NO171085B - Fremgangsmaate for fremstilling av hologrammer med skraattstaaende interferensmoenster samt slike hologrammer - Google Patents

Description

Indirekte oppvarmbar termionisk katode og fremgangsmåte til fremstilling av en slik katode.

Oppfinnelsen vedrører en indirekte oppvarmbar termionisk katode, spesielt en katode hvis bærer som bærer katodens emitterende materiale er hul og opptar en varmetråd, som ved hjelp av et av et isolerende metalloksyd bestående sjikt er adskilt fra et mørkfarget sj ikt.

Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte til fremstilling av en slik katode.

Som bekjent kan det for nedsettelse av varmetrådtempera-turen av indirekte oppvarmbare katoder anvendes et varmeelement,

som består av en varmetråd som er overtrukket med et sjikt av et rent, godt isolerende metalloksyd, som aluminiumoksyd, hvorpå det er anbragt et mørkfarget sjikt av en blanding av aluminiumoksyd og wolfram-

pulver. Dette varmeelement er anbragt i en hul bærer som bærer en katodes emitterende materiale.

Enskjønt det med denne kjente utførelsesform kan oppnås gode resultater, fremkommer det vanskeligheter når katoden må arbeide ved høy temperatur (mer enn 1000°C) og/eller når det mellom katodebærer og varmetråd opptrer en forholdsvis stor potensial forskjell (f.eks. mer enn 300 V).

En høy driftstemperatur er nødvendig ved forrådskatoder, som impregnerte katoder og pressede katoder, hvor det emitterende materiale er oppsuget eller innesluttet i et porøst wolframlegeme.

En stor potensial forskjell kan opptre ved anvendelsen av katoden i

et elektronestrålerør og i bestemte koplingsanordninger, spesielt på fargefjernsynsområdet. Under disse betingelser, spesielt når disse opptrer samtidig, fremkommer ofte gjennomslag mellom varmetråd og katode, nemlig hovedsakelig på grunn av det faktum fordi det kan finne sted en ioneledning gjennom det mellom varmetråd og katodebærer til-stedeværende isoleringsmateriale.

Ved anvendelse av et mørkfarget mellomsjikt som inneholder metallpartikler, består dessuten den fare at metallet diffunderer inn i det underliggende isolerende sjikt og gjør dette noe ledende, hvilket likeledes kan føre'til gjennomslag.

Det kan også komme til gjennomslag når ved fremstilling

av varmelegemet en første rundt en molybdenkjerne viklet vikling av en varmetråd vikles rundt en tykkere kjerne, som etterpå igjen må trekkes fra varmetrådviklingene. Den tynne molybdenkjerne fjernes ved ut-beising med en syre fra den primære varmetrådvikling, men denne prosess ville for den tykke kjerne kreve for meget tid. Ved uttrekning av den tykkere kjerne kan viklingene forskyve seg, således at det dannes varmere steder i varmelegemet som fører til gjennomslag. Dette kan unngås ved at det som tykkere kjerne anvendes en stav eller et rør av keramisk materiale som altså ikke behøver å fjernes.

De nevnte., ulemper kan omtrent fullstendig unngås når ifølge oppfinnelsen det mellom varmetråd og det mørke sjikt anbragte isoleringsmateriale minst delvis har form av et porøst sjikt som minst for 50% består av hulninger, hvorpå det mørke sjikt hviler uten at den mørke masse er trengt inri i uthulningene. Isolerings-mater.ialet består fortrinnsvis av aluminiumoksyd (Al2Qj.) men berylliumoksyd (BeO) og magnesiumoksyd (MgO) lar. aeg også anvende. Det mffiske sjikt består fortrinnsvis av en blanding av wolframpartikler og aluminiumoksyd, berylliumoksyd og magnesiumoksyd. Eventuelt kan.det mellom det porøse sjikt og det mørke sjikt og/eller varmetråden dessuten være anordnet et eller flere sjikt av ikke porøst isolerende oksyd. Det porøse sjikt hindrer en ioneledning og diffusjon av metall fra det mørke sjikt til isoleringssjiktet eller isoleringssjiktene. En slik katode som har en drift stemperatur på 1200°C, arbeider ennå tilforlatelig ved en potensialforskjell mellom varmetråd, katodebærer på 500 V og har en tilfredsstillende levetid. Dessuten kan denne katode ha en oppvarmningstid på mindre enn 10 sekunder, mens de for slike katoder vanlige oppvarmningstider utgjør ca. 30 sekunder.

