DE540760C

DE540760C - Process for the production of electron tubes

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Publication number: DE540760C
Application number: DER71427D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-06-14
Filing date: 1927-06-08
Publication date: 1931-12-28
Also published as: BE335031A; GB272549A; FR635925A

Description

Es sind Verfahren zur Herstellung von Elektronenröhren mit Oxydkathoden bekannt, bei denen die Kathode aus einem Material hergestellt ist, welches aus einer Mischung verschiedener Materialien, unter denen sich auch Bariumsuperoxyd befindet, besteht. Dieses Material wird bei seiner Herstellung unter dem gewöhnlichen Atmosphärendruck sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, um es aufThere are known processes for the production of electron tubes with oxide cathodes, in which the cathode is made of a material which is composed of a mixture various materials, including barium peroxide. This Material becomes very in its manufacture under ordinary atmospheric pressure exposed to high temperatures to keep it on

to diese Weise in einen verarbeitbaren Zustand zu bringen.to bring it into a workable state in this way.

Es sind weiterhin Kathoden bekannt, bei denen eine Unterlage, beispielsweise aus Platindraht o. dgl., mit einem Monoxydüberzug versehen wird. Auf die Herstellung von Elektronenröhren, beispielsweise Drei-Elektrodenröhren, elektrischen Ventilen, Röntgenröhren u. dgl., mit Oxydkathoden der letztgenannten Art bezieht sich die vorliegende Erfindung.There are also known cathodes in which a base, for example made of platinum wire o. The like., Is provided with a monoxide coating. On the manufacture of electron tubes, for example three-electrode tubes, electric valves, X-ray tubes and the like, the present invention relates to oxide cathodes of the latter type.

ao Gemäß der Erfindung wird die Kathode vor ihrem Einbau in die Röntgenröhre mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles überzogen, dann wird die so vorbereitete Kathode in die Röhre eingebaut. Hierauf wird die Röhre auf die Vakuumpumpe aufgesetzt und zum Teil evakuiert. Nachdem durch die teilweise Evakuierung der Röhre eine starke Luftverdünnung in letzterer eingetreten ist, wird die Kathode zweckmäßig durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes stark erhitzt, so daß sich das auf der Kathode haftende Superoxyd zersetzt und in Monoxyd verwandelt wird. Nachdem dies geschehen ist, wird die Röhre völlig evakuiert.ao According to the invention, the cathode is before its installation in the X-ray tube with the Superoxide of an alkaline earth metal is coated, then the cathode prepared in this way is inserted into the Built-in tube. The tube is then placed on the vacuum pump and partially evacuated. After through the partially Evacuation of the tube a strong air dilution has occurred in the latter, the The cathode is expediently strongly heated by passing an electric current through it, see above that the superoxide adhering to the cathode decomposes and turns into monoxide will. After this is done, the tube is completely evacuated.

Das vorstehend beschriebene Verfahren gemaß der Erfindung bringt den großen Vorteil mit sich, daß die Kathode, solange sie der freien Luft ausgesetzt ist, mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles überzogen ist, welches durch den in der Luft befindlichen Wasserdampf- und Kohlensäuregehalt kaum angegriffen wird. Man kann also die Kathode ohne jede Schwierigkeit mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles versehen. Die Zersetzung des Superoxyds in Monoxyd erfolgt dann erst, nachdem die Kathode in die Röhre eingebaut ist und letztere zum großen Teil evakuiert ist. Infolge der Unempfindlichkeit des Superoxyds kann man also notwendigenfalls nach Aufbringung der Superoxydschicht auf die Kathode mehrere Stunden warten, ehe man mit der Evakuierung der Röhre beginnt.The above-described method according to the invention has the great advantage with it that the cathode, as long as it is exposed to the open air, with the superoxide an alkaline earth metal is coated, which is caused by the water vapor in the air and carbonic acid content is hardly affected. So you can use the cathode without any difficulty with the superoxide an alkaline earth metal. The superoxide decomposes into monoxide then only after the cathode has been built into the tube and the latter for the most part is evacuated. As a result of the insensitivity of the superoxide, one can, if necessary Wait several hours after applying the superoxide layer to the cathode the evacuation of the tube begins.

