Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia katody magazynowej, to jest katody zawieraja¬ cej metalowy magazyn z materialem emitujacym, nagrzewany za pomoca grzejnika, w którym im¬ pregnowana i spiekana wypraska zostaje t osa¬ dzona.Takie katody magazynowe sa wykorzystywane w wyrzutniach elektronowych dla telewizyjnych lamp obrazowych (kineskopów), lamp analizujacych, lamp z fala biezaca, klistronów oraz podobnych.Taka katoda magazynowa oraz sposób wytwa¬ rzania sa znane z patentu holenderskiego nr 6602973 wylozonego do publicznego wgladu, w którym spie¬ kana porowata wypraska wolframowa, impregno¬ wana glinianem baru, jest scisnieta w oprawce, a oprawka jest umocowana w trzonie katody. Wy¬ praska w postaci pastylki jest zakladana do opraw¬ ki i jest sciskana za pomoca cylindrycznej matry¬ cy. Oprawka jest wykonywana za pomoca glebokie¬ go tloczenia blachy molibdenowej o grubosci 100 \im.Impregnowana i spiekana wypraska zostaje zacis¬ nieta w oprawce przez odksztalcenie krawedzi oprawki, przy czym pozostaje szczelina miedzy wy¬ praska a oprawka.Zastosowanie elementów pólprzewodnikowych w kamerach i odbiornikach telewizyjnych spowodo¬ walo, ze staly sie potrzebne katody.o szybkim na¬ grzewaniu. Sa to katody, które emituja wystar¬ czajaca liczbe elektronów, juz po uplywie czasu mniej niz 5 sekund od chwili zalaczenia, umozli- 10 15 20 25 30 wiajac wytworzenie obrazu na ekranie obrazowym kineskopu.Wiadomo m.in. z Informacji nr 67 o wyrobach firmy Philips (Philips,Produc Note 67), dotyczacej kineskopu kolorowego typ A66-410X, o- szybkiej wizji, ze czas nagrzewania (th) katody jest propor¬ cjonalny do stosunku pojemnosci cieplnej (Cth) do efektywnej mocy nagrzewania (Pe) elementu grzej¬ nego katody.Cth tha =^- Dla uzyskania mozliwosci skrócenia czasu na¬ grzewania znanej katody, musi byc ona utworzona z mniejszych skladników niz katody konwencjonal¬ ne, aby zmniejszyc jej pojemnosc cieplna. Jednak¬ ze wada tego jest, ze trwalosc takiej katody znacz¬ nie sie zmniejsza. Praktycznie trwalosc jest m.in. okreslona wartoscia stosunku miedzy iloscia wpro¬ wadzonego impregnatu co jest proporcjonalne do objetosci wypraski, a iloscia produktów reakcji impregnatu jakie wydzielaja sie z wypraski przez odparowanie z powierzchni wypraski, przy czym ta ilosc jest proporcjonalna do obszaru powierzchni wypraski. W ten sposób jest oczywistym, ze zmniej¬ szanie rozmiaru wypraski powoduje skracanie trwalosci eksploatacyjnej.Stwierdzono, ze skrócenie trwalosci eksploatacyj¬ nej praktycznie jest wieksze niz wynikaloby to z powyzszego rozwazania. Powodem tego jest, ze 123 760123 760 3 4 ¦ * wyczerpywanie sie katody jest ograniczone przez dyfuzje. Wobec tego stwierdzono, ze katoda o opi¬ sanej znanej konstrukcji, typu szybko nagrzewaja¬ cego sie, w czasie krótszym od 5 sekund, wykorzy¬ stywana przy napieciu o wartosci o 11% wiekszej od normalnie wystepujacego napiecia ma trwalosc jedynie 5000 godzin. Impregnowana i spiekana wy- praska katody o znanej konstrukcji przed jej umieszczeniem