DE627176C

DE627176C - Indirekt geheizte Kathode

Info

Publication number: DE627176C
Application number: DES99620D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Kolligs
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1931-07-05
Filing date: 1931-07-05
Publication date: 1936-03-10

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBENAM
10. MÄRZ 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 13 os

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlm-Siernensstadt*) Indirekt geheizte Kathode

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juli 1931 ab

Bei indirekt geheizten Entladungsröhren, wie sie z. B. für Verstärker- und Gleichrichterzwecke benutzt werden, wird die Kathode meist in folgender Weise ausgebil-S det. In einem Röhrchen aus isolierender Masse (Porzellan, Zirkonoxyd o. dgl.) befindet sich ein bifilar geführter Wolf ram draht als Heizkörper. Auf dem Isolierröhrchen ist als leitende Schicht ein Nickelniederschlag angebracht oder aber ein Nickelröhrchen aufgezogen. Auf dem Nickel befinden sich als Elektronen emittierende Masse Erdalkaliverbindungen, beispielsweise Oxyde oder Carbonate, die nach dem Pasteverfahren aufgebracht sind. Kathoden dieser Bauart haben jedoch mancherlei Nachteile. D.ie Herstellung eines gleichmäßigen Überzuges von Oxyden auf Nickel bringt große Schwierigkeiten mit sich. Es tritt häufig im Laufe des Brennens der Röhre Abbröckeln und damit Absinken der Emission ein. Ebenso erfordert die Aktivierung der großen Qxydoberfläche so hohe Stromstärken, wie sie praktisch nicht zu erzielen sind. Eine Verbesserung des Verfahrens läßt sich in der Weise erreichen, daß man auf dem Nickelträger durch Oxydation eine Oxydschicht bildet, wobei es sich nicht um Nickeloxyd allein handeln muß,' vielmehr auch ein anderes Metall aufgebracht und oxydiert werden kann. Auf die so entstandene feine Oxydschicht wird nach einem der bekannten Metalldampfverfahren (Azid- oder Thermitverfahren) eine Erdalkalischicht, beispielsweise eine Bariumschicht, aufgebracht.

Die so hergestellten Kathoden zeigen jedoch immer noch erhebliche Mangel. Einer der hauptsächlichsten liegt darin, daß nach Einschalten des Heizstromes eine' beträchtliche Zeit vergeht, ehe die Oberfläche der Kathode die für die Elektronenemissionen ausreichende hohe Temperatur besitzt. In der Anheizzeit durchläuft die Kathode alle Temperaturen von Raumtemperatur bis zur Betriebstemperatur. Diese Zeit dauert je nach *5 der Konstruktion bis zu etwa einer Minute. Die Aufheizung geht also verhältnismäßig langsam vor sich, bedingt durch die* verhältnismäßig große Wärnieträgheit des Kathodenkomplexes. Während ' dieser Aufheizzeit wird auch ein kritischer Temperaturbereich zwischen 500 bis 8oo^D C durchlaufen, während welchem elektrolytische Vorgänge auftreten, die zu einer Schädigung der emissionsfähigen Schicht führen. Ein weiterer durch die lange Aufheizzeit bedingter Mangel derartiger Entladungsröhren ist auch noch der, daß die Anodenspannung, die besonders bei HochleiSttingsröhren erhebliche Werte besitzt, auf die noch nicht genügend geheizte Kathode einwirkt und dort erhebliche Zerstörungen anrichten kann, wodurch die

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Kalligs in Berlin-Zehlendorf.

Lebensdauer einer solchen. Kathode nicht unbeträchtlich herabgesetzt wird. Eine Verbesserung in-dieser-Hinsicht kann man jedoch dadurch erzielen, daß-man in bekannter Weise als Trägerkörper dünne Rohre, beispielsweise aus Wolfram, verwendet. Die Emissionsfähigkeit solcher Kathoden ist jedoch nicht sonderlich hoch, sondern beträgt maximal SomA/Watt,

to Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode, bei der eine hochemissionsfähige Schicht,- beispielsweise eine Bariumschicht, auf einem Trägerkörper aus Wolfram, z. B. Rohr, angeordnet ist, der seinerseits durch einen Heizkörper geheizt wird, ein Verfahren angewandt, -welches darin, besteht, daß der Wolframträgerkörper in einer Sauerstoffatmösphäre dei;art geglüht wird, daß sich ein Wolframoxyd W₄O₁₁ bildet, worauf auf die Oxydschicht eine Schicht eines Erdalkalimetalls nach einem der bekannten Metalldampfverfahren, z. B. nach dem Azid- oder Thermitverfahren, auf gedampft wird,

Eine Kathode gemäß der Erfindung zeigt beispielsweise die Figur. Zwischen den beiden Elektrodenhaltedrähten 1 und 2 ist ein feiner Heizdraht 3 gespannt. Dieser Heizdraht ist umgeben von einem dünnen Wolframrohr 4, auf welchem sich eine Oxydschicht 5 befindet,, welche wiederum Träger der hochemissionsfähigeh Schicht 6 ist.

Durch weitgehende Verbesserung des Wolframmaterials ist man heute in der Lage, Woiframbleche von 0,1 mm Stärke und darunter "herZustellen. Entsprechend lassen sich auch Wolframröhrchen fabrizieren. Durch Verwendung solcher Wolframröhrchen ist man nun imstande, eine hochaktive Kathode zu schaffen. Die Herstellung erfolgt in der Weise, daß das Wolframröhrchen in einer Sauerstoffatmosphäre derart oxydiert wird, daß die richtige Oxydstufe W₄O₁₁ erzeugt wird, von der bekannt ist, daß sie ein besonders gutes Haften des aufgedampften Erdalkalimetalls, beispielsweise Bariums, bewirkt. Auf dem oxydierten Wolframblech wird während des Entgasungsprozesses in der fertigen^: Röhre in bekannter Weise "metallisches Barium, aus Äzid oder Thermit gewonnen, niedergeschlagen.

Die Aktivität dieser Kathode ist wesentlich größer als die der Pastekathoden (etwa X5omA/Watt entgegen 50mA/Watt). Ebenso benötigt diese Kathode eine wesentlich niedrigere Temperatur als die der sonstigen indirekt geheizten Kathoden, wodurch die Möglichkeit besteht, den Wolframdraht, der als Heizkörper dient, wesentlich niedriger zu heizen, als sonst üblich. Die Lebensdauer kann hierdurch erhöht bzw. die Heizleistung herabgesetzt werden.

Außer den genannten Vorteilen besteht noch der weitere Vorteil der sehr geringen Wärmeträgheit, da es möglich ist, Wolframblech mit äußerst geringen Materialstärken herzustellen. Macht man die Blechstärke des ." Wolframrohres äußerst fein, etwa- 0,01 bis 0,001 mm, und sorgt man dafür, daß das Wolframrohr den Heizdraht sehr eng umgibt,"so erhält man eine Kathode von äußerst geringer Wärmeträgheit, die beim Einschalten im Augenblick ihre volle Emissionstemperatur erhält. Die eingangs erwähnten Nach- ' teile, nämlich das langsame Passieren der kritischen Temperatur sowie Beschädigungen der Kathode durch die .Anodenspannung bei noch nicht vollgeheizter Kathode, werden alle durch die neue Kathode überwunden. ■■-■'.

Claims

-., . Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode, bei der eine hochemissionsfähige Schicht, ' beispielsweise eine" Bariumschicht, auf einem oxydierten Trägerkörper (z. B. Rohr) aus Wolfram angeordnet ist, der seinerseits durch einen Heizkörper geheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wolframträgerkörper in einer Sauerstoff atmosphäre derart geglüht wird, daß sich ein Wolframoxyd W₄O₁₁ bildet, und darauf auf die Oxydschicht eine Schicht eines Erdalkali-. metalls nach einem der bekannten Metalldampfverfahren, z. B. nach dem Azid- oder Thermitverfahren, aufgedampft wird.
2. Nach dem Verfahren nach Anspruch I ,hergestellte, indirekt geheizte Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß als Wolframträgerkörper ein Wolframrohr mit "einer Wandstärke von 0,1 bis 0,001 mm dient;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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