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Indirekt beheizte Kathode für Elektronenröhren und Verfahren zur Herstellung
der Kathode Bei den bekannten indirekt geheizten Elektronenröhren wird weitgehend
Nickel für Metallteile verwendet, weil die Herstellung der Teile aus diesem Material
mit nicht zu hohen Kosten leicht möglich ist und eine Schwärzung zur Erzielung einer
guten Wärmeabstrahlung ebenfalls leicht durchgeführt werden kann.
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Unter Nickel wird hierbei nicht nur reines Nickel, sondern, wie in
der Elektronik üblich, jede Nickellegierung verstanden, deren Verunreinigungen,
wie Kohlenstoff, Kupfer, Eisen, Schwefel, Titan, Aluminium, Mangan, Silizium und
Magnesium, insgesamt nicht mehr als etwa 1'% betragen. Kathodennickel, das als Träger
für Emissionsschichten besonders geeignet ist, enthält z. B. vorteilhaft reduzierende
Substanzen in einer Menge von etwa 0,5%. Ein Nickelteil der angegebenen Art kann
noch eine Oberflächenschicht mit anderer Zusammensetzung aufweisen.
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Nickel zeigt jedoch bei höheren Temperaturen eine erhebliche Sublimation
und geringe mechanische Festigkeit. Bei Kathodenröhrchen aus Nickel ist insbesondere
beobachtet worden, daß Heizdrähte aus Wolfram mit der Zeit spröde werden, weil von
der Innenfläche des Kathodenröhrchens Material durch Sublimation mit oder ohne mechanische
Scheuerwirkung abwandert.
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Die bekannten indirekt geheizten Glühkathoden bestehen aus einem Nickelröhrchen
mit einem äußeren Oxydüberzug und einem Heizdraht, der mit einer wärmefesten Isolation
versehen ist und sich innerhalb des Röhrchens befindet. Bei gewissen Elektronenröhren,
z. B. den sogenannten Elektronenkanonen in Fernsehaufnahme- und Wiedergaberöhren,
besteht die Kathode im allgemeinen aus einem Zylinder mit Deckfläche aus einer Nickellegierung.
Die Deckfläche ist mit emittierenden Oxyden bedeckt, so daß Elektronen von der Stirnfläche
des Kathodenzylinders ausgehen. Der Heizdraht besteht bei dieser Konstruktion gewöhnlich
aus einer induktionsfrei gewickelten Wolframdrahtwendel, die mit einer kristallinen
Form von Aluminiumoxyd überzogen ist. Der Heizdraht befindet sich innerhalb des
Kathodenzylinders.
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In der Praxis wurde gefunden, daß beim Auftreten von Schwingungen
im Betrieb einer derartigen Kathodenkonstruktion häufig Ausfälle auftreten, weil
der Wolframdraht bricht. Die Untersuchung zeigt, daß der Woiframdraht außerordentlich
spröde geworden ist, wenn er längere Zeit unter Schwingungen im Betrieb war. Nach
einer gewissen Betriebszeit beobachtet man oft, daß kräftige Stöße bewirken, daß
der Draht bricht, wodurch der Heizkreis unterbrochen wird und manchmal Kurzschlüsse
zwischen dem Heizkreis und dem Kathodenröhrchen auftreten. Versuche ergaben, daß
eine bestimmte Beziehung zwischen der Dauer der Schwingungsbeanspruchung der Röhre
und der Sprödigkeit des Heizdrahtes vorliegt. Röhren, die kürzer unter Schwingungsbeeinflussung
standen, hatten im allgemeinen weniger spröde Heizdrähte. Auch wurde gefunden, daß
bei Schwingungsbeanspruchung mit kalten Heizdrähten in allen Fällen keine Sprödigkeit
auftrat. Wahrscheinlich bewirkt die Relativbewegung des Nickelröhrchens und des
lose eingeschobenen Heizdrahtes, daß der harte Überzug des Drahtes aus Aluminiumoxyd
Nickelmaterial von der Innenfläche des Nickelröhrchens abschabt. Spektrographische
Untersuchungen ergaben, daß Nickel vom Röhrchen zum Wolframheizdraht übergegangen
war. Wenn der Heizdraht anschließend oberhalb etwa 1200° C erhitzt wurde und Spuren
von Nickel auf seiner Oberfläche enthielt, so wurde der Wolframheizdraht außerordentlich
spröde. Das im Aluminiumoxyd eingeschlossene Nickelmaterial wird auf die Temperatur
des Heizdrahtes, also etwa 1300° C, aufgeheizt. Bei dieser Temperatur hat das Nickel
einen Dampfdruck von der Größenordnung 10-0 mm. Demgemäß ist das Wolfram einem überschüssigen
Nickeldampf ausgesetzt. Dies trifft insbesondere zu, wenn der überzug
aus
Aluminiumoxyd Sprünge zeigt. Das Kathodenröhrchen gibt sehr wenig Nickeldampf direkt
ab, da bei der Kathodentemperatur von etwa 800° C der Dampfdruck des Nickels weniger
als 10-g mm beträgt.
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Ein anderes Problem, das bei der Verwendung von Kathoden aus Nickel
auftritt, ist die Bildung elektrisch leitender Kriechstromwege über Isolatoren,
die zwischen auf verschiedenen Potentialen liegenden Metallteilchen angeordnet sind.
