DE693427C - Process for the production of cathodes for Glimmeinium carriers is applied - Google Patents

Process for the production of cathodes for Glimmeinium carriers is applied

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DE693427C
DE693427C DE1933S0111580 DES0111580D DE693427C DE 693427 C DE693427 C DE 693427C DE 1933S0111580 DE1933S0111580 DE 1933S0111580 DE S0111580 D DES0111580 D DE S0111580D DE 693427 C DE693427 C DE 693427C
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Germany
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cathode
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DE1933S0111580
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Dr Phil Hans Vatter
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • H01J17/02Details
    • H01J17/04Electrodes; Screens
    • H01J17/06Cathodes
    • H01J17/066Cold cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0064Tubes with cold main electrodes (including cold cathodes)
    • H01J2893/0065Electrode systems
    • H01J2893/0066Construction, material, support, protection and temperature regulation of electrodes; Electrode cups

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  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von Kathoden für Glimmentladungsstrecken, bei denen Kalium auf einen Aluminiumträger aufgetragen ist Bei Röhren, welche mit Glimmentladung arbeiten, ist @es bekannt, die Oberfläche des Elektrodenmaterials mit einem Stoff geringer Elektronenaustrittsarbeit zu versehen, um: den Kathodenfall -herabzusetzen. Es zeigt sich jedoch bei solchen Röhren, daß das Elektrodenmaterial und die Emissionsschicht ziemlich rasch verdampfen bzw. zerstäuben, so daß sich im Laufe des Betriebes einerseits die Emisisionsfähdgkeit,der Kathode stark verringert und andererseits das verdampfende Material sich ,auf den Wänden des Entladungsgefäßes niederschlägt. Diese Nachteile lassen sich ,gemäß der Erfindung durch die Anwendung einer Kathode vermeiden, die aus Aluminium besteht und welche mit Kalium in der Weise angereichert ist, daß auf der Kathode eine Schicht von Kalium aufgetragen wird, worauf die Kathode so lange auf erhöhter Temperatur (z. B. 35o0) gehalten wird, bis das Kalium an der Oberfläche verschwunden und das Innere des Trägermaterials damit angereichert ist. Es ist zwar bekannt, bei der Herstellung fotoelektrischer Zellen Cäsium oder .andere Alkalimetalle zu verwenden, welche zwischen Silber- und Cäsiumoxydteilchen fein verteilt sind. Man hat auch vorgeschlagen, bei solchen Röhren die Kathode seiner erhöhten. Temperatur auszusetzen, um eine gleichmäßige Verteilung des Alkalimetalls zu erhalten. Es kommt dabei nicht darauf an, die Zerstäub-und Verdampfbarkeit des' Emissions- und des Kathodenmaterials herabzusetzen; denn es handelt sich nicht um eine Glimmentladungsröhre, und die Kathode wird nicht durch ein Ionenbombardement beansprucht.Process for the production of cathodes for glow discharge paths, where potassium is applied to an aluminum carrier Glow discharge work, @ it is known, the surface of the electrode material to provide a substance with a low electron work function in order to: the cathode fall -degrade. However, it is found in such tubes that the electrode material and the emission layer evaporate or sputter rather quickly so that In the course of operation, on the one hand, the emission capability of the cathode is greatly reduced and on the other hand the vaporizing material is deposited on the walls of the discharge vessel precipitates. These disadvantages can, according to the invention, by the application avoid a cathode that is made of aluminum and that has potassium in the It is enriched in a way that a layer of potassium is applied to the cathode whereupon the cathode is kept at an elevated temperature (e.g. 35o0) for so long will until the potassium has disappeared on the surface and inside the support material is enriched with it. Although it is known in the manufacture of photoelectric Cells to use cesium or other alkali metals, which are between silver and Cesium oxide particles are finely divided. It has also been suggested for such tubes the cathode of his raised. Exposure to temperature to ensure even distribution of the alkali metal. It does not depend on the atomizing and To reduce the vaporizability of the 'emission and cathode material; for it It is not a glow discharge tube and the cathode does not penetrate claimed an ion bombardment.

