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Indirekt geheizte Kathode für elektrische Entladungsgefäße Die Erfindung
betrifft Kathoden für Entladungsgefäße hoher Leistung, welche nur eine geringe Aufheizzeit
erfordern und deren Emission über die ganze Betriebszeit unverändert bleibt.
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Bisher war bei Hochleistungsentladungsgefäße!n, bei denen Stromstärken
in der Größenordnung von io,-qr bis 5oo Amp. erforderlich sind, wie b,eispielsweise
bei Gleichrichtern, vor der Inbetriebnahme eine Aufheizzeit von ungefähr 2o Ws
30 Minuten notwendig, um die Kathode auf die Betriebstemperatur zu bringen.
Die, Herabsetzung der Aufheizzeit durch Steigerung der Heizleistung während des
Aufheizens brachte verschiedene Schwierigkeiten mit sich. Beispielsweise wurden
Teile, welche an den Katho,denhe@izkörp:e"r grenzten., durch die Überheizung beschädigt.
Ferner verdampfte der Emissionsstoff und außerdem wurde die Lebensdauer des Heizkörpers
herabgesetzt. Die bekannten Hoch,leistungskathoden werden indirekt geheizt. Beispielsweise
ist es bekannt, die elektronenemittierenden Teilei als Blechflügel aus-=bilden,
welche, in gut wärmeleitender Verbindung mit einem hoh @le@n Metallzylinder stehen.
Innerhalb dieses Zylinders befindet sich ein Heizkörper, welcher den Metallzylinder
und die Flügel auf die Betriebstemperatur bringt, indem die Wärmeübertragung vom
Zylinder zu den Flügeln durch direkte Wärmeleitung erfolgt. Die Flügel sind von
einem anderen zylinderförmigen Körper umgeben, welcher als Wärmeschutzschirm wirkt,
wobei dieser zweite Zylinder ebenfalls mit den äußersten Enden der Flügel verbunden
ist. Eine derartige Anordnung ist in thermischer Hinsicht sehr stabil, jedoch besitzt
sie den Nachteil, daß die Erhitzung auf die Betriebstemperatur zu langsam vor sich
geht. .
Selbst in dem Fall, wenn, .durch Erhöhung der Temperatur
des Heizkörpers, über, die normale Betriebistemperatur die Heizleistung gesteigert
wird, reichem: die zur Wärmeübertragung dienenden. Teile dieser Anordnung nicht
aus, um die Wärime derart zu übertragen., daß die Anheizzeit wesentlich herabgesetzt
wird (ohne Beschädigung der Flüged). Wenn jedoch die Wärmeleitwege beispiels.weipe
durch Verdichten der Flügel verbessert werden, wird die erforderliche Heizleistung
anwachsen, so daß kein Fortschritt erzielt wird.
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Demgegenüber besitzt die Kathode nach der Erfindung den Vorteil, daß
sie schneller auf die Emrissionstemperatur aufheizbar ist.
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Die Hauptmerkmale der Kathode nach her Erfindung sind: i. Die Erhitzung
der Emissionsteile erfolgt statt durch Wärmeleitung durch Wärrmestrahlung; 2. die
emittierenden Teile beisitzen eine netzartige Struktur, beispielsweise Metallgeflecht
oder Metallgaze. Infolge dein geringen Masse und der großen Oberfläche werden, diese
Teile sehr schnell auf die Em:issionstemper@atwr erhitzt.
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3. Ein die Kathode umgebender Zylinder wirkt als Rückstrahler der
von dem ernstem. Heizkörper ausgesandten Strahlung. Der Rückstrahler beisitzt ungefährdie
gleiche Temperatur rwie-die eilektranenemittierenden Teile. Infolge der der beiden
Wärmestrahler werden die im wesentlichen thermisch isolierten elektronenemittierenden
Teile auf die Betriebstemperatur gebracht.