Im Gegensatz zu dem Superoxyd wird das Monoxyd sehr leicht durch den Wasserdampfund Kohlensäuregehalt der Luft angegriffen. Da aber gemäß der Erfindung die Bildung des Monoxyds nach dem Einbau der Kathode in die Röhre im luftverdünnten Raum stattfindet, wird der schädliche Einfluß der Luft und insbesondere_r ihres Wasserdampf- und Kohlen-Säuregehalts ausgeschaltet, so daß man das Monoxyd in einem viel reineren Zustand er-In contrast to the superoxide, the monoxide is very easily attacked by the water vapor and carbonic acid content of the air. However, since the invention takes place in accordance with the formation of the Monoxyds after installation of the cathode in the tube in the rarefied space, is the harmful influence of the air, and in particular _r of their water vapor and carbon-acid content turned off, so that the monoxide purer in a much condition he-

hält, als man es durch die Zersetzung de; Superoxyds an der freien Luft erhalten kann. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Zersetzung des Superoxyds im Vakuum sehr viel leichter erfolgt als bei gewöhnlichem Atmosphärendruck, so daß die zur Zersetzung des Superoxyds notwendige Erhitzung des Kathodendrahtes nur eine verhältnismäßig ίο geringe Zeit zu dauern braucht und auch nur eine verhältnismäßig geringe Intensität erfordert, so daß der zur Verwendung kommende Draht einen wesentlich geringeren Querschnitt erhalten kann, als es bei den bisher bekannten Verfahren möglich war. Schließlich wird der Kathodendraht infolge der geringeren Dauer der Erhitzung und der A'erhinderung des freien Luftzutritts während der Erhitzung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht der Gefahr ausgesetzt, brüchig zu werden.holds as one de it by decomposition; Obtaining super oxides in the open air can. Another advantage of the method according to the invention is that the The superoxide decomposes much more easily in a vacuum than with ordinary ones Atmospheric pressure, so that the necessary heating of the superoxide to decompose Cathode wire only needs to last a relatively short time and only requires a relatively low intensity, so that the coming to use Wire can have a much smaller cross-section than was possible with the previously known methods. Finally, the cathode wire is due to the shorter duration of the heating and the A'erhinder the free access of air during the heating in the method according to Invention not exposed to the risk of becoming brittle.

Als besonders geeignetes Superoxyd einesA particularly suitable superoxide is one

Erdalkalimetalles hat sich Bariumsuperoxyd CBaO₂) erwiesen, welches gemäß dem be-Alkaline earth metal has been shown to be barium superoxide CBaO ₂ ), which according to the

schriebenen Verfahren in Bariummönoxyd (BaO) verwandelt wird.is converted into barium monoxide (BaO) according to the procedure described.

