DE724142C - Gluehkathode, deren Kathodenkoerper einen mit Emissionsstoff versehenen Hohlraum aufweist - Google Patents

Description

• Glühkathode, deren Kathodenkörper einen mit Emissionsstoff versehenen Hohlraum aufweist Es sind Kathoden für Verstärkerrdhren verhältnismäßig kleiner Leistung bekannt, welche aus einem dünnen Röhrchen bestehen, das eine Einlage aus einem hochemissionsfähigen Stoff, z. B. Barium, besitzt. Derartige Kathoden konnten sich, wenigstens soweit es sich um Kathoden größerer Leistung handelt, in der Praxis bisher nicht einführen, weil die aus einem hochemissionsfähigen Metall bestehende Seele des Kathodenkörpers den Mantel sprengte. Es sind auch Kathoden bekannt, bei welchen ein mit Emissionsmaterial gefülltes Röhrchen auf einen Heizkörper aufgewickelt ist. Auch bei diesen Kathoden wird das das Emissionsmaterial umschließende Röhrchen-gesprengt oder, sofern es an seinen Enden nicht. verschlossen ist, dampft das Emissionsmaterial vorzeitig heraus.
• Gemäß der Erfindung erhält -man eine Kathode hoher Lebensdauer, wenn man dafür sorgt, daß der an beiden Enden geschlossene Kathodenkörper einen mitEmissionsstoff versehenen Hohlraum aufweist, der aber im kalten Zustand der Kathode nur zum kleineren Teil mit dem Emissionsstoff, z. B. metallischem Barium, ausgefüllt ist. Im heißen Zustand der Kathode wird zwar dieser Hohlraum sich mit dem Dampf des Emissionsstoffes füllen, aber der Dampfdruck kann nicht so weit ansteigen, daß die Hülle gesprengt wird. Man kann die teilweise Füllung des Hohlraumes der Kathode etwa in der Weise erreichen, daß man den Emissionsstoff, z. B. Barium oder ein anderes Erdalkali- oder Alkalimetall oder Legierungen derartiger Metalle, gegebenenfalls auch Legierungen dieser Stoffe mit anderen Metallen, z. B. Zirkon, in solcher Form in die Höhlung des Kathodenkörpers einbringt, daß seine lichte Weite nur zum kleineren Teil ausgefüllt ist. Man kann auch kleine mit Alkalien oder Erdalkalimetall ,gefüllte Rohrstückchen oder Kapseln in den Hohlraum des Emissionskörpers einbringen. Dann kann zwar der Inhalt dieser Rohrstückchen oder Kapseln den Mantel sprengen, aber wegen des vorhandenen freien Raumes im Kathodenkörper .kann der Druck nicht auf diesen selbst übertragen werden. Das Emissionsmaterial kann im Hohlraum des Kathodenkörpers auch in bekannter Weise durch eine chemische Reaktion, z. B. durch Reduktion geeigneter Metallverbindungen, z. B. der Oxyde, Manganate o. dgl., durch Magnesium, Cajcium, Aluminium entwickelt werden. Geht man in dieser Weise vor, dann füllt man den Kathodenkörper mit den <#.usgangsstoffen in pulverförmigem Zustand an. Auch in diesem Fall muß dafür gesorgt werden, daß der Hohlraum nur teilweise angefüllt wird. Durch Beimengung von Füllkörpern oder durch Anwendung des Überschusses des Reduktionsmetalles kann man auch erreichen, daß die Reduktion nicht zu stürmisch verläuft und durch zu große Wärmeentwicklung der Kathodenkörper beschädigt wird. Als Kathodenkörper kann man beispielsweise ein Röhrchen aus geeignetem Metall, beispielsweise Nickel, verwenden, das an seinen Enden durch Schweißen verschlossen ist. Der Kathodenkörper kann in Form eines mit dem Emissionsmaterial, z. B. bariumgefüllten Rohrstückes, in das Ende des Nickelröhrchens eingeschoben sein.
• Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist schematisch in der Abbildung dargestellt. Mit i ist ein gewendeltes Nickelrohr bezeichnet, dessen Enden bei 2 zugeschweißt sind. Das Nickelrohr kann unmittelbar vom Heizstrom durchflossen werden. In die Enden ist das mit Barium oder einem anderen geeigneten Emissionsmaterial gefüllte Rohrstück 3 eingeschoben, aus dem beim Erhitzen der Kathode Bariumdampf entwickelt wird und in die Windungen der Wendel eindringt. Er wird dort von den Wandungen der Wendel aufgenommen und dringt durch Diffusion nach außen und bildet an der Oberfläche des Kathodenkörpers eine hohe emissionsfähige Schicht. Beim Erhitzen der Kathode kann deT Emissionsstoff auch schmelzen und sich im Hohlraum des Nickelrohres verteilen. Um die Bildung gut emittierender Schichten an der Oberfläche des Kathodenkörpers zu begünstigen, kann man seine Oberfläche mit einer dünnen Oxydhaut in bekannter Weise überziehen. Man kann auch geeignete Oxyde, z. B. Wolframoxyd, auf die Oberfläche des Nickelrohres aufbringen, etwa in der Weise, daß man zunächst im Vakuum Wolfram niederschlägt und die gebildete Schicht oxydiert. Man kann auch Wolfram in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre verdampfen und erhält dann unmittelbar einen Wolframoxydbelag. Zur Vergrößerung der Oberfläche kann man den Kathodenkörper in an sich bekannter Weise auch aufrauhen oder mit einer durcl^ Aufsintern von Metallpulver, z. B. Nickelpulver, hergestellten porösen Metallschicht überziehen. GeradeaufgesinterteMetallpulverschichten haben sich als vorteilhaft erwiesen, weil sie eine Vielzahl von Hohlräumen aufweisen, in welchen der Emissionsstoff festgehalten wird.
• Da der Hohlraum der Kathode durch den Emissionsstoff nicht ausgefüllt wird, so ist es auch möglich, in ihm Versteifungskörper aus einem Material hoher Warmfestigkeit, z. B. Wolfram, vorzusehen. Dies erweist sich insbesondere bei frei tragenden Wendeln als vorteilhaft. Auch ermöglicht die Anwendung von Stützkörpern die Benutzung besonders dünnwandiger Röhrchen von etwa o,2 mm Wandstärke. Auf diese Weise wird die Diffusion durch den Kathodenkörper nach außen erleichtert.
• Da die Kathode an ihrer Oberfläche im wesentlichen nur gut leitende Teile enthält, so werden beim Einschalten der Kathode bei ,gleichzeitig angelegter Anodenspannung die Fackelbildung und die damit im Zusammenhang stehenden Nachteile vermieden.
• Anstatt bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Kathode nur in die Enden ein mit Emissionsmaterial gefülltes Rohrstück einzuschieben, kann man auch ein die ganze Kathode durchsetzendes, z. B. bariumgefülltes Rohr genügend kleinen Durchmessers anwenden. Dieses Rohr kann an mehreren Stellen mit Öffnungen versehen sein, um den Austritt des Emissionsmaterials in den Hohlraum des eigentlichen Emissionskörpers zu erleichtern. Dieses Rohr ist zweckmäßig aus einem Material hohen spezifischen Widerstandes hergestellt, damit möglichst wenig Strom, der für die Heizung des Kathodenkörpers benötigt wird, durch das mit Emissionsstoff gefüllte Rohr hindurchgeht. Es ist leicht einzusehen, daß die Erfindung nicht auf direkt beheizte Kathoden beschränkt ist, sondern sinngemäß auch auf indirekt beheizte Kathoden angewandt werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Glühkathode, insbesondere für gas-oder dampfgefüllte Entladungsgefäße, bei welcher der gegebenenfalls unmittelbar vom Heizstrom durchflossene, an beiden Enden geschlossene Kathodenkörper einen mit Emissionsstoff versehenen Hohlraum aufweist, dadurch gekennzeichndt, daß. der Hohlraum des gegebenenfalls rohrförmigen Kathodenkörpers in kaltem Zustand nur zum kleineren Teil mit dem Emissionsstoff, z. B. metallischem Barium, gefüllt ist.
2. 2. Glühkathode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraun des z. B. aus Nickel bestehenden Kathodenkörpers eine Kapsel oder ein Rohr angeordnet ist, die oder das mit Emissionsstoff gefüllt ist.
3. 3. Glühkathode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum des Kathodenkörpers ein Gemisch untergebracht ist, das den Ausgangsstoff für den durch eine chemische Reaktion, z. B. durch die Reduktion von Erdalkalimetallverbindungen durch Magnesium, Aluminium, .Nickel freizumachenden. Emissionsstoff bildet. q.. Glühkathode nach Anspruch i mit einem rohrförmigen' Kathodenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper im-Innern mit einem Stützkörper hoher Warmfestigkeit, z. B. einem Draht aus Wolfram, ausgerüstet ist. 5. Glühkathode nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kathodenkörpers aufgerauht oder mit einer durch Aufsintern eines Metallpulvers hergestellten Schicht bedeckt ist. 6. Glühkathode nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kathodenkörpers eine dünne Wolframoxyd'haut trägt.