PL33629B1 - - Google Patents

Description

) y Wynalazek dotyczy elektrody, emitujacej elek¬ trony, - do elektrycznych lamp wyladowczych, w szczególnosci do lamp wyladowczych, wypelnio¬ nych gazem albo para metalu. Poza tym wyna¬ lazek dotyczy równiez sposobu wytwarzania elektrod tego rodzaju.Elektrody, ^emitujace elektrony, do lamp wy¬ ladowczych sa utworzone zazwyczaj przez czesc nosna np. z wolframu, niklu albo metalu o po¬ dobnych wlasnosciach, na która nalozona jest warstwa, silnie emitujaca elektrony, utworzona z tlenków metali. Czesc nosna jest. ogrzewana w tym przypadku posrednio albo bezposrednio.Emisja elektrod jest uwarunkowana tym, ze przy formowaniu tworza sie z tlenków metali niewiel¬ kie ilosci metali na powierzchni.Oprócz tego *jest rzecza znana, ze do tlenków metali dodaje sie tez pewna ilosc metalu. Opisy¬ wano juz elektrody do lamp wyladowczych, wy¬ pelnionych gazem albo para metalu, emitujace elektrony i utworzone z czesci nosnej, na której umieszczona jest jedna albo wiecej warstw tlen¬ ków metali, zmieszanych ze znaczniejsza iloscia na wage metalu o wysokiej temperaturze topli¬ wosci, np. wolframu.Poza wyzej wspomnianymi rodzajami znane sa elektrody, emitujace elektrony, w których tlenki metali, ewentualnie z dodatkiem niewielkiej ilos¬ ci metalu, sa stlaczane i spiekane w samodzielne czesci, po czym otacza sie je przewodnikiem i calosc W ten sposób utworzona uzywa jako ele¬ ktrode. Elektrody takie stosuje sie w lampach wyladowczych, wypelnionych gazem albo para metalu. Proponowano tez, szczególnie w lampach ostatnio wspomnianego rodzaju, jako tez i w lam¬ pach z wysoka próznia, zastosowac mieszanine materialów, przewodzacych elektrycznosc, i nie przewodzacych tlenków metali, emitujacych elektrony. Ilosc tlenków metali byla mala w sto¬ sunku do ilosci materialu przewodzacego, zawar¬ tego w masie. Mieszaniny te zostaja równiez stloczone i spieczone, po czym uzywa sie je na katode jako takie albe tez dopiero po wyciagnie ciu ich na mniejsze wymiary. Znanym przykla-dem katody tego rodzaju jest tzw. katoda wolfra- mowo-torowa, skladajaca sie z mieszaniny wolf¬ ramu i tlenku toru, przy czym emisja odbywa sie dzieki temu, ze podczas formowania wytwarza sie nadzwyczaj mala ilosc toru.W tego rodzaju elektrodach, emitujacych elektrony, skladajacych sie z mieszaniny tlenków metali i metali, zarówno w tych elektrodach, w . których mieszanina jest umieszczona na czesci nosnej,' jako tez w elektrodach, w których sama mieszanina jest uzyta jako katoda, powstaja trudnosci, polegajace zasadniczo na tym, ze za¬ kres zastosowania takich elektrod jest ograniczo¬ ny. Jezeli bowiem uzyje sie mieszaniny, w któ¬ rej ilosc emitujacych elektrony tlenków metali w stosunku do przewodzacego metalu, np. wolf¬ ramu albo niklu, jest niewielka, to emisja j-est stosunkowo mala. Jezeli dodac wiecej emituja¬ cych elektrony tlenków metali nie mozna wytwa¬ rzac katody przez przeciaganie. W przypadku zas zawartosci stosunkowo wielkich ilosci metali al¬ kalicznych albo tlenków metali ziem alkalicz¬ nych, równiez i nie przeciagane katody nie moga byc uzyte, szczególnie w lampach wyladowczych, wypelnionych gazem albo para metalu, gdyz tle¬ nek metalu znika zbyt szybko z mieszaniny, a trwalosc lamp ewentualnie ich mozliwosc zasto¬ sowania znacznie sie zmniejsza. Gdyby zastoso¬ wac jako tlenek emitujacy 'tlenek wolniej zani¬ kajacy, np. tlenek toru, to wtedy wystepuje nie¬ dogodnosc,, ze elektroda posiada zbyt mala prze¬ wodnosc, co powoduje, ze masy nie mozna uzyc jako samodzielnej katody, lecz nalezy ja na wew- ~~ netrznej albo na zewnetrznej stronie zaopatrzyc. w dodatkowa czesc przewodzaca.Niedomagania te mozna usunac w ten sposób, ze stosuje sie elektrode, emitujaca elektrony, w mysl wynalazku wykonana z jednego metalu al¬ bo mieszaniny kilku metali, z których przynaj¬ mniej jeden posiada temperature topliwosci po¬ wyzej 1550° C, np. wolframu, molibdenu albo tantalu, oraz jednego albo kilku latwo emituja¬ cych elektrony\ tlenków metali, np; tlenków me¬ tali alkalicznych albo tlenków metali ziem alka¬ licznych. Ilosc emitujacych elektrony tlenków me- * tali jest | pod wzgledem wagowym niewielka w stosunku do skladników w postaci metali, przy czym przynajmniej jeden ze skladników w posta¬ ci metali wykazuje prace wyjsciowa, mniejsza niz molibden, i jest zawarty w mieszaninie w ilosci co najmniej 1% na wage.Elektrody, emitujace elektrony, zgodnie z wy¬ nalazkiem przedstawiaja duzo mozliwosci zasto¬ sowania. Mozna np. te sama mieszanine uzyc ja¬ ko watstwe na przewodzacym rdzeniu do bezpo¬ srednio albo posrednio zarzonych katod, z tej s^mej mieszaniny materialów mozna tez przez stlaczanie i spiekanie tworzyc kadluby, które jako takie i bez stosowania otaczajacych te kadluby przewodników mozna uzyc jako katode. Osiaga sie przy tym zawsze wystarczajacy okres trwalosci i bardzo dobra emisje. Te rózne mozliwosci sa uwarunko¬ wane tym, ze z jednej strony liczba tlenków me¬ tali jest niewielka, przy czym, nawet w przypad¬ ku zastosowania tlenków metali alkalicznych albo tlenków metali ziem alkalicznych, wystepuje nie¬ wielkie odparowanie, a tym samym i nieznaczne zmniejszenie emisji, z drugiej zas strony przez to, ze przewodnosc jest dostatecznie wielka i emisja jest dobra, gdyz jeden ze skladników w postaci metalu dobrze emituje i przez to zarówno utrzymuje wielka emisje, jak i podtrzymuje prze¬ wodnosc na dostatecznym poziomie i ogra licza mozliwosc wyparowania do minimum. To ostatnie osiaga sie równiez przez to, ze w mieszaninie za¬ warty jest w dostatecznej ilosci metal o tempera¬ turze topliwosci powyzej 1550° C. Jako metal te¬ go rodzaju stosuje sie wolfram, molibden albo tan¬ tal. Poleca sie uzyc jako skladnika w postaci me¬ talu, dobrze emitujacego elektrony, metal o wy¬ sokiej tempefaturze topliwosci, np. tor. Równiez i inne metale np. hafn, tantal albo zelazo moga w* tym celu wchodzic w rachube.Skladnik ten zawarty jest w mieszaninie w ilosci co najmniej 1% na wage. Celowa jest rze¬ cza jednak obrac ilosc jego wieksza, na przyk¬ lad co najmniej ' 10%, albo i- wiecej niz 20%. Poniewaz katoda wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie dobrze, by ja uzyc w postaci stlo¬ czonej i spieczonej, jest ona szczególnie wazna dla lamp wyladowczych, wypelnionych gazem al¬ bo para metalu, np. lamp wyladowczych z parami rteci o wysokim cisnieniu. Elektrody tego rodza¬ ju, emitujace elektrony, wystarczy tylko umies¬ cic na urzadzeniu przytrzymujacym, albo w tym urzadzeniu by dzialaly jako katody. Stwierdzono, ze bardzo dobre wyniki osiaga sie, jezeli w ten sposób utworzona katoda sklada sie z mieszani¬ ny metalu o bardzo wysokiej temperaturze topnie¬ nia, np. wolframu albo molibdenu, jako skladni¬ ka przewodzacego oraz jednego albo wiecej tlen¬ ków baru, |trontu, wapnia i toru jako skladni¬ ków emitujacych elektrony. Bardzo dobra mie¬ szanina jest mieszanina, skladajaca sie z 65% wagowych wolframu, 25% wagowych toru i 10% tlenku metali * ziem alkalicznych. Mozliwe jest równiez uzyc i inny sklad. Jako material emitujacy moze pozostac tlenek, toru, a wolfram albo molibden mozna zastapic calkowicie albo v czesciowo przez tantal, nikiel albo inne metale.W tym; przypadku elektroda moze byc utworzona jak nastepuje: 10% tlenku toru, 10°/0 tantalu, 10Vo -\ itlenku baru i wapnia, 15% hafnu, 5% cyrkonu, reszte stanowi wolfram albo molibden.Sposób wytwarzania elektrody wedlug wyna¬ lazku rózni sie nieco, zaleznie od tego, czy mie¬ szanine jako taka stosuje sie jako elektrode, emi¬ tujaca elektrony, a wiec w stanie stloczonym i spieczonym, ewentualnie po przeciagnieciu, czy tez jako warstwe na przewodzacej czesci nosnej elektrody.W dba