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Wäßrige Ausgangssubstanz gelöster und suspendierter Erdalkalisalze
zur Herstellung Elektronen emittierender Massen für Oxydkathoden Durch die Verwendung
von Wasser als Lösungsuni Suspensionsmittel zugleich, werden bei dar Herstellung
von Erdalkalikarbonatschichten organische Lösungsmittel und Binder e'ngespart und
außerdem Schichten mit einer im noch feuchten Zustand merklichen Leitfähigkeit erstellt,
wie sie für spezielle Auftragsverfahren benötigt werden Die in der Röhrentechnik
bisher allgemein üblichen, meist als. Pasten bezeichneten Ausgangssubstanzen zur
Erzeugung von Emissionsschichten bestehen in der Regel aus Suspensionen. von Erdalkalikarbonaten
in. organi@scllen Lösungsmitteln, denen noch zusätzlich ein organischer Binder,
meist Nitrozellulose zugesetzt wird, um bis zur Umwandlung der Karbonate in Oxyde
eine genügende mechanische Festigkeit der Schicht für die Montagemanipulationen
zu gewährleisten. Sowohl Lösungsmittel als auch Binder, meist feiergefährliche und
gesundheitsschädigende Stoffe, werden in relativ großen Mengen benötigt und machen,
da sie nicht zurückgewonnen werden können, diese Art von Pasten verhältnismäßig
teuer. Hinzu kommt, daß der Binder beim »Zersetzen« dar Emissionsschicht der Kathode
nicht immer restlos in Gase übergeführt wird, sondern wegen Sauerstoffmangel mehr
oder weniger Kohlenstoffrückstände hinterlassen kann, so daß emissionsmäßig ungünstige,
sogenannte dunkle Kathoden entstehen. Ein weiterer Nachteil dieser Pasten bzw. Schichten
ist die ausgesprochen schlechte Leitfähigkeit, eine Eigenschaft, die wohl beim normalen.
Sprühverfahren gar nicht stört; dagegen beschränkt sie bei
anderen
Verfahren., wie dem elektrostatischen Sprühen oder der Katapharese, die Anwendung
auf die Herstellung von dünnen Schichten.
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Es gibt aber auch Auftragsverfahren, bei denen die Paste aus einer
Suspension oder Aufschlämmung von Erdalkalikarbonaten in dostilliertem Wasser besteht.
Häufig setzt mann in solchen Fällen der Alkalikarbonatau.fschlämmung noch Erdalkalihydrate
hinzu., die in Lösung gehen und. in der auf eine Kathodenhülse aufgebrachten Masse
zum Festketten der Karbonatteilchen dienen, indem sie beim Erhitzen; in einen. Schmelzfluß
übergehen.
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Ein davon völlig abweichendes Verfahren benutzt bereits wäßrige Lösungen
von Erdalkalisalzen, wie Nitrate, Az.etate oder neuerdings auch Bikarbonate, um
durch elektrolytischen Vorgang fest haftende Salzschichten abzuscheiden, die bei
einer entsprechenden Umwandlung ebenfalls zu Oxyden. gemacht werden. Allerdings
bereitet der bei der Elektrolyse in wäßrigen, Lösungen stets kathodenseitig frei
werdende Wasserstoff bei der Herstellung solcher Schichten gewisse Schwierige keiten,
jedenfalls derart, daß die erforderlichen besonderren Maßnahmen dieses. Verfahren
für die Massenproduktion. noch ungeeignet machen. Hinzu kommt, daß solche ausgeschiedenen
Schichten infolge ihres kompakten. Aufbaus zum Teil recht. spröde sein, und dadurch
zum Aufplatzen bzw. zur Rißbildung neigen können. Ein besonderes Merkmal dieser
Schichten ist jedoch die relativ gute elektrische Leitfähigkeit in noch feuchtem
Zustand, beruhend auf der Imprägnierung der gebildeten Kristallschicht mit der Salzlösung,
die erst die Ausbildung dickerer Schichten ermöglicht. Nachteile solcher Lösungen:,
besonders dann, wenn sie zum normalen. Sprühen oder auch statischen Sprühen benutzt
werden., ist die unzureichende Konzentration infolge der geringen Löslichkeit, insbesondere
der an. sich sehr geeigneten Erdalkalibikarbonate. Die beim Sprühen zu verdunstende
relativ große Wassermenge führt zu unerträglich langen. Operationszeiten und schließt
außerdem die Gefahr des »Laufens« der Schicht ein.
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Hier setzt nun die Erfindung ein, und schafft durch die Verwendung
von Wasser gleichzeitig als Lösungs- und Suspensionsmittel die Möglichkeit für eine
für Sprühverfahren geeignete Ausgangssubstanz. Bei einer wäßriggn Ausgangssubstanz
zur Herstellung einer Elektronen emittierenden Masse für Oxydkathoden von elektrischen
Entladungsgefäßen durch Niederschlagen auf Kathodenträger nach einem normalen, oder
elektrostatischen Sprühverfahren:, bei der die Ausgangssubstanz aus in. destilliertem
Wasser löslichen und unlöslichen Salzen. der Erdalkalimetalle; wie Barium, Strontium
und Kalzium, besteht und die als verbindendes Medium destilliertes Wasser sowohl
als Lös.ungs- als auch als Suspensionsmittel enthält, besteht deshalb nach der Erfindung
von, der Ausgangssubstan- der lösliche Anteil aus Erdalkalibikarbonaten und der
unlösliche, suspendierte Anteil aus Erdalkalikarbonaten.
