DE857533C

DE857533C - Oxydkathode fuer elektrische Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE857533C
Application number: DET2413D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Phil Wagener
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-03-15
Filing date: 1943-03-16
Publication date: 1952-12-01

Description

Oxydkathode für elektrische Entladungsgefäße Die in elektrischen Entladungsgefäßen benutzten Oxydkathoden tragen auf einer geheizten Metallunterlage im allgemeinen eine dünne Schicht von kleinen Kristallen eines oder mehrerer Erdalkalioxyde. Die Kristalle sind in sich vollkommen gleichmäßig zusammengesetzt; sie bestehen entweder nur atts dem die größte Elektronenemission li@f.ernden l@arittmoxN,d oder alter aus einer homogenen Mischung @-on Bariutnoxyd mit anderen Grdalkalioxyden, insbesondere Strontiumoxyd.
Das Bariutnoxyd hat netten dem, Vorteil einer besonders hohen Elektronenemission den Nachteil einer starken chemischen Affinität und kann infolgedessen leicht durch Reaktionen mit der metallischen t'ntcrlage der Oxydschicht oder mit Restgasen im Vakuumraum des Entladungsgefäßes in andere nicht Elektronen emittierende chemische Verbindungen übergehen. Weitere unangenehme Eigenschaften des Bariumoxy des sind seine verhältnismäßig große Verdampfungsgeschwindigkeit sowie die Neigung der Bariumoxyd enthaltenden Kristalle, zu größeren Einheiten zusammenzuwachsen und so störende Sinterungserscheinungen hervorzurufen. Da durch alle diese Vorgänge die Emissionsfähigkeit der Kathode stark herabgesetzt wird, hat man bereits versucht, das Bariumoxyd durch Zwischenschichten aus anderen, weniger stark reagierenden und weniger leicht verdampfenden Erdalkalioxyden entweder gegen das Kernmetall oder aber gegen den Vakuumraum zu schützen. Hierbei wurden aber die einzelnen aus Bariumoxyd bestehenden oder dieses enthaltenden Kristalle unverändert gelassen; sie behielten ihre homogene Zusammensetzung wie zuvor. Ihre Trennung vom Kernmetall bzw. vom Vakuumraum wurde durch andere Kristalle bewirkt, die ebenfalls in sich homogen aus den weniger stark reagierenden Erdalkalioxyden zusammengesetzt waren. Naturgemäß lassen sich auf diese Weise nur verhältnismäßig grobe Effekte erzielen, die stets mit einer Verringerung der Emission der Kathode verbunden sind.
Nach der Erfindung wird der einzelne Kristall der Oxydschicht der Glühkathode mit einer dünnen Schutzschicht aus einem weniger stark reagierenden und verdampfenden Erdalkalioxyd, insbesondere Magnesiumoxyd, überzogen. Zum Beispiel wird auf die üblicherweise zur Herstellung der Oxydkathode benutzten Ba C 03-Kristalle eine dünne Schicht aus einem Magnesiumsalz, z. B. Mg(N03)2, aufgebracht, deren Dicke etwa o,i ,u, höchstens aber die Hälfte der Gesamtgröße des Kristalles beträgt. Das kann so geschehen, daß feingemahlenes Ba C 03 in einer Lösung des genannten Salzes aufgeschlämmt und das Lösungsmittel durch Eindampfen entfernt wird. Bei der Auswahl des Lösungsmittels hat man natürlich darauf zu achten, daß die Bariumverbindung sich in diesem nicht lösen darf; im Beispielsfall kann man Wasser oder Alkohol als Lösungsmittel benutzen. Nach dem Eindampfen des Lösungsmittels ist jeder BaC03 Kristall mit einem dünnen Überzug des Salzes bedeckt. Der Kristall kann auch aus mehreren Einzelkristallen zusammengewachsen sein. Man kann auch die erwähnte Aufschlämmung durch Versprühen auf die Kathode auftragen, wobei das Lösungsmittel verflüchtigt.
Bei der weiteren Behandlung dieser Kathode während des Auspumrens, des Entladungsgefäßes wird dann durch Erhitzung des BaCOg im Innern der Kristalle in Ba 0 und das Mg (N 03)2 an der Oberfläche in Mg0 umgesetzt, so daß jeder einzelne Kristall der Oxydschic'ht aus einem Kern von Ba 0 und einer Außenschicht von M-0 besteht. Diese Schicht aus dem weniger stark reagierenden Mg0 schützt dann das Ba0 im Innern der Kristalle gegen unerwünschte chemische Reaktionen, gegen Verdampfung und gegen Sintereffekte, während die vom Ba0 herrührende gute Emission erhalten bleibt. Bemerkenswert ist das feste Haften des Überzuges auf den Kristallen, das sich beim bloßen -Mischen der beiden Komponenten nicht annähernd in demselben Ausmaß erzielen läßt.
An Stelle der weniger stark reagierenden Erdalkalioxyde können für den schützenden Überzug auch andere Metalloxyde benutzt werden, die weniger stark als das Bariumoxyd reagieren und auch mit diesem selbst keine Reaktionen eingehen. Die betreffenden Oxyde müssen ebenso wie die obenerwähnten Erdalkalioxyde einen niedrigeren Dampfdruck und einen höheren Schmelzpunkt als Bariumoxyd besitzen. Beispielsweise kann hierzu Thoriumoxyd oder Zirkonoxyd verwendet werden. Man kann auch Kristalle mit verschiedenen Kernen und bzw. oder verschiedenen Überzügen miteinander mischen. Man kann aber auch den mit einem Überzug versehenen Kristallen solche ohne Schutzüberzug beifügen, wodurch ebenfalls die Nachteile der bekannten Oxydschichten bis zu einem gewissen Grade verringert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Glühkathode mit emissionsfähiger Oxydschicht für elektrische Entladungsgefäße, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kristalle der Oxydschicht einen Kern aus einem hochemittierenden Erdalkalioxyd oder aus einer homogenen Mischung desselben mit anderen Erdalkalioxyden aufweisen, daß dieser Kern mit mindestens einer Schutzschicht aus einem oder mehreren weniger gut emittierenden sowie weniger stark chemisch reagierenden und verdampfenden, jedoch höher schmelzenden Metalloxyden:, insbesondere Magnesiumoxyd oder Thoriumoxyd, umgeben ist und daß die Dicke dieser Schutzschicht höchstens gleich der Hälfte der Gesamtgröße der Kristalle ist und beispielsweise o,i u beträgt.
2. Verfahren zur Herstellung einer Oxydschicht nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung des hochemittierenden Erdalkalimetalls, z. B. feingemahlenes Bariumcarbonat, in einer Lösung mindestens eines Salzes, aus dem durch Zersetzung ein weniger stark reagierendes Oxyd gebildet werden kann, z. B. Mg (N 03).,, aufgeschlämmt, das Lösungsmittel, z. B. durch Eindampfen, entfernt und die Zersetzung der Verbindung und des Salzes in die betreffenden Oxyde vorgenommen wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.559242.