DE540760C

DE540760C - Verfahren zur Herstellung von Elektronenroehren

Info

Publication number: DE540760C
Application number: DER71427D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-06-14
Filing date: 1927-06-08
Publication date: 1931-12-28
Also published as: BE335031A; FR635925A; GB272549A

Description

Es sind Verfahren zur Herstellung von Elektronenröhren mit Oxydkathoden bekannt, bei denen die Kathode aus einem Material hergestellt ist, welches aus einer Mischung verschiedener Materialien, unter denen sich auch Bariumsuperoxyd befindet, besteht. Dieses Material wird bei seiner Herstellung unter dem gewöhnlichen Atmosphärendruck sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, um es auf

to diese Weise in einen verarbeitbaren Zustand zu bringen.

Es sind weiterhin Kathoden bekannt, bei denen eine Unterlage, beispielsweise aus Platindraht o. dgl., mit einem Monoxydüberzug versehen wird. Auf die Herstellung von Elektronenröhren, beispielsweise Drei-Elektrodenröhren, elektrischen Ventilen, Röntgenröhren u. dgl., mit Oxydkathoden der letztgenannten Art bezieht sich die vorliegende Erfindung.

ao Gemäß der Erfindung wird die Kathode vor ihrem Einbau in die Röntgenröhre mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles überzogen, dann wird die so vorbereitete Kathode in die Röhre eingebaut. Hierauf wird die Röhre auf die Vakuumpumpe aufgesetzt und zum Teil evakuiert. Nachdem durch die teilweise Evakuierung der Röhre eine starke Luftverdünnung in letzterer eingetreten ist, wird die Kathode zweckmäßig durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes stark erhitzt, so daß sich das auf der Kathode haftende Superoxyd zersetzt und in Monoxyd verwandelt wird. Nachdem dies geschehen ist, wird die Röhre völlig evakuiert.

Das vorstehend beschriebene Verfahren gemaß der Erfindung bringt den großen Vorteil mit sich, daß die Kathode, solange sie der freien Luft ausgesetzt ist, mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles überzogen ist, welches durch den in der Luft befindlichen Wasserdampf- und Kohlensäuregehalt kaum angegriffen wird. Man kann also die Kathode ohne jede Schwierigkeit mit dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles versehen. Die Zersetzung des Superoxyds in Monoxyd erfolgt dann erst, nachdem die Kathode in die Röhre eingebaut ist und letztere zum großen Teil evakuiert ist. Infolge der Unempfindlichkeit des Superoxyds kann man also notwendigenfalls nach Aufbringung der Superoxydschicht auf die Kathode mehrere Stunden warten, ehe man mit der Evakuierung der Röhre beginnt.

Im Gegensatz zu dem Superoxyd wird das Monoxyd sehr leicht durch den Wasserdampfund Kohlensäuregehalt der Luft angegriffen. Da aber gemäß der Erfindung die Bildung des Monoxyds nach dem Einbau der Kathode in die Röhre im luftverdünnten Raum stattfindet, wird der schädliche Einfluß der Luft und insbesondere_r ihres Wasserdampf- und Kohlen-Säuregehalts ausgeschaltet, so daß man das Monoxyd in einem viel reineren Zustand er-

hält, als man es durch die Zersetzung de; Superoxyds an der freien Luft erhalten kann. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Zersetzung des Superoxyds im Vakuum sehr viel leichter erfolgt als bei gewöhnlichem Atmosphärendruck, so daß die zur Zersetzung des Superoxyds notwendige Erhitzung des Kathodendrahtes nur eine verhältnismäßig ίο geringe Zeit zu dauern braucht und auch nur eine verhältnismäßig geringe Intensität erfordert, so daß der zur Verwendung kommende Draht einen wesentlich geringeren Querschnitt erhalten kann, als es bei den bisher bekannten Verfahren möglich war. Schließlich wird der Kathodendraht infolge der geringeren Dauer der Erhitzung und der A'erhinderung des freien Luftzutritts während der Erhitzung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht der Gefahr ausgesetzt, brüchig zu werden.

Als besonders geeignetes Superoxyd eines

Erdalkalimetalles hat sich Bariumsuperoxyd CBaO₂) erwiesen, welches gemäß dem be-

schriebenen Verfahren in Bariummönoxyd (BaO) verwandelt wird.

