PL59515B1 - - Google Patents

Description

Ciemna warstwa wykonana jest z mieszaniny czasteczek wolframu z tlenkiem aluminium, tlenkiem brylu ' lub tlenkiem magnezu. W razie koniecznosci mie¬ dzy warstwa porowata a warstwa o ciemnym za¬ barwieniu lub miedzy warstwa porowata a wlók¬ nem zarzenia, lub z obu stron warstwy porowatej, mozna umiescic jedna lub wiecej warstw nieporo- watego tlenku. Warstwa porowata (zapobiega prze¬ wodzeniu jonów oraz dyfuzji .metalu, z ciemnej warstwy do warstwy lub warstw izolacyjnych.^Stwierdzono, ze zaopatrzona w tak wykonany grzejnik katoda o temperaturze pracy 1200°C prar cuje pewnie a jej trwalosc jest zadawalajaca rów¬ niez i przy napieciu katoda — grzejnik wynosza¬ cym 500 V. Ponadto katoda taka charakteryzuje sie czasem nagrzewania mniejszym od 10 sekund, gdy normalnie katody takie posiadaja czas nagrze¬ wania rzedu 30 sekund.Katoda wedlug niniejszego wynalazku moze byc wykonywana w sposób nastepujacy.Na molibdenowy rdzen nawija sie w znany spo¬ sób wolframowa skretke grzejnika. Tak nawinie¬ ty rdzen zostaje nastepnie nawiniety bifilamie na rurke, wykonana z ceramiki, na przyklad z AI2O3, BeO lub'MgO i pokryty kataforetycznie cienka warstwa czystego A1203. Druga warstwa Al203 na¬ kladana jest przez zanurzanie. Otrzymany w ten sposób zestaw zostaje zanurzony do zawiesiny z wyzej podanych tlenków izolacyjnych i trójtlenku molibdenu (Mó03) stanowiacego wagowo 50 do 75% tej zawiesiny. Wszystkie otrzymane w ten sposób warstwy zostaja teraz spieczone przez wyzarzenie ich w temperaturze 1500°C przez 5 minut w atmo¬ sferze redukujacej, co powoduje przemiane calosci lub czesci MgO w Mo.Nastepnie zestaw ten zostaje zanurzony w za¬ wiesinie skladajacej sie z 8 do 15% wagowo A1203 a której reszte stanowi W03 i znów wyzarzony, tym razem przez 2 minuty w temperaturze 1600°C.W03 zostaje zredukowany na W co powoduje, ze warstwa uzyskuje ciemny kolor. Ostatnia opera¬ cja jest wytrawienie rdzenia molibdenowego w kapieli trawiacej, przy czym jednoczesnie naste¬ puje wytrawienie molibdenu z warstwy izolacyj¬ nej. Rezultatem tego jest powstanie miedzy pierw¬ szymi warstwami Al203 a zawierajaca wolfram ciemna warstwa porowatej warstwy czystego Al2 03 o porowatosci 50—75%. Stwierdzono, ze ciemna warstwa opiera sie na czasteczkach A1203 z war¬ stwy porowatej a niepozadane przewodzenie jono¬ we i dyfuzja wolframu z ciemnej warstwy wglab warstwy izolacyjnej nie wystepuja.W razie potrzeby warstwa porowata moze byc umieszczona miedzy dwoma nieporowatymi war¬ stwami izolacyjnymi lub tez mozna w ogóle tych warstw nie stosowac. Opisywane wyzei procesy otrzymywania pierwszych dwóch warstw A1203 droga pokrywania kataforetycznego i zanurzania, 5 jak równiez pierwsze wyzarzanie moga byc wte¬ dy pominiete. Poniewaz zawierajaca wolfram lek¬ ko przewodzaca ciemna warstwa styka sie normal¬ nie z elementem wsporczym, na który nalozony jest material emitujacy, moze wtedy wystepowac 10 przewodzenie elektronów od wlókna zarzenia do ciemnej warstwy i do katody. Z tego wzgledu kon¬ strukcja, ta uzywana jest tylko wtedy, gdy katoda moze .posiadac nizsza temperature pracy, jak to ma miejsce w przypadku katod tlenkowych. 15 Element grzejny wyposazony w warstwe izola¬ cyjna, w której sklad wchodzi warstwa porowata, oraz posiadajacy z zewnatrz ciemna warstwe, mo¬ ze byc juz wlozony do wglebienia elementu wspor- czego, na który nalozona jest warstwa materialu --20 emitujacego. Zostalo stwierdzone, ze taka katoda calkowicie spelnia stawiane jej wymagania, tj. mo¬ ze posiadac czas nagrzewania równy okolo 7 se¬ kund i wytrzymac róznice potencjalów okolo 500 V napiecia stalego. Dotyczy to równiez i katody ma- 25 gazynowej, w której material emitujacy jest absor¬ bowany w kawalku porowatego wolframu lub sie w nim znajduje a temperatura pracy tej katody wynosi 950°C do 1200°C.Przedmiot, wynalazku przedstawiony jest na za- 30. laczonym rysunku, na którym, pokazano przekrój katody wedlug wynalazku.Cyfra 1 oznaczony jest cylindryczny element wsporczy stanowiacy baze dla materialu emituja¬ cego 2; w tym przypadku jest on wykonany z po- 35 rowatego wolframu, nasyconego materialem emi¬ tujacym. Element wsporczy 1 wyposazony jest w scianke dzielaca 3, zamykajaca przestrzen, w któ¬ rej miesci sie element grzejny. Element grzejny sklada sie z wolframowego wlókna zarzenia 4 na- 40 wimietógo spiralnie i wyposazonego we wglebienie 5. We wglebieniu tym znajdowal sie rdzen molib¬ denowy usuniety nastepnie stamtad przez wytra¬ wienie. Uzwojenie wlókna zarzenia 4 nawiniete jest bifilamie na rurce ceramicznej 6 i pokryte 45 warstwa izolacyjna. Warstwa ta sklada sie z na¬ lozonej kataforetycznie warstwy AlzOs 7, warstwy z czystego A1203 — 8 otrzymanej przez zanurzenie oraz warstwy porowatej 9. Warstwa 9 otrzymana jest przez usuniecie molibdenu z warstwy sklada- 50 jaoej sie z mieszaniny Mo03 (75 do 50% wagowo) oraz Al203 (i25 do 50% wagowo), w wyniku czego sklada sie ona z czasteczek AI2O3 luzno ze soba , spieczonych, umieszczonych miedzy warstwa 8 a ciemna warstwa 10. Warstwa 10 otrzymana jest 55 przez redukcje W03 na W w warstwie, skladaja¬ cej sie z 8 do 15% wagowo A1203 i 95 do 80% wa¬ gowo wo3.Stwierdzono, ze dzieki obecnosci miedzy war¬ stwami izolacyjnymi 7 i 8 warstwy porowatej 9 60 oraz .dzieki istnieniu lepiej lub gorzej przewodza¬ cej ciemnej warstwy 10 zapobiega sie szkodliwe¬ mu przewodzeniu jonowemu poprzez material izo¬ lacyjny warstw 7? 8 i 9, co umozliwia przyklada¬ nie wysokich róznic potencjalów miedzy wlókno 65 zarzenia 4 a element wsporczy 1 bez niebezpieczen-59515 6 stwa wystepowania przebic równiez przy tempe¬ raturach pracy katody rzedu 1200°C. Jednoczesnie uitrzyimaine zostalo zadawalajace przekazywanie ciepla miedzy elementem grzejnym a katoda i zo¬ staly wyeliminowane róznice w rozszerzalnosci.Jezeli mozliwe jest zastosowanie nizszej tempe¬ ratury pracy lub przewiduje sie mniejsza róznice potencjalów miedzy grzejnikiem a katoda, war¬ stwa izolacji miedzy wlóknem zarzenia 4 a ciem¬ na warstwa 10 moze skladac sie tyOJko z porowatej warstwy 9 przy pominieciu warstw 7 i 8'. Przy bardzo wysokich róznicach potencjalów lub wyso¬ kich temperaturach pracy, lub tez gdy te warunki wystepuja lacznie, warstwe porowata umieszcza sie miedzy dwiema warstwaimi nieporowatymi. Po¬ nadto warstwa emitujaca moze byc nakladana na powierzchnie elementu wsporczego, jak to normal¬ nie ma miejsce w katodach tlenkowych barowych.Zamiast tlenku aluminium mozna stosowac BeO, MigO lub inne odipowiednie tlenki o wlasciwosciach izolacyjnych. W sklad mieszanki, z której wyko¬ nuje sie ciemna warstwe, moga wchodzic równiez wyzej podane tlenki zmieszane z proszkiem wol¬ framowym. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Katoda posrednio zarzona skladajaca sie z ele¬ mentu wsporczego, na który nakladany jest ma¬ terial emitujacy. oraz z elementu grzejnego, któ¬ rego powierzchnia posiada ciemny kolor i jest od¬ dzielona od wlókna zarzenia materialem izolacyj¬ nym, znamienna tym, ze material izolacyjny umieszczony jest miedzy wlóknem zarzenia a ciemna warstwa, przynajmniej czesciowo zawiera warstwe porowata.
2. 2. Katoda wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze material izolacyjny sklada sie z jednej lub wiecej warstw tlenku w stanie stalym, przy czym tlenki te sa tlenkami metali grupy skladajacej sie z alu¬ minium, berylu i magnezu, oraz z warstwy poro¬ watej jednego z tych tlenków.
3. 3. Katoda wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze sklaniajaca sie z materialu izolacyjnego warstwa porowata umieszczona jest miedzy dwiema war¬ stwami izolacyjnymi nieporowatyimi.
4. 4. Katoda wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze material izolacyjny miedzy wlóknem zarzenia a warstwa ciemna nalozony jest tylko w formie war¬ stwy porowatej.
5. 5. Sposób wytwarzania katody wedlug zastrz. 1 — 4 znamienny tym, ze porowata warstwa ma¬ terialu izolacyjnego miedzy wlóknem zarzenia a warstwa ciemna nakladana jest pod postacia mie¬ szaniny, skladajacej sie z tlenku molibdenu (MoOs) i izolacyjnego tlenku metalu sposród grupy, skla¬ dajacej sie z aluminium, berylu i magnezu. 5
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5 znamienny tym, ze po bifilarnym nawinieciu na warstwie izolacyjnej nawinietego juz, uprzednio na rdzeniu molibdeno- * wym wlókna zarzenia naklada sie na niego kata- foretyoznie pierwsza warstwe izolacyjna, nastep- io nie druga warstwe izolacyjna naklada sie przez zanurzanie, po czym na warstwy te nakladana jest trzecia warstwa mieszaniny, skladajacej sie z tlen¬ ku molibdenu oraz tlenku igldnu Al, berylu Be lub magnezu Mg a nastepnie wszystkie sa wyzarzane 15 przez 5 minut w atmosferze redukujacej przy tem¬ peraturze 1500°C po czyim naklada sie na nie przez zanurzenie warstwe mieszaniny tlenku wolframu oraz tlenku jednego z wyzej podanych metali i wy¬ zarza sie ja przez 2 minuty w atmosferze reduk- 20 cyjnej przy temperaturze 1600°C, gdzie warstwa ta przybiera ciemny kolor dzieki calkowitej re¬ dukcji tlenku wolframu na wolfram; nastepnie molibden z rdzenia oraz z trzeciej warstwy zosta¬ je usuniety przez trawienie tak, ze trzecia warstwa 25 robi sie porowata, po czym element grzejny wkla¬ da sie do wglebienia znajdujacego sie w elemen¬ cie wsporczyim, na który 'naklada sie warstwe emi¬ tujaca.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 5 znamienny tym, ze 30 po bifilarnym nawinieciu wlókna zarzenia na izo¬ lacyjnym elemencie wsponczym naklada sie na nie najlepiej kataforetycznie pierwsza warstwe izola¬ cyjna tlenku Al lub Be lub Mg oraz, najlepiej przez zanurzenie, druga warstwe skladajaca sie z 35 mieszaniny tlenku molibdenu w ilosci 30 do 75% wagowo oraz tlenku jednego z podanych wyzej me¬ tali w ilosci 50 do 25% wagowo, na które z kolei naklada sie trzecia warstwe przez zanurzenie ele¬ mentu grzejnego w zawiesinie tlenku jednego z 40 podanych wyzej metali, po czym calosc wyzarza sie przez 5 minut w atmosferze redukcyjnej przy temperaturze 1500°C, nastepnie naklada sie na to czwarta warstwe mieszaniny tlenku wolframu i tlenku jednego z podanych wyzej metali, która 45 zabarwia sie na ciemny kolor dzieki redukcji tlen¬ ku wolframu przez wyzarzanie tak pokrytego grzejnika przez 2 minuty w temperaturze 1600°C w atmosferze redukujacej, a nastepnie usuwa sie molibden zawarty w trzeciej warstwie oraz ewen- 50 tualnie rdzen molibdenowy skretki grzejnika przez trawienie, po czyim element grzejny montuje sie razem z elementem wsporczym, na który naklada sie material emitujacy.KI. 21 g, 13/04 59515 MKP H 01 j Zaklady Kartograficzne, Wroclaw, zam. C/1059, 290 PL