DE952543C

DE952543C - Indirectly heated cathode for electrical discharge vessels

Info

Publication number: DE952543C
Application number: DE1954952543D
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Katz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-02-27
Filing date: 1954-02-27
Publication date: 1956-11-15

Description

Indirekt geheizte Kathode für elektrische Entladungsgefäße Zusatz zum Patent 890 999 Das Patent 89o 999 bezieht sich auf eine indirekt beheizte Kathode fürelektrische Entladungsgefäße, bei der im Betrieb Emissionssubstanzen aus einem Em.issionsstoffvorrat durch feine Öffnungen eines diesen bedeckenden Mantels zur Kathodenoberfläche hin wandern. Der Gegenstand des Hauptpatentes ist dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus einem mit einer Aluminiumoxydschicht versehene Heizdraht bestehende Heizer in den Mantel selbst eingebettet ist. Dabei kann der Heizer in einen porösen Wolfram- oder Molybdänsinterkörper eingelagert sein.Indirectly heated cathode for electrical discharge vessels Addition to patent 890 999 The patent 89o 999 relates to an indirectly heated cathode for electrical discharge vessels, in which during operation emission substances migrate from an emission material supply through fine openings in a jacket covering it to the cathode surface. The subject matter of the main patent is characterized in that the heater, which preferably consists of a heating wire provided with an aluminum oxide layer, is embedded in the jacket itself. The heater can be embedded in a porous tungsten or molybdenum sintered body.

In Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes ist nach der Erfindung der Heizer so angeordnet, daß eine weitgehend gleichmäßige Temperaturbeeinflussung sowohl des Mantels als auch der emissionsfördernden Substanzen eintritt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der gesamte Emissionsstoffvorrat nicht in einem einzigen großen Hohlraum als Vorratsbehälter, sondern innerhalb des Mantels in kleinen Vorratsräumen verteilt untergebracht ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Kathodenkörper derart aufgebaut sein, daß schichtartig Mantelmaterial und emissionsfördernde Substanzen einander abwechseln. Als vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist es aber auch möglich, den Mantel als porösen, gegebenenfalls verhältnismäßig dicken Körper auszubilden, dessen Poren reit emissionsfördernden Substanzen imprägniert sind. Weiterhin ist es auch möglich, bei dem Kathodenkörper beide Maßnahmen miteinander zu kombinieren.In a further development of the subject matter of the main patent is according to the invention the heater arranged so that a largely uniform temperature influence both the jacket and the emission-generating substances enter. This can can be achieved in that the entire emission material supply is not in a single large cavity as a storage container, but inside the jacket in small storage rooms is housed distributed. For this purpose, for example, the cathode body be constructed in such a way that layered jacket material and emission-promoting substances take turns. As an advantageous further development of the invention, however, it is also possible to use the jacket as a porous, possibly relatively thick body to train, the pores of which are impregnated with emission-promoting substances. Furthermore, it is also possible for the cathode body to combine both measures to combine.

Es ist bereits eine Keramikkathode nach Art .einer direkt geheizten Kathode bekanntgeworden, bei der der nicht besonders isolierte blanke Heizdraht in einem vorwiegend nicht metallischen, porösen Sinterkörper aus Thoriumoxyd eingebettet ist und gleichzeitig die Stromzuleitung übernimmt.It is already a ceramic cathode like a directly heated one Cathode became known where the bare heating wire is not particularly insulated embedded in a predominantly non-metallic, porous sintered body made of thorium oxide and at the same time takes over the power supply.

Gegenüber dieser bekannten, direkt geheizten Kathode, bei der die elektronische Leitung sowohl über den Heizer als auch über den infolge seines nicht metallischen Aufbaues einen erheblichen Querwiderstand darstellenden Keramikkörper erfolgt - seine Leitfähigkeit muß wegen der Kurzschlußgefahr für den blanken Heizer niedrig gehalten werden - besitzt die erfindungsgemäße Kathode praktisch keinen Querwiderstand.Compared to this known, directly heated cathode, in which the electronic conduction both over the heater and over that as a result of its not metallic structure a significant cross resistance representing ceramic body takes place - its conductivity must because of the risk of short circuits for the bare heater are kept low - the cathode according to the invention has practically none Cross resistance.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kathode kann in verschiedener Weise verfahren werden. So kann beispielsweise das Material, welches den porösen Mantel später bilden soll, in Pulverform od. dgl. zu einem Körper vorgepreßt und dabei der Heizer in denselben miteingebettet werden. Es erfolgt dann eine Sinterung, wobei die Poren des Mantels je nach der Sintertemperatur und dem Material, der Korngröße usw. verschieden groß sind. In diese Poren kann das emissionsfördernde Material nachträglich eingebracht werden.To produce a cathode according to the invention, various Wise to be dealt with. For example, the material that makes the porous Sheath is to form later, in powder form or the like. Pre-pressed into a body and while the heater is also embedded in the same. Sintering then takes place, the pores of the shell depending on the sintering temperature and the material, the grain size etc. are of different sizes. The emission-promoting material can enter these pores be introduced subsequently.

