DE3146475A1

DE3146475A1 - Elektronenstrahlroehre mit einem mehrstufenkollektor und verfahren zur herstellung eines mehrstufenkollektors

Info

Publication number: DE3146475A1
Application number: DE19813146475
Authority: DE
Inventors: Gerd 7900 Ulm Fischer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-06-01

Description

Beschreibung
Elektronenstrahlröhre mit einem Mehrstufenkollektor und Verfahren zur Herstellung eines Mehrstufenkollektors Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre, insbesondere Mikrowellenröhre, mit einem Mehrstufenkollektor, der mehrere ringblendenförmige Kollektorelektroden aufweist, die aus Kupfer oder einer Metallegierung mit hohem Kupferanteil bestehen, und deren dem ankommenden Elektronenstrahl zugewandte Oberfläche eine die Sekundäremissionsfähigkeit herabsetzende Oberflächenbeschaffenheit aufweisen sowie ein Verfahren zu Herstellung einer solchen Es ist bekannt, spannungsreduzierte, strahlungsgekühlte Mehrstufenkollektoren für Wanderfeldröhren aus Kupferblech zu fertigen. Die einzelnen Kollektorblenden sind durch Keramikstützen voneinander isoliert.
Es ist weiter bekannt, in Röhren, z. B. Anodenbleche, Gitter, Ablenkplatten usw,, die meist aus Molybdän, Chromnickelstahl oder Nickelkupfer bestehen, mit die Sekundäremission vermindernden Schichten zu versehen.
Auf energetisch hochbelasteten, stark kupferhaltigen Kollektorelektroden von Mikrowellenröhren ist es schwierig, gut haftende und über lange Zeit gut vakuumverträgliche Schichten anzubringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen durch stark verringerte Sekundäremissionsfähigkeit erhöhten Wirkungsgrad des Kollektors einer Elektronenstrahlröhre zu erzielen.
Diese aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kollektorelektroden eine die Sekundäremissionsfähigkeit verringernde Schicht in Form einer silikatgebundenen Rußdispersionsschicht aufweist.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kollektors angegeben.
Die erfindungsgemäße Schicht besitzt den Vorteil einer großen Temperaturschockfestigkeit, einer großen Reißfestigkeit und einer guten Ultraschall-Waschfestigkeit. Sie hält einer hohen Elektronenstrahlbelastung, z. B. von 15 W/cm2 stand. Sie ist ferner hochvakuumtauglich und bewirkt selbst bei einer Lagerzeit von 3000 Stunden keine Änderung des Restgasdruckes.
Anhand des in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Mehrstufenkollektors einer Wanderfeldröhre wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
Der dargestellte Mehrstufenkollektor weist mehrere ringscheibenförmige Kollektorblenden 2 auf, die jeweils unter Zwischenfügung von Keramikisolatoren 4 an der metallischen, topfförmigen Hülle 1 befestigt sind. Der hochempfindliche Elektronenstrahl 6 wird im Innern dieses Kollektors aufgefangen und dessen kinetische Energie in Wärme umgesetzt, die über die kupfernen Kollektorblenden 2 nach außen abgeführt werden muß. Zumindest die Oberflächen der Kollektorelektroden 2, auf welche die Strahlelektroden aufprallen, sind mit einer die Sekundäremission verringernden Schicht 3 bedeckt, die gestrichelt dargestellt ist und die gemäß der Erfindung aus einer silikatgebundenen Rußdispersionsschicht 3 besteht.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch der Dorn 5 mit dieser Schicht 3 bedeckt.
Die Herstellung dieser Schichten erfolgt bevorzugt in folgender Weise.
Die ggf. entsprechend abgedeckten Kollektorblenden 2 werden an den entsprechenden Flächen sandgestrahlt, bevorzugt mit Aluminiumoxid der Kerngröße 50um. Die sandgestrahlte Blende wird dann bevorzugt in Spiritus mit Ultraschall gewaschen.
Dann wird mit einer Rußdispersion besprüht. Der Sprühauftrag erfolgt bevorzugt kreuzweise innerhalb von etwa zwei Minuten, wobei abwechselnd aufsprühen und mit Luft anblasen so lange geschieht, bis die gewünschte Schichtdickeerreicht ist.
Der Sprühauftrag selbst wird mit einer handelsüblichen Sprühpistole, z. B. bei einem Druck von 3,8 atü durchgeführt.
Als Bindemittel enthält die Sprühlösung ein Silikat, bevorzugt Kaliumsilikat, das eine gute und dauerhafte Bindung der Rußdispersionsteilchen auf der mechanisch aufgerauhten Kupferoberfläche ermöglicht.
Die Zusammensetzung der Dispersion erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß man zunächst eine erste Lösung ansetzt, indem man 1000 ml Rußdispersion mit 275 ml entsalztem Wasser gut mischt, dann eine zweite Lösung ansetzt, indem man 40 ml Kaliumsilikat mit 275 ml entsalztem Wasser gut verrührt und dann die beiden Lösungen unter Rühren miteinander gut vermischt.
Die so besprühten Kollektorblenden werden dann in einem Trockenschrank bei ca. 100" vorgetrocknet. Danach werden die beschichteten Blenden in einer Wasserstoffatmosphäre bei ca.
9000 ausgeheizt. Temperaturen von 8000 bis 950" haben sich als besonders zweckmäßig gezeigt.
Die Blende ist nun zum weiteren Aufbau des Kollektors verwendungsfähig. Ejne notwendige Zwischenlagerung erfolgt zweckmäßig in Stickstoff.
Das Ausheizen der Rußdispersion bei ca. 900" unter Schutzgasatmosphäre bewirkt unter anderem, daß das im Kaliumsilikat vorhandene Wasser entfernt wird.

Claims

Patentansprüche 0 Elektronenstrahlröhre, insbesondere Mikrowellenröhre, mit einem Mehrstufenkollektor, der mehrere ringblendenförmige Kollektorelektroden aufweist, die aus Kupfer oder einer Metallegierung mit hohem Kupferanteil bestehen, und deren dem ankommenden Elektronenstrahl zugewandte Oberfläche eine die Sekundäremissionsfähigkeit herabsetzende Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektroden eine die Sekundäremissionsfähigkeit verringernde Schicht in Form einer silikatgebundenen RuBdispersionsschicht aufweisen.
2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußdispersionsschicht eine kaliumsilikatgebundene Schicht ist.
3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch l oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sekundäremission verringernde Schicht aufgesprüht ist.
4. Verfahren zum Herstellen einer die Sekundäremission verringernqen Schicht auf einer Kollektorelektrode einer Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtenden Oberflächen der Kollektorelektroden zunächst mechanisch mattiert werden, dann gewaschen werden, dann mit einer Silikat- und Rußdispersion enthaltenden Sprühlösung besprüht werden, dann diese aufgesprühte Schicht getrocknet und schließlich in einer Schutzgas-Atmosphäre, insbesondere Wasserstoffatmosphäre bei erhöhten Temperaturen ausgeheizt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausheizen in Schutzgasatmosphäre bei Temperaturen zwischen 700" und 1100°, insbesondere zwischen 800" und 1000°, vorzugsweise bei etwa 900" erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsprühen der Sprühlösung mehrlagig erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sprühlagen eine geringfügige Oberflächenantrocknung, insbesondere durch Anblasen mit Luft der zuvor aufgebrachten Schicht vorgenommen wird.
8. Verfahren zum Herstellen einer Sprühösung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Rußdispersionsaufschlämmung und getrennt davon eine wässerige Kaliumsilikatlösung angesetzt werden und dann die beiden Lösungen miteinander vermischt werden.