Wynalazek dotyczy katod zarowych do elektrycznych rur wylad,owawczych, jak prostowniki, napelnione lufo nienapelnione gazem, lampy odbiorcze i nadawcze, uzy¬ wane w telegraf] i i telefonji bez druitu lub do innych podobnych celów, z trzema lub wiecej elektrodami, napelnione lufo niena¬ pelnione gazem, rury Roentgena, lampy lu¬ kowe z zajmknietem wyladowaniem luko¬ wem i t. d.Celem wynalazku jest wybór takiego materjalu na katody zarowe, który do wy¬ tworzenia emisji elektronów wymaga mniejszego zuzycia enerigji, niz maiterjal najwiecej uzywany w praktyce na takie e- lekferody, mianowicie wolfram.Podawano juz mysl stosowania w po¬ wyzszym celu elektrod, zazerajacych tor.Podlug wynalazku niniejszego katoda zarowa zaiwiera na powierzchni azotek ty¬ tanu, azotek cyrkonu lub azotek hafnu, al¬ bo mieszanine dwóch lub trzech takich zwiazków.Zwiazki te daja wieksza emisje elektro¬ nów niz wolfram, co jest widoczne juz wte¬ dy, gdy tworza one tylko czesc powierzch¬ ni elektrod. Najwiecej uwydatnia sie ta wlasciwosc, gdy powierzchnia elektrod sklada sie calkowicie z jednego lub wiecej zwiazków, wymienionych wyzej.Dla emisji elektronów rzecza istotna jest tylko to, zeby zwiazki te znajdowaly sie* na powierzchni elektrod. Nie potrzeba, aby • * * rala elefctraida ^kladala sie z tych zwiaz- ? »JV k^w, UrzeciY^ie/ t| praktyce bedzie czesto rzecza"korzystniejsza pokrycie jednym lub wieksza iloscia wspomnianych zwiazków e- lektrody, wylkonanej z innego materjalu zdatnego.Podlug wynalazku niniejszego miozna uzyc do tego celu jakiegokolwiek materja¬ lu trudnotopliwego, dobrze przewodzacego elektrycznosc, najlepiej metalu trudnoto¬ pliwego, jak platyny, molibdenu, wolframu lub stopu metali.W niektórych wypadkach dobrze bedzie ulzyc na rdzen metali lub stopów metali, których rozszerzalnosc jest równa rozsze¬ rzalnosci uzytego zwiazku* np. stopu rodu z platyna w wypaidfcu zastosowania azotku cyrfeonu.Punkt topienia materjalu na rdzen wi¬ nien przedewszystkiem przewyzszac tempe¬ rature, sprzyjajaca emisji elektronów przez azotki (w wypadku azotku cyrkonu w przy¬ blizeniu 1000°C), jednakze do pewnych sposobów wytwarzania katody zarowej po¬ dlug wynalazku niniejszego moze byc po¬ trzebny wyzszy puinkt topienia materjalu rdzenia.Szczególnie dobre wyniki otrzymuje sie w praktyce z katoda zarowa, majaca rdzen z metalu trudnotopliwego, powleczonego warstwa azotku cydconu.Wynalazek obejmuje rówfniez sposób wytwarzania katod zarowych nowego po¬ myslu, mogacy jednakze znalezc ogólne zastosowanie do nakladamia warstwy azot¬ ku tytanu, cyrkonu lub hafnu na jakiekol¬ wiek cialo.Sposób polega na tern, ze w atmosferze, zawierajacej materjal redukujacy, azot i jeden lub wiecej dysocjujacych zwiazków tytanu, cyrkonu lub hafnu w stanie gazo¬ wym, cialo rozgrzewa sie do takiej tempe¬ ratury, ze na powierzchni jego osiada azo¬ tek tytanu, cyrkonu lub hafnu lub miesza¬ nina tych azotków.Jako dysocjujace lotne zwiazki tytanu, cyrkonu lub hafnu wchodza w rachube chlorowce pochodne tych pierwiastków, najlepiej chlorki.Materjalem