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In den Figuren sind in zum Teil schematischer Weise Ausführungsbeispiele
nach der Erfindung dargestellt. Die Fig. i und 2 betreffen Quer- und Längsschnitte
durch eine Kathode nach der Erfindung. Die Schnitte sind in den betreffenden Figuren
durch Striche und Pfeile angedeutet. In der Fig. 3 ist eine Teilansicht das Wärrneischirmes
dargestellt, während in der Fi;g. 4 ein vollständiges Entladungsgefäß teilweise
im Schnitt mit einer Kathode nach dar Erfindung zu sehen ist. Ein weiteres Ausführungsbeispie!1
eines Heizkörpers zeigt die F'ig. 5. Ein als wendeilförmiges, Band ausgebildeter
Emissionsteil ist in der Fig. 6 teilweise im Schnitt und in der F'ig.7 von oben
gesehen dargestellt. Die Fig.8, 9 und 9a zeigen Längsschnitte durch andere Ausführungsbeispiele,
bei denen der Heizkörper gleichzeitig mit einer Aktivierungsquelle zur Erhöhung
der Elektronenemission versehen ist. Aus Drahtmaschen bestehende Anordnungen. sind
in den Fig. io und I i dargestellt.
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Die in -den Fig. i bis 3 dargestellte Kathode besteht aus einem Wärmestrahler
i mit einem dichten Heizdraht aus Wolfram, Tantal oder einem anderen geeigneten,
hochschmelzenden Werkstoff. Der Heizdreh t ist wendelförmig um einen Kernkörper
2 aus einem geeigneten isolierenden Weirkstoff, beispielsweise Beryllium- oder Aluminiumoxyd,
herumgeführt. Der KernkÖrper ist an einem hitz:beständigen Draht 3 gehaltert, welcher
einerseits in den Isolierkörper 2 und andererseits in die aus Isolierstoff bestehenden
Stützteile 4 und 5 eingebettet ist. Die Stützteile 4, 5 können beispielsweise aus.Aluminiumoxydbestehen.
Manchmal ist es auch zweckmäßig, den Heizkörper als Heizdraht auszubilden, der auf
einem Stützkörper beifestigt sein kann, welcher jedoch von einem zylinderföTmigen
Teil umgeben ist, der als Wärmestrahler dient: Ein derartiges Ausführungsbeispieil
ist in der Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Anordnung ist der Heizkörper i' um einen
Stützkörper 2' gewickelt, wobei diese Gesamtanordnung innerhalb eines rohrförmigen
Kö@rpeirs 6 aus Molybdän, Tantal oder einem anderen geeigneten Werkstoff untergebracht
ist.
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Der Heizkörper i ist von einer Reihe von elektronenemittierenden Teilen
7 bis i2 umgeben, welche vorzugsweise aus Bändern oder Streifen aus Drahtgaze oder
Drahtmaschen oder Metallfolien oder aufs Metallfolien und Gaze bestehen. Für die
eledztronenemittieirenden Teile isst es wesentlich, daß sie eine geringe Masse,
jedoch große Oberfläche besitzen. Diel Bänder oder Streifen od.,dgl. sind derart
angeordnet, daß sie von dem Heizkörper im wesentlichen durch Strahlung, jedoch kaum
durch Wärmeleitung erhitzt werden. Sie können beispiels: weises derart angeordnet
werden, daß lediglich ihre Kanten dem Heizkörper i gegenüberstehen. In dieser Lage
.sind sie nicht daran gehindert, von dem Heizkärper ausgestrahlte Wärme aufzunehmen.
Die emittierenden Teile bestehen aus. Nickel, Molybdän oder einem anderen geeigneten
Werkstoff und sind mit einem Emis:sionsstoff, beispielsweise einem oder- mehreren
der Oxyde von Barium, Strontium oder einem anderen Erdalkalimetall überzogen. Die,
Emisis.io@nskörp,er 7 bis 12 sind .an Metallstützen 13 und 14 -befestigt. Der obere
Abstandhalter, 13 ist mit einer Scheibe 15 verbunden und außerdem
an dem oberen Ende des Kernkörpers des Heizkörpers befestigt. Der untere Träger
14 besteht aus einem flachen Ring oder Abstandsstück und isst an den Isolierkörpern
i6 und 17, welche beispielsweise aus Aluminium- oder Berylliumoxyd bestehen, gehaltert.