Es wurde gefunden, daß die Bildung solcher Kriechstromwege weitgehend vermieden
werden kann, wenn die Sublimation von der Oberfläche der Nickelteile verhindert
wird, die natürlich bei höheren Temperaturen in größerem Ausmaß stattfindet. Als
Quelle für den Niederschlag von Metallschichten, die zu Kurzschlußbrücken werden
können, hat sich vor allem die Außenfläche des Kathodenröhrchens aus Nickel erwiesen.
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Es sind zwar Verfahren vorgeschlagen worden, um die Oberfläche mit
einer Schutzschicht zu versehen, aber eine einfache Schutzschicht hat gewisse unbefriedigende
Begleiterscheinungen, ähnlich denen, die oben im Zusammenhang mit der Innenfläche
des Kathodenröhrchens erörtert wurden.
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Schließlich werden die Nickelröhrchen während der Röhrenherstellung
häufig verbogen. Beispielsweise findet man bei verschiedenen Empfangsröhren, bei
denen der Abstand zwischen der Kathode und dem Gitter sehr kritisch ist, daß der
kritische Abstand nicht leicht aufrechterhalten werden kann, weil beim Einsetzen
der Nickelkathode in das Gitter kleine Beanspruchungen die Kathoden verformen können.
Auch ist bei denjenigen Anwendungen, bei denen starke Stoß- und Schwingungsbeanspruchungen
auftreten, die Warmfestigkeit der Kathoden so gering, daß eine Verformung der Kathode
auftreten kann, wodurch die Röhre ausfällt.
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Da einerseits Nickel als Trägermaterial für die Emissionsschicht allen
anderen Stoffen überlegen ist und andererseits aus den geschilderten Gründen zu
Heizfadenbrüchen führt, ist die Anbringung einer Zwischenschicht vorteilhaft, die
den Übergang des Nickels zum Heizdraht verhindert. Eine derartige Kathode ist bekannt.
Hier ist auf einen Wolframkörper eine dünne Nickelschicht aufgedampft, die als Träger
für Glas Emissionsmaterial dient.
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Nun hat aber Nickel einen weit höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als Wolfram oder auch Molybdän, wobei beobachtet werden muß, daß die Betriebstemperaturen
von Glühkathoden bei etwa 800° G liegen. Bei einem Kathodenröhrchen, das aus zwei
verschiedenen Blechen oder Schichten besteht, von denen die eine Nickel und die
andere Molybdän, Wolfram od. dgl. enthält, läßt sich durch Walzen oder Aufdampfen
keine haltbare Verbindung erzielen. Im Laufe der Zeit werden sich die beiden Schichten
mindestens teilweise so weit trennen, daß einzelne Teilchen sich lösen, insbesondere
unter harten Betriebsbedingungen, wie Erschütterungen und häufigen Stößen. Damit
ergeben sich aber wieder die oben in bezug auf Nickelröhrchen geschilderten Nachteile.
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Demgegenüber ist die erfindungsgemäße indirekt beheizte Kathode mit
einem Heizelement und einem Teil, z. B. Röhrchen, dessen eine Seite dem Heizelement
zugekehrt ist und das aus einem Nickel als Hauptbestandteil enthaltenden Material
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickel enthaltende Teil wenigstens auf
seiner dem Heizelement zugekehrten Seite eine aus der flüssigen Legierungsphase
auf dem Teil gebildete Oberflächenschicht aus Nickel und einem aus der Gruppe Molybdän,
Wolfram, Tantal und deren Legierungen gewählten Metall aufweist.
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Die so gebildete Legierungsschicht geht also allmählich in den Hauptteil
über und stellt nicht einen einfachen L7berzug von Molybdän oder Wolfram auf der
Nickelbasis dar, so daß eine Trennung der Oberflächenschicht von ihrer Unterlage
praktisch unmöglich ist.
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Einzelheiten einer weiteren Ausbildung der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung.
Hierin ist Fig. 1. ein schematischer Teilschnitt eines Röhrenbauteiles aus Metall
gemäß der Erfindung und Fig. 2 ein Teilschnitt einer Elektronenkanone unter Anwendung
der Ausführungsform nach Fig. 1.
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Der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt 50 aus der Wand einer erfindungsgemäßen
Kathode besteht aus einem Nickelträger 52, auf dem eine Schicht 54 aus einer Nickel-Molybdän-Legierung
ausgebildet ist. Die legierte Oberflächenschicht 54 hat eine Zusammensetzung von
etwa 60 bis 90 % Nickel und etwa 10 bis 40'°/o Molybdän. Die Dicke der Legierungsschicht
54 hängt von den Herstellungsbedingungen ab, übersteigt aber gewöhnlich den Wert
von etwa 0,05 mm nicht. Die Schicht 54 enthält teilweise die eutektische Legierung
der beiden Stoffe, ist aber im allgemeinen nicht durchweg eutektisch. Es besteht
keine scharfe Grenze zwischen dem Teil 52 aus Nickel und dem Teil 54 aus der Legierung,
sondern die Zusammensetzung ändert sich allmählich.
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Die Legierungsschicht 54 erstreckt sich bis zur Oberfläche 53 des
Teiles 50. Die frei liegende Fläche 53 enthält also die Molybdän-Nickel-Legierung,
möglicherweise mit Einschluß von Stellen aus ungelöstem Molybdän. Je mehr man sich
der Oberfläche 53 nähert, desto geringer ist der Nickelgehalt, aber auch auf der
Oberfläche 53