Es ist auch möglich, bereits bei.der Herstellung der Kathode die -emissionsfördernden Substanzen oder das Ausgangsmaterial für dieselben dem Metallpulver für den Mantel beizumengen, um dann zusammen bei gemeinsamer Sinterung der Stoffe einen imprägnierten Körper zu erhalten. In ähnlicher Weise kann auch bei schichtförmigem Aufbau verfahren werden, wobei die einzelnen Schichten in .ihren Ausgangsstoffen übereinandergelegt und dann durch Pressen und Sintern miteinander verfestigt werden, so daß die einzelnen Schichten sich gegebenenfalls ineinander verzahnen. In den beiden Fällen wird mau, durch das gleichzeitige Einbetten des Heizers in den Körper der Kathode eine gleichmäßige Temperaturverteilung bekommen, so daß sowohl der Sinterkörper selbst als auch die' emissionsfördernden Substanzen in gleicher Weise durch die Wärmezufuhr vom Heizer aus beeinflußt werden.It is also possible to use the emission-promoting substances during the production of the cathode Substances or the raw material for the same as the metal powder for the jacket to mix in, in order to then impregnate an impregnated one when the materials are sintered together Body. A similar procedure can also be used in the case of a layered structure The individual layers in their starting materials are placed on top of one another and then solidified together by pressing and sintering, so that the individual Layers may interlock with one another. In both cases it will be poor through the simultaneous embedding of the heater in the body of the cathode a uniform Get temperature distribution, so that both the sintered body itself and the ' emission-promoting substances in the same way through the heat supply from the heater from being influenced.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Darstellung.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. the Figures show two exemplary embodiments in their essentials for the invention Parts in a simplified representation.

In Fig. i ist ein Kathodenkörper von zylindrischer Form veranschaulicht, welcher im Inneren einen schichtförmigen Aufbau besitzt. Der Heizer i ist hierbei als isolierte Wendel rausgebildet, die den gesamten Kathodenkörper in Längsrichtung durchsetzt. Der Kathodenkörper 2 ist schichtweise aufgebaut, wobei beispielsweise Molybdän- oder Wolframschichten mit Schichten aus Barium oder Bariumoxyd bzw. Thoriumverbindungen oder dergleichen abwechseln.In Fig. I a cathode body of cylindrical shape is illustrated, which has a layered structure inside. The heater i is here designed as an insulated coil, which extends the entire cathode body in the longitudinal direction interspersed. The cathode body 2 is built up in layers, for example Molybdenum or tungsten layers with layers of barium or barium oxide or thorium compounds or the like alternate.

In Fig. 2 ist eine Flachkathode veranschaulicht, bei der der Kathodenkörper 3 aus einem imprägnierten, porösen Wolframsinterkörper besteht. Der Heizer q. besitzt spiralische Form und ist im Inneren des Körpers 3 so eingebettet, daß die gewünschte Temperaturverteilung zustande kommt. Als Halterung und Stromzuführung dient ein topfartiger Behälter 5, an dessen unterem Ende flanschartig ein Halterohr6 befestigt ist, in dessen Innerem die Heizzuleitungen geführt sind. Im Topfboden kann ein geeignetes Material von schlechter Wärmeleitung 7 vorgesehen sein, um einen unerwünschten Wärmeabfluß nach dieser Seite der Kathode herabzusetzen.In Fig. 2, a flat cathode is illustrated in which the cathode body 3 consists of an impregnated, porous tungsten sintered body. The heater q. owns spiral shape and is embedded inside the body 3 so that the desired Temperature distribution comes about. A is used as a bracket and power supply pot-like container 5, at the lower end of which a holding tube 6 is fastened in a flange-like manner is, inside which the heating lines are guided. A suitable Material of poor heat conduction 7 can be provided to prevent undesired heat dissipation to lower the cathode on this side.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Indirectly heated cathode for electrical discharge vessels, in which, during operation, emission substances from an emission substance supply reach the cathode surface through fine openings in a jacket covering this, and in which the heater is embedded in the jacket itself, according to Patent 89o 999, characterized in that the heater is arranged in this way is that a largely uniform temperature influence occurs both on the shell and the emission-promoting substances.

2. Cathode according to claim i, characterized in that the Emission material stock within the shell in small storage rooms, housed distributed is.

3. Cathode according to claim i, characterized by the layer-like structure of the Cathode body, such that layers of jacket material or emission-promoting Alternate substances. q ..

Cathode according to Claims 1 and 2, characterized in that d, ate the coat as a porous body impregnated with emission-promoting substances is trained.

5. A method for producing a cathode according to claim i to q., characterized in that the heater provided with an insulating layer in the jacket material together with the emission-promoting substances _ or their Starting materials are introduced and sintered together with the same. Into consideration Drawn pamphlets: ÜSA.-Patent No. 2 5oi o89.