Die IsolierkÖrper tragen gleichzeitig einen zylinderförmigen, mit Öffnungen versehenen
Körper 18, welcher als Schirm und Wärmerückstrahler dient. Zur Befestigung der Anordnung
dienen über die Kontaktanschlüsse 2o, 2@i .gesetzte .Schraubenmuttern i9, r9'. Bei
der dargestellten Anordnung sind also die elektronenemittierendem Körper kaum wärmeleitend
mit dem ersten Heizkörper und mit dem Wärmerückstrahler verbunden. Der Heizkörper
i ist über eine Zuführung 22 mit dem Heizkreis und über den Stützkörper
13 sowie über die Bänder 7 bis 12 mit einem der Anschlüsse 2o,
2 1 verbunden.
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Der Wärmeschirm 18 kann verschiedene Formen besitzen und sogar aus
einem die Wärme nicht leitenden Werkstoff bestehen. Vorzugsweise besteht der Schirm
jedoch aus einer Reihe von Schichten, die, obwohl dicht nebeneinander angeordnet,
nicht wärmeleitend miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der Schirm aus
einer Reihe von Metallfolien aus Nickeil oder Molybdän bestehen, die derart mit
Auszackungen oder Löchern versehen sind, daß kleine Vorsprünge entstehen.
Wenn
die einzelnen Folienschichten aufeinandergelegt werden, was beaispielsweise durch
zylindrischeis Aufwickeln der Folie,erfolgen kann, werden die einzelnen Schichten
durch die Vorsprünge neben den Löchern 23 voneinander getrennt, wie beispielsweise
in der Fig. 3 vergrößert dargestellt ist. Die Wärmeleitung von einer Folienschicht
zu der nächsten ist daher sehr gering. In der Fig. 3 sind fünf derartige Schichten
von perforiertem Blech .dargestellt, jedoch kann, falls es erforderlich ist, eine
größere oder geringere Anzahl von Schichten Verwendung finden. Die Decke, der Folie
beträgt beispielsweise 1/iooo cm. Diese Anordnung besitzt einen. äußerst steilen
Wärmegradiienten, so daß durch diese Maßnahme der innere Teil des Wärmeschirmes
sehr schnell erhitzt wird. Der Wärmeschirm kann an seiner inneren Oberfläche auf
die Betrieibstemperatiur der emittierenden Teile 7 bis 12 od ier auch auf eine noch
höhere Temperatur gebracht werden. Beispielsweise wird der Heizkörper i auf eine
Temperatur von ungefähr, i5oo bis Moo° C gebracht. Der Wärmeschirm 18 wird dann
so angeordnet und ausgebildet, daß er an seiner inneren Oberfläche eine Temperatur
von 85o° C erreicht. Die emittierenden Teile nehmen, wenn sie radial angeordnet
sind, nur wenig Wärme von dem Heizkörper i auf, sondern werden hauptsächlich durch
die von dem Wärmeschirm reflektierte, Strahlung erhitzt. Ihre Gleichgewichtstemperatur
wird daher ungefähr derjenigen der Wärmeschirme entsprechen. Während des. Be,-trieibes
werden sie durch die abgekühlt, so daß ihre Temperatur niedriger als diejenige des.
Wärmeschirmes ist. Der Austritt der von dein Bändern 7 bis 12 oder von einem anderen
emissionsfähigen Teil der Kathode emittierten Elektronen erfolgt durch eine Reihe
von Öffnungen., von denen zwei in der Fig. i @dargestellt sind. Die Öffnungen sind
in der Deckplatte 26 des Wärmeschirmes derart angeordnet, daß zwischen je zwei Bändern
7 bis 12 eine: Öffnung vorhanden ist. Die Öffnungen können ebenfalls an anderen
Teilen des Wärmeschirmes, beispielsweise an der Seite, vorgesehen werden.
