NL8300191A - Elektrische ontladingsbuis. - Google Patents

Description

* - «... <· PHN 10.556 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Elektrische antladingsbuis".

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische ontladings-buis bevattende in een geëvacueerde omhulling een rooster elektrode met een in hoofdzaak vlak rooster uit pyrolytisch grafiet dat is aangebracht in een roosterhouder.

5 Een elektrische ontladingsbuis is een buis .waarin een bundel of een stroom elektronen en/of ionen wordt opgewekt, zoals bijvoorbeeld in een ionenbron, een kathodestraalbuis, een lopende golfbuis en een zendbuis. Pyrolytisch grafiet is een synthetische vorm van koolstof, die door afscheiding van elementaire koolstof uit een koolstof bevattende 10 gasfase qp een geschikt substraat of doom wordt verkregen. Door het vooraf bepalen van gedefinieerde afscheidingsparameters slaagt men erin, lagen van pyrolytisch grafiet te vervaardigen die zich onderscheiden door een uitgesproken anisotropie van een serie van physische eigenschappen. Een gedetailleerde beschrijving .van het afscheidingsproces 15 vindt men bijvoorbeeld in "Carbon" 5 (1967) pag. 205-217 en in "Philips Technisch Tijdschrift” 28 (1967), pag. 133-144.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een roostereléktrode met een vlak pyrolytisch grafiet rooster is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.245.379. Daarin is beschreven hoe een vlak pyrolytisch* 20 grafiet rooster kan worden verkregen door een schijf uit een cilinder van pyrolytisch grafiet te snijden, deze vervolgens te slijpen, van openingen te voorzien en in een roosterhouder qp te spannen. Een dergelijke werkwijze was nodig, omdat het tot dan toe onmogelijk was gebleken rechtstreeks dunne vlakke pyrolytisch grafiet roosters met een dikte 25 minder dan 100^um te vervaardigen met behulp van epitaxlaal aangroeien op een hete doom. Dit was onmogelijk door spanningen die in de gegroeide laag tijdens het afkoelproces vrijkwamen. De in het genoemde Amerikaanse octrooischrift 4.245.379 beschreven werkwijze heeft echter het nadeel, dat deze zeer bewerkelijk is en het rooster in een rooster-30 houder moet worden opgespannen. Nog een nadeel is, dat het warmtetransport van het rooster naar de houder niet optimaal is, waardoor bij hoge thermische belastingen de kans bestaat dat het rooster te heet wordt.

8 3 0 0 19 f o PHN 10.556 2

De uitvinding beoogt dan ook een elektrische ontladingsbuis aan te geven, waarbij het rooster niet in een roosterhouder behoeft te worden opgespannen en het warmtetransport van het rooster naar de roosterhouder optimaal is.

5 Een elektrische ontladingsbuis van de in de eerste alinea beschreven soort wordt daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de roosterhouder eveneens uit pyrolytisch grafiet bestaat en één geheel vormt met het rooster. Het is inderdaad onmogelijk dunne vlakke pyrolytisch grafiet roosters met een dikte van ongeveer lOO^um te vervaar-10 digen met behulp van epitaxiaal aangroeien op een hete doom. Het is echter wel mogelijk een dikke .vlakke laag pyrolytisch grafiet te vervaardigen die bij afkoeling niet kromtrekt. Het is ook mogelijk om een bekervormig lichaam van dik of dun (100-20Cyum) pyrolytisch grafiet te vervaardigen met een vlakke of licht gebolde bodem. Door nu een schijf 15 te nemen van dik vlak pyrolytisch grafiet en daarvan het centrale deel lokaal te verdunnen door middel van bijvoorbeeld vonkerosie of zandstralen en vervolgens in het verdunde deel een rooster te snijden met behulp van bijvoorbeeld een laser- of elektronenbundel of met behulp van vonkerosie of zandstralen, wordt een roostereléktrode verkregen waar-20 van het rooster één geheel vormt met de roosterhouder. Het is ook mogelijk een bekervormig lichaam van pyrolytisch grafiet te nemen. Als de bodem van een dergelijk bekervormig lichaam dik is kan daarin qp de beschreven wijze een lokale verdunning worden aangebracht, waarna de rooster-openingen kunnen worden gevormd. Het is echter ook mogelijk van 25 een bekervormig lichaam van dun pyrolytisch grafiet uit te gaan. Een lokale verdunning is dan niet nodig, zodat de roosteropeningen direkt in de bodem kunnen worden aangebracht. Bij een dergelijke bekervormige roosterelektrode wordt het rooster gespannen gehouden door de mechanische stijve cilinderwand. Als wordt uitgegaan van een bekervormig lichaam van 30 pyrolytisch grafiet met een licht gebolde bodem is het ook mogelijk licht gebolde rooster te vervaardigen. Als de bekervormige elektrode aan zijn open uiteinde van een zich radiaal uitstrekkende flens is voorzien, kan deze dienen voor de montage in de elektrische ontladingsbuis.