Die Befestigung der Bariumsuperoxydschicht auf der Kathode kann an sich in beliebiger Weise geschehen. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren besteht darin, die bereits auf ihrer Unterlage befestigte Kathode, welche aus Platindraht, Platiniridiumdraht oder ähnlichem Material besteht, auf eine Temperatur von ungefähr 450 bis 600 ° C zu erhitzen und auf der erhitzten Kathode das Erdalkalisuperoxyd beispielsweise durch Aufspritzen zum Anhaften zu bringen. Die Temperatur der Kathode muß derart gewählt werden, daß sich das zur Verwendung kommende Erdalkalisuperoxyd, beispielsweise Bariumsuperoxyd, nicht zersetzt. Das Bariumsuperoxyd wird in fein pulverisiertem Zustand auf die Kathode aufgebracht. An Stelle des Bariumsuperoxyds kann auch irgendeine andere Substanz oder eine Mischung von Substanzen, welche an dem Kathodendraht haften und sich durch geeignete Behandlung in Bariumsup.eroxyd verwandeln, verwendet werden. Nachdem die so vorbereitete Kathode in die Röhre eingebaut ist und die Röhre selbst zum Teil evakuiert ist, wird die Kathode beispielsweise durch einen elektrischen Strom auf ungefähr 1000 bis 1200 ° C erhitzt, um das Bariumsuperoxyd (BaO₀) zu Bariummonoxyd (BaO) zu zersetzen. Da die Zersetzung im Vakuum sehr schnell vor sich geht, braucht die Erhitzung der Kathode nur kurze Zeit anzudauern. Nach der Evakuierung wird die Elektronenröhre geschlossen, und man kann nunmehr den Kathodendraht nochmals auf eine Temperatur von ungefähr ι 200° C erhitzen, um die anhaftende Oxydschicht homogener zu gestalten. Die auf die vorstehend dargelegte Weise hergestellte Elektronenröhre zeichnet sich vor den bekannten Röhren durch außerordentliche Haltbarkeit und wesentlich stärkere Emissionsfähigkeit 'aus. So ist durch Versuche festgestellt worden, daß Lampen, die mit 1 bis 1,5 Volt betrieben wurden, mehr als 600 Stunden ohne j ede Störung brannten und bei einer Spannung von 80 Volt an der Anode zwischen 25 und 40 Milliampere pro Watt emittierten. Es ergaben ferner Lampen, die gemäß der Erfindung hergestellt waren und deren Platiniridiumdraht nur einen Durchmesser von 0,16 Millimeter hatte, bei einem Verbrauch von ungefähr 35 Milliampere eine Emission von. 20 bis 25 Milliampere pro Glühfadenwatt, wobei die Lautstärke und die Temperaturverhältnisse normal waren. Bei Vergleichen zwischen den nach den bekannten Verfahren hergestellten Elektronenröhren einerseits und den gemäß der Erfindung hergestellten Röhren andererseits ergab sich bei gleichen Glüh- ^ fäden, gleichem Gitter, gleicher Anode und ungefähr gleicher Oxydschicht, daß der Stromverbrauch bei denjenigen Röhren, deren Oxydschicht nicht durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt war, bei gleichen _go Resultaten um ungefähr 2 Milliampere höher war als bei den gemäß der Erfindung hergestellten Röhren.The attachment of the barium superoxide layer to the cathode can be done in any way. A particularly useful method is to heat the cathode already attached to its base, which consists of platinum wire, platinum iridium wire or similar material, to a temperature of about 450 to 600 ° C and to attach the alkaline earth peroxide to the heated cathode, for example by spraying it on bring. The temperature of the cathode must be chosen so that the alkaline earth superoxide used, for example barium superoxide, does not decompose. The barium peroxide is applied to the cathode in a finely powdered state. Instead of the barium superoxide, any other substance or a mixture of substances which adhere to the cathode wire and which are transformed into barium superoxide by suitable treatment can also be used. After the cathode prepared in this way has been installed in the tube and the tube itself has been partially evacuated, the cathode is heated to around 1000 to 1200 ° C, for example by an electric current, in order _{to decompose the barium peroxide (BaO 0} ) into barium monoxide (BaO) . Since the decomposition takes place very quickly in a vacuum, the heating of the cathode only needs to last a short time. After the evacuation, the electron tube is closed and the cathode wire can now be heated again to a temperature of approximately 200 ° C. in order to make the adhering oxide layer more homogeneous. The electron tube produced in the manner set out above is distinguished from the known tubes by its extraordinary durability and significantly greater emissivity. Experiments have shown that lamps operated with 1 to 1.5 volts burned for more than 600 hours without any disturbance and emitted between 25 and 40 milliamps per watt at a voltage of 80 volts at the anode. There were also lamps made in accordance with the invention, the platinum iridium wire of which was only 0.16 millimeters in diameter, with a consumption of approximately 35 milliamperes an emission of. 20 to 25 milliamps per filament watt, the volume and temperature conditions being normal. When comparing the electron tubes produced according to the known method on the one hand and the tubes produced according to the invention on the other hand, it was found with the same filaments, the same grid, the same anode and approximately the same oxide layer that the power consumption in those tubes whose oxide layer is not affected by the was prepared in the above-described method, with the same results _go to approximately 2 milliamps was higher than those produced according to the invention the tubes.

Es sei darauf hingewiesen, daß neben Bariumsuperoxyd noch zahh'eiche andere Erdalkalisuperoxyde Verwendung finden können.It should be pointed out that besides barium superoxide there are numerous other alkaline earth metal superoxides Can be used.

Claims

Patent claims:

i. Process for the manufacture of electron tubes (Three-electrode tubes, electric valves, X-ray tubes, etc.), which have cathodes with a monoxide coating are provided, characterized in that the cathode after it is attached to its support, is covered with a layer that consists of the Superoxide of an alkaline earth metal, for example barium superoxide, that the tube provided with the cathode prepared in this way is placed on the vacuum pump and the superoxide after the tube has been at least partially evacuated by heating the filament is converted into monoxide, whereupon evacuation is carried out with simultaneous pumping out of the evacuated Gases is continued until the desired void is reached.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of the A substance or a coating