DE2913614A1

DE2913614A1 - Direkt beheizte kathode fuer elektronenroehren

Info

Publication number: DE2913614A1
Application number: DE19792913614
Authority: DE
Inventors: Hisashi Ando; Hiroshi Fukushima; Takao Kawamura; Testuo Oyama; Hiroshi Sakamoto; Ko Soeno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1979-10-18
Also published as: GB2018504B; JPS5814017B2; FI791103A; GB2018504A; JPS54131861A; US4220891A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine direkt beheizte Kathode für Elektronenröhren.

Insbesondere ist durch die Erfindung eine direkt beheizbare Kathode für Elektronenröhren geschaffen worden, zu der ein Kathodenbasismetall gehört, bei dem es sich um eine Wolfram-Zirkon-Nickel-Legierung handelt, und bei der eine Thermoelektronen emittierende Oxidschicht auf einem flachen Teil des Grundmetalls ausgebildet ist, welche mit dem flachen Teil des Grundmetalls durch punktförmige Verbindungsstellen aus metallischem Nickel in Gestalt von auf dem flachen Teil verteiltem Nickelpulver verbunden ist.

Seit einiger Zeit besteht auf dem Gebiet der Fernsehkameraröhren, verschiedener Arten von Kathodenstrahlröhren, .Fernsehbildröhren usw. in Verbindung mit der Entwicklung sog. Schnellstart-Elektronenröhren, die innerhalb etv/a einer Sekunde betriebsbereit sind, nachdem der Schalter zum Einschalten der Elektronenquelle geschlossen worden ist, eine besondere Nachfrage, und es wurde bereits vorgeschlagen, direkt beheizte Kathoden anstelle der bis jetzt gebräuchlichen indirekt beheizten Kathoden zu verwenden.. Die direkt . beheizte Kathode besteht aus einer Schicht aus Thermoelektronen emittierenden Oxiden, z.B. Alkalierzmetalloxiden, die auf einem flachen Teil eines Kathodenbasismetalls gebildet ist, bei dem es sich um eine hitzebeständige Legierung handelt; damit Thermoelektronen von den Oxiden emittiert werden, wird ein elektrischer Strom von dem flachen Teil des Basismetalls aus unmittelbar durch die Oxidschicht geleitet. Das Kathodenbasismetall muß im wesentlichen die nachstehend genannten Eigenschaften haben:

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a) Während einer langen Zeit muß eine ausreichende und stabile Emission von Elektronen gewährleistet sein. Beispielsweise darf die Elektronenemission nach einer Betriebszeit von 20 000 Stunden nicht unter 70% der anfänglichen Elektronenemission liegen.

b) Die Schwankungen der Einsatzspannung müssen gering sein und dürfen z.B. 2 V nicht überschreiten.

c) Die Alkalierzmetalloxide, d.h.' die Oxide von Barium, Strontium und Calzium, dürfen nicht von der Unterlage abblätternc

d) Das einen Widerstand bildende Basismetall muß bei der normalen Temperatur einen spezifischen Widerstand von über 50 Mikro-Ohm-cm haben, und der spezifische Widerstand bei 800⁰C muß über 80 Mikro-Ohm-cm liegen.

e) Bei einer erhöhten Temperatur, von z.B. 800 bis 900⁰C muß

die Festigkeit über 15 kg/mm liegen.

f) Das Basismetall muß mit Hilfe der Pulvermetallurgie herstellbar sein und sich gut sintern lassen.

g) Das Grundmetall muß sich im kalten Zustand gut walzen und auf eine Stärke von weniger als 50 Mikrometer bringen lassen, wobei die Schwankungen der Stärke 5% nicht überschreiten.

Beschreibungen von Basismetallen auf der Grundlage von Wolfram-Nickel-Legierungen finden sich in der japanischen Patentveröffentlichung 21008/69, der japanischen Offenlegungsschrift 57771/77 sowie den US-PSen 4 079 164 und 4 081 713.