redukujacym moze byc np. para metali alkalicznych. Najlepszy jest wodór starannie wysuszony.Przyklad wykonywania powyzszego sposobu wytlumaczony jest na rysunku, przedstawiajacym schemat odpowiedniego urzadzenia.Rura szklana 1 doprowadza sie miesza¬ nine azotu i wodoru. Zawartosc azotu mo¬ ze wahac sie np. miedzy 30 i 50%, chociaz pozadana reakcja odbywa sie, acz z mniej¬ sza szybkoscia, nawet wtedy, gdy zawartosc azotu jest o wiele mniejsza, gdy wynosi np. okolo 1 %; Mieszanina gazów przeplywa przez na¬ czynie 2, gdzie sie mocno ochladza wsku¬ tek tego, ze naczynie 2 jedt otoczone na¬ czyniem 3, zawierajacem powietrze plynne.Mieszanina, uwolniona w ten sposób od pa¬ ry wodnej i innych zanieczyszczen, plynie dalej rura 4 do naczynia 5, w4 którem znaj¬ duje sie materjal 6.Jezeli chce sie stracac azotek cyrkonu, to matenjalem tym jest np. chlorek cyrko¬ nu, a naczynie 5 nalezy utrzymywac w ta¬ kiej temperaturze, ze chlorek paruje w wy- starezajaicej mierze.Z naczynia 5 mieszanina! gazów, zawie¬ rajaca pare chlorku cyrkonu, plynie rura 7 do naczynia 8, wewnatrz którego rura 7 posiada pewna ilosc otworów; w ten spo¬ sób mieszanina gazów plynie z rury 7 wzdluz drutu 12 do otworów w rurze 13.Rure 7, jak i naczynie 8, nalezy utrzy¬ mywac w takiej temperaturze, ze chlorek cyrkonu pozostaje w nich w stanie pary.Naczynia 5 i 8 oraz rura 7 moga byc na¬ grzane do temperatury mniej wiecej 150— 300°C.Naczynie 8 zamyka sie u góry szczelnie korkiem 9, np. ze szkla, w który wtopione — 2 -sa druty 10 i U, doprowadzajace prad.Drut 12 laczy sie przewodnikiem z druta¬ mi 10 i 11, nip, zapomoca malych srubek, i moze byc nagrzany pradem elektrycznym do odpowiedniej temperatury.Do potrzeb praktyki temperatura moze wynosic w przyblizeniu 1800^0. Jednako¬ woz warstwa azotku cyrkonu tworzy sie juz przy temperaturze drutu 10OO°C, cho¬ ciaz w tempie o wiele wolniejszem, niz przy temperaturze wyzszej.Wogóle stwierdzono, ze szybkosc reak¬ cji zwieksza sie za wzrostem temperatury.Nie trzeba jej jednak podwyzszac zbyt wy¬ soko, gdyz osiadanie azotku na drucie ma wtedy tak szybki przebieg, ze nie otrzymu¬ je sie ciaglej warstwy. Zdaje sie, ze wogóle nie nalezy podwyzszac temperatury ponad 2000°C.Wybór materjalu na drujt zalezy nietyl- ko od pózniejszego przeznaczenia drutu spreparowanego, ale i od temperatury, w której chce sie przeprowadzic reakcje. Je¬ zeli sie poprzestaje na 1000°C, to mozna uzyc np. niklu. Lepszy jest np. wolfram, molibden lub platyna.W naczyniu 8 wjskutek wysokiej tempe¬ ratury, panujacej przy drucie 12, wodór z mieszaniny gazowej laczy sie z chlorem chlorku cyrkonowego na kwas solny, azot natomiast laczy sie z cyrkonem na azotek cyrkonu, osadzajacy sie na drucie. Miesza^ nina gazów, zanieczyszczona kwasem sol¬ nym, plynie rura 13 do naczynia 14, gdzie ochladza sie mocno wskutek tego, ze na¬ czynie 14 jest otoczone naczyniem 15, za- wierajacem powietrze plynne. Pozostaly chlorek cyrkonu i kwas solny osiadaja w naczyniu 14, a resztki azotu i wodoru opu¬ szczaja przyrzad przez rure 