sintern miteinander verbunden sind