Zwar offenbart die japanische Patentveröffentlichung 21008/67 den Zusatz einer Verunreinigung bzw. eines Störstoffs in Form von Zirkon, Silizium, Aluminium oder dgl. als Reduktionsmittel zu einer Wolfram-Nickel-Legierung, doch hat das vorgeschlagene Basismetall nicht die Aufgabe, eine Elektronenemission über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.

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Gemäß der japanischen Offenlegungsschrift 57771/77 wird in einem Vergleichsbeispiel vorgeschlagen, ein Kathodenbasismetall in Form einer Legierung zu verwenden, die 0,h% Zirkon enthält, auf die gesamte Oberfläche des flachen Teils Nickelpulver aufzubringen und dann einen Brennvorgang durchzuführen,-um auf der Nickelschicht eine Oxidschicht zu erzeugen. Jedoch ergeben sich aus den Thermoelektronen-Emissionseigenschaften der Kathode verschiedene Probleme. In der japanischen Offenlegungsschrift 108 770/77 ist eine Kathode beschrieben, zu deren Herstellung eine Nickelschicht auf die gesamte Fläche des ebenen Teils oder das gesamte Basismetall aufplattiert wird, woraufhin eine Diffusion mittels Wärme herbeigeführt wird; danach wird eine Schicht aus Nickelpulver aufgebracht. Jedoch wird die Emission von Thermoelektronen durch die aufplattierte Schicht beeinträchtigt. Mit anderen Worten, eine solche Diffusionsschicht wird für die Emission von Thermoelektronen nicht benötigt.

In der US-PS 4 079 167 ist ein Basis- oder Grundmetall für eine direkt beheizte Kathode beschrieben, bei dem es sich um eine Legierung mit 20 - 30 Gew.-% Wolfram und 0,05 - 5 Ge\u.-% Zirkon handelt, wobei der Rest Nickel ist, doch ergeben sich bei diesem Grundmetall' Probleme bezüglich der Stabilität der Elektronenemission und der Einsetzspannung.

In der US-PS 4 081 713 ist das Aufbringen von Nickelpulver auf beide Seiten des flachen Teils des Grundmetalls zum Ausgleich des thermischen Verzuges beschrieben, doch besteht bei dem Grundmetall immer noch die Gefahr, daß es sich verformt und eine wellige Gestalt annimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine direkt beheizbare Kathode für Elektronenröhren zu schaffen, die während einer langen Zeit gute Thermoelektronen-Emissionseigenschaften beibehält und eine niedrige Einsetzspannung aufweist.

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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung einer direkt beheizbaren Kathode für Elektronenröhren gelost _f die ein Grundmetall aufweist, bei dem es sich um eine Legierung handelt, welche im wesentlichen aus 20 - .30 Gew.-% Wolfram und einer Spurenmenge von 0,25 Gew.~% Zirkon besteht, während der Rest Nickel ist, und wobei Verbindungsstellen aus metallischem Nickelpul v.er innerhalb eines flachen Teils der Vorderseite des Grundmetalls verteilt sind, und wobei eine Schicht aus Thermoelektronen emittierenden Oxiden auf dem flachen Teil der Vorderseite des Grundmetalls angeordnet ist, und wobei die Schicht aus Thermoelektronen emittierenden Oxiden direkt in Berührung mit dem flachen Teil steht; hierbei ragt die Schicht durch die Lücken zwischen den aus metallischem Nickelpulver bestehenden punktförmigen Verbindungsstellen hindurch. Die erfindungsgemäße direkt beheizbare Kathode weist eine niedrige Einsetzspannung ΔΕοο auf, da bei ihr ein geringerer thermischer Verzug eintritt, und sie liefert während einer langen Gebrauchszeit eine starke Emission von Thermoelektronen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von schematischen Zeichnungen und Lichtbildern näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt eine erfindungsgemäße direkt beheizbare Kathode für eine Elektronenröhre;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Brenntemperatur der Thermoelektronen emittierenden Oxide und der Röntgenstrahlen-Beugungsintensität von BaZrO-*;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Röntgenstrahlen-Beugungsintensität von BaZrO, und der in relativen Prozent angegebenen Elektronenemission;

