DE717643C

DE717643C - Mittelbar geheizte, an der Kathodenhuelse gehalterte Kathode fuer elektrische Entladungsgefaesse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE717643C
Application number: DEA75701D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-04-01
Filing date: 1935-04-02
Publication date: 1942-02-19

Description

Mittelbar geheizte, an der Kathodenhülse gehalterte Kathode für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu ihrer Herstellung Mittelbar geheizte Kathoden für elektrische Entladungsgefäße bestehen im allgemeinen aus einem drahtförmigen Heizkörper, der entweder mit einer Isoliermasse überzogen ist oder in einem rohrförmigen Isolierkörper steckt, und aus einer diese Teile umgebenden Metallschicht als Äquipotentialkathode.
Zur Vermeidung von Störergeräuschen, die durch Bewegungen der Kathode leicht verursacht werden können, und zur Verhinderung von Kurzschlüssen mit anderen Elektroden, insbesondere dem Steuergitter, ist man genötigt, die mittelbar geheizten Kathoden sehr fest zu haltern. Die bisher hierzu benutzten kräftigen Halteteile leiten nun von der durch die elektrische Heizung zugeführten Wärmemenge bis zu q.o % ab und verschlechtern dadurch die Wirtschaftlichkeit der Kathode ganz beträchtlich. Diese Ableitungsverluste sind bei Kathoden, deren die Kathodenhülse bildende Äquipotentialschicht zur Verringerung der Abstrahlung aus Kupfer, Silber oder Gold besteht, besonders groß, da die genannten Metalle sehr :gute Wärmeleifer sind. Man könnte nun zur Herabsetzung der Verluste die Halterungen und Stromzuführungen aus schlecht dvärmeleitenden Metallen, wie z. B. Eisen oder Nickel, herstellen. Uin eine sichere Unterstützung der Kathode zu gewährleisten, wäre es dann aber notwendig, die Halterungen und Stromzuführungen mit der Kathode zu verschweißen. Dieses Verschweißen macht in manchen Fällen Schwierigkeiten. Besonders lassen sich ohne Verwendung von Flußmitteln die Äletalle Kupfer, Silber und Gold nur schwer mit den genannten Metallen verbinden. Die Verwendung von Flußmitteln ist jedoch beim Schweißen von Elektroden für elektrische Entladungsgefäße nicht zulässig, da die Flußmittel mindestens zum Teil nicht wieder entfernt werden können und daher die Ursache für elektrische Störungen bilden würden. Es ist ferner bekannt, die nachträglich an die Kathode angebrachten. gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Haltestreben aus einem Metall mit hohem elektrischem Widerstand herzustellen. Da jedoch .die leitenden Kathodenhalterungen aus inechanischen Gründen einen verhältnismäßig großen Querschnitt erfordern, wird durch dieses Verfahren nicht viel erreicht. Die Kathodenenden werden durch die Ableitungsverluste stark gekühlt. Auch bei Verwendung nichtleitender Stützteile besteht das Bedürfnis, die Wärmeableitung herabzusetzen, da die hohe Wärmekapazität der Stützteile die Anheizzeit der Kathode wesentlich steigert.
Diese Schwierigkeiten «-erden bei einer mittelbar .geheizten, an der Kathodenhülse gehalterten Kathode für elektrische Entladungs.gefäße nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Hülse an den Haltestellen aus einer die Wärme schlecht leitenden Legierung des Hülsenmetalls besteht. Durch die Verwendung dieser schlecht leitenden Legierungen werden die Ableitungsverluste der Kathode stark herabgedrückt und daher durch die erhöhte .Heizwirkung eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades der Entladungsröhre erreicht. Die Erfindung kann vorteilhaft auch bei solchen Föhren Verwendung finden, bei denen die Kathode von Isolierteilen, wie z. B. Platten aus keramischem Werstoff oder Glimmer, getragen wird. Außerdem ist aber eine solche Kathode in außerordentlich einfacher Weise herzustellen. Diejenigen Teile der Äquipotentialschicht, an denen die Kathode gehalten werden soll, werden z. B. mit einem Metall überzogen, das mit dem Metall der Äquipotentialschicht .eine schlecht wärmeleitende Legierung bildet, und dann wird durch Glühen diese Legierung erzeugt.
