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Elektrische Entladungsröhre mit einer Primäremissionskathode sowie
einer oder mehreren anderen Elektroden Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre
mit einem Elektrodensatz, der mindestens aus einer Kathode und einer Anode besteht.
Die Erfindung bezweckt besonders die Verbesserung der Wärmestrahlungseigenschaften
und der Sekundäreinissionseigenschaften der nicht mit Primäremissionsstoffen überzogenen
Elektroden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum überziehen einer Elektrode
mit einer Schicht, welche die in Frage kommenden Eigenschaften besitzt.
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Es ist eine bekannte Tatsache, daß bei Entladungsröhren der vorstehend
erwähnten Art alle Elektroden im Betrieb eine höhere Temperatur annehmen, als sie
bei der Inbetriebnahme der Röhre unter üblichen Bedingungen besitzen. Diese Erhitzung
findet ihre Ursache sowohl in der üblichen Wärmestrahlung der Kathode als auch im
steten Aufprall der Elektronen. Hat eine Elektrode eine gewisse Temperatur angenommen,
so kann sie ihrerseits auch wieder die benachbarten Elektroden durch Strahlung erwärmen.
Naturgemäß ist diese Erwärmung in den Röhren am größten; die mit starken Strömen
betrieben werden, wie z. B. Sendemöhren.
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Die Folgen der Erhitzung der verschiedenen Elektroden sind von zweifacher
Art. Zunächst nimmt bei praktisch allen üblichen Werkstoffen die mechanische Festigkeit
bei einer Steigerung der Temperatur ab, und zweitens wächst der Sekundäremissionsfaktor.
Die erste Tatsache ist stets, die zweite in manchen Fällen schädlich. Man hat daher
schon Maßnahmen zur Behebung dieser Übelstände
vorgeschlagen. Diese
-.Maßnahmen zerfallen in zwei Gruppen, und zwar in solche, welche die Ursache, <l.
1i. also die zu starke Erhitzung ausschalten, und solche, welche die Folgen beheben
oder doch verringern.
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Unter die zweite Gruppe fällt z. B. die Wahl temperaturbeständigerer
Werkstoffe und von Werkstoffen mit geringerem Sekundärernis.sionskoeffi= zienten.
Die Erfindung betrifft :Maßnahmen, die der ersten Gruppe angehören.
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Es ist bekannt, daß die Temperatursteigerung durch Verwendung künstlicher
Kühlung, z. B. durch einen Flüssigkeitsstrom, durch Verwendung von Kühlflächen und
durch Überziehen der Oberfläche der betreffenden Elektrode mit einem die Wärmeausstrahlung
verbessernden Stoff, verringert werden kann. Als Überzug wurde bereits eine dünne
Kohlenstoffschic.ht vorgeschlagen, z. B. in Form von Ruß, oder aber eine Schicht
aus schwarzem Oxyd oder aus einem Oxyd' in schwarzer Form, z. B. Titanoxvd. Da die
Sekundäremission im allgemeinen bei y niedrigeren Temperaturen abnimmt, wird sie
infolge der verbesserten Wärmeausstrahlung der Elektroden und der infolgedessen
auftretenden niedrigeren Temperatur absinken; die meisten vorstehend erwähnten,
gut strahlenden Stoffe, besonders Kohlenstoff, haben jedoch auch einen geringen
Sekundäremissionsfaktor, wodurch die Sekundäremission noch erheblich verringert
wird. Kurz zusammengefaßt kann somit festgestellt werden, daß das Überziehen einer
Elektrode mit einem gut wärmeausstrahlenden Stoff im allgemeinen auch eine Verringerung
der Sekundäremission bedingt. In gewissen Fällen ist es jedoch erwünscht, trotzdem
die Strahlung einer Elektrode zu vergrößern, um durch den infolgedessen auftretenden
Temperaturfall den verwendeten Elektrodenwerkstoff mechanisch zu entlasten, aber
dennoch die Sekundäremission aufrechtzuerhalten, oder doch nicht ganz zunichte zu
machen oder sogar zu vergrößern. Gegenstand der Erfindung ist die Erzielung dieses
beabsichtigten Zweckes.
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Eine elektrische Entladungsröhre nach der Erfind'ung enthält eine
Primäremissionskathode sowie eine oder mehrere andere Elektroden, bei denen mindestens
eine ganz oder teilweise mit einem Gemisch aus einem gut wärmeausstrahlenden Werkstoff
und einem Stoff überzogen ist, dessen Sekundä remissionskoeffizient gleich i oder
größer als i ist.
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Abgesehen von der Tatsache, daß die Temperatur der überzogenen Elektroden
trotz hoher Beanspruchung der Röhre so niedrig bleibt, daß keine Gefahr unerwünschter
Änderungen in den Wirkungen der Elektroden, z. B. durch Veränderungen in der Stellung
gegenüber den anderen Elektroden, besteht, hat die Erfindung den wesenlichen Vorteil,
daß die Sekundäremission durch Wahl eines geeigneten Stoffes auf einen -bestimmten
Wert gebracht werden kann. Dies ist besonders bedeutsam für die Elektroden, die
im Röhrenbetrieb zweckmäßig keinen Strom aufnehmen dürfen, z. B. Steuergitter. Bekanntlich
tritt in einem mit einem Steuergitter verbundenen abgestimmten Kreis eine erhebliche
Dämpfung auf, wenn der Strom vom Gitter über den Kieis abgeleitet werden muß. Es
kann die Sekundäremission der betreffenden Elektroden nun derart gewählt werden,
daß der Strom von den Elektroden gleich Null oder gewünschtenfalls sogar negativ
ist.
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An sich ist es schon bekannt, durch Verwendung von Sekundäremissionsstoffen
den Strom zu einem Gitter gleich Null zu machen. Es war jedoch bisher nicht möglich,
die Wärmestrahlung einer Elektrode durch einen Überzug der Oberfläche zu verbessern
und gleichzeitig die Sekundäremission auf einen bestimmten Wert zu bringen.
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Ferner ist es bekannt, eine Elektrode einer elektrischen Entladungsröhre
zwecks Verbesserung der Wärmeausstrahlung mit einer Koh_lenstoffschicht zu überziehen,
wobei zwischen der Kohlenstoffschicht und der Elektrode eine Schicht aus Silicaten
oder Oxyden des Berylliums, des Magnesiums oder des Aluminiums angebracht ist. Diese
Schicht verhindert die schädliche Absorption .des Kohlenstoffs in die Elektrode.
Es handelt sich hierbei jedoch nicht um ein Gemisch aus Kohlenstoff und den Silicaten
oder Oxyden. Die Sekundäremission einer solchen Elektrode ist daher praktisch ganz
durch die Kohlenstoffschicht bedingt, da sich die Oxyd- oder Silicat.schicht nicht
an der Oberfläche befindet.
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Naturgemäß treten die Erscheinungen eines Gitterstroms, einer Sekundäremission,
einer großen mechanischen Beanspruchung usw. leichter bei Röhren auf, die mit hohen
Spannungen betrieben werden, z. B. Senderröhren, so daß die Erfindung für sie besonders
bedeutsam ist.
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Als gut wärmestrahlender Stoff kann bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Röhre Kohlenistoff verwendet werden, z. B. in Form von Ruß oder schwarzer Oxyde
oder von Oxyden in schwarzer Form, z. B. Titanoxyd, Zirkonoxyd, Wolframoxyd, Molybdänoxyd,
wobei dieser Stoff mit dem .gut sekundäremittierenden Stoff gemischt ist; als solcher
kann z. B. Magnesiumoxyd gewählt werden, da dieses bekanntlich einen guten Sekundäremissionskoeffizienten
hat und hohen Temperaturen standhält. Ein anderer Stoff, der in Frage kommt, ist
z. B. Beryllium. Der schwarze Stoff und der gut emittierende Stoff werden vermischt
und z. B. aus einer Suspension auf die Oberfläche der Elektrode aufgebracht, worauf
z. B. durch Erhitzung der Elektrode das Suspens@ionsmittel beseitigt wird. Durch
Wahl des Verhältnisses der beiden Stoffe kann innerhalb gewisser Grenzen eine bestimmte
Sekundäremission erzeugt werden.
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Zur genauen Regelung der Wärmeausstrahlungsun.d Sekundäremissionseigenschaften
kann man einen Teil der Elektroden unüberzogen lassen oder nur mit Sekundäremissionsstoff
oder nur mit Wärmeausstrahlungsstoff überziehen.