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Fig. 4a eine Mikrophotographie von auf ein Grundmetall aufgebranntem Nickelpulver;

Fig. 4b eine Mikrophotographie von auf das Grundmetall aufgebrachtem BaZrO,; und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Betriebsdauer einer erfindungsgemäßen Kathode und der Elektronenemission.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kathode bildet das Grundmetall zwei Schenkel 4 und einen flachen Teil 1, die aus einer Legierung bestehen, welche im wesentlichen 20 - 30 Gew.-% Wolfram und eine Spurenmenge von bis zu 0,25 Gew.-% Zirkon enthält, wobei die Legierung im übrigen aus Nickel besteht. Um das Grundmetall für die Kathode herzustellen, werden entsprechende Metallpulver im rohen Zustand oder in Form eines zusammengesetzten Pulvers gesintert und dann zu einem Flachmaterialstück ausgewalzt, woraufhin das Flachmaterial durch Ausstanzen in die gewünschte Form gebracht wird, um daraus eine Kathode herzustellen.

Auf die Außenfläche des flachen Teils 1 wird gemäß Fig. 1 eine Schicht 2 aus Alkalierzmetalloxiden, z.B. (Ba-Sr-Ca)O o.dgl., als Thermoelektronen emittierende Oxidschicht aufgebracht. Im Verlauf eines Brennvorgangs wird die Oxidschicht 2 mit dem flachen Teil 1 durch punktförmige Verbindungsabschnitte aus metallischem Nickelpulver verbunden, die vorher auf der Außenfläche des flachen Teils verteilt worden sind. Die Verbindungspunkte aus metallischem Nickelpulver dienen dazu, die Oxidschicht 2 fest mit dem flachen Teil 1 zu verbinden, und da die Verbindungsstellen in Abständen verteilt sind, ist es möglich, die Oxidschicht in den Lücken zwischen den Verbindungsstellen aus metallischem Nickelpulver direkt in Berührung mit dem flachen Teil des Grundmetalls zu bringen.

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Wird das metallische Nickelpulver so auf den flachen Teil aufgebracht, daß es die gesamte Fläche dieses Teils bedeckt, wird in dem Grundmetall eine Oxidverbindung zwischen den Alkalierzmetalloxiden und dem in dem Grundmetall enthaltenen Zirkon gebildet, und dies führt zu einer Verformung der Kathode und innerhalb kurzer Zeit zu einer Verringerung der Emission von Thermoelektronen. Um dies zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung das metallische Nickelpulver auf dem flachen Teil in Form von Punkten oder Flecken verteilt und eingebrannt, so daß punktförmige Verbindungsstellen entstehen. Die Menge des auf dem flachen Teil verteilten Nickelpulvers beträgt etwa 0,1 - 5 mg/cm und vorzugsweise etwa 0,5-2 mg/cm².

Gemäß der Erfindung wird ein sehr feinkörniges Nickelpulver verwendet; auf dem Gebiet der Elektronenröhren wird von metallischem Nickelpulver Gebrauch gemacht, bei dem die Korngröße etwa 4-7 Mikrometer beträgt; ein solches Nickelpulver wird von der Firma Inco in den Vereinigten Staaten hergestellt und in großem Umfang verwendet; das genannte Nickelpulver hat einen hohen Reinheitsgrad. Natürlich beschränkt sich die Teilchengröße des Nickelpulvers nicht notwendigerweise auf den vorstehend genannten Bereich.

Das feine Nickelpulver kann mit Hilfe eines Spritzverfahrens in Form von punktförmigen Flecken auf den flachen Teil des Grundmetalls aufgebracht werden; zu diesem Zweck wird das Nickelpulver mit einem Dispergiermittel, z.B. Butylacetat, und einem Bindemittel wie Nitrocellulose oder Methylcellulose gemischt, woraufhin die Dispersion in Form von Punkten auf den flachen Teil aufgespritzt wird.