16. Chlorek cyrkonu, nagromadzony w 14, moze byc po uwolnieniu go od kwasu solnego uzyty po¬ nownie.Reakcja trwa poty, póki osad na drucie 12 nie osiagnie pozadanej grubosci, co la¬ two stwierdzic mozna np, przez pomiar o- poru drutu 12.Przyrzadzony drut/12, skladajacy sie np. z rdzenia wolframowego z osadem a- zotku cyrkonu, jest zdatny do uzycia jako katoda zarowa w rurze wyladowawczej.Zaleca sie drut po umieszczeniu go w rurze wyladowawczej zarzyc przez pewien czas. Emisja elektronów drutu wtedy wzra¬ sta, az osiagnie pewna stala wartosc. Kato¬ da zarowa, otrzymana w ten sposób, ma i- stotne zalety. Emisja elektronów jest bar¬ dzo wysoka. Mniiej wiecej pnzy 900 — 1000°C emisja w zupelnosci wystarcza np. do lamp odbiorczych w telegrafj i bez dru¬ tu, podczas kiedy cisnienie pary jest je¬ szcze nieznaczne. Mozna np. otrzymac prad elektronowy wielkosci 5 miliamperów, gdy do drutu rozzarzonego doprowadza sie moc tylko 1 wata.Gdy elektrode raz juz obrobiono przez wyzarzenie, emisja elektronów przez dlugi czas pozostaje stala, Stwierdzono, naprzy- klad, ze po 1000 godzinach zarzenia emisja jeszcze byla praktycznie ta/ sama,, co na po¬ czatku. Warstwa azotku cyrkonu przylega dobrze do rdzenia i nie odkrusza sie.Wazne jest takze to, ze utworzona war¬ stwa azotku cyrkonu ma bardzo dobra przewodnosc i ze druty latwo mozna spa¬ wac z niklem lulb innym odpowiednim me¬ talem. Oczywiscie, ulatwia to wlj&ke przy¬ mocowanie drutu zarowego do drutów wisporczych.W sposób zupelnie podobny do opisa¬ nego wyzej mozna wytworzyc katode zaro¬ wa, której powierzchnia powleczona jest warstwa azotku tyftanu. Jako zwiazku dy¬ socjujacego uzywa sie w tym wypadku chlorku tytanu (TiClJ, wrzacego juz przy 140°C, tak, ze cisnienie pary w temperatu¬ rze pokojowej wystarcza do wywolania re¬ akcji, nagrzewanie naczyn 5 i 8 jest wiec zbyteczne. Drut 12 winien byc nagrzany do temperaitury, wynoszacej od 1000°C do 2000°C. Wodór redukuje czesciowo TiCl4 — 3 —na TiCt3, zwiazek mniej lotny i osiadajacy na scianie naczynia 8. 0 otrzymanym azot¬ ku tytanu mozna powiedziec, co nastepuje.Punkt topienia jest bardzo wysoki,-, w. kaz¬ dym razie wyzszy od 2600°C. Emisja elek¬ tronów nie jest tak wielka, jak emisja z a- zotku cyrkonu, lecz znacznie lepsza niz z wolframu. Stwierdzono, ze juz przy tempe¬ raturze mniej wiecej 1600°C emisja ma znaczna wartosc.Wlókna zarowe podlug wynalazku ni¬ niejszego, zwlaszcza wlókna z azotkiem cyrkonu, mozna z korzyscia uzywac np. do malych lamp odbiorczych z trzema lub wie¬ cej elektrodami, takich, jakie stosuja ama¬ torzy do celów radiotelegraficznych. Kato¬ da zarowa zuzywa tu tylko ^ do % ener- gji, potrzebnej do dzialania katody wolfra¬ mowej, co szczególnie wazne jest dla ama¬ torów.Takze w rurach Roemltgena, zwlaszcza o wysokiej prózni, katoda zarowa podlug wynalazku niniejszego, moze oddac dobre uslugi.W lampach lukowych z zamknietem wy¬ ladowaniem lukowem mozna urzadzic ka¬ tode zarowa podlug wynalazku niniejszego przy anodzie i^p. wolframowej. Swiatlo wy¬ dziela glównie anoda. PL