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Die Kathode nach der Erfindung, welche beispielsweisei in der Fig.
i mit 29 bezeichnet ist, kann schnell auf die elektroneinemittierende Temperatur
gebracht werden, wenn der Heizkörper während des Aufheizens auf eine Temperatur,
welche über der normalen B,etriebstemperatur liegt, und zwar auf etwa 23,0o° C,
gebracht wird. Die Temperatur wird bei Betriebsbeginn auf die gewünschte Betriebstemperatur
vermindert. Auf diese Weise gelingt es, die Aufhe!izzei.t auf ungefähr
30 Sekunden herabzusetzen.
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Die Kathode nach der Erfindung kann in irgendeinem geeigneten bekannten
Entladungsgefäß Verwendung finden: -Beispielsweise ist in der Fi@g.4 ein Entladungsgefäß
dargesteillt, welches aus einem länglichen Glasgefäß 28 besteht, in dem sich eine
Kathode 29, eine Anode 30 und ein Gitter 31 befinden. Das Entladungsgefäß
enthält eine Gasfüllung; beispielsweise Argon oder ein. anderes E:delgas",dessen
Druck zwischen einigen Mikron bis zu einigen Millimetern beträgt. Statt einer Gasfüllung
kann. auch ein leicht verdampfbares Metall, beispielsweise Quecksilber oder Cäsium
(mit Bezugszeichen 32 bezeichnet) oder ein geeignetes Gemisch von diesen verwendet
werden. Die; Anode besteht beispielsweise aus Graphit oder Metall. Sie ist an einem
Leiter 3'3, welcher, in dem Queitschfuß 33' eingeschmolzen isst, befestigt.
Das Gitter 31 beisteht aus einer diurchlächerten Platte von Graphit. Es ist mit
Hilfe von Schrauben 34 an dem zylinderförmigen Schirm 35 befestigt, welcher an:
dem Ano,dene;nde an einem Gl:asquetschfuß mittels eines Klammerringes 36 und an
dem Kathodenende mit Hilfe von Drähten. 3,7, 38 gehaltert ist. Diese! Drähte sind
durch de-in Glaisteil io4 geführt und von der Kathode durch Isolatoren (Fig. 2),
von denen zwei, nämlich 39 und 40, dargestellt sind, isoliert. Das ganze System
isst an dem Quetschfuß 41 mit Hilfe des Klammerringes 42 befestigt. Das Gitter ist
über die Zuleitung 43 mit einem äußeren Stromkreis verbunden. Der Schirm 3'5 umgibt
sowohl Anode als auch Gitter und Kathode. Der Schirm ist, an, einem Verlängerungsteil
io2 deis Quetschfußels 33' befestigt. In dem Entladungsgefäß ist ferner eine Kapsel
44 mit Getterstoff vorgesehen.
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Die Kathodenzuführungsdrähtle 20, 21 und 22 sind durch den Quetschfuß
41 geführt, welcher mit äußeren, Kontakten verbunden ist. Die Zuleitungen 20 und
22 dienen zur Zuführung des Heizstromes für den. Heizkörper i. Falls es erforderlich
ist, kann die innere Oberfläche des Wärmeschutzsc11irmes mit einem Oxyd oder mit
einem anderen aktivierenden Stoff, beispielsweise Barium- oder Strontiumoxyd oder
einem Gemisch dieser Oxyde, überzogen werden.
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Der Wärmeschutzschirm, welcher mit der Kathode über die ZulOitung
45 und den Widerstand 46 verbunden ist, zeigt keine Emission. Der Widerstand hat
die Größenordnung von iooo bis i ooo ooo Ohm. Beispielsweise beträgt der von dem
Wärmeschirm zur Anode fließende Strom nur o,ooi °/o des normalen Kathodenstromes,
wenn der Widerstand 46 einen Wert von i o ooo Ohm besitzt.