. Die Kathode gemäß der Erfindung kann in der Weise hergestellt werden,- daß man zunächst in bekannter Weise Kalium in die Röhren hineindestilliert; wobei sich die Elektroden, insbesondere die Kathode, mit einer Kaliumschicht überziehen. Nimmt man eine solche Röhre in Betrieb, so zeigt sich schon nach: einer verhältnismäßig kurzen Brenndauer (roo Stunden) eine starke Kathodenzerstäubung, so daß sich die Innenwand des Gefäßes mit einem immer undurchsichtiger werdenden Metallspiegel überzieht, der die Lichtausstrahlung verhindert. Wird dagegen ;gemäß der Erfindung die Röhre zunächst auf 35o bis 4502 erhitzt, so bildet sich eine Legierung zwischen dem Aluminium und dem Kalium. Die so behandelte Kathode kann dann mit Stromdichten bis, zu 25 mA/cm2 (im Gegensatz zu .etwa 2 mA. bisher) belastet werden, ohne :daß» nach langen Betriebszeiten (etwa iooo Stunden) .eine Kathodenzerstäubung in merklichem Maße eia, tritt. Sind kürzere Betriebszeiten von etwa ioo Stunden zulässig; so kann. man die Belastung bis auf ¢o bis 6o mA!cm2 steigern, ohiae daß sich dabei der Kathodenfall ändert. Auch hier findet eine merkliche Zerstäubung nicht statt.. The cathode according to the invention can be manufactured in the way - that potassium is first distilled into the tubes in a known manner; whereby the electrodes, in particular the cathode, are coated with a layer of potassium. If you put such a tube into operation, it already shows: one is proportionate short burn time (roo hours) a strong cathodic atomization, so that the Coating the inner wall of the vessel with an increasingly opaque metal mirror, which prevents the light from emitting. If on the other hand; according to the invention, the tube First heated to 35o to 4502, an alloy is formed between the aluminum and the potassium. The cathode treated in this way can then with current densities up to 25 mA / cm2 (in contrast to .approx. 2 mA. so far) without: that » after long periods of operation (about 100 hours). a cathode sputtering in noticeable Dimensions eia, step. Shorter operating times of around 100 hours are permitted; so can. you increase the load up to ¢ o to 60 mA! cm2, ohiae that the cathode fall changes. Here, too, there is no noticeable atomization.

Die Anwendung von Aluminium als Elektrodenmaterial erweist sich nicht nur als Üeshalb günstig, weil es sich leicht mit Kalium legiert, sondern dieses Metall bedeckt sich auch im legierten Zustand mit einer dünnen oberflächlichen Oxydschicht; welche die Barunterliegenden - kaliumbaltigen TeUe der Kathode vor dem Angriff der Ionen schützt. Die Schichtdicke kann dabei so eingestellt werden, Üaß -die Elektronenaustrittsarbeit gegenüber :einer reinen Kaliumschicht nicht, oder nur unwesentlich, vergrößert wird, während die Zerstäuhbarkeit der Kathode stark verringert wird. Die niedrige Zündspannung wird 'hierdurch kaum beeinflußt. Es ist möglich, mit derartigen Kathoden und einer Neon-oder Argongasfüllung eine Röhre herzustellen, deren Zündspannung weit unter 8o Volt liegt. Die Herstellung der Legierung zwischen Aluminium und Kalium wird im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in einer Stickstoff-oder Edelgasatmosp:häre, vorgenommen, da die gebildete Legierung an der Luft nicht haltbar ist.The use of aluminum as an electrode material is not only beneficial because it is easily alloyed with potassium, but this metal is also covered in the alloyed state with a thin superficial layer of oxide; which protects the underlying potassium content of the cathode from attack by the ions. The layer thickness can be adjusted so Üaß - the electron work function with respect to: a pure potassium layer does not, or only insignificantly, is increased while the Zerstäuhbarkeit the cathode is greatly reduced. The low ignition voltage is hardly influenced by this. It is possible to use such cathodes and a neon or argon gas filling to produce a tube whose ignition voltage is far below 80 volts. The alloy between aluminum and potassium is produced in a vacuum or in an inert atmosphere, for example in a nitrogen or noble gas atmosphere, since the alloy formed cannot be kept in air.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i . Verfahren zur Herstellung von Kathoden für Glimmentladungsstrecken, bei denen Kalium auf einen Aluminiumträger aufgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Kathode im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre so lange einer erhöhten Temperatur, z. B. 35o°; ausgesetzt wird, bis das Kalium in das Innere des Aluminiums eingedrungen und an der Oberfläche verschwunden ist. PATENT CLAIMS: i. Process for the production of cathodes for glow discharge paths, in which potassium is applied to an aluminum carrier, characterized in that, that the cathode in a vacuum or in an inert gas atmosphere so long an increased Temperature, e.g. B. 35o °; is exposed until the potassium gets into the interior of the aluminum penetrated and disappeared on the surface. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oxydschicht von solcher Dicke auf der legierten Kathodenoberfläche vorgesehen wird, daß die Elektronenäustrittsärbeit .gegenüber .einer reinen Alkalimetallschicht nicht oder nur unwesentlich vergrößert wird, während die Zerstäubbarkeit der Kathode durch diese Schicht verringert bzw. aufgehoben wird.2. The method according to claim i, characterized in that an oxide layer of such thickness on the alloyed Cathode surface is provided that the electron exit function .über .a pure alkali metal layer is not or only insignificantly enlarged, while the sputterability of the cathode is reduced or eliminated by this layer.
DE1933S0111580 1933-11-04 1933-11-04 Process for the production of cathodes for Glimmeinium carriers is applied Expired DE693427C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE920748C (en) * 1951-12-08 1954-11-29 Fkg Ag Method and device for operating a discharge vessel
DE2929270A1 (en) * 1979-07-19 1981-02-12 Siemens Ag PLASMA IMAGE DISPLAY DEVICE

Cited By (2)

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DE920748C (en) * 1951-12-08 1954-11-29 Fkg Ag Method and device for operating a discharge vessel
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