CH128076A - Glühkathode für Entladungsgefässe. - Google Patents

Description

      Glühkathode    für Entladungsgefässe.    Es ist durch die Untersuchungen von       Wehnelt    bekannt, dass die Oxyde, Chloride  und     Fluoride    der Erdalkalien und deren Ge  mische schon bei sehr niedrigen Temperaturen  Elektronen aussenden. Neuere Arbeiten haben  dann gezeigt,     dass    diese     Eigenschaften    im  gleichen Masse allen einfach zusammengesetz  ten Verbindungen der betreffenden Elemente  zukommt. Von allen diesen Verbindungen  hat praktisch nur das Oxyd Bedeutung er  langt.

   Sind in der Technik andere Ausgangs  materialien, zum Beispiel das Nitrat (nach  dem alten Verfahren von     Wehnelt)    benutzt  worden, so war doch in allen Fällen die Emis  sionssubstanz das Oxyd, welches sich durch  irgendwelche Umsetzungen gebildet hatte.  Nun zeigen gerade diejenigen Verbindungen,  die bei besonders niedrigen Temperaturen  schon sehr hohe Emission haben, nämlich die  Verbindungen des am stärksten elektroposi  tiven Bariums, welches in dieser Beziehung  den Alkalien schon recht ähnlich ist, die un  angenehme Eigenschaft,     dass    sie der Wirkung  des Glimmbogens schlecht widerstehen und  sich leicht verflüchtigen.    Auch jetzt noch ergeben sich bei der Her  stellung der     Wehneltkathode    recht erhebliche  Schwierigkeiten.

   Die Oxyde verändern sich  während des Fabrikationsganges, zum Bei  spiel durch     Kohlensäureaufnahme,    sehr  leicht. Die notwendige Gleichmässigkeit der  Fabrikation lässt sich daher mit den Oxyden  nur schwer erreichen, und es sind Ausschüsse,  welche die Unkosten des Verfahrens sehr er  höhen, nicht zu vermeiden.  



  Der Versuch, an Stelle der empfindlichen  Oxyde die wesentlich unempfindlicheren und       beständigeren    Salze der Sauerstoffsäuren der       i        rdalkalien    zur Fabrikation von     Glühkatho-          den    zu     verwenden,    scheiterte bisher vollkom  men. Die in Frage kommenden Verbindun  gen, zum Beispiel die Sulfate, Silikate, Phos  phate und Karbonate, zeigen keine Emission,  da der stark elektronegative Säurerest den  Austritt der Elektronen vollständig verhin  dert.

   Erst wenn die     .Salze    dissoziieren, das  heisst, wenn ein Teil des in vielen Fällen  flüchtigen Säurerestes bei hoher Temperatur  abgespalten und dementsprechend freies Oxyd  vorhanden ist, setzt eine merkliche Elektro-           nenemission    ein. Das unter diesen Verbin  dungen noch am leichtesten     dissoziierbare     Karbonat ergibt daher bei vorsichtiger und  vollständiger Dissoziation eine brauchbare  Kathode; doch ist der Prozess langwierig und  schwierig.  



  Eine genaue     Durchprüfung    der vorliegen  den Verhältnisse ergab nun, dass doch eine  ganze Reihe von .Salzen von Sauerstoffsäuren,  und zwar gerade Salze von nichtflüchtigen  Säuren, in hervorragendem Masse befähigt  sind, schon bei recht niedrigen Temperaturen  Elektronen auszusenden.

   Die hier in Frage  kommenden     Salze    sind die     Verbindungen,    der  Oxyde der stark elektropositiven Metalle,  zum Beispiel der Alkali- und     Erdalkalioxy    de  mit den Sauerstoffverbindungen der Ele  mente, die sogenannte     amphotere    Oxyde bil  den, also zum Beispiel die     Aluminate,        Zin-          kate,        Chromite,        Zirkoniate        etc.    Über die Eig  nung solcher Salze, die emittierende Substanz  zu bilden, gibt im allgemeinen folgende Re  gel     Auskunft:

       Mit steigender     Azidität    des Säurerestes  nimmt die Fähigkeit der Substanz, Elektro  nen auszusenden, ab.  



  Die Verbindungen zeigen eine etwas, jedoch  nur unwesentlich höhere Emissionstempera  tur, besitzen aber eine Temperaturstabilität,  wie     ,sie    den einfachen Verbindungen, wie zum  Beispiel den Oxyden, nicht zukommt. Wäh  rend zum Beispiel Barium als Oxyd auf einer       Platinenunterlage    unter dem Einfluss des  Entladungsstromes sich bald verflüchtigt,  widerstehen die obengenannten     Verbindungen     auch     dauernden.    bedeutend stärkeren Ent  ladungen.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine     Glüh-          kathode    für Entladungsgefässe, bei welcher  die emittierenden Substanzen wenigstens in  der Hauptsache aus     mindestens    einem Salze  eines stark elektropositiven     Metalles    mit  einem     amphoteren    Oxyd als Säurerest be  stehen.  