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Selbstverständlich kann der Widerstand 46, falls es, gewünscht ist,
fortgelassen werden und der Wärmeschutzschirm direkt mit den emittierenden Teilen
verbunden werden, soi daß auch der Wärme schutzschirm emittieren wird.
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Die Ausbildung und Anordnung der elektronenemittierenden Teile kann
in verschiedener Art ausgeführt werden. Beispielsweise besteht der elektronenemittierende
Teil 48 bei den Anordnungen nach den Fig.6 und 7 aus Drahtgaze, welche wendelförmig
um zwei Streben 50, 51 herumgeführt ist. Der emittierende Teiil 48 befindet sich
dann in einem gewissen Abstand von dem Heizkörper 49, so daß die Heizung deis eimitti-erenden
Teiles lediglich durch die Strahlung des Heizkörpers und die Rückstrahlung des Wärmeschutzschirmeis
48 erfolgt. Die Drähte 5o, 51 sind nach außen durch Isolierkörper 52 und 53 geführt.
Das eine Ende des Heizkörpers 49, welcher beispielsweise aus, Wolfram oder einem
anderen
geeigneten hochschmelzenden Werkstoff bestehlt, ist mit einer Zuleitung 54 verbunden,
welche durch einen Isolierkörper 55 geführt ist. Das andere Ende .ist mit einer
Platte 56 und einem Metalljoch 57 (Fig. 7) verbunden. Diese Teile sind wiederum
an dem Wärmeschutzschirm 58 gehaltert. Der .letztere besteht beispielsweise aus
einer Reihe von dünnen Metallblechen, wie an Hand der Fig. i bli:s 3 bereits beschrieben
wurde. Der Ernis,sionskärper 48 ist beispielsweise mit einem Erdalkalioxyd überzogen.
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Die Elektronen ließen zu der Anoide oder den Anoiden durch eine ringförmige
Öffnung 59, wie beispielsweise in der Fig. 8 .dargestellt ist. Statt einer ringförmigem
Öffnung können. auch entsprechende andere Öffnungen vorgesehen werden. Die elektrische
Energie für den Heizkörper wird von einer geeigneten Energiequeil@l.e, welche hier
durch einen Transformator 6o dargestellt ist, geliefert. . Zwischen dem elektronenennittierenden
Teil und dem Wärmeschutzschirm liegt ein hoher Widerstand 61. Der elektronenemittierende
Teil 48 und die Anode sind über die Kontaktanschlüsse 62 mit einer geeigneten Energiequelle
verbunden, wobei in den Speisekreis 63 ein Widerstand 64 eingeschaltet ist. Da der
elektronenemittierende Teil 48 koaxial zum Heizkörper angeordnet ist, wird die Wärme
strahlung des Heizkörpers besser ausgenutzt als bei dem Anordnungen nach den Fig.
i und 2. Die Rufheizung wird bei dieser Anordnung .also wesentlich schneller erfolgen.
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Bei der Anordnung nach Fig. 8 besteht der Heizkörper 65 aus einem
dichten Maschennetz, welches mit Barium oder eineu Bariumverbindung oder einem andern
Emissionsstoff gefüllt ist.
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Der Heizkörper 65 besteht beispielsweise aus einem Maschennetz 68
aus Molybdän oder Wolfram und enthält Erdalkalioxyd oder eine Mischung oder Verbindung
eines Erdalkalioxydes mit einem hochschmelzenden Oxyd, beispielsweise Aluminiumoxyd.