Een groot voordeel van het uit êên stuk vervaardigen van 35 rooster en roosterhouder is, dat het warmtetransport van het rooster naar de roosterhouder daardoor optimaal is. Dit komt omdat de warmtegeleiding in de richting evenwijdig aan het oppervlak van het pyrolytisch grafiet groot is. De pyrolytisch grafiet cilinder van een bekervormige elektrode 830 0 19 1 m _ __ EHN 10.556 3 dient bovendien tevens als warmfcestraler.

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin de figuren 1a, 1b en 1c een aantal mogelijke uitvoeringsvormen 5 van roosterelektrodes volgens de uitvinding in een langsdoorsnede tonen, figuur 2 een kathodestraalbuis met een dergelijke elektrode in een langsdoorsnede laat zien en figuur 3 een planaire zendbuis met een dergelijke elektrode in een opengesneden aanzicht laat zien.

10 De figuren 1a t/m 1c tonen een langsdoorsnede van een aantal mogelijke pyrolytisch. grafiet roosterelektrodes voor toepassing in elektrische ontladingsbuizen volgens de uitvinding. De roosterelektrode volgens figuur 1a bestaat uit een lOO^um dik pyrolytisch grafiet rooster 1 dat êên geheel vormt met de ringvormige roosterhouder 2. De rooster-15 houder 2 heeft een dikte d van 2 itm. Deze roosterhouder 2 en het pyrolytisch grafiet rooster 1 zijn vervaardigd uit een 2 mm dikke schijf pyrolytisch grafiet, die lokaal in het centrale deel dunner is gemaakt. Vervolgens zijn in dit verdunde deel de openingen 3 aangebracht met behulp van een {^"laserbundel. Het is mogelijk gebleken cm per 20 millimeter naast elkaar 10 a 15 openingen aan te brengen. De openingen in de figuren 1a, b en c zijn slechts schematisch aangegeven. Cmdat de roosterhouder 2 en het rooster 1 uit êên stuk pyrolytisch grafiet zijn vervaardigd, is het warmtetransport van het rooster, dat bijvoorbeeld blootstaat aan een elektronenbcmbardement, naar de roosterhouder 2 opti-25 maal.

De rooster elektrode uit figuur 1b is bekervormig en bevat een 75^um dik rooster 4 uit pyrolytisch grafiet, dat in de bodem van de bekervormige elektrode is aangebracht. De roosterhouder bestaat in dit geval uit de cilinderwand 5 en een deel 6 van de bodem. Het rooster 4 30 is verkregen door de bodem van een 1 itm dik bekervormig lichaam van pyrolytisch grafiet lokaal te verdunnen en vervolgens de openingen 7 aan te brengen. Aan zijn open uiteinde is de bekervormige elektrode van een zich radiaal uitstrékkende flens 8 voorzien.

De roosterelektrode uit figuur 1c is eveneens bekervormig.

