NL8501257A - Werkwijze voor het vervaardigen van een naleveringskathode en toepassing van de werkwijze. - Google Patents

Description

* + EHN 11.370 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze voor het vervaardigen van een naleveringskathode en toepassing van de werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een nalever ingskathode bevattende een poreus wolfraam-lichaam net een tijdens bedrijf voor emissie bestemd oppervlak, waarbij in een stadium van vorming van het wolfraamlichaam een oxide van een 5 metaal althans plaatselijk in het lichaam wordt gebracht en daarna het lichaam aan een impregneringsbehandeling met barium bevattend materiaal wordt onderworpen, ter verkrijging van poriën in het wolfraamlichaam met het metaal en barium bevattende verbindingen voor het tijdens bedrijf naleveren van het metaal en barium aan het emitterende oppervlak.

10 Een werkwijze van de in de aanhef vermelde soort is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8201371.

Hierin wordt als metaal scandium toegepast.

Hierbij wordt bijvoorbeeld het scandiumoxide aangebracht in een aan een oppervlak grenzend deel van het poedervolume waaruit het wolfraant-15 lichaam wordt geperst. Vervolgens wordt het lichaam geperst, gesinterd en via een scandiumoxidevrij oppervlak van het wolfraamlichaam geïmpregneerd.

Bij een variant van de bekende werkwijze wordt een laag scandiumoxide op een oppervlak van een gesinterd wolfraamlichaam aangebracht, 20 wordt het lichaam nagestookt en via een scandiumoxidevrij oppervlak van het wolfraamlichaam geïmpregneerd.

Ook kan scandiumoxide op een lichaam van geperst wolfraanpoeder worden aangebracht en wordt vervolgens het lichaam gesinterd en geïmpregneerd.

25 Hoewel met scandiumoxide goede resultaten worden verkregen heeft deze stof het nadeel dat hij duur is.

Met de uitvinding wordt onder meer beoogd dit nadeel te vermijden.

De in de aanhef vermelde werkwijze is volgens de uitvinding 30 derhalve daardoor gekenmerkt, dat als metaal tenminste één van de metalen van de groep bestaande uit gallium en indium wordt toegepast.

Gallium en indium zijn relatief goedkoop en leveren goede naleveringskathoden.

SS 0 1 2 57 * * PHN 11.370 2

Bij voorkeur wordt ter plaatse waar het metaaloxide in het lichaam wordt gebracht een gehalte aan metaaloxide van 0/5 - 20 gewichts-procent toegepast.

Indien het metaaloxide in een laag aan de buitenzijde van het 5 lichaam wordt gebracht, wordt bij voorkeur een gehalte aan metaaloxide van 2-20 gewichtsprocent betrokken op metaaloxide + wolfraam, in het bijzonder circa 10 gewichtsprocent, toegepast.

Genoemde gehalten geven bijzonder goede resultaten, bijvoorbeeld een emissie van 70-80 Ik/as? bij een temperatuur van 950°C en een 10 levensduur van de kathode van tenminste 10.000 uur, terwijl bovendien de kathode zeer goed bestand is tegen ionenbombardement.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding een poederlaag van metaaloxide en wolfraam op een lichaam van wolfraampoeder aangebracht, waarna het lichaam wordt geperst en gesinterd en via een 15 metaaloxidevrij oppervlak het wolfraamlichaam wordt geïmpregneerd.

Bijzonder goede resultaten worden verkregen wanneer een metaaloxide bevattende laag wordt toegepast die zich aan het voor emissie bestemde oppervlak over een dikte van 20 tot 10O^um uitstrekt.

Gebleken is dat eveneens zeer goede resultaten met de werk-20 wijze volgens de uitvinding worden verkregen indien het metaaloxide in het hele wolfraamlichaam wordt ingebracht en een gehalte aan metaaloxide van 0,5-5 gewichtsprocent, in het bijzonder circa 2 gewichtsprocent, wordt toegepast.

Hierbij werd geconstateerd dat bij opname van gallium- en/of 25 indiumoxide in het gehele wolfraamlichaam (matrix), het lichaam bij de volgende impregneringsbehandeling beter impregnant opneemt dan wanneer in plaats van gallium- en/of indiumoxide, scandiumoxide wordt toegepast.

De werkwijze volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor de vervaardiging van bijvoorbeeld L-kathoden.

30 De werkwijze volgens de uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van enige uitvoeringsvoorbeelden en van bijgaande tekening.

In de tekening geeft figuur 1 schematisch en in langsdoorsnede een deel weer van een eerste naleveringskathode vervaardigd met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding, en 35 figuur 2 schematisch en in langsdoorsnede een deel van een tweede naleveringskathode weer vervaardigd met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding.

Bij een werkwijze voor het vervaardigen van een nalever ings- 85 C 1 2 5 7 ‘ » .......... » ESN 11.370 3 kathode (zie figuren 1 en 2) bevattende een poreus wolfraamlichaam 1 met een tijdens bedrijf voor emissie bestemd oppervlak 7 wordt in een stadium van vorming van het wolfraamlichaam 1 een oxide van een metaal althans plaatselijk in het lichaam 1 gebracht.

5 Daarna wordt het lichaam aan een impregneringsbehandeling met barium bevattend materiaal onderworpen. Hierbij worden poriën in het wolfraamlichaam verkregen met het metaal en barium bevattende verbindingen voor het tijdens bedrijf naleveren van het metaal en barium aan het emitterende oppervlak 7.

10 Volgens de uitvinding wordt als metaal tenminste een van de metalen van de groep bestaande uit gallium en indium toegepast.