Gegebenenfalls kann: auch noch ein Reduktionsmittel hinzugesetzt sein. Das Oxyd
und ebenfalls das. Erdailkalimetall, welches durch die Reduktion während des Betriebes
entsteht, wandert langsam auf die Oberfläche des Heizkörpers und verdampft, so,
daß stets ein aktiver Überzug auf den elektronenemittierenden Teilen vorhanden ist.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung ist der vorzugsweise aus Wolfram oider
Molyb,dän bestehende Heizkörper 65 mit einem Kenndraht 69 versehen, welcher von
einem isolierenden Überzug 68 aus Aluminium-, Beryllium- oder Ce@roxyd oder eineim
anderen geeigneten hochschm:elz.einden Werkstoff umgeben ist. Der Überzug 68 ist
als Paste oder in einer anderem. Form- auf dein Kern. aufgebracht und dient zur
Isolation des Drahtes von dem Emissionsstoff, falls- der Draht als Heizkörper dient.
In dem Fäll, wenn der Draht lediglich als mechanischer Stützkörper verwendet wird,
ist ein Überzug 70 nicht erforderlich. Das Isolierrohr 68 kann gegebenenfalls
auch an einigen Stellen fortgelassen werden. Der Emissionisistoff 71 ist vorzugsweise
körnig ausgebildet, obwohl er auch andere -Formen annehmen kann. Die in der Fig.
8 dangeste@llte Kathode entspricht der in Fig. 4 dargestellten Kathode bis auf die
Öffnungen 76 im Wärmeschirm, welche statt an dem oberen Ende an der Seite vorgesehen
sind.
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Der Heizkörper wird durch Stromdurchgang durch den Kerndraht 69 und
die Hülle 68, welche durch Verbindung mit dem Metallteil 72 hintereinandergeschaltet
sind, erhitzt. Der Kerndraht ist an einer Platte 73 gehaltert, welche wiederum auf
Isodato,ren 74 ruht, die an dem Wärme@schutzschirm 75 befestigt sind. Der Wärmeschirm
75 ist mit Öffnungen 76; durch die die Entladung hindurchgeht, versehen.
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Der Emissionsstoff 71 kann beispielsweise aus. Bariumoxyd, dem zweckmäßig
ein Reduktionsmittel, beispielsweise Molybdän, hinzugefügt ist, bestehen. Diese
Mischung wird - auf ungefähr li5o° C erhitzt, so, daß der Emissionss.toff aus deim
Innern. -des maschenförmigen Körpers 68 herausdiffundiert und sich zunächst auf
der Oberfläche sammelt, von ,der der Emissionsstoff verdampft und auf die elektronenemittierenden
Teile 66 und 67, welche sich auf einer weit niedrigeren Temperatur befinden, niedergeschlagen
wird. Die Temperatur der elektronenemittierenden Teile 66 und 67 beträgt beispielsweise
8oo° C. Diese Teile 66 und 67 bestehen, vorzugsweise aus Drahtgaze, welche ursprünglich
nicht mit Ernissiomstoff überzogen ist. Diese glatten und iglänzenden Metallkörper
werden durch das Aufdampfen des Emissions,stoffes aktiviert; ohne daß ein Niederschlagen
des Emissionsstoffes zu bemerken ist, die die Schicht sehr dünn und wahrscheinlich
nur monomolekular ausgebildet ist. Nur ein geringer Betrag des Em.issionsstoffvorrates
wird also auf die emittierenden Teile aufgedampft. Die Entladungsgefäße, welche
mit derartigen Kathoden versehen sind, haben daher eine verhältnismäßig lange Lebensdauer.
