SU55595A1

SU55595A1 - Method for making barium cathode

Info

Publication number: SU55595A1
Application number: SU192671A
Authority: SU
Inventors: В.С. Славин
Original assignee: В.С. Славин
Priority date: 1936-04-26
Filing date: 1936-04-26
Publication date: 1938-11-30

Description

В насто щее врем катод дл бариевых ламп готовитс следующим образом. Вольфрамова нить электролитически покрываетс слоем меди . Омедненный вольфрам пропускаетс затем через электрическую печь с температурой 750, куда вдуваетс увлажненный воздух. При этом медь окисл етс .At present, the cathode for barium lamps is prepared as follows. The tungsten filament is electrolytically covered with a layer of copper. The copper-plated tungsten is then passed through an electric furnace with a temperature of 750, into which humid air is blown. At the same time, copper is oxidized.

Оптимальный режим изготовлени нити при вышеуказанных процессах, с точки зрени срока службы и процента выхода годных ламп, был определен чисто опытным путем. В таком виде нить монтируетс в ножке лампы. В дальнейщем, после откачки, нить, наход сь в атмосфере паров металлического бари , превращаетс в бариевую нить.The optimal mode of fabrication of the thread in the above processes, in terms of service life and the percentage of usable lamps, was determined by purely experimental means. In this form, the thread is mounted in the leg of the lamp. Later, after pumping, the thread, which is in the atmosphere of metallic barium vapor, turns into a barium thread.

Основные физико-химические процессы , происход щие при распылении металлического бари , следующие: атомы металлического бари , проника в толщу окисленной меди, восстанавливают окись меди (СиО) до металлической меди по реакции CuOH-Ba BaO4-Cu. Вместе с тем нить сверху частично покрываетс одноатомным слоем металлического бари . В дальнейшем, при активировании , нить уже в большей степениThe main physico-chemical processes that occur during the sputtering of metallic barium are the following: atoms of metallic barium, penetrating into the thickness of oxidized copper, reduce copper oxide (CuO) to metallic copper by the reaction CuOH-Ba BaO4-Cu. However, the thread from above is partially covered with a monoatomic layer of metallic barium. In the future, when activated, the thread is more

покрываетс одноатомной пленкой бари . В таком виде нить обладает более или менее определенной удельной эмиссией. После активировани ; в активный слой катода вход т следующие необходимые компоненты: окись бари (ВаО), кислород (О) и одноатомный слой бари на поверхности . Окись бари вл етс тем источником металлического бари , откуда пополн етс убыль металлического бари на поверхности катода при нормальной работе лампы. Остальные влени , происход щие в катоде при распылении металлического бари , как, например, образование сплава меди с барием, вл ютс побочными и завис т от скорости распылени и температуры катода при распылении.covered with a barium monoatomic film. In this form, the thread has more or less specific specific emission. After activation; The following components are included in the cathode active layer: barium oxide (BaO), oxygen (O) and a monoatomic barium layer on the surface. Barium oxide is the source of metallic barium, from which the loss of metallic barium on the surface of the cathode during normal lamp operation is replenished. The remaining phenomena occurring in the cathode during the sputtering of metallic barium, such as the formation of a copper-barium alloy, are side effects and depend on the sputtering rate and the temperature of the cathode during sputtering.

Изготовленна таким способом нить чувствительна к механическим повреждени м, к ионной бомбардировке и к перекалу.The thread made in this way is sensitive to mechanical damage, to ion bombardment and to heat.

Согласно изобретению, предлагаетс в качестве керна дл катодов электронных ламп примен ть, вместо омедненного вольфрама, торированный или кремнистый вольфрам.. При нанесении на этот керн металлического бари происход т аналогичные реакции с образованием окиси бари , кислорода и одноатомного металлического бари .According to the invention, thoriated or silicon tungsten is used as a core for cathodes of electron tubes, instead of copper-clad tungsten. When metal barium is deposited on this core, similar reactions occur with the formation of barium oxide, oxygen and monatomic metal barium.

Дл получени бариевого катода по предлагаемому способу беретс торированный вольфрам с содержанием ТОа пор дка 1,2-2 Уо в виде проволоки. Эта проволока предварительно отжигаетс в атмосфере „формиргаза (смесь 25% водорода и 75% азота).To obtain a barium cathode according to the proposed method, thoriated tungsten with a TOA content of about 1.2-2 Wo in the form of a wire is taken. This wire is preliminarily annealed in a formi-gas atmosphere (mixture of 25% hydrogen and 75% nitrogen).

Установка дл отжига представл ет собой стекл нную трубу с двум небольшими отверсти ми на противоположных концах, внутрь которых подаетс формиргаз. Отжигаема проволока, проход через трубу, накаливаетс пропускаемым по ней электрическим током (касаетс двух контактов-роликовых или иных) до температуры 650-700° и по выходе наматываетс на катушку, вращаемую электродвигателем Скорость прохода проволоки - 25-30 м в минуту . Давление „формиргаза должно быть на 3-4 мм выше атмосферного . Отжигаема проволока накаливаетс посто нным током.The annealing plant is a glass tube with two small openings at opposite ends, inside of which a formorgas is fed. The annealed wire, the passage through the pipe, is heated by an electric current passed through it (for two roller contacts or other contacts) to a temperature of 650-700 ° and is wound onto a coil rotated by an electric motor at the exit. Forming gas pressure should be 3-4 mm higher than atmospheric. Annealed wire is heated with direct current.

Отжиг проволоки производитс дл очистки поверхности торированного вольфрама от загр знений и дл восстановлени покрываюш;ей ее пленки окислов. Кроме того, отжиг производитс также с целью формовки проволоки, если последн заметно вьетс .The wire is annealed to clean the surface of the thoriated tungsten from contamination and to restore the coating to which its oxide films are applied. In addition, annealing is also performed for the purpose of forming the wire, if the latter is noticeably viet.

Дл предлагаемого способа получени бариевого катода отжиг вольфрамовой проволоки не вл етс абсолютно необходимым с точки зрени очистки поверхности, так как вольфрам не подвергаетс омеднению . Однако, дл удобства монтажа ламп, отжиг все же желательно производить (с целью формовки проволоки ). Повышение температуры отжига выше 700° нежелательно, вследствие возможности заметных потерь кислорода благодар восстановлению TOj, содержащейс в проволоке:For the proposed method for producing a barium cathode, annealing tungsten wire is not absolutely necessary from the point of view of surface cleaning, since tungsten is not subjected to copper plating. However, for the convenience of mounting the lamps, it is still desirable to produce annealing (in order to form a wire). An increase in the annealing temperature above 700 ° is undesirable, due to the possibility of noticeable oxygen loss due to the reduction of TOj contained in the wire:

Т02+2Н, Т + 2Н20T02 + 2H, T + 2H20

Вольфрамова нить после отжига поступает непосредственно на монтаж , не подверга сь омеднению. ЭЗставка нити производитс тем жеAfter annealing, the tungsten filament goes directly to the assembly, without being subjected to copper coating. The thread insertion is made in the same way.

способом, что и в случае омеднени нити; однако, возможность механического повреждени нити при вставке (обдирание поверхностного сло ), вывод щего в брак по „светлой нити лампы с омедненной нитью, здесь абсолютно устран етс . Поэтому отпадают все предосторожности , имеющие место при работе с омедненной нитью и направленные к тому, чтобы не повредить поверхностный слой.in a manner similar to the copper coating of the yarn; However, the possibility of mechanical damage to the thread during insertion (peeling of the surface layer), which leads to a marriage of the light thread with a copper-clad lamp, is absolutely eliminated here. Therefore, all precautions that occur when working with copper-coated thread and are directed to ensure that the surface layer is not damaged are eliminated.

Откачка ламп производитс по способу, примен ющемус дл бариевых ламп в насто щее врем . При откачке термит об зательно должен быть полностью обезгажен. Частичное распыление ламп на откачке (при холостом катоде), губительно воздействующее на эмиссию у ламп с омедненной нитью, при предлагаемом способе соверщенно не вли ет на свойства катода. Поэтому нет никакой необходимости регулировать прогрев ламп высокой частотой так, чтобы лампы не распыл лись при Откачке. Колебани интенсивности прогрева поэтому не оказывают сколько-нибудь заметного вли ни .Lamps are pumped out using the method that is currently used for barium lamps. When pumping, termite must be completely out of dust. Partial spraying of lamps on pumping (with a single cathode), which has a detrimental effect on the emission of copper-clad lamps, with the proposed method does not completely affect the properties of the cathode. Therefore, there is no need to regulate the heating of the lamps with a high frequency so that the lamps do not spray when pumped out. The fluctuations of the intensity of heating therefore do not have any noticeable effect.

Операци распылени производитс тем же способом, что и дл ламп с омедненной нитью. Во врем осаждени бари на катод на нить лампы подаетс напр жение накала, равное 1,1-1,3 нормального (рабочего) накала , дл того, чтобы реакци образовани окиси бари The spraying operation is performed in the same way as for copper-coated filament lamps. During the deposition of barium, a filament voltage of 1.1-1.3 normal (working) filament is applied to the filament of the lamp filament to cause the barium oxide to form

TO2 + 2Ba 2BaO-f ТTO2 + 2Ba 2BaO-f T

в толще катода распростран лась возможно глубже. Баллон лампы при этом должен быть введен в катушку высокой частоты таким образом , чтобы температура той части арматуры, на которой укреплен термит , поддерживалась в пределах 800-900°. Распыление бари производитс в течение 1,5-2 минут.in the thickness of the cathode spread as deeply as possible In this case, the bulb of the lamp must be inserted into the high-frequency coil so that the temperature of that part of the reinforcement on which the thermite is fixed is maintained within the range of 800-900 °. Barium is sprayed for 1.5-2 minutes.

После распылени лампы обычным пор дком проход т цоколевку и затем подвергаютс активированию .After the lamp is sprayed, the pinout is passed in the usual order and then subjected to activation.

Активирование лампы производитс следующим образом. При включенном анодном напр жении или без анодного напр жени катоду даетс The lamp is activated as follows. With the anode voltage turned on or without the anode voltage, the cathode is given

перекал, равный 1,5 нормального накала, в течение 45-60 сек. Активирование - безразлично - с анодным напр жением или без него - возможно потому, что при распылении, благодар отсутствию меди на поверхности катода, избыток металлического бари только отчасти спла,вл етс с вольфрамом, а некотора часть бари , помимо образовани окиси бари , просто диффундирует в толщу катода и оказываетс там вкрапленной в несв занном виде. Также и на поверхности катода присутствует металлический барий. Поэтому активирование можно производить одним только прогревом катода . При прогреве вкрапленный в толщу катода барий частично выдел етс на поверхность, образу одноатомную пленку. Кроме того, при перекале часть TOj всегда разлагаетс , и при этом освобождаетс некоторое количество кислорода. Из последнего образуетс кислородна пленка под одноатомным слоем бари на поверхности катода.recalculation equal to 1.5 normal heat, for 45-60 seconds. Activation — no matter — with or without anode voltage — is possible because when spraying, due to the absence of copper on the cathode surface, an excess of metallic barium is only partially melted, is tungsten, and some barium, in addition to barium oxide, simply diffuses into the thickness of the cathode and is there embedded in unbound form. Also on the surface of the cathode there is metallic barium. Therefore, the activation can be done only by heating the cathode. When heated, the barium impregnated into the cathode is partially released onto the surface, forming a monatomic film. In addition, during the reflow, some of the TOj always decomposes, and some oxygen is released. From the latter, an oxygen film is formed under a monoatomic barium layer on the surface of the cathode.

После активировани лампы проход т обычное жестчение на тренировочном щите.After activating the lamp, the usual rigidity on the training shield passes.

В качестве активатора при предлагаемом способе может примен тьс как термит, так и меднобариева проволока и другие виды внесени бари в лампу.As the activator in the proposed method, both thermite and barium wire and other types of barium insertion into the lamp can be used.

Проведенные опыты показывают, что торированный воль фрам замен ет омедненный вольфрам и представл ет собой готовый катод, в котором при распылении металлического бари происход т аналогичные реакции с образованием окиси бари , кислорода и одноатомного сло металлического бари .Experiments show that the thoriated vol fram replaces copper-plated tungsten and is a finished cathode in which, when sputtering metallic barium, similar reactions occur with the formation of barium oxide, oxygen and a monatomic metal barium layer.

Предмет изобрете-ни .The subject invention.

Claims

1. A method of manufacturing a barium cathode by coating a tungsten core with one of the known methods, for example spraying, barium termite or metallic barium, characterized in that a core of thoriated or silicon tungsten is used,

2. Acceptance of the method of claim 1, wherein the core is pre-annealed in a formorgas or hydrogen.