DE761089C

DE761089C - Mittelbar geheizte Gluehkathode fuer Braunsche Roehren

Info

Publication number: DE761089C
Application number: DES130217D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Hinsch
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1937-12-31
Filing date: 1937-12-31
Publication date: 1954-04-29

Description

Mittelbar geheizte Glühkathode für Braunsche Röhren Bei Braunschen Röhren mit Glühkathode, die eine Gasfüllung enthalten, kommt es durch den Aufprall der durch das elektrische Feld zwischen Anode und Kathode beschleunigten positiven Ionen auf die Emissionsstoffe der Kathode zu einer Zerstäubung, da die in Wärme umgesetzte Energie zu einer Verdampfung der getroffenen Moleküle führt. Daraus ergibt sich nicht nur eine Verkürzung der Lebensdauer der Kathode, sondern es bildet sich ferner mit der Dauer des Betriebes ein verhältnismäßig tiefer Krater aus, der den Feldlinienverlauf gerade an der Stelle stört, wo die emittierten Elektronen beschleunigt werden. Eine Folge davon ist, daß der Elektronenstrahl allmählich in unerwünschter Weise diffus wird. In dieser Hinsicht besonders wirksam sind die Ionen der Gasverunreinigungen, also beispielsweise Sauerstoff-oder Stickstoffionen. Es stellt daher bei Braunschen Röhren eine dringende Aufgabe dar, die Gasfüllung von unerwünschten Beimengungen zu befreien.
Der geschilderte Effekt tritt auch bei Hochvakuumröhren auf, wenn sich im Gefäßinnern Gasreste in nennenswerter Menge vorfinden.
Es ist bereits bekannt, bei bestimmten elektrischen Entladungsgefäßen die Anode aus Tantal herzustellen, das dann eine Gasabsorption bewirkt, wenn es auf genügend hohe Temperaturen während des Betriebes erhitzt wird. Bei Braunschen Röhren ist indessen eine Beseitigung der schädlichen Gasreste in dieser Weise nicht möglich, da die Anoden solcher Röhren während des Betriebes niemals die erforderlichen Temperaturen erreichen. Dagegen ist hier in der Regel ein größerer Teil des Kathodenkörpers auf Glühtemperatur als zur< Elektronenemission ausgenutzt werden kann-Es ist ferner bei Verstärkerröhren bekannt. die Enden der Halterungen der Glühkathode aus Tantaldraht herzustellen und diesen in mehreren Windungen um den Heizfaden zu legen, durch den er auf Temperatur gebracht «-ird, um alsdann die im Vakuumraum vorhandenen schädlichen Gase zu binden. Eine derartige Anordnung «-eis, aber insofern Nachteile auf, als wegen der geringen, bei der Gasabsorption wirksamen Oberflächen des Tantaldrahtes bei gelegentlichen größeren Gasausbrüchen oder beim Vorhandensein größerer Gasverunreinigungen in Gefäßen mit größeren Abmessungen (in Braunschen Röhren) die schädlichen Gasmengen nicht restlos gebunden werden können. Abgesehen davon bedeutet der auf der Kathode befestigte Tantaldraht praktisch eine merkliche Verringerung der emittierenden Oberfläche. und er wird auch in elektronenoptischen Geräten nicht angewendet «-erden können.
Es ist auch bekannt. an der Innenwand einer Entladungsröhre ein Stück Zirkon anzuordnen, das während des Betriebes auf eine solche Temperatur gebracht wird. daß es Gasreste absorbiert. Die passende Erwärmung eines solchen Zirkonstückes macht praktisch Schwierigkeiten.
Es sind ferner schon Glühkathoden für Senderöhren bekannt, die aus langen Tantalrohren bestehen und durch eine besondere im Innern enthaltene Hilfsentladung zum Glühen gebracht werden. Bei diesen Kathoden ist es nicht möglich, gleichzeitig die für die Emission günstigste Temperatur und die davon abweichende für die Gasabsorption günstigste Temperatur zu erzielen.