  Zur Herstellung der Kathoden kann man  die Verbindungen vorher     fertigstellen    (siehe       Gmelin-Handbuch)    und auf die stromfüh-         rende    Unterlage aufbringen. Zweckmässiger  stellt man jedoch die Verbindungen erst auf  der Kathode her. Man erreicht dadurch, dass  man von Substanzen ausgehen kann, die voll  ständig luftbeständig sind.

   Zum Beispiel  kann man zur Herstellung der     Aluminate     oder     Zirkoniate    .der Erdalkalien so verfahren,  dass man die     Erdalkalikarbonate    mit Alumi  wum-     resp.        Zirkonoxyd    oder     Hydrooxyd    mit  etwas     Bindemittel    auf die Unterlage auf  bringt und dann erhitzt. Die Kohlensäure  wird namentlich im Vakuum leicht ausgetrie  ben, indem sich gleichzeitig das entsprechende  Salz bildet.

   Man kann dementsprechend  auch ohne Bedenken von den Oxyden oder  Hydrooxyden der Erdalkalien ausgehen, da  die     während    des     Fabrikationsganges    aufge  nommene Kohlensäure beim Erhitzen durch  die Wirkung des sauren     Oxydes    leicht und  schnell verdrängt wird.  



  Eine weitere Möglichkeit, die Verbindun  gen herzustellen, besteht darin, Legierungen  der betreffenden Metalle oder entsprechende       Metallpulvergemische    zu oxydieren.  



  Die     soeben:    beschriebenen Salze können  auch untereinander gemischt oder in Verbin  dung mit andern     Elektronen        emittierenden     Substanzen verwendet werden; so kann eine.  Glühkathode nach der Erfindung ausser den  vorgenannten Verbindungen noch mindestens  ein Oxyd als andere     elektronenemittierende     Substanz enthalten. Zur Erhöhung der me  chanischen Festigkeit oder der Temperatur  beständigkeit kann man dem emittierenden  Salz geeignete Substanzen, zum Beispiel       Erdalkalifluoride    oder überschüssiges Alumi  niumoxyd, zusetzen.  



  Als Unterlage für die aktive Schicht kön  nen. Metalle     bezw.    Legierungen verwendet  werden, die bei der Oxydation     amphotere     Oxyde liefern. Ein geeignetes Ausführungs  beispiel einer derartigen Glühkathode stell  sieh dar als ein wenigstens an der Oberfläche  aus     Zirkon    bestehender Kerndraht; welcher  mit den in Frage kommenden Oxyden oder  Salzen bedeckt ist. Diese Metalle oder Legie  rungen können zweckmässig auf ein darunter-      liegendes     Xernmetall    aufgetragen worden  sein. Man kann zum Beispiel einen Wolfram  draht mit einer     Zirkonschicht    überziehen und  darauf die aktive Substanz bilden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Glühkathode für Entladungsgefässe, da durch gekennzeichnet, dass deren emittierende Substanz wenigstens in der Hauptsache aus mindestens einem Salze eines stark elektro positiven Metalles mit einem amphoteren Oxyd als .Säurerest besteht. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als stark elek tropositives Metall ein Alkalimetall zur Anwendung kommt. 2. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als stark elek tropositives Metall ein Erdalkalimetall zur Anwendung kommt.

   B. Glühkathode nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Gemisch von Sal zen der erwähnten Art zur Verwendung kommt. 4. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Säurerest Aluminium enthält. 5. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Säurerest Chrom enthält. -(i. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Säurerest Zink enthält. 7. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Säurerest Zirkonium enthält. B.

   Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass dem Salze mindestens eine zur Erhöhung der Tem- peraturbeständigkeit geeignete Substanz zugefügt wird. 9. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass dem .Salze mindestens eine zur Erhöhung der me chanischen Festigkeit geeignete Substanz zugefügt wird. 10. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass neben minde stens einem Salze der erwähnten Art mindestens eine andere emittierende Sub stanz Verwendung findet. 71.

   Glühkathode nach Patentanspruch I und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass als andere emittierende Substanz ein Oxyd Verwendung findet. 12. Glühkathode nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine Unter lage verwendet wird, welche mindestens teilweise aus einem Metalle besteht, das bei der Oxydation ein amphoteres Oxyd liefert. 13. Glühkathode nach Patentanspruch I und Unteranspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass die Unterlage aus einem Kern und einer damit verbundenen Schicht be steht, die mindestens zum Teil aus einem Metalle von der bezeichneten Art besteht.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung von Glüh- kathoden nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Salze durch chemische Umsetzung erst auf der Kathodenunterlage gebildet werden.