En katode ifølge oppfinnelsen kan fremstilles på

følgende fremgangsmåte:

En wolframvarmetråd vikles på kjent måte skruelinjeformet på en molybdenkjerne. Deretter vikles denne viklede kjerne bifilart rundt et rør av et keramisk materiale, f.eks. BeO, A120^ eller MgO, og overtrekkes først på kataforetisk måte med et tynt sjikt av A120^, hvoretter det ved dypning påføres et annet Al20^-sjikt. Deretter dyppes det hele i en suspensjon av en blanding av ett av-de nevnte isolerende oksyder med 50-75 vektprosent molybdentrioksyd (MoO^). Disse sjikt sintres ved oppvarmning til 1500°C i en reduserende atmosfære i 5 min. Derved omdannes MoO^ helt eller delvis i Mo. Det hele dyppes deretter i en suspensjon av 8-15 vektprosent A120^ og det gjenblivende WO, og oppvarmes igjen i en reduserende atmosfære nå ved 1600 C i 2 min. Derved reduseres WO^ til W, således at sjiktet antar en mørk farge» Nå oppløses molybdenet av varmetrådviklingens kjerne i et beisebad. Derved oppløses også Mo fra isoleringssjiktet og det blir tilbake et porøst sjikt av rent A120^ med 50-75$ hulrom mellom det første påførte A^O^-sjikt og det mørke wolframholdige sjikt. Det mørke sjikt holdes ved hjelp av Al20^-partiklene av isoleringssjiktets porøse del, uten at det,kan opptre en uønsket ioneledning eller wolfram inndiffunderer fra det mørke sjikt i isoleringssj iktet.

Eventuelt kan det porøse sjikt dannes mellom to massive isoleringssjikt eller kan de massive isoleringsmaterialsjikt helt utelates. De for påførelse av de to første Al20^-sjikt nødvendige ovenfor omtalte prosesser (på kataforetisk måte overtrekning og dypping) og den første sinterbehandling kan da bortfalle. Da det mørke wolframholdige sjikt vanligvis ligger an umiddelbart på bæreren for katodens emitterende materiale og dette mørke sjikt er noe ledende, kan det i dette tilfelle imidlertid opptre elektroneledning fra varmetråd til det mørke sjikt og katoden. Denne utførelsesform anvendes derfor bare for katoder som arbeider ved en lavere driftstemperatur, som dette f.eks. er tilfelle ved oksydkatoder.

Varmeelementet utstyrt med et over en del av dets tykkelse porøst isolerende sjikt og et mørkt sjikt kan skyves inn i hulrommet for bæreren for det emitterende katodemateriale. En slik katode, også når det dreier seg om en forrådskatode, hvis emitterende materiale er oppsuget eller er innesluttet i et porøst vfolframlegeme og hvis driftstemperatur er 950-1200°C, tilsvarer helt de stilte krav, har en begynnelsesvarmetid på ca. 7 sek. og har en gjennomslagsfasthet på mer enn 500 V likespenning.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor det er vist et snitt gjennom en eksem-pelvis utførelsesform av en katode ifølge oppfinnelsen.

På figuren betegner 1 en sylindrisk bærer for et emitterende legeme 2, i dette tilfelle et med emitterende materiale impregnert porøst wolframlegeme. Bæreren 1 har en mellomvegg 3

som lukker et rom som inneholder et varmelegeme. Dette varmelegeme består av en wolframvarmetråd 4 som er viklet skruelinjeformet og har et hulrom 5, hvori det har befunnet seg en molybdenkjerne som senere er blitt fjernet ved en beisebehandling. Wolframvarmetråden 4 er bifilart viklet rundt et rør 6 av et keramisk materiale og er

overtrukket med et isoleringssjikt, som består av et på kataforetisk måte påført Al20-j-sjikt 7, et ved dypning dannet sjikt 8, likeledes av rent A120^ og et porøst sjikt 9 som fåes ved fjerning av molybden fra et sjikt bestående av en blanding av 75~50 vektprosent MoO^ og 25-50 vektprosent Al^ O^. Det porøse sjikt 9 består derfor av Al^ O^-partikler som er sammensintret løst og befinner seg mellom sjiktet 8 og et mørkt sjikt 10. Dette sjikt 10 ble dannet av et sjikt som

inneholder 8-15 vektprosent A120^ og 92-85 vektprosent WO-^, hvor WO^ ble redusert til W.

På grunn av nærvær av det porøse sjikt 9 mellom de isolerende sjikt 7 og 8 og det m-er eller mindre ledende mørke sjikt 10 unngås en forstyrrende ioneledning gjennom isoleringsmaterialet av sjiktene 7, 8 og 9, hvorved det kan anleggés en større potensialforskjell mellom wolframvarmetråden 4 og bæreren 1, uten at det sågar ved de høye driftstemperaturer for katoden på 1200°C består fare for gjennomslag. Dessuten bibeholdes en god varmeoverføring mellom varmetråd og katode og utvidelsesforskjellen nøytraliseres.

