DE560552C

DE560552C - Verfahren zur Herstellung von kalten Kathoden fuer Gasentladungsroehren

Info

Publication number: DE560552C
Application number: DEB111075D
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Braeuer
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1923-09-15
Filing date: 1923-09-15
Publication date: 1932-10-05

Description

Verfahren zur Herstellung von kalten Kathoden für Gasentladungsröhren Bei den technischen Anwendungen elektrischer Gasentladungen besteht in vielen Fällen die Aufgabe, den kathodischen Potentialfall möglichst niedrig zu machen, teils um an Energie zu sparen, teils um die Erwärmung der Kathode geringer zu machen.
Es ist bekannt, Kathoden für Gasentladungen aus Alkalimetallen und Erdalkalimetallen herzustellen und zu ihrer Herstellung ein Verfahren zu verwenden, welches darin besteht, daß die Metalle aus ihren Aziden durch einfache Erwärmung gewonnen wurden. Weiter ist bekannt, Elektroden ganz oder teilweise aus den Oxyden der Erdalkalien herzustellen, welche bei erhöhter Temperatur einen sehr niedrigen Kathodenfall haben.
Es ist weiter bekannt, Kathoden, welche in ihrer Oberfläche Erdalkalioxyde enthalten, so zu betreiben, daß ihre Temperatur unterhalb der Rotglut bleibt. Ferner kennt man auch Elektroden, welche aus einem metallischen Grundkörper bestehen, der in seiner Oberfläche stark Elektronenemittierende Substanzen enthält, welche während des Betriebes verhältnismäßig kalt bleiben, indem nur die genügend fein verteilte Elektronen emittierende Substanz eine höhere Temperatur infolge des Stromdurchganges annimmt. Es bilden sich dabei die sogenannten Fackeln, indem die Stromdichte an diesen Elektronen emittierenden Teilchen eine sehr viel höhere wird, als die durchschnittliche Stromdichte der Kathode beträgt.
Die vorliegende Erfindung stützt sich auf die Beobachtung, daß diese Oxyde der Erdalkalien schon bei gewöhnlicher Temperatur stark vermindernd auf den Kathodenfall wirken, wenn sie in sehr feiner, bis zu molekularer Verteilung in oder an der Kathodenoberfläche sitzen. Eine grobe Verteilung, und selbst mikroskopische Verteilung ist in diesem Falle noch grob, führt sofort oder nach einiger Zeit des Stromdurchganges zu ungleichmäßiger Verteilung der Stromdichte über die Kathodenfläche. Es entstehen dann die oben besprochenen Fackeln. Fackelbildung bewirkt sehr rasche Zerstörung der Kathode. Bei einer so feinen Verteilung der Oxydteilchen aber, wie sie erfindungsgemäß vorgenommen wird, ist die Kathode elektrisch homogen.
Hergestellt werden solche Elektroden nach allen den. Verfahren, welche eine molekulare oder annähernd molekulare Verteilung der Oxydteilchen in der Elektrodenmasse bewirken. Eine Ausführungsform des Verfahrens ist die folgende: Man verwendet Erdalkaliazide unter Beimengung von Hydroxyd, die man aus wässeriger Lösung an dem Orte der Elektrode eindampft. Die Beimengung des Hydroxydes bzw. Oxydes kann auch einfach dadurch erfolgen, daß man das Azid eine Weile der Luft aussetzt oder daß man das käufliche Azid verwendet, ohne besondere Vorkehrungen zum Ausschließen der Luft zu treffen. Das gewonnene, mit Oxyd oder Hydroxyd verunreinigte Azid wird unter selbstverständlichem Ausschlusse der Luft durch vorsichtiges Erwärmen in eine Metallmasse übergeführt, , welche in passender Verteilung Oxyd oder Hydroxydteilchen enthält und in der Haupt=-: sache aus dem betreffenden Metall, z. B. Barium, Yttrium, besteht.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung solcher Elektroden besteht darin, daß man eine gewöhnliche Metallelektrode, welche mit groben Oxydpartikeln bedeckt ist, durch Stromdurchgang zum Zerstäuben bringt. Die abgeschleuderten molekularen Teilchen setzen sich dann in feinster Verteilung an Metalloberflächen in der Nähe der Hilfselektrode fest und bilden brauchbare Kathoden gemäß der Erfindung.
Diese kathodische Aufstäubung wird natürlich unterbrochen, sobald eine genügende Menge von feinsten Oxydteilehen auf die Betriebskathode übergegangen ist, während noch ein Teil der Oberfläche aus dem Metall des Grundkörpers besteht. Würde man die Zerstäubung beliebig lange fortsetzen, so würde eine reine Oxydkathode entstehen, welche nicht mehr die für die Erfindung charakteristischen Eigenschaften besitzt.
Diese Kathoden zeigen elektrisch folgendes Verhalten Der Kathodenfall ist bei geringen Stromstärken ähnlich dem reiner Metallelektroden. Bei wachsenden Stromstärken nimmt er ab, .unter Umständen bis auf einen kleinen Bruchteil des normalen Kathodenpotentials. Ob er bei sehr großen Stromdichten wieder zunimmt, hängt von den Erwärmungsverhältnissen der Kathode ab.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kalte Kathode für Gasentladungsgefäße, bestehend aus einem metallischen Grundkörper, welcher in der Oberfläche Elektronen emittierende Substanzen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Elektronen emittierenden Substanzen, z. B. Erdalkalioxyde, -über die Oberfläche so fein verteilt sind, daß bei Inbetriebnahme der Kathode die Stromverteilung über die gesamte Oberfläche eine annähernd gleichmäßige ist.
2. Verfahren zur Herstellung von kalten Kathoden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grundkörper lediglich Erdalkaliazide mit stets - beigemengtem Hydroxyd aufgetragen werden und dieser Überzug so weh erwärmt wird, bis das Azid in das entsprechende Erdalkalimetall übergeht.
3. Verfahren zur Herstellung von kalten Kathoden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den metallischen Grundkörper von einer getrennten Oxydkathode durch kathodische Zerstäubung Oxydteilchen aufgestäubt werden.