w obsadzie, moze byc testowana ze wzgledu na jej kompozycje, na przyklad przez zwa¬ zenie.Zgloszenie patentowe RFN Nr 1764260 przedsta¬ wia sposób wytwarzania katody, w którym mate¬ rial w postaci proszku, z którego wytwarza sie wy¬ praske, poddaje siie sciskaniu za pomoca przyrza¬ du sciskajacego w wydrazonym zakonczeniu trzo¬ nu dla uksztaltowania wypraski, a nastepnie spieka sie. Ten sposób okazal sie niezadawalajacy przy -wytwarzaniu malych katod typu szybko nagrzewa¬ jacego sie, poniewaz odksztalcenie zakonczenia po¬ trzebne dla otrzymania wydrazenia bardzo malego trzonu katody jest zasadniczo niemozliwe.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania katody magazynowej, która ma krótki czas nagrzewania i/lub duza trwalosc eksploata¬ cyjna.Sposób wytwarzania katody magazynowej^ we¬ dlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze obsade formuje sie wokól wypraski tak, ze szerokosc kaz¬ dej szczeliny pozostajacej miedzy wypraska a scian¬ ka boczna oprawki wynosi mniej niz lO^m, nato¬ miast oprawke wytwarza sie z metalowej folii o grubosci od 10 [Jim do 100 [im przed formowaniem.Trwalosc katody zwieksza sie znacznie, kiedy wy¬ korzystuje sie oprawke z folii metalowej o gru¬ bosci 10 \im do 100 firn, która skutecznie uszczelnia powierzchnie wypraski, nie wykorzystywane dla emisji. Szerokosc kazdej szczeliny jaka pozostaje miedzy oprawka a wypraska z tego wzgledu powin¬ na byc. tego samego rzedu wielkosci jak pory wy¬ praski. W kazdym przypadku mniejsza od 10 fjim, W ten sposób nie wystepuje zasadniczo przemiesz¬ czanie produktów reakcji od wypraski poprzez wspomniana szczeline. Jest to mozliwe przy formo¬ waniu oprawki z folii otaczajacej wokól scisnieta i spiekana wypraske.Poniewaz masa obsady jest takze istotnym czyn¬ nikiem przy wykonywaniu katody typu szybko na¬ grzewajacego sie, jest korzystnym gdy oprawke wykonuje sie z metalowej folii o grubosci 10 ^m do 50|xm. Przy grubosci mniejszej od 10 ^m, moz¬ liwosc porów w metalowej folii jest zbyt duza, a przy grubosci przekraczajacej 100 |xm wytworze¬ nie oprawki wokól wypraski staje sie zbyt trudne.Metalowa folia korzystnie zawiera pierwiastki W, Mo, Ta, Zr lub ich stopy.Taka katode wykonuje sie Wedlug wynalazku- tak, ze umieszcza sie, wypraske na plaskiej meta¬ lowej folii i tloczy sie ja poprzez matryce z otwo¬ rami za pomoca przyrzadu wciskowego, przy czym wypraska dziala jak tloczek nurnikowy dla ciag¬ nienia metalowej folii na powierzchnie tej wypra¬ ski. . ¦ * Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w przekroju czesciowym katody magazynowej, fig. 2, 3, 4, 5 przedstawiaja sposób wytwarzania katody magazynowej, fig. 6 i 7 — dwa inne mozliwe przyklady wykonania oprawek z wy- praakami, a fig. 8 przedstawia wykres pomiarów trwalosci eksploatacyjnej. # Na figurze 1 przedstawiono schematycznie cza¬ stkowy widok w przekroju katody magazynowej wedlug wynalazku. Trzon 1 katody jest wykonany z molibdenowej folii o grubosci 40 \im, a na swojej wewnetrznej powierzchni 2 jest zaczerniony dla