Når det er mulig med en lavere drift stemperatur eller en mindre potensialforskjell mellom varmetråd og katode, kan isoleringssjiktet mellom varmetråd 4 og det mørke sjikt 10 helt bestå av det porøse sjikt 9, således at sjiktene 7 og 8 kan utelates. Ved meget høye potensialforskjeller og/eller høye driftstemperaturer kan det porøse sjikt 9 anbringes mellom to ikke-porøse sjikt. Videre kan det emitterende sjikt være anbragt på bærerens sylinderflate, slik dette ofte er tilfelle ved bariumoksydkatoder.

Foruten aluminiumoksyd lar det seg også anvende BeO, MgO eller andre egnede isolerende oksyder. Det mørke sjikt kan også på-føres i form av en blanding av disse oksyder med W-pulver.

Claims (7)

1. Indirekte oppvarmbar katode som består av en bærer for det emitterende materiale og et varmelegeme med en mørkfarget over-flate, som ved hjelp av isoleringsmaterialet er adskilt fra varmetråden, karakterisert ved at det mellom varmetråd og det mørke sjikt anbragte isoleringsmateriale minst delvis har form av et porøst sjikt som minst for 50% består av hulninger, hvorpå det mørke sjikt hviler uten at den mørke masse er trengt inn i uthulningene.

2. Katode ifølge krav 1, karakterisert ved at isoleringsmaterialet består av en eller flere massive oksydsjikt av et metall fra gruppen aluminium, beryllium og magnesium og et porøst sjikt av ett av disse oksyder.

3. Katode ifølge krav 1,karakterisert ved at det porøse isoleringsmaterialsjikt er anbragt mellom to ikke-porøse isoleringssjikt.

4. Katode ifølge krav 1, karakterisert ved at isoleringsmaterialet er anbragt mellom varmetråd og det mørkfargede sjikt bare i form av et porøst sjikt.

5. Fremgangsmåte til fremstilling av en katode ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at det porøse iso-leringsmaterialsj ikt påføres mellom varmetråd og det mørkfargede sjikt i form av et sjikt som består av en blanding av molybdenoksyd (MoO^) og et isolerende oksyd av et metall fra gruppen aluminium, beryllium og magnesium og det mørke sjikt påføres før fjerning av molybdenet fra isoleringssjiktet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5 til fremstilling av en katode ifølge krav log2, karakterisert ved at etterat den eventuelt allerede rundt en molybdenkjerne viklede varmetråd er viklet bifilart på et isoleringssjikt, påføres først fortrinnsvis på kataforetisk måte et første isoleringssjikt, deretter fortrinnsvis ved dypning et annet isoleringssjikt og på dette sjikt et frredje av en blanding av molybdenoksyd og et oksyd av et av de nevnte metaller Al, Be og Mg, hvoretter disse sjikt oppvarmes i en reduserende atmosfære ved 1500°C i 5 min. og deretter anbringes fortrinnsvis ved dypning et sjikt som består av en blanding av wolframoksyd og et oksyd av ett av de nevnte metaller, hvoretter dette sjikt blir mørkfarget ved at det oppvarmes i 2 min. i en reduserende atmosfære ved 1600°C og derved omdannes wolframoksydet fullstendig i wolfram, hvoretter molybdenet i kjernen og det tredje sjikt fjernes ved beising, således at det tredje sjikt blir porøst, hvoretter varmelegemet innføres i en katodebærers hulrom.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 til fremstilling av en katode ifølge krav 1 og 3, karakterisert ved at etterat varmetråden er viklet bifilart på et isolerende støttelegeme, anbringes et første isoleringssjikt av et oksyd av ett av metallene Al, Be eller Mg fortrinnsvis på kataforetisk måte, hvorpå det påføres et annet fortrinnsvis ved dypning av en blanding av 30-75 vektprosent molybdenoksyd og 50-25 vektprosent av ett av de nevnte metaller, hvoretter et tredje sjikt påføres ved dypning i en suspensjon av et oksyd av ett av de nevnte metaller og deretter oppvarmes det hele ved 1500°C i 5 min. i en reduserende atmosfære, hvoretter et fjerde sjikt av en blanding av wolframoksyd og et oksyd av ett av de nevnte metaller anbringes og omdannes ved reduksjon av wolframoksydet ved oppvarmning i en reduserende atmosfære i 2 min. ved l600°C i et mørkfarget sjikt, hvoretter det tredje sjikts molybden og eventuelt kjernens molybden fjernes ved beising og deretter sammenbygges varmelegemet med katodebæreren.