Es ist bekannt, daß eine Wolfram-Nickel-Legierung, die 20 - 30 Gew.-% Wolfram enthält, zur Verwendung als Kathodengrundmetall geeignet ist, wenn man den Wolframgehalt entspre-

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chend den nachstehend Gesichtspunkten wählt. Beträgt der Wolframgehalt weniger als 20 Gew.-%, liegt der spezifische Widerstand der Legierung bei normaler Temperatur unter 50 Mikro-Ohm-cm, und der spezifische Widerstand bei 800⁰C beträgt weniger als 80 Mikro-Ohm-cm. Daher ist die Heizwirkung unzureichend, und das Ansprechen der direkt beheizten Kathode wird verzögert. Beträgt der Wolframgehalt weniger als 20 Gew.-%, verringert sich die Festigkeit der Legierung bei einer erhöhten Temperatur von z.B. 800⁰C auf weniger als.15 kg/mm , und die Kathode verformt sich bei dieser Temperatur, so daß die Kathode nicht die gewünschte Lebensdauer erreicht.

Liegt dagegen der Wolframgehalt über 30 Gew.-%, entsteht aus dem Nickel und dem Wolfram eine intermetallische Verbindung, und beim Kaltwalzen bilden sich schon bei einer Querschnittsverminderung um wenige Prozent Risse, so daß es nicht möglich ist, ein brauchbares Flachmaterial herzustellen. Der Wolframgehalt beträgt vorzugsweise 26 - 27 Gew.-%.

Die Wolfram-Zirkon-Nickel-Legierung kann vorzugsweise auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt werden. Wenn man eine Wolfram enthaltende Legierung mit einem höheren spezifischen Gewicht und einem höheren Schmelzpunkt als das die Matrix bildende Nickel durch einen SchmelzVorgang erzeugt, ist es schwierig, eine homogene Schmelze zu erhalten. Selbst wenn bei der Schmelze ein homogenes Gemisch erreicht wird, wird bei der Erstarrung Wolfram ausgeschieden. Wird das geschmolzene ' Gemisch abgekühlt, um eine Ausseigerung von Wolfram bei der Erstarrung zu verhindern, entstehen in dem Material Risse. Bei der Pulvermetallurgie treten dagegen solche Schwierigkeiten nicht auf. Um eine Oxidation des Materials beim Sintern zu verhindern, muß die Sinterung im Vakuum bei etwa 1350⁰C in einer Atmosphäre durchgeführt werden, deren Druck etwa 5 x 10 Torr beträgt.

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Das gesinterte Material wird dann zur Erzeugung eines Flachmaterialstücks mindestens einmal kaltgewalzt und mindestens einmal im Vakuum ausgeglüht. Aus dem auf diese Weise hergestellten Flachmaterial, das z.B. eine Stärke von 40 Mikrometer hat, werden dann Grundmetallstücke mit der gewünschten Form ausgestanzt. Nunmehr wird Nickelpulver mit einer Korngröße von 2-7 Mikrometer in Form von Flecken auf den flachen Teil des Grundmetallstücks aufgebracht, wobei die Flecken eine

ρ
Größe von etwa 1 mm haben, und wobei die aufgebrachte Menge

etwa 1,5 mg/cm beträgt; das Aufbringen des Nickelpulvers erfolgt durch einen Spritzvorgang; danach wird das Nickelpulver

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bei 700 C in einem Vakuum von 5 x 10 Torr 30 min lang eingebrannt. Nach dem Abkühlen werden Alkalierzmetallcarbonate (Ba-Sr-Ca)CO, auf das Grundmetallstück aufgespritzt, woraufhin die fertige Kathode in eine Elektronenröhre eingeschlossen wird. Das Basismetallteil wird durch Hindurchleiten eines Gleichstroms erhitzt, während die Elektronenröhre gleichzeitig evakuiert wird, so daß das (Ba-Sr-Ca)CO^ in (Ba-Sr-Ca)O verwandelt wird. Gemäß Fig. 1 werden die Schenkelabschnitte umgebogen bzw. abgewinkelt, so daß die direkt beheizbare Kathode ihre endgültige Form erhält.