In der Zeichnung ist ein Beispiel für die Kathode nach der Erfindung dargestellt.
In Abb. i ist i eine Kathodenhülse aus Kupfer. Die Hülse besitzt unten zwei Befestigungslaschen 2 und 3. Sie soll an diesen Laschen und am oberen Ende gehalten werden. Die Haltestellen sind mit einem Nickelüberzug, 4 versehen, der so stark gewählt ist, daß der _"Z icl;elgehalt der später entstehenden Legierung et"va io°,lo beträgt. Die Wärmeleitf,#higIceit wird hierdurch von < -iuf etwa herabgesetzt, also sogar unter den Wert für reines Nickel. Ein höherer Nickelgehalt würde die Wärmeleitfähigkeit sogar noch etwas mehr herabsetzen.
Abb. 2 zeigt die fertige Kathode im Längsschnitt. Durch Erhitzen ist zwischen Nickel und Kupfer am oberen Ende bei j und an Gien Laschen 2 und 3 die schlecht wärtneleitende Legierung erzeugt. Das Ende 5 ist durch die isolierende Haltepaste 6 durchgesteckt, die z. B. aus Glimmer bestehen kann. Die Laschen 2 und 3 sind durch Löcher in der isolierenden Platte 7 durchgesteckt und umgebogen. Innerhalb der Kathodenhülse befindet sich der Heizkörper B. Außen trägt die Hülse die Emissionsschicht9. Der An.schluß des Anodenstromkreises erfolgt durch einen dünnen Leiter io, der mit der Kathode aus einem Stück besteht oder zweckmäßig an die schlecht wärmeleitende Lasche 2 angeschweißt ist.
Das mit dem Trägermetall zu legierende Metall kann auf mechanischem Wege z. B. in Pastenform oder als Blech aufgebracht werden. Besonders bewährt hat sich jedoch das Aufbringen durch Elektrolyse, da hierbei sofort eine gute Berührung zwischen beiden Metallen entsteht.
Es ist im allgemeinen zweckmäßig, die Legierungsbildung vor dem Auftragen des Emissionsstoffes und vor .dem Einbringen in die Röhre vorzunehmen. Manchmal ist es aber auch vorteilhaft, di: Legierung erst in der Röhre zu erzeugen. Zur Legierungsbild;mg ist bei dem oben angeführten Beispiel eine. Temperatur von 70o° bis 1000' C erforderlich. Um die Legierungsbildung auf die Teile zu beschränken, an denen die Kathode gehalten werden soll, werden zweckmäßig nur diese Teile auf die Legierungstemperatur erhitzt.
Die Erfinidung ist nicht auf die Verwendung von Kupfer als Kathodenmetall und von Nickel als Zusatzmetall beschränkt. Sie findet zweckmäßig auch .auf Kathoden au: Silber oder Gold und aus den Platinmetallen oder Nickel Anwendung. Verwendet man Nickel als Kathodenhülse. so wird inan vorteilhaft einen Kupfer- oder Eisenüberzug aufbringen. Uni ein Fortschreiten der Legierungsbildung während des Betriebes und damit eine Änderung der Temperaturverteilung auf der Kathode zu verhindern, wählt man zweckmäßig solche Metalle, bei denen die Legierungsbildung erst bei hoher Temperatur schnell erfolgt, z. B. Eisen und Nickel.
Die Kathode kann auch nach der Legierungsbildung mechanisch bearbeitet werden. z. B. durch Ziehen, Drücken oder Stanzen.

Claims

hATEVTAN SPIZ ÜC1IE: i. Mittelbar geheizte, an der Kathodenhülse gehalterte Kathode für elektrische Entladungsgefäße, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an den Haltestellen aus einer die Wärme schlecht leitenden Legierung des Hülsenmetalls besteht.
2. Verfahren zur Herstellung mittelbar geheizter Kathoden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Halterung dienenden Teile der z. B. aus Kupfer bestehenden Kathodenhülse an den Unterstützungsstellen mit einem Metall, z. B. Nickel, überzogen werden und dah darauf durch Erhitzen die schlecht wärmeleitende Legierung an diesen Stellen gebildet wird. 3. `'erfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Cberzugsmetall durch Elektrolyse aufgebracht wird. .I. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode nach der Legiertingsbiklung mechanisch bearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung erst in der Röhre gebildet wird.