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Wie in den Fng. 8 und 9 a dargestellt ist, enthält der rohrförmige
Heizkörper einen aktivem. verdamp-fb,aren Werkstoff, welcher zur Erhöhung der Elektronenemission
dient. Beispielsweise besteht der aktivierende Werkstoff aus Erdalkalioxyd, vorzugsweise
Barium- oder Strontiumoxyd oder einer Mischung dieser Oxyde. Dias Erdalkailioxyd
ist genvischt bz.w. verschmolzen mit einem als Verdünnungsmitte!l dienenden inaktiven
Werkstoff, vorzugsweise Aluminiumoxyd oder Siliziumdioxyd. Beispielsweise besteht
die Mischung aus 7o Teilen Bariumoxyd und 3oTeilen Aluminiumoxyd, welche, nachdem
sie zusammengeschmolzen sind, lange Zeit aufbewahrt wenden kann., ohne daß eine
Zersetzung eintritt. Als Reduktionsmittel wird vorzugsweise Wolfram, Molybdän, Titan
oder Tantal verwendet, jedoch vorzugs:weise Mo,lybdän oder Wolfram.
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Die besten Ergebnisse werden erzielt,- wenn der Heizkörper auf -eine
höherie Temperatur als die Kathode erhitzt wird, soi daß der aktive Werkstoff durch
die mit Löchern. versehene Wandung hin.-durchdiffundiert -und sich auf der Kathodeno,berfläche
niederschlägt. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn ails Reduktionsmittel
Molybdän
oder Wolfram benutzt und der Heizkörper auf ungefähr iooo
bis i-2oo° C und die Kathode auf 8oo, bis goo° C erhitzt werden. Dies erhitzte Kathode
emittiert so lange; wie der Überzug die Dicke von deir Grö@ßesnordnun:g einer monomoleku@arein
Schicht besitzt. Da der Überzug ständig erneuert wird, braucht er nicht dicker als
eine monomolekulare Schicht zu sein:, falls die Temperaturen des Heizkörpers und
des Emissionskörpers geeign°t gewählt sind. In der Praxis ist eine geringe Ände=
rung der Dicke möglich, da es schwierig ist, die Temperaturen der Kathode und des
e°nittierenden Körpers :genau aufeinander abzustimmen. Es wird daher eine etwas
dickere Schicht auf der Kathode entstehen, so, daß der einzelnen Teile keinen E,influß
auf die Emission d.ei@ Kathode haben. Die Dicke der Emissionsschicht kann so, weit
gesteigert werden, daß bis zu .l Milligramm aktiver Werkstoff pro Quadratzesntimet.2@r
Katho:denoberflächei vorhanden sind. Während die besten; Ergebnisse, mit einer nicht
überzogenen glatten Kathodenoberfläche erzielt werden, kann es manchmal vorteilhaft
sein, vor der Inbetr@i@eb@nahm@zeine Emissionsschicht von Erdalkalioxyd oder einem
anderen geeigneten Werkstoff auf die Kathode aufzubringen.
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Bei den Anordnungen nach Fi:g. 9 und 9-a besitzt der Heizkörper nur
einen geringen. Durchmesser, da der metallische Kern: fehlt. Der Heizkörper 8o ist
nämlich wendelförmig um ein Stützrohr 79 aus hochschmelzendem Werkstoff, vorzugsweise
Aluminium- oder Berylliumoxyd herumgeführt, wobei durch das Isolierrohr ein Stützdraht
3 hindurchgeführt ist. Ebenso. wie bei der Anordnung nach Fig. 9 a besteht der Heizkörper
aus einem äußeren Metallkörper 8o von maschenförmiger Struktur, wobei als Werkstoffe
Wolfram- oder Modybd.ä.ndrähte Verwendung finden. Der Heizkörper ist mit körnigen
Oxydmassen 82 gefüllt. Diese Oxydmassen enthalten in diesem Fall vorzugsweisse keine
Reduktionsmittel. Die Hülle 81 und die Füllung 82 sind in der Fig. 9,a dargestellt.
Die emittierenden Teile 62 deir Kathode, welches in den' Fig. 4,8 und 9 dargestellt
sind, besitzen: eines maschenförmige Struktur 66, wie in der Fig. io dargestellt
ist. Die Drähte 66 dienen zur Vergrößerung der elektroneneimittiere@nde n Oberfläche
der Kathode und gleichzeitig zum Festhalten der Oxydschicht.