umozliwienia latwego pochlaniania energii*cieplnej wypromieniowanej przez grzejne wlókno 3. Dlugosc trzonu 1 wynosi okolo 2,3 mm, a jej zewnetrzna srednica równa jest 1,75 mm. Wlókno 3 zawiera metalowy rdzen 4, który jest pokryty powloka 5, a co najmniej powierzchnia tej powloki jest czarna i latwo promieniuje energie cieplna.Oprawka 7 o grubosci 30 (mi jest umocowana do zakonczenia czolowego 6 trzonu katody, przy czym to zakonczenie ma grubosc 100 \im, a zamocowa¬ nie jest wykonane za pomoca zgrzewania oporo¬ wego. Oprawka 7 zostala obciagnieta wokól wypra¬ ski 8 impregnowanej glinianem boru.W wyniku malych wymiarów wypraski 8, której srednica wynosi ok. 1,2 mm, wysokosc 0,4 mm i'cienkiej oprawki 7 o grubosci 30 ^im, w polaczeniu z cienkim zaczernionym katodowym trzonem 1 i czarnym wlóknem 3, katoda moze uzyskac wy¬ magana temperature robocza w czasie krótszym od 5 sekund po zalaczeniu.Szczelina obwodowa 9 miedzy oprawka 7 a wy¬ praska 8 ma szerokosc tego samego rzedu wielkosci jak Wymiary porów w wyprasce, a" mianowicie mniej od 10 \im. W wyniku tego odparowanie wy¬ stepuje zasadniczo tylko droga przez koncowa swo¬ bodna powierzchnie 10, wobec czego trwalosc takiej katody jest dwa do trzech razy wieksza niz po¬ równywalnych katod wytwarzanych znanymi spo¬ sobami.W lampach obrazowych dla odtwarzania obrazów kolorowych sa zwykle generowane trzy wiazki ele¬ ktronów. Jest bardzo klopotliwe kiedy w takich lampach jedna- z katod ma mniejsza trwalosc od pozostalych, powodujac przesuniecia kolorów. Dla¬ tego jest korzystne zapewnienie tak dlugiej trwa¬ losci wszystkim katodom, aby generowane wiazki elektronowe przez te trzy katody zachowywaly za¬ sadniczo jednakowe natezenie podczas eksploatacji lampy obrazowej. Uzyskuje sie to za pomoca katod wedlug wynalazku.W wyniku ich stosunkowo dlugo utrzymywanej trwalosci takiej katody magazynowane sa takze bradzo przydatne do zastosowania w jnnych lam¬ pach z wiazka elektronów takich jak telewizyjne lampy analizujace, na przyklad plumbikon, lampy o fali biezacej, klistrony i podobne. W takich lam¬ pach nie sa potrzebne katody typu szybko nagrze¬ wajacejsie. ' ¦ * Na figurach 2, 3 oraz 4 przedstawiono schema¬ tycznie sposób wytwarzania katody magazynowej wedlug wynalazku za pomoca trzech etapów czyn¬ nosci. Uprzednio wytworzona, impregnowana i spie¬ kana wypraske 8 (fig. 1) umieszcza sie na metalo¬ wej folii 11 o grubosci okolo 30 ^m, przy czym folie 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60123 760 5 6 naklada sie na otwór 13 w matrycy. 12 (fig. 2).Otwór, który jest przystosowany do potrzebnego ksztaltu oprawki 7 i ma minimalna srednice nieco mniejsza od srednicy wypraski 8 plus dwa razy grubpsc folii 11, daje nie tylko mozliwosc wyko¬ nania operacji glebokiego tloczenia metalowej folii, ale takze umozliwia zmniejszenie grubosci scianki o 5 [im do 15 \im (tworzenie zbieznosci), wobec cze¬ go jest zachowana odpornosc na odksztalcenia, po¬ niewaz metal zostaje utwardzony przez zgniot, szczelina 9 jest mala, mniejsza od 10 ^im.Za pomoca wciskowego przyrzadu 14, wypraske 8 przepycha sie poprzez otwór 13 (fig. 3), przy czym ta wypraska sluzy jako tlok dla ciagnienia meta¬ lowej folii 11 i uzyskania postaci oprawki 7. Wspor- czy element 15 takze sluzy do wypchniecia opraw¬ ki z wypraska (fig. 4).Na figurze 5 przedstawiono inny przyklad sposo¬ bu wytwarzania katody magazynowej wedlug wy¬ nalazku. Wedlug tego sposobu wypraske 8 wciska sie do czesciowo wstepnie uksztaltowanej oprawki 18, która umieszcza sie na wsporczym bloku 17.Podczas operacji wciskania, elementy dociskowe 16 przesuwa sie do wewnatrz i dociska do oprawki.W wyniku tego oprawka 18 zostaje rozszerzona przez wypraske 8, podczas kiedy grubosc scianki zostaje zmniejszona.Wymiary folii 11 dobiera sie tak, ze wypraska 8 wystaje nad oprawke 7 jak na fig. 6, albo brzeg 15 oprawki 7 wystaje nieco ponad wypraske 8 jak ,na fig. 7. Stwierdzono, ze w wyniku procesu ciagnie¬ nia brzeg 15 wystaje nieco do wewnatrz. W tym ostatnim przypadku tloczek nurnikowy 14 musi miec mniejsza srednice od srednicy wypraski 8 .Na figurze 8 sa przedstawione trzy wykresy I do III pradu emisji nasycenia mierzonego w funkcji czasu eksploatacji trzech katod. Wykres I dotyczy znanej katody wytwarzanej sposobem opisanym w holenderskim zgloszeniu patentowym nr 6602973.Srednica wypraski byla 1,8 mm oraz. jej wysokosc byla 0,6 mm. Temperatura robocza wynosila okolo 1317°K, a czas nagrzewania dla osiagniecia emisji 0,1 A/cm2 wyniósl 12 sekund. Za pomoca srednicy wypraski 1,2 mm oraz przez zmniejszenie jej wy¬ sokosci do 0,4 mm otrzymano katode, o czasie na¬ grzewania 5 sekund dla uzyskania tej samej war¬ tosci gestosci pradu. Pomiar czasu trwalosci (wy¬ kres*- II) wykazal, ze trwalosc znacznie sie zmniej¬ sza do wartosci mniejszej od 5000 godzin przez zmniejszenie wypraski.Przy zastosowaniu wynalazku, przy nadaniu obsa¬ dzie grubosci miedzy lO^im a 100firn oraz przez wykonanie szczeliny miedzy oprawka a wypraska o minimalnej wartosci, mniejszej od 10 |mv otrzy¬ muje sie katode, majaca krótki czas nagrzewania, mniejszy od 5 sekund oraz majaca duza trwalosc (wykres III). Wszystkie pomiary trwalosci zostaly wykonane przy napieciu grzejnika o 11% wyzszym od normalnej wartosci napiecia 6,3 V.Wobec tego w katodach, w których materialem startowym jest impregnowana i spiekana wypra¬ ska, korzystnym jest wedlug wynalazku wykona¬ nie oprawki z cienkiej metalowej folii wokól wspomnianej wypraski.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania katody magazynowej, w któ¬ rej jest osadzona w oprawce impregnowana i spie¬ kana Wypraska, znamienna tym, ze wypraske- umieszcza sie na plaskiej metalowej folii o gru¬ bosci 10 \im do 100 [Jim i tloczy sie ja za pomoca prasy poprzez matryce przelotowa, przy czym wy¬ praska dziala jak tlok nurnikowy dla obciagniecia powierzchni wypraski metalowa folia. .10 15 20 25 30123 760 Fig.1 W 12 Fig.2 fc^ -14 -6 7 12 Fig. 3 ^^ mzL Fig. 4 K-h mm arrar 8 7 ^ Fig. 6 17 16 4- Fig.5 Fig. 8 7^ Fig. 7 20000 ZGK 679/1110/84 — 80 egz.Cena zl 100,— PL