Die oben geschilderten Schwierigkeiten werden bei der in der Erfindung behandelten mittelbar geheizten Glühkathode für Braunsche Röhren dadurch überwunden, daß der Kathodenkörper aus einem die Heizwendel aufnehmenden, vorzugsweise zylindrischen Hohlkörper aus Tantal oder Zirkon besteht, der an der der Entladungsstrecke zugekehrten Seite mit einer Emissionsschicht versehen ist. und daß sich zumindest Teile des Tantal- oder Zirkonkörpers auf einer zur Bindung von Gasresten geeigneten Temperatur befinden. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Kathodenaufbau, bei dem es sicher gelingt. die Gasfüllung von unerwünschten Beimischungen zu befreien und wobei sich die günstigste Temperatur für die Emission und die davon abweichende günstigste Temperatur für die Gasabsorption leicht' gleichzeitig erzielen lassen. Man kann die Kathode zweckmäßig auch so ausführen, daß der Kathodenkörper auf der der Entladungsstrecke zugekehrten Seite eine Offnung hat. die durch einen als Emissionsschichtträger dienenden Körper aus Metall. z. B. 'Nickel. verschlossen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt einen Kathodenkörper i. der aus Tantal oder Zirkon besteht und der an seinem Kopf 2 eine Bohrung 3 aufweist, in der sich die Emissionssubstanz d befindet. Im Innern des rohrförmigen Kathodenkörpers i ist eine isolierte Heizwendel ; vorgesehen. In manchen Fällen kann es nun er%-,-ünscht sein, den Teil des Kathodenkörpers, der unmittelbar mit der Emissionssubstanz in Verhindung steht, auf eine höhere Temperatur zu erhitzen, als den übrigen Teil des Kathodenkörpers. der die Gasabsorption übernehmen soll. Denn häufig liegt die günstigste Temperatur für die Emission höher als die günstigste Absorptionstemperatur. Um das erwähnte Ziel zu erreichen. kann man vorteilhaft gemäß Fig. 2 an dem unteren Teil des Kathodenkörpers io Kühlflächen 16 vorsehen, so daß der Kopf 12 des Anodenkörpers und mit ihm die Emissionssubstanz i-1 auf eine höhere Temperatur durch die Heizwendel 15 erhitzt werden als die unteren Teile des Kathodenkörpers. Dadurch wird es also möglich, sowohl die bei etwa 7-30 = liegende günstigste Temperatur für die Emission als auch die bei 6oo= liegende günstigste Temperatur für die Gasabsorption zu erzielen.
Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. bei dem die Heizwendel 25 ganz oder zum größten Teil nur in dem Hohlraum desjenigen Kathodenkörperteiles 27 angeordnet ist, der unmittelbar die Emissionssubstanz 24 trägt. Der untere Teil des Kathodenkörpers 28 wird alsdann nur durch Wärmeleitung von dem Teil 27 her erhitzt, wenn er gegen eine Wärmestrahlung von der Heizwendel 25 durch einen keramischen Einsatz 23 geschützt ist. Zur Herabsetzung der Wärmeüberleitung von dem Teil 27 auf den unteren Teil 28 des Kathodenkörpers kann noch ein ringförmiger @-@'ärmewiderstand 29 vorgesehen werden. der beispielsweise aus Invar besteht.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besteht der Kathodenkörper aus einem Tantalrohr 3i. das zur Gasabsorption dienen soll. An seinem oberen Ende ist dieses Rohr 31 durch einen Nickeleinsatz .Io verschlossen. der sich besser als Träger der Emissionssubstanz 34 eignet. Auch bei einer derartigen Ausbildung des Kathodenkörpers kann. etwa durch eine entsprechende Anordnung der I-Ieizwendel 25, dafür gesorgt werden, daß der Träger 4o der Emissionsschicht 34 höher erhitzt wird als das Rohr 31 des Kathodenkörpers.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Mittelbar geheizte Glühkathode für Braunsche Röhren mit einem die Heizwendel aufnehmenden, vorzugsweise zylindrischen Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper aus Tantal oder Zirkon besteht und an der der Entladungsstrecke zugekehrten Seite mit einer Emissionsschicht versehen ist und daß sich zumindest Teile des Tantal-oder Zirkonkörpers auf einer zur Bindung von Gasresten geeigneten Temperatur befinden.
2. Glühkathode nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper auf der der Entladungsstrecke zugekehrten Seite eine Öffnung hat, die durch einen als Emissionsschichtträger dienenden Körper aus Metall, z. B. Nickel, verschlossen ist.
3. Glühkathode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Metallkörpern eine Wärmewiderstandsschicht eingebaut ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschri ften Nr. 4i6 533, 535 163, 563 148, 633 205 französische Patentschrift Nr. 624 395; britische Patentschrift Nr. 300 403; USA.-Patentschrift Nr. i 688 489; Espe und Knoll, »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, Berlin 1936, S. 39, 266 und 267.