Bij voorkeur wordt een gehalte aan metaaloxide van 0,5-20 gewichtsprocent toegepast.

Voorbeeld 1 15 Een wolfraamlichaam 1,8 (zie figuur 1) wordt geperst van wol- fraampoeder, waarop voor het sairenpersen een 0,2 mm dikke laag van een mengsel van 90 gewichtsprocent wolfraampoeder en 10 gewichtsprocent gallium- of indiumoxide is aangebracht. Na het samenpersen en sinteren gedurende 1 uur op 1500°C bestaat het wolfraamlichaam 1,8 uit een onge-20 veer 0,2 irm dikke gallium- of indiumoxide bevattende poreuze wolfraam-laag 8 met een dichtheid van ongeveer 83 % en een 0,7 mm dikke poreuze wolfraamlaag 1 met een dichtheid van ongeveer 75 %.

De dichtheid van bekende wolfraamlichamen bedraagt vaak niet meer dan 83%. Ten opzichte hiervan kan het wolfraamlichaam van de 25 naleveringskathode vervaardigd met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding meer ïmpregnant (emittermateriaal) opnemen.

Vervolgens wordt het wolfraamlichaam via een niet door laag 8 bedekt oppervlak op een gebruikelijke wijze geïmpregneerd met barium-calcium-aluminaat (bijvoorbeeld 5BaO, 2^^0^, 3Ca0 of 4BaO, lA^O.^ 1Ca0).

30 Daarna wordt het geïmpregneerde lichaam in een houder 2 geperst en qp een kathodeschacht 3 gelast.

In de kathodeschacht 3 bevindt zich een spiraalvormige kathode-gloeidraad 4, welke uit een metalen spiraalvormig gewonden kern 5 en een aluminiumoxide-isolatielaag 6 bestaat. Omdat zich aan het voor emissie 35 bestemde oppervlak 7 een relatief hoge concentratie gallium of indium bevindt wordt een emissie van 70-80 K/cn? bij 950°C verkregen bij een pulsbelasting van 1000 Volt in een diode met een kathode-anode afstand van 0,3 mm. De levensduur en de bestendigheid tegen ionenbombardement 45 ö 1 2 5 7 PHN 11,370 4 zijn uitstekend.

Voorbeeld 2

De vervaardiging van de hier te beschrijven naleverings-kathode gaat geheel analoog aan die van voorbeeld 1, net dit verschil 5 dat galliuitoxide niet wordt aangebracht op een lichaam van wolfraam-poeder maar met het geheel van het wolfraampoeder wordt gemengd in een gehalte van 0,5 - 5, bijvoorbeeld 2 gewichtsprocent. Hierdoor ontbreekt in figuur 2 de laag 8 van figuur 1.

Geïmpregneerd wordt op een gebruikelijke wijze aan een niet 10 voor emissie bestemd oppervlak van het wolfraamlichaam.

Dezelfde goede eigenschappen als bij voorbeeld 1 worden ook hier gevonden.

De werkwijze volgens de uitvinding is niet beperkt tot de gegeven voorbeelden. De te vervaardigen kathode kan bijvoorbeeld de vorm 15 van een holle cylinder of een L-kathode hebben.

Het zal duidelijk zijn dat voor de vakman binnen het raam van de uitvinding vele variaties mogelijk zijn.

20 25 * 30 35 fj -'257

V V

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een naïeveringskathode bevattende een poreus wolfraamlichaam. net een tijdens bedrijf voor omissie bestond oppervlak, waarbij in een stadium van vorming van het wolfraainlichaam een oxide van een metaal althans plaatselijk in het 5 lichaam wordt gebracht en daarna het lichaam aan een impregnerings-behandeling met barium bevattend materiaal wordt onderworpen, ter verkrijging van poriën in het wolfraainlichaam met het metaal en barium bevattende verbindingen voor het tijdens bedrijf naleveren van het metaal en barium aan het emitterende oppervlak, net het kenmerk, dat als 10 metaal tenminste een van de metalen van de groep bestaande uit gallium en indium wordt toegepast.

2. iferkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ter plaatse waar het metaaloxide in het lichaam wordt gebracht een gehalte aan metaaloxide van 0,5 - 20 gewichtsprocent wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het metaal oxide in een laag aan de buitenzijde van het lichaam wordt gebracht en een gehalte aan metaaloxide van 2-20 gewichtsprocent betrokken op metaaloxide + wolfraam wordt toegepast.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een gehalte 20 aan metaaloxide van circa 10 gewichtsprocent wordt toegepast.

5. iferkwijze volgens een van de conclusies 3 en 4, met het kenmerk, dat een poederlaag van metaaloxide en wolfraam pp een lichaam van wol-fraampoeder wordt aangebracht, het lichaam wordt geperst en gesinterd en via een metaaloxidevrij oppervlak het wolfraainlichaam wordt geïmpregneerd.

6. iferkwijze volgens een van de conclusies 3, 4 en 5, met het kenmerk, dat een metaaloxide bevattende laag wordt toegepast, die zich aan het voor emissie bestemde oppervlak over een dikte van 20 tot 100^um uitstrekt.

7. iferkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het metaal-30 oxide in het gehele wolfraainlichaam wordt gebracht en een gehalte aan metaaloxide van 0,5-5 gewichtsprocent wordt toegepast.

8. iferkwijze volgens conclusie 7, net het kenmerk, dat een gehalte aan metaaloxide van circa 2 gewichtsprocent wordt toegepast.

9. Toepassing van de werkwijze volgens een van de voorgaande 35 conclusies bij de vervaardiging van een L-kathode. 85C 1 257