In Fig. 2 ist die Beziehung zwischen der Oxideinbrenntemperatur für die in der nachstehenden Tabelle 1 genannten Probestücke aus den betreffenden Legierungen und der Röntgenstrahl-Beugungsintensität (Hz) dargestellt. Diese Beziehung gilt für den jeweils angegebenen Zirkongehalt des betreffenden Probestücks aus der Legierung und eine aufgebrachte Schicht aus BaZrO^. Bei den Probestücken handelte es sich um Flachmaterialstücke von 20 χ 20 mm, in die fleckenförmig verteiltes Nickelpulver eingebrannt worden war, wobei eine Menge von

1,5 mg/cm verwendet wurde; danach wurde (Ba-Sr-Ca)O während einer Zeit von 30 min eingebrannt.

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Tabelle 1	Zirkon	Nickel
Wolfram	1,6%	Rest
28%	0,9%	It
t!	0,68%	I!
Il	0,35%	Il
Il	0,2%	Π
Il	0%	Il
Il

Kurve 10 Kurve 11 Kurve 12 Kurve 13 Kurve 14 Kurve 15

Die Röntgenstrahlen-Beugungsbedingungen waren wie folgt:

Fangelektrode:	Kupfer
Röhrenspannung:	40 kV
Röhrenstrom:	40 mA
Schlitzsystem:	1°-1°-0,3 mm
Abtastges chwindigkeit:	0,5°/min.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Menge an BaZrO^ mit zunehmendem Zirkongehalt der Grundmetallegierung zunimmt. Wenn BaZrO₁, entsteht, verringert sich die Elektronenemission der Kathode, und daher muß die Menge des entstehenden BaZrO₇₅ möglichst gering sein.

In Fig. 3 ist die Beziehung zwischen der Röntgenstrahl-Beugungsintensität von BaZrO^ und der Elektronenemission (% relativ) dargestellt). Die hierbei verwendeten Probestücke hatten den aus Fig. 1 ersichtlichen Aufbau, und der flache Teil hatte einen Durchmesser von 1,2 mm. Die Verbindungsstellen aus metallischem Nickelpulver und die Oxidschicht waren in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Elektronenemission mit zunehmender Menge an BaZrO^ zurückgeht.

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Fig. 4a und 4b zeigen den flachen Teil der Kathode in 890-facher Vergrößerung. Fig. 4a zeigt einen Zustand der Verbindungspunkte aus Nickelpulver, bei dem die Punkte in einem gewissen Ausmaß koaguliert sind, was auf das Aufspritzen zurückzuführen ist, und bei dem das Nickelpulver diskontinuierlich auf dem Grundmetall verteilt ist. Fig. 4b zeigt eine BaZrO^-Schicht, die auf dem mit dem Nickelpulver versehenen Grundmetall erzeugt wurde, woraufhin das Grundmetall 1000 Std. lang auf 73O⁰Cj d.h. der Betriebstemperatur der Kathode, gehalten wurde, woraufhin die Oxidschicht entfernt wurde, um die Untersuchung zu ermöglichen. Bei den großen Gebilden und der oberen Hälfte von Fig. 4b handelt es sich um BaZrO^, das auf der Nickelpulverauflage gebildet wurde, und bei den kleinen Gebilden in der unteren Hälfte von Fig. 4b handelt es sich um BaZrO,,, das auf dem Grundmetall entstanden ist. Der Grund für die Entstehung von BaZrO-* sogar auf dem Grundmetall, scheint darin zu bestehen, daß während des Einbrennens des Nickels ein Teil des Nickels und die Unterlage eindiffundiert und eine Basis für die Erzeugung von BaZrO₁, bildet. Bei den Teilen, innerhalb welcher keine Gebilde aus BaZrO^ entstanden sind, scheint es sich um diejenigen Teile zu handeln, bei denen keine Diffusion von Nickel stattgefunden hat. Aus den vorstehenden Tatsachen lassen sich die nachstehenden Schlußfolgerungen ziehen:

1. Vorzugsweise ist eine kleine Menge an Nickelpulver zu verwenden, die gerade ausreicht, die Oxidschicht fest mit der Unterlage zu verbinden. Hierbei soll das Nickelpulver in Form von Punkten diskontinuierlich verteilt werden;

2. mit zunehmendem Gehalt an Zirkon entsteht eine größere Menge an BaZrO-,, d.h. eine Verringerung des Zirkongehalts führt zu einer Verbesserung der Elektronenemissionseigenschaften.

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Die Ergebnisse von Messungen der Elektronenemissionseigenschaften in.Abhängigkeit von der Menge des beigefügten Zirkons sind in Fig. 5 dargestellt, wo die Betriebsdauer der Kathode auf der Abszissenachse und die Elektronenemission auf der Ordinatenachse in relativen Prozent auf der Basis der anfänglichen Emission (100%) aufgetragen ist. In Fig. 5 gilt die Kurve 20 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,07% Zirkon, die Kurve 21 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,01% Zirkon, die Kurve 23 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,0% Zirkon, die Kurve 23 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,18% Zirkon, die Kurven 24 und 25 für Kathoden aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,4% Zirkon, die Kurve 26 für eine indirekt beheizte Kathode, die Kurve 27 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,05% Zirkon, die Kurve 28 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und 0,1% Zirkon und die Kurve 29 für eine Kathode aus Nickel mit 28% Wolfram und einer Spurenmenge von Zirkon. Die Kurven, welche auf gleicher Höhe mit der Kurve für die indirekt beheizte Kathode (Kurve 26) oder darüber liegen, können als zufriedenstellend bezeichnet werden, während ein Zirkongehalt von 0,4 Gew.-% (Kurven 24 und 25) zu hoch sein dürfte, da hierbei keine so befriedigenden Ergebnisse erzielt werden.'

Eine plötzliche Verringerung der Elektronenemission schon nach einer kurzen Zeit ist selbst dann unerwünscht, wenn das absolute Ausmaß der Verringerung klein ist. Somit wird die Verwendung eines Grundmetalls mit einem Zirkongehalt von 0,4 Gew.-% gemäß der Erfindung nicht bevorzugt, denn gemäß Fig. 5 tritt eine plötzliche Verringerung der Elektronenemission schon innerhalb einer Betriebszeit von 0 bis 1000 Std. ein. .

Zur Beurteilung einer Kathode für eine Elektronenröhre muß man auch als wichtige Kenngröße die Einsetzspannung AEco

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(V) berücksichtigen. Die Einsetzspannung ist ein Kennwert, der das Ausmaß der thermischen Verformung einer Kathode angibt. Eine niedrigere Einsetzspannung ist gleichbedeutend mit einer geringeren thermischen Verformung, d.h. einer größeren Stabilität der Kathode. Bei einer Fernsehbildröhre, insbesondere einer solchen mit drei Elektronenschleudern, führt eine Verformung der Kathode zu einer Verschlechterung der Farbreinheit, und daher ist eine möglichst geringe Verformung erwünscht.

Es wurden vier Sätze mit je drei gleichartigen Probestücken, welche aus den genannten Grundmetallmassen bestanden, jeweils 500 bzw. 1000 Std. lang geprüft; hierbei wurde eine Einsetzspannung von mehr als 2 V als unbefriedigend betrachtet; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Zusammensetzung des	Anzahl	der unbrauchbaren Probestücke	Nach 1000 Stunden	2
Grundmetalls, Gew.-^	flach 500	Stunden	3	0
Ni-28 ¥ - 0 Zr	3	2	0	0
Ni-28 ¥ - Spur Zr	0	0	0	0
Ni- 28 ¥ - 0,01 Zr	0	0	0	0
Ni- 28 ¥ - 0,05 Zr	0	0	0	0
Ni- 28 ¥ - 0,07 Zr	0	0	0	0
Ni- 28 ¥ - 0,1 Zr	0	0	0	1
Ni- 28 ¥ - 0,18 Zr	0	0	1	1
Ni- 28 ¥ - 0,4 Zr	1	0	1
Ni- 28 ¥ - 0,4 Zr	2	1

Gemäß der Tabelle 2 sind Kathoden, bei denen das Grundmetall kein Zirkon enthält, unbrauchbar; dies ist auf die hohe Einsetz, spannung zurückzuführen; Kathoden, bei denen das Grundmetall

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0,4 Gew.-$ Zirkon enthält, zeigen gelegentlich ziemlich gute Eigenschaften, während in anderen Fällen die Einsetzspannung zu hoch ist. Dies bedeutet, daß es schwierig ist, eine Kathode mit stabilen Eigenschaften herzustellen, wenn der Zirkongehalt 0,4 Gew.-% beträgt, so daß sich bei der Fertigung eine geringe Ausbeute ergibt. Die erfindungsgemäße Kathode unterliegt wegen ihrer niedrigeren Einsetzspannung einer geringeren thermischen Verformung, so daß sie eine längere Lebensdauer erreicht. Gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, Nickel in die Unterlage einzudiffundieren, wie es in der japanischen Öffenlegungsschrift 108 770/77 beschrieben ist.

Wie erwähnt, kann man das Entstehen von BaZrO,, auf den aus metallischem Nickelpulver erzeugten Verbindungspunkten dadurch unterdrücken, daß man den Zirkongehalt der Wolfram-Zirkon-Nickel-Legierung für das Grundmetall in einem Bereich zwischen einer Spur und 0,25 Gew.-?6 hält, wodurch es gemäß der Erfindung möglich ist, die Elektronenemission zu stabilisieren und die Einsetzspannung herabzusetzen. Ferner ist es möglich, eine Kathode mit besonders guten Elektronenemissions-Eigenschaften und einer niedrigen Einsetzspannung herzustellen, indem man den Zirkongehalt des Grundmetalls im Bereich von 0*01 - 0,08 Gew,-# hält.

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Leerseite

Claims

P · FT.gTAN.WAc.TE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜHEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

V.,-i;lAHlL.FPLATZ2&3, MÖNCHEN 90 2913614

POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O₁ D-8O0O MÖNCHEN 95

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWIG SCHIFF (1964-1978)

UIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. ING. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. ING. DIETER EBBINGHAUS

DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (O8S) 48 2O54

TELEX 5-23 565 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

HITACHI, LTD. DEA-14424

4. April 1979

. Direkt beheizte Kathode für Elektronenröhren

ANSPRÜCHE

Direkt beheizbar Kathode für Elektronenröhren, gekennzeichnet durch ein Grundmetall (1) in Form einer Legierung, die im. wesentlichen aus 20 - 30 Gew«-% Wolfram> einer Spurenmenge von bis zu 0,25 Gew.-% Zirkon und im übrigen aus Nickel besteht, punktförmige Verbindungsstellen (3) aus metallischem Nickelpulver, die auf einem flachen Teil an der Vorderseite des Grundmetalls verteilt sind, sowie eine Schicht (2) aus Thermoelektronen emittierenden Oxiden, die auf dem flachen Teil an der Vorderseite des Grundmetalls angeordnet ist und innerhalb der Lücken zwischen den Verbindungspunkten aus metallischem Nickelpulver direkt in Berührung mit dem flachen Teil steht.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung des Grundmetalls einen Zirkongehalt von 0,01 - 0,08 Gew.-% hat.

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3. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Nickelpulver auf den Verbindungspunkten (3)

in einer Menge von 0,1 - 5-mg/cm verteilt ist.

4. Kathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Me:

trägt.

die Menge des metallischen Nickelpulvers 0,5-2 mg/cm be-

5· Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Nickelpulver eine Korngröße von 4-7 Mikrometer hat.

6. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ¥olframgehalt der genannten Legierung 26 - 29 Gew.-% beträgt.

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