CH171508A - Entladungsröhre mit einer Oxydkathode. - Google Patents

Description

  Entladungsröhre mit einer     Ogydkathode.       Die Erfindung bezieht sich auf elektri  sche Entladungsröhren mit einer     Oxydkathode,     bei der eine Schicht eines emittierenden Stof  fes auf einer leitenden Unterlage angebracht  ist, während diese Kathode entweder direkt  oder indirekt geheizt wird. Die Erfindung  ist jedoch insbesondere für Entladungsröhren  mit indirekt zu heizenden Kathoden von  Wichtigkeit.  



  Bei der Verwendung derartiger Röhren,  zum Beispiel zur Erzeugung, Verstärkung  oder zum Empfang elektrischer Schwingun  gen der Radiotelegraphie oder     -telephonie,     ist es von höchster Wichtigkeit, dass der  Energieverbrauch zur Heizung der Kathode  auf die erforderliche Temperatur möglichst  gering ist.  



  Es wurde gefunden, dass ein grosser Teil  der     Heizenergie    durch Ausstrahlung durch  die     Kathodenoberfläche    verloren geht. Das  Ausstrahlungsvermögen der     gebräuchliehen          emittierenden    Stoffe, zum Beispiel der Erd-         alkalimetalloxyde,    spielt also bei den bekann  ten Kathoden eine überwiegende Rolle. Bei  der Wahl der leitenden Unterlage für das  Oxyd liess man sich zur Hauptsache durch  die Anforderungen leiten, denen im Zusam  menhang mit den bei der Entgasung der  Kathode auftretenden Temperaturen die Un  terlage zu genügen hatte. Es wurde daher  als Unterlage häufig Nickel verwendet, das  eine ziemlich hohe Schmelztemperatur hat.

    Durch die Vereinigung der Ausstrahlung des  starkstrahlenden Nickels und jene der auf das  Nickel aufgebrachten emittierenden Schicht  geht bei derartigen Kathoden ein grosser Teil  der Heizenergie durch diese Wärmeausstrah  lung verloren.  



  Die vorliegende Erfindung beruht auf der  Erkenntnis, dass die ausgestrahlte Energie  erheblich verringert werden kann, wenn da  für Sorge getragen wird, dass für diese Strah  lung nicht das Oxyd, sondern eine Unterlage  mit günstigeren Strahlungseigenschaften als  Nickel die überwiegende Rolle spielt.      Es ist daher erfindungsgemäss der emit  tierende Stoff auf ein Metall     bezw.    eine Me  tallegierung mit einem geringeren Strahlungs  vermögen als Nickel, zweckmässig Kupfer,  aufgebracht und die Dicke der Schicht des  emittierenden Stoffes kleiner als 0,1 mm und  zweckmässig kleiner als 0,05 mm gehalten.  



  Da also einerseits die     Oxydschicht    so  dünn gewählt wird, dass sie für die Wärme  strahlung noch durchscheinend ist, so dass  die Strahlung der     Oxydschicht    selbst in den  Hintergrund tritt, und da anderseits als Stoff  für die Unterlage, die bei der Strahlung eine  Hauptrolle spielt, ein Stoff mit geringem Aus  strahlungsvermögen. gewählt wird, wird ein  sehr grosser Fortschritt in bezug auf die be  kannten Kathoden erhalten.     Selbstredendkann     eine sehr gute Wirkung erhalten werden,  wenn die Oberfläche des Tragkörpers mög  lichst glatt gemacht wird, so dass zur Haupt  sache nur die Strahlungseigenschaften der  glatten Metalloberfläche eine Rolle spielen.  



  Es wurde gefunden, dass die Heizenergie  pro     cm2    der Kathodenoberfläche bei einer  bestimmten Sättigungsemission pro cm' sehr  leicht 70 % der Heizenergie oder weniger  betragen kann, die zur Erhaltung der glei  chen Emission erforderlich sein würde, wenn  die emittierende Schicht auf einen aus Nickel  bestehenden Körper aufgebracht wäre.  



  Wird die Dicke der     Oxydschicht    kleiner  als 0,05 mm gewählt und wird als Unter  lage Kupfer verwendet,- so hat es sich in  vielen Fällen als möglich erwiesen, die Hälfte  der Heizenergie zu ersparen. Da die Oxyd  schicht sehr dünn genommen wird, kann da  für Sorge getragen werden, den von dem  Oxyd ausgestrahlten Teil der Heizenergie  stark zu verringern, wodurch gegenüber den  bekannten Kathoden eine erhebliche Verbes  serung erzielt wird:  Die Vorteile der Erfindung treten beson  ders stark hervor, wenn ausserdem Mittel an  gewendet werden, durch die der Temperatur  unterschied zwischen verschiedenen Stellen  der Kathode gering ist, und zwar weniger als  50<B>0</B> beträgt.

      Wird nämlich der Kupferschicht eine an  gemessene Dicke zum Beispiel von 0,05 mm  gegeben, so ist, auch infolge des Umstandes,  dass die Wärmeleitfähigkeit des Kupfers sehr  günstig ist, die Temperatur dieses Kupfers  an verschiedenen Stellen der Kathode sehr  wenig verschieden. Diese Gleichmässigkeit  wird durch mögliche Ungleichmässigkeit in  der Ausstrahlung des Oxyds nicht ungünstig  beeinflusst, weil bei der Bauart gemäss der  Erfindung die Dicke des Oxyds sehr gering  ist. Es können erforderlichenfalls ausserdem  noch andere bekannte     Ausgleichmittel    ver  wendet werden, die in diesem Fall jedoch  nur in geringem Masse angewendet zu wer  den brauchen.

      Solch ein     Ausgleichmittel    für indirekt ge  heizte Kathoden besteht darin, dass an jenen  Stellen der Kathode, die am meisten     abzu-          kählen    geneigt sind, eine grössere Länge des  Heizdrahtes angeordnet wird, zum Beispiel  durch Herabsetzung der Ganghöhe eines  schraubenförmig gewickelten Heizdrahtes in  nerhalb einer zylindrischen Tathode an den  Enden der Kathode. Ein anderes Mittel ist  die Verkleinerung der ausstrahlenden Ober  fläche der Kathode an der Stelle der gröss  ten Wärmeabfuhr, zum Beispiel durch kegel  förmige Ausgestaltung der Enden einer zylin  drischen Kathode.  



  Es ist einleuchtend, dass die mit der er  findungsgemässen Bauart erreichbaren Vorteile  auch in der Weise ausgenutzt werden kön  nen, dass in einer Entladungsröhre mit be  stimmten Eigenschaften bei gleichbleibender  zugeführter Energie und gleichbleibender Tem  peratur der Kathode die bisher übliche Ober  fläche der Kathode erheblich vergrössert wird.  Es kann in diesem Fall also bei der gleichen  Heizenergie für die Kathode eine viel grössere  Steilheit der Röhre erreicht werden.  



  Es kann ferner mit der oben beschriebe  nen Bauart der weitere Vorteil erreicht wer  den, dass infolge der geringen Ausstrahlung  der     Oberflächeneinheit    der Kathode auch die  andern in der Röhre vorhandenen     Elektro-          -den    eine verhältnismässig niedrige Tempera-           tur    behalten, wodurch verschiedene, bei die  sen Röhren häufig auftretende Nachteile ver  ringert werden können.  



  Die Entladungsröhre nach der Erfindung  kann eine solche mit direkt oder indirekt zu  heizender Kathode sein, welche Kathoden im  übrigen auf die übliche Weise hergestellt  sein können. Die Kathode kann ferner in  Empfangsröhren,     Verstärkerröhren,    Gleich  richtern, Senderöhren und in Entladungsröh  ren für andere Zwecke verwendet werden.  



  Als Metall für die Unterlage kann ausser  Kupfer auch Gold oder Silber oder können  Legierungen, zum Beispiel eine Legierung  von Kupfer und Gold, verwendet werden.  



  Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, für  die Unterlage einer     Oxydkathode    Kupferoxyd  zu verwenden, wobei erst Kupfer auf einen  Kernkörper aufgebracht werden könnte, welche  Kupferschicht dann ganz in Oxyd verwan  delt wurde; dieses Oxyd verdampft dann  wieder während des Betriebes der Röhre.  Bei der vorliegenden Erfindung werden je  doch die Eigenschaften der reinen,     unoxydier-          ten    Metalloberfläche benutzt.  



  In einer bestimmten Ausführungsform ist  die Kathode zum Beispiel wie folgt aufge  baut:  In einem     Magnesiumoxydstäbchen    mit ei  ner Länge von 30 mm und einem Durch  messer von 0.2 mm sind in der Längsrich  tung nebeneinander zwei Bohrungen ange  bracht, in die ein     haarnadelförmiger    Heiz  draht aus Wolfram mit einem Durchmesser  von 0,07 mm gelegt ist.

   Die freien Enden  des     Wolframdrahtes    ragen zum Beispiel um  2 mm aus dem Ende des     Magnesiumoxyd-          stäbchens    vor und können je mit einem       Stromzuführungsdraht    verbunden sein."  Das     Magnesiumoxydstäbchen    ist durch  Aufschieben eines Kupferzylinders, durch Auf  spritzen oder auf sonstige Weise mit einem  Kupfermantel versehen, der eine Dicke bis  zu 0,1 mm hat.  



  Auf die Aussenseite des Kupfermantels  ist nach einem der bekannten Verfahren eine       Bariumoxydschicht    bis zur Dicke von 0,02 mm  aufgebracht. An den Kupfermantel, der mit    dem     Bariumoxyd    die eigentliche Kathode bil  det, ist auf einer Seite ein     Stromzuführungs-          draht    angeschweisst.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Elektrische Entladungsröhre mit einer Oxydkathode, bei welcher der emittierende Stoff auf ein Metall bezw. eine Metallegie rung mit geringerem Strahlungsvermögen als Nickel aufgebracht ist, wobei die Dicke der Schicht des emittierenden Stoffes kleiner als 0,1 mm ist. UNTERANSPRü CIIE 1. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode als indirekt zu heizende Kathode ausgebildet ist. 2. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Tragkörpers der emittieren den Schicht der Kathode glatt ist. 3.

   Elektrische Entladungsröhre nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel angewendet sind, durch die der Temperaturunterschied zwischen verschie denen Stellen der Kathode höchstens 50 beträgt. 4. Elektrische Entladungsröhre nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der unter dem emittierenden Stoff vorgesehenen Metallschicht wenig stens 0,05 mm beträgt. 5. Elektrische Entladungsröhre nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen des innerhalb der zylin drischen Kathode angeordneten, schrauben förmig gewickelten Heizdrahtes in der Nähe, der Enden der Kathode näher anein ander liegen als in der Mitte. 6. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, bei welcher der emittierende Stoff auf Kupfer aufgebracht ist.