Die Befestigung der Bariumsuperoxydschicht auf der Kathode kann an sich in beliebiger Weise geschehen. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren besteht darin, die bereits auf ihrer Unterlage befestigte Kathode, welche aus Platindraht, Platiniridiumdraht oder ähnlichem Material besteht, auf eine Temperatur von ungefähr 450 bis 600 ° C zu erhitzen und auf der erhitzten Kathode das Erdalkalisuperoxyd beispielsweise durch Aufspritzen zum Anhaften zu bringen. Die Temperatur der Kathode muß derart gewählt werden, daß sich das zur Verwendung kommende Erdalkalisuperoxyd, beispielsweise Bariumsuperoxyd, nicht zersetzt. Das Bariumsuperoxyd wird in fein pulverisiertem Zustand auf die Kathode aufgebracht. An Stelle des Bariumsuperoxyds kann auch irgendeine andere Substanz oder eine Mischung von Substanzen, welche an dem Kathodendraht haften und sich durch geeignete Behandlung in Bariumsup.eroxyd verwandeln, verwendet werden. Nachdem die so vorbereitete Kathode in die Röhre eingebaut ist und die Röhre selbst zum Teil evakuiert ist, wird die Kathode beispielsweise durch einen elektrischen Strom auf ungefähr 1000 bis 1200 ° C erhitzt, um das Bariumsuperoxyd (BaO₀) zu Bariummonoxyd (BaO) zu zersetzen. Da die Zersetzung im Vakuum sehr schnell vor sich geht, braucht die Erhitzung der Kathode nur kurze Zeit anzudauern. Nach der Evakuierung wird die Elektronenröhre geschlossen, und man kann nunmehr den Kathodendraht nochmals auf eine Temperatur von ungefähr ι 200° C erhitzen, um die anhaftende Oxydschicht homogener zu gestalten. Die auf die vorstehend dargelegte Weise hergestellte Elektronenröhre zeichnet sich vor den bekannten Röhren durch außerordentliche Haltbarkeit und wesentlich stärkere Emissionsfähigkeit 'aus. So ist durch Versuche festgestellt worden, daß Lampen, die mit 1 bis 1,5 Volt betrieben wurden, mehr als 600 Stunden ohne j ede Störung brannten und bei einer Spannung von 80 Volt an der Anode zwischen 25 und 40 Milliampere pro Watt emittierten. Es ergaben ferner Lampen, die gemäß der Erfindung hergestellt waren und deren Platiniridiumdraht nur einen Durchmesser von 0,16 Millimeter hatte, bei einem Verbrauch von ungefähr 35 Milliampere eine Emission von. 20 bis 25 Milliampere pro Glühfadenwatt, wobei die Lautstärke und die Temperaturverhältnisse normal waren. Bei Vergleichen zwischen den nach den bekannten Verfahren hergestellten Elektronenröhren einerseits und den gemäß der Erfindung hergestellten Röhren andererseits ergab sich bei gleichen Glüh- ^ fäden, gleichem Gitter, gleicher Anode und ungefähr gleicher Oxydschicht, daß der Stromverbrauch bei denjenigen Röhren, deren Oxydschicht nicht durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt war, bei gleichen _go Resultaten um ungefähr 2 Milliampere höher war als bei den gemäß der Erfindung hergestellten Röhren.

Es sei darauf hingewiesen, daß neben Bariumsuperoxyd noch zahh'eiche andere Erdalkalisuperoxyde Verwendung finden können.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Elektronenröhren (Drei - Elektrodenröhren, elektrischen Ventilen, Röntgenröhren u. dgl.), welche mit Kathoden mit Monoxydüberzug versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode, nachdem sie auf ihrer Unterlage befestigt ist, mit einer Schicht überzogen wird, die aus' dem Superoxyd eines Erdalkalimetalles, beispielsweise aus Barium superoxyd, besteht, daß die mit der so vorbereiteten Kathode versehene Röhre auf die Vakuumpumpe aufgesetzt und das Superoxyd, nachdem die Röhre wenigstens zum Teil evakuiert worden ist, durch Erhitzung des Glühfadens in Monoxyd verwandelt wird, worauf schließlich die Evakuierung unter gleichzeitigem Auspumpen der entwickelten Gase bis zur-Erreichung der gewünschten Leere fortgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Überzuges eine Substanz öder eine