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Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden
Es ist bekannt, bei der Herstellung von Oxydkathoden die Erdalkalikarbonate in einem organischen Bindemittel (dem sogenannten "Binder", meistens Kollodium oder Polymetacrylat) zu suspendieren und dann auf das metallische Kernstück aufzutragen, worauf das Lösungsmittel verdampft wird und die Karbonate mit dem Bindemittel einen Film bilden. Zum Schutz der Kathoden vor mechanischen Schäden bei der Montage wird die Karbonatschicht dann noch mit einem reinen Bindemittel überzogen.
Dieses Bindemittel zerfällt während des Pumpvorganges. Der Zerfall beginnt während der Ausheizung im Ofen, wobei sich unzählige chemisch schwer definierbare Zersetzungsprodukte bilden, die alle Stufen der braunen Farbe zeigen und nicht verdampfen. Diese Produkte bleiben auf bzw. in der Karbonatschicht zurück. Bei dem anschliessenden Pumpvorgang wird die Verdampfung der Zersetzungsprodukte fortgesetzt, so lange, bis der Partialdruck des beim Zerfall der Karbonate entstehenden Kohlendioxyds so gross wird, dass bei der bestehenden Kathodentemperatur die noch vorhandenen organischen chemischen Verbindungen verbrennen können.
Nachteilig tritt hiebei auf, dass die so ausdestillierenden Zerfallprodukte bei dem hohen Vakuum und der grossen freien Weglänge ohne Hindernis im Vakuumgefäss auch an andere Stellen gelangen können, wo sie folgende Fehler verursachen : a) Die sich an kälteren Stellen niederschlagenden Zersetzungsprodukte können im späteren Betrieb durch Erwärmung auf die aktivierte Kathode zurückgelangen und die Emissionsschicht vergif- ten. b) Setzen sich die Zersetzungsprodukte an solchen Stellen ab, die im Betrieb von Elektronen und
Ionen beschossen werden, so zersetzen sich diese Produkte durch den Beschuss, wodurch sekundäre
Zersetzungsprodukte mit kleinerem Molekulargewicht auf die Kathode zurückgelangen, was eine
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B.verändern sie den Wert des Kontaktpotentials nachteilig, und es ist zur Stabilisierung dann eine lange Brenndauer nötig.
Der Zweck der Erfindung ist, diese Mängel zu beheben. Das erfindungsgemässe Verfahren geht aus von einem Verfahren, bei welchem eine Erdalkalikarbonate enthaltende Kathodenmasse in einem organischen Bindemittel, z. B. Kollodium oder Polymetacrylat, und einem Lösungsmittel suspendiert und die Suspension auf das metallische Kernstück aufgetragen wird, worauf das Lösungsmittel entfernt und die Karbonatschicht noch mit einer Bindemittelschicht überzogen und die Kathode einer Wärmebehandlung unterworfen wird.
Die Erfindung besteht hiebei darin, dass die Entfernung des Bindemittels in und auf der Kathodenmasse vor der Umsetzung bzw. Aktivierung der Kathodenmasse als gesonderter Prozess vorgenommen wird, u. zw. entweder vor dem Einbau der Kathode in die Röhre oder nach dem Einbau, aber vor dem Pumpvorgang, durch Erhitzen der Kathode auf 400-6000C, vorzugsweise auf 550 C, in einer neutralen und/oder reduzierenden Gasatmosphäre bei atmosphärischem Druck. Im Rahmen der Erfindung kann zur Zersetzung des Bindemittels ein Formiergas verwendet werden, das aus N, H, A, CO oder einem Gemisch dieser Gase
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besteht. Erfindungsgemäss kann dieses Formiergas aus N und 5% H2 bestehen und zur schnelleren Zersetzung des Bindemittels mit Wasserdampf gesättigt sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei Elektronenröhren praktisch z. B. so durchgeführt werden, dass die fertigen Röhrensysteme in einen mit feuchtem Formiergas gespülten Raum gebracht werden, in dem die Kathoden mit ihren Heizkörpern durch 1 - 3 min auf eine Temperatur von 5500C aufgeheizt werden. Bei dieser Behandlung wird die Oberfläche der Karbonatschicht zuerst braun, dann wieder weiss, und die Zerfallprodukte des Bindemittels werden durch die Gasspülung entfernt.
Die so hergestellten Röhren zeigen eine kleinere Streuung des Anodenstromes, lassen sich leichter aktivieren, die Parameter stabilisieren sich schneller und die so behandelten Röhren haben im Vergleich mit den normal hergestellten Röhren bessere Emissionseigenschaften.
Bei einer andern Ausführungsart des Verfahrens werden die besprühten Kathoden noch vor der Montage in einem Ofen mit Gasspülung vorbehandelt.
Das verfahren ist nicht nur auf Kathoden für Elektronenröhren beschränkt, sondern kann auch für Leuchtröhren und sonstige Geräte mit Oxydkathoden verwendet werden. In diesem Falle wird nur das Bindemittel entfernt, jedoch werden die Karbonate nicht zu Oxyden umgebildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden, bei welchem eine Erdalkalikarbonate enthaltende Kathodenmasse in einem organischen Bindemittel, z. B. Kollodium oder Polymetacrylat, und einem Lösungsmittel suspendiert und die Suspension auf das metallische Kernstück aufgetragen wird, worauf das Lösungsmittel entfernt und die Karbonatschicht noch mit einer Bindemittelschicht überzogen und die Kathode einer Wärmebehandlung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des Bindemittels in und auf der Kathodenmasse vor der Umsetzung bzw.
Aktivierung der Kathodenmasse als gesonderter Prozess vorgenommen wird, u. zw. entweder vor dem Einbau der Kathode in die Röhre oder nachdem Einbau, aber vor dem Pumpvorgang, durch Erhitzen der Kathode auf 400-600 C, vorzugsweise auf 550 C, in einer neutralen und/oder reduzierenden Gasatmosphäre bei atmosphärischem Druck.
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