33 Deze elektrode is echter uit een dun bekervormig pyrolytisch grafiet lichaam vervaardigd (dikte 400yum), waarbij de rooster openingen 10 in de bodem zijn aangebracht. Het rooster 9 blijft gespannen, cmdat het êên geheel vormt met de cilinderwand 11 die bovendien van een zich radiaal 8 3 0 0 1S 1 ΡΗΝ 10.556 4 η t uitstrekkende flens 12 is voorzien.

Flens 8 uit figuur 1b en flens 12 uit figuur 1c kunnen worden gebruikt om de elektrodes in een buis te bevestigen.

Figuur 2 toont een kathodestraalbuis met een elektrode volgens 5 figuur 1 in een langsdoorsnede. Deze bestaat uit een glazen omhulling 20 die is samengesteld uit een beeldvenster 21, een konus 22 en een hals 23. Aan de binnenzijde van het beeldvenster 21 is een beeldscherm 24 aangebracht, dat een dunne laag fosfor bevat. In de hals 23 bevindt zich een elektronenkanon 25 voor het opwekken van een elektronenbundel 10 26. Dit elektronenkanon bevat rond een as 32 gecentreerd een kathode 27, epn eerste elektrode 28 een tweede elektrode 29 een derde elektrode 30 en een vierde elektrode 31. De elektronenbundel 26 wordt door middel van het afbuigspoelenstelsel 33 in twee onderling loodrechte richtingen over het beeldscherm 24 af gebogen en beschrijft op dit beeldvenster een 15 raster.

In de nog niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 8200691 (FHN 10.273) is beschreven, dat de sferische aberratie van de elektronenbundel kan worden verminderd, door in de versnellende focus-seerlens van een elektronenkanon een rooster (gaas) te plaatsen. Een 20 pyrolytisch grafiet rooster volgens figuur 1 als vierde kanonelektrode 31 is vanwege zijn goede mechanische, thermische en elektrische eigenschappen bijzonder geschikt.

Figuur 3 laat een gedeeltelijk opengesneden aanzicht van een zendbuis met vlakke elektrodes zien.

25 Deze buis bestaat uit een omhulling 40 die van aansluitpennen 41 is voorzien. De omhulling 40 is samengesteld uit twee ringvormige delen 42 en 43 en twee bekervormige delen 44 en 45. De elektrodes 46, 47 en 48 worden tussen deze delen bevestigd door middel van een afdichtende verbinding. Elektrode 47 is een roosterelektrode uit pyro-30 lytisch grafiet volgens figuur 1. Cmdat het rooster 49 één geheel vormt met de roosterhouder 50 wordt de in het rooster opgewekte warmte zeer goed af gevoerd naar de omhulling.

35 8300191

Claims (7)

1. Elektrische ontladingsbais bevattende in een geëvacueerde omhulling een roosterelektrode met een in hoofdzaak vlak rooster uit pyrolytisch grafiet dat is aangebracht in een roosterhouder, met het kenmerk, dat de roosterhouder eveneens uit pyrolytisch grafiet bestaat 5 en één geheel vormt met het rooster.

2. Elektrische ontladingsbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de roosterhouder ringvormig is en in de richting loodrecht op het centrum van het roosteroppervlak dikker is dan het rooster.

3. Elektrische ontladingsbuis volgens conclusie 1, met het ken-10 merk, dat de roosterelektrode bekervormig is en het rooster tenminste een deel van de bodem van deze bekervonnige elektrode vormt en de roosterhouder tenminste gevormd wordt door de cilinderwand van de bekervormige roosterelektrode.

4. Elektrische ontladingsbuis volgens conclusie 3, met het ken-15 merk, dat de bekervormige roosterelektrode aan zijn open uiteinde van een zich radiaal uitstrekkende flens is voorzien.

5. Elektrische ontladingsbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het rooster licht gekrcmd is.

6. Elektrische ontladingsbuis volgens een der voorgaande con-20 clusies, met het kenmerk, dat het een kathodestraalhuis is.

7. Elektrische ontladingsbuis volgens een der conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk, dat het een planaire zendbuis is. 25 30 35 8300191