przypadkach miesza sie materialy wyjsciowe w postaci proszku, a nastepnie rozra¬ bia ze spoiwem i uzyskana w ten sposób paste albo stLacza sie w okreslony ksztalt i spieka, al¬ bo tez naklada na przewodzacy rdzen. W pierw¬ szym przypadku dziala mieszanina jako katoda, w drugim zas katoda jest utworzona z rdzenia, na którym opisana mieszanina tworzy emituja¬ ca warstwe.Ponizej podano dwa przyklady wykonania wy¬ nalazku, w których przedstawia sie sposoby wy¬ twarzania elektrody, emitujacej elektrony.Przyklad I.Materialem wyjsciowym jest sproszkowana mieszanina, skladajaca sie z 65 g sproszkowanego wolframu i 25 g sproszkowanego toru. 90 g uzys¬ kanego w ten sposób proszku miesza sie z 10 g mieszaniny, skladajacej sie z weglanu wapnia, ba¬ ru i strontu. Uzyskany proszek rozrabia sie na paste za pomoca spoiwa w postaci np. 10% roz¬ tworu nitro-celulozy w glikolu etylowym.Paste, te przeciska sie przez otworek tak, ze tworzy sie waleczek o przekroju 2 mm i dlugosci 3 do 4 mm. Waleczek ten naklada sie na drut grubosci 500 mikronów, który sluzy jako dopro¬ wadzenie pradu dla wytwarzanej lampy wyladow¬ czej, napelnionej gazem.Przyklad II.Sucha mieszanine w postaci proszku, sklada¬ jaca sie z 80 g sproszkowanego wolframu, 20 g sproszkowanego toru i 18 g mieszaniny weglanów baru, strontu i wapnia, rozrabia sie z 45 cm3 octa¬ nu butylowego, w którym rozpuszczono 1,8% ni¬ trocelulozy. Calosc miele sie przez 24 godziny w mlynku kulowym.W powstalym ciescie zanurza sie rdzen kato¬ dy, który moze byc utworzony np. z prostego drucika wolframowego, wokolo którego nawinieto skretke z wolframu, przez co rdzen katody oblepia sie masa emisyjna. Po wysuszeniu powtarza sie pro-^ ces dwa — trzy r^y w ten sam sposób, po czyn\ spieka sie w wysokiej temperaturze tak uzyska-, na katode i wtapia w lampe. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektroda, emitujaca elektrony, do elektrycz¬ nych lamp wyladowczych, w szczególnosci do lamp wyladowczych, wypelnionych gazem al¬ bo para metalu, zawierajaca material emisyj¬ ny, skladajacy sie z mieszaniny jednego albo wiecej metali, z których przynajmniej jeden posiada temperature topnienia wyzsza niz 1550° C, i jednego albo kilku dobrze emitu¬ jacych tlenków.. metali, przy czym ilosc tlen¬ ków metali na wage jest w stosunku do ilos¬ ci na waga metali niewielka, znamienna tym, ze przynajmniej jeden z metali wykazuje mniejsza prace wyjsciowa niz molibden i za¬ warty jest w ilosci wiekszej niz -1% na wage.
2. 2. Elektroda, emitujaca elektrony, wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako metal o pracy wyjs¬ ciowej, mniejszej niz molibden, zastosowano tor. 3. .
3. 3. Elektroda, emitujaca elektrony, wedlug zastrz. 1, 2, znamienna tym, ze jest utworzona ze stlo¬ czonej i spieczonej mieszaniny, w sklad której wchodzi wolfram albo molibden oraz miesza¬ nina jednego albo wiekszej liczby tlenków ziem alkalicznych i metalicznego toru.
4. 4. Elektroda, emitujaca elektrony, wedlug zastrz. ^ 1 — 3, znamienna tym, ze zawiera material emitujacy, skladajacy sie z 65% na wage wolframu, 25% na wage toru i 10% na wage mieszaniny tlenków baru, strontu i wapnia.
5. 5. Sposób wytwarzania elektrod, emitujacych elektrony, wedlug zastrz. 1 — 4, znamienny tym, ze materialem wyjsciowym jest miesza¬ nina kilku sproszkowanych weglanów meta¬ li ziem alkalicznych, metalu, o wysokiej tem¬ peraturze^ topnienia, jak wolframu, molibden.i albo tantalu, oraz metalu, majacego mniejsza prace wyjsciowa niz molibden, np. toru, przy czym mieszanine te rozrabia sie ze spoiw^em na paste, która albo naklada sie jako taka'na rdzen katody, albo tez stlacza w kadlub o pewnym ksztalcie i spieka. N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken Zastepca: inz. W. Zakrzewski rzecznik patentowy P.0.7_.G/13 0ddz.wB-stoku — 150 zam. 1176 — 9.5—30.8-49 r. T 05850 PL