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Bei den Anoirdnungen, welche in. den. Fig. io und i i dargestellt
sind, besteht der e@lektronesnesmittierende Teil aus einem dünnzylindrischen Metallblech
83, auf das ein maschenförmiges Gebilde 84 aufgebracht ist, um die Oberfläche zu
vergrößern. Dieses, maschenförmige Gebilde trägt dazu bei, daß das Oxyd oder die
anderen Überzugswerkstoffe an dem Metallblech 83 fest haften. Bei einer derartgen
Anordnung ist die elektroneuemittierende Oberfläche außerordentlich vergrößert.
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Die Kathode kann auch in anderer Weise ausgebildet werden. Beispielsweise
können die Erdalkaliverbindungen in dem Heizkörper als Paste angebracht werden.
Der Heizkörper kann ferner durch dein Kerndraht 69 und die Hülle, welche hintereinandergeschaltet
sind, erhitzt werden, wobei disesei Teile mit Hilfe des Verbindungsteiles 72 hintereinanderge@schalteit
sind. Der Kerndraht ist nach Fig. 8 an einer Platte 73 gehaltert, welche auf einem
Isolldato-r 74 ruht.
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In der Fig. 12 ist ein: Heizkörper schematisch dargestellt, welcher
aus einem Heizdraht 88 beisteht, der um eine Streb :89 herumgeführt ist. Die Strebe
87 besteht aus elektronenesmittierensde@n Werkstoffen, die mit einem Reduktionsmittel
unter- Zuisatz eines geeigneten Verdünnungsmittels, beispielsweise Aluminiumoxyd,
vermischt sind'. Der Heizkörper beifindet sich innerhalb, einer zylindrischen Kathosde
9o, welche an der inneren Oberfläche mit einer Reihe von flo.ssenförmigen Teilen
86, 9i versehen ist. Die Teile 9o und 06' bestehen vorzugsweise aus Molybdän oder
Wolfram. Der äußere Wärmeschirm 87 besteht aus eiiner Reihe von ineinandergeschachtelten
zylinderförmigen, Teilen,, die von d er Kathode durch einen Alum@iniumoxydüberzug
isoliert sind. Die Zuleitungen 92 und 93 sind von den Metallteilen.durch die Isolierteile
94, 95 getrennt. Wie in der Figur dargestellt ist, ist das obere, Ende des Heizdrahtes.
88 mit der Kathode 9o über einen Leiter 85 verbunden,.
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Wie in der Fig. 14 dargestellt ist, kann der Heizkörper physikalisch
und elektrisch von, den. elektronenemittierenden Teiler getrennt werden. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind die edektronen.-emittierenden Teile 96, 97 an Isolierteilen
98 gehaltert. Der Wärmeschutzschirm 99 ist an dem Isolator 98 gehaltert. Der Heizkörper
ioo ist ähnlich wie der Heizkörper 65 ausgebildet, wobei die Hülle und der Kern
mit Hilfe eines Verbin:d:ungssitückes ioi elektrisch miteinander vorbunde:n sind.
Das Verbindungsstück io,i isst von dien elektronenemittierenden Teilen, 96, 97 elektrisch
isoliert. Die Aufheizung des Heizkörpers erfolgt durch Hintereinanderschaltung des
Kernkörpers mit der Hülle.
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Die, Kathode nach der Erfindung kann nicht nur für Gleichrichter,
sondern auch für Sende- und Verstärkeirröhren und andere Anordnungen Verwendung,
finden. Als Katholdenmaterial haben sich als besonders zweckmäßlg Werkstoffe mit
einem Dampfdruck kleiner als. i!o-8 min bei der Betriebstemperatur der Kathode erwiesen.
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Die Anordnung nach der Erfindung zeichnest sich durch besonders gleichmäßige
Elektronene@mis,sion auf der ganzen Oberfläche aus. Zudem wird die Emission in keiner
Weise durch irgendwelche Ungleichmäßigkeiten in .der elektrischen Spannung beednflußt.