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Durch die Kombination von Lösung und Suspension mit Wasser als gemeinsam
verbindendes Medium können, bei einem entsprechend dem Auftragsverfahren gewählten
Verhältnis von Lösungszar Suspensionsphase gut haftende Schichten ohne zusätzlichen
organischen Binder hergestellt werden. Der der Lösungsphase durch Auskristallisieren
der Salze entstammende Schichtanteil verkittet die. aus, der suspendierten Phase
stammenden Karbonatkörner und sorgt so für ausreichende mechanische Festigkeit,
während die noch in der Schicht verbliebene Salzlösung die gewünschte Leitfähigkeit
bedingt. Der aus der suspendierten Phase stammende Schichtanteil dagegen lockert
den. sonst leicht zur Sprödigkeit neigenden anderen Anteil mehr oder weniger auf,
wodurch, eine den Montageanforderungen entsprechende geschmeidige Schicht entsteht.
Damit ermöglicht die Erfindung eine Pastenart, die keine teueren organischen Lösungsmittel
und Binder benötigt; die mit Wasser aufgebaut ist und deshalb auch nicht feuergefährlich
und gesundheitsschädlich ist und trotzdem Schichten liefert, die den bisherigen,
gesprühten Schichten bezüglich Oberflächengüte, Dichte und Leitfähigkeit überlegen
sind.
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Normalerweise wird man bei der Ausgangspaste gemäß der Erfindung das.
Molverhältnis der Erdalkahverbindungen sowohl von der Lösungs- als auch Suspensionsphase
gleich dem gewünschten Verhältnis der zersetzten endgültigen Oxydschicht machen.
Es. können jedoch auch Fälle eintreten, in denen. mann der suspendierten Phase irgendeine
größere als dem gewünschten Molverhältnis entsprechende, z. B. eine größere Strontiumkarbonatkonzentration
geben würde, nämlich wegen der geringen Löslichkeit des zugehörigen Bikarbonats,
immer dann, wenn. die flüssige Phase nur aus Bikarbonaten besteht. Beim Wechseln
bzw. Variieren des Auftragsverfahrens wird man gleichzeitig das Verhältnis von Lösungs-
zur Suspensionsphase der Ausgangslösung entsprechend ändern; man wird z. B. beim
normalen. Pistolensprühen. den Anteil der suspendierten Phase größer als beim statischen
Sprühen wählen usw. Besonders bei dem letztgenannten Auftragsverfahren wird man
unter Umständen in manchen Fällen die Verdunstungsgeschwindigkeit dadurch erhöhen
müssen, daß man geringe Mengen Alkohol oder ähnlicher organischer Stoffe hinzufügt,
um unter anderem z. B. das »Laufen,« der Kathoden zu vermeiden. Die suspendierte
Phase wird man sowohl im allgemeinen ausschließlich aus Erdalkalikarbona&n aufbauen:,
da diese besonders bei der Zersetzung im Vakuum infolge der gasförmigen harmlosen
Zersetzungsprodukte am geeignetsten sind. Bei der Lösungsphase dagegen wird. man,
dem gleichen, Gesichtspunkt entsprechend immer dann. ausschließlich Bikarbonate
verwenden, wenn deren. Konzentration ausreicht, jedoch in manchen Fällen mit Vorteil
zur Erhöhung der Konzentration Azetate hinzufügen.
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Der mit dem Erfindungsgegenstand erzielte technische Fortschritt gegenüber
dem bekannten ist nachfolgend noch einmal zusammengefußt. Die auf
einen,
Kathodenkörper als. Schicht aufgebrachte Masse gemäß der Erfindung besitzt keinerlei
beim Erhitzen zum Schmelzfluß neigenden. Anteil. Ihre Leitfähigkeit ist in feuchtem
Zustand ausreichend groß, so daß bei solchen Auftragsverfahren, bei denen das Aufbringen
der Masse durch den; Trans po,rt geladener Teilchen: in, einem elektrischen Feld
erfolgt, die Schichtdicke nicht wie bei bisher bekannten Verfahren durch ihre abschirmende
Wirkung infolge -unzureichender Leitfähigkeit begrenzt ist.. Eine solche Schicht
kann also nicht nur mit einer relativ großen Dichte, sondern außerdem auch mit einer
gewünschten Dicke hergestellt werden und ist deshalb den. bisher bekannten Schichten
an Güte überlegen. Durch die Verwendung von destilliertem Wasser als Lösungs- und
Suspensionsrnittel für die Ausgangssubstanz sind die bisher üblichen teueren aber
auch feuergefährlichen und gesundheitsschädlichen organischen Lösungsmittel und
Binder nicht mehr erforderlich.