DE467675C

DE467675C - Gluehkathode fuer Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE467675C
Application number: DEB101341D
Authority: DE
Original assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Current assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Priority date: 1918-11-29
Filing date: 1921-09-01
Publication date: 1928-10-26
Also published as: US1453267A

Description

Der Zweck der Erfindung ist, einen Glühfaden oder eine Elektronen emittierende Kathode für Entladungsgefäße von wesentlich erhöhter Dauerhaftigkeit und Konstanz zu schaffen. Verschiedene Mittel sind vorgeschlagen worden, um die Elektronenemission zu erhöhen und die Lebensdauer derartiger Glühfäden zu verlängern. Eine früher vorgeschlagene Methode besteht darin, das -den Heizstrom führende Element mit einem Oxyd zu überziehen. Die Folge davon war eine anfänglich hohe Fähigkeit des Glühfadens, Elektronen auszusenden, aber im Gebrauch verlieren diese mit Oxyd bedeckten Glühfäden sehr schnell an Wert, und ihre Elektronenemission wird immer geringer. Eine andere Methode schlägt einen Überzug mit einer organischen Verbindung eines Metalles der alkalischen Erdgruppe vor, wie z. B. Barium-

ao Resinat auf Platin zum Gebrauch als Glühfaden in einer Gleichrichter- oder Verstärkerröhre. Dieses Mittel hat sich nicht als ganz befriedigend erwiesen und ist außerdem sehr teuer, weil es Platin als Grundlage für den Überzug verwendet.

Es ist festgestellt worden, daß alle Methoden, welche die Aufbringung eines Überzuges bedingen, aus dem Grunde unerwünscht sind, weil die dann auf diese Weise hergestellten Glühfäden oder Kathoden nicht konstant in ihrer Emission oder haltbar genug sind und sich allmählich verbrauchen, manche schneller als andere, was teilweise von der Art der angewendeten Grundmaterialien abhängt, wobei die teuereren Grundlagen, wie Platin, die besten sind, aber größere Kosten verursachen. Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, den Gedanken des Überzuges ganz fallen zu lassen und die nötigen Elektronen emittierenden Stoffestatt dessen in den Körper des Materials einzuverleiben, aus welchem der Glühfaden oder Kathode gemacht wird. Durch Vereinigung geeigneter Bestandteile mit geeigneten Grundstoffen zu einer homogenen Masse können Glühfäden oder Elektronen emittierende Kathoden geschaffen werden, welche haltbarer sind, eine höhere Fähigkeit, Elektronen auszusenden, besitzt und eine längere Lebensdauer aufweist als irgendeine bisher verwendete. Es kann ferner billiges Material bei der Zusammensetzung verwendet und dabei ein verminderter Heizstrom für eine gewünschte Elektronenemission erzielt werden.

Zur Herstellung der Elektroden gemäß der Erfindung wird ein geeigneter schwer schmelzbarer Grundstoff verwendet —, Wolfram und Molybdän, deren Verwendung als Grundstoff

bei Glühkathoden bekannt ist, sind für diesen Zweck gut geeignet —, in Verbindung mit Oxyden und Chloriden, der Metalle der dritten und neunten Gruppe von Mendelejeff's periodischem System (wobei die Edelgase als erste Gruppe gerechnet sind). Man findet, daß z. B. die Oxyde von Strontium oder Calcium, oder Peroxyde, wie z. B. Bariumperoxyd, gut für den Zweck geeignet ίο sind. Als Chloride findet man Palladiumchlorid, Platin-Ammoniumchlorid und Calciumchlorid beispielsweise geeignet.

Vorzugsweise verwendet man die verschiedenen Bestandteile, Grundstoff, Oxyde und Chloride, in Pulverform. Man erzielt die besten Resultate, wenn die Bestandteile in chemisch reinem Zustande verwendet werden. Der Grundstoff kann ganz aus Wolfram oder Molybdän o. dgl. oder einer Mischung von ao zwei oder mehr dieser Substanzen bestehen. Ebenso können die Oxyde und Chloride verschiedener Elemente oder einer Mischung von zwei oder mehr derselben benutzt werden.

Die Oxyd- und Chloridbestandteile, gleicha5 viel ob sie aus einzelnen Oxyden und Chloriden oder Mischungen von Oxyden und Chloriden bestehen, werden in Pulverform sorgfältig miteinander vermischt, und die Mischung wird dann zu dem Grundstoff hinzugefügt und die ganze Zusammensetzung dann sorgfältig vermischt. Große Sorgfaltmuß bei dem Mischvorgang verwendet werden, um möglichst zu vermeiden, daß ein Abreißen oder Unterbrechen der Bestandteile des Grundstoffes stattfindet, da dieses bei dem folgenden Arbeitsvorgang leicht bewirken könnte, daß sich das Mischgut nicht zu Draht in Fadenform ziehen oder formen läßt.

Nicht als Begrenzung, sondern lediglich als Beispiel werden die folgenden Verhältniszahlen der einzelnen Bestandteile für eine Zusammensetzung angegeben, welche für den Zweck ausreichend zufriedenstellend gefunden wurden.

Beispiel

Oxyde und Chloride werden in Pulverform in ungefähr folgendem Verhältnis zusammengemischt :

60 °/₀ Strontiumoxyd,

30 "/„ Bariumperoxyd, 10 °/₀ Palladiumchlorid.

Diese Mischung wird dann zu dem Grundstoff in ungefähr folgendem Verhältnis hinzugefügt:

5 °/₀ Gewichtsteile der Mischung von Oxyden und Chloriden,

95 °/o Gewichtsteile des Grundstoffes. Nachdem die Bestandteile sorgfältig gemischt sind, aber ohne Auseinanderreißuhg des Grundstoffes, wird die Masse in trockenem Zustande zu Barren in Preßformen unter hohem hydraulischen oder anderem Druck gepreßt. Der gepreßte und geformte Stab wird dann bis beinahe, aber nicht ganz zum Schmelzpunkte des Grundstoffes erhitzt. Dies kann bequem in einem elektrischen oder anderen passenden Ofen geschehen. Im Verlauf ungefähr einer Stunde, während welcher das Material dauernd auf der angegebenen Temperatur gehalten wird, scheinen die" Bestandteile der Masse oder des gepreßten Stabes zusammenzusintern und einen homogenen Körper zu bilden. Die hierzu erforderliehe Zeit der Erhitzung ist etwas verschieden je nach der Art und Zusammensetzung des verwendeten Grundstoffes.

Der homogene Stab wird dann in passender Weise auf die richtigen Dimensionen ausgewalzt oder gezogen, um daraus einen Glühfaden oder ein Kathodenelement für den beschriebenen Zweck zu bilden.

Bemerkt sei, daß das soeben beschriebene Verfahren im wesentlichen übereinstimmt mit dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Drähten aus schwer schmelzbaren Metallen.

Die Verwendung des Chloridbestandteiles erhöht die Emissionsfähigkeit des Glühfadens oder der Kathode.
—Man findet, daß, wenn ein nach dieser Erfindung hergestellter Glühfaden oder Kathode nur auf Dunkelrotglut geheizt wird, eine Elektronenemission von solchem Grade und soleher Wirksamkeit erzielt wird, wie bei den besten bisher in Glühkathodenröhren benutzten Glühfaden, wenn diese bis zur Weißglut geheizt werden. Infolgedessen wird die Lebensdauer des Glühfadens oder der Kathode ohne Herabminderung der Emissionsfähigkeit verlängert. Man findet auch, daß bei diesen Glühfaden oder Kathoden die Emissionsfähigkeit größere Konstanz und Gleichförmigkeit aufweisen und daß die physikalische Struktur des Glühfadens oder der Kathode haltbarer und kräftiger ist als die der bisher verwendeten.

Es ist zu beachten, daß die Erfindung den Gebrauch von Platin vermeidet, welches sehr teuer ist und die Kosten der Herstellung von Glühfäden und Kathoden erheblich vermehrt, und daß sie statt dessen verhältnismäßig billige Materialien verwendet und doch dabei außer größerer Lebensdauer noch weitere vorteilhafte Ergebnisse erreicht, wie gleichförmige Emission, größere Festigkeit des Heizfadens oder der Kathode, wodurch die Gefahr der Verletzung oder des Bruchs beim Gebrauch oder Versand der Rohren vermindert wird, geringeren Strom für die Heizung der Kathode beim Gebrauch und folglich

größere Ersparnis nicht nur bei Herstellung und Unterhalt, sondern auch in der Verwendung der Röhren.

Claims

Patentansprüche:

1. Glühkathode für Entladungsgefäße, die aus einer Mischung eines Grundstoffes aus hochschmelzendem Material mit einer die Aktivität der Elektronenemission erhöhenden Komponente besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grundstoff ein Oxyd oder Chlorid von unter die dritte und* neunte Gruppe des periodischen Systems, der Elemente von Mendelej eff und Lothar Meyer, wobei als erste Gruppe die Edelgase gemeint sind, fallenden Metallen oder eine Mischung dieser Stoffe zugesetzt ist.

2. Glühkathode nach Anspruch 1, daao durch gekennzeichnet, daß dem Grundstoff ein Oxyd oder Chlorid von Metallen der Erdalkaligruppe oder ein Gemisch dieser Stoffe beigegeben ist.

3. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben dem Grundstoff ein metallisches Oxyd der Erdalkaligruppe und Palladiumchlorid enthält.

4. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer homogenen Mischung des Grundstoffes mit Strontiumoxyd und einem metallischen Chlorid der neunten Gruppe besteht.

5. Glühkathode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben dem Grundstoff Strontiumoxyd, Bariumperoxyd und ein metallisches Chlorid der neunten Gruppe enthält.

6. Glühkathode nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundstoff aus einer Mischung von Wolfram und Molybdän oder ähnlichen hochschmelzenden Metallen besteht, welcher die die Emission erhöhende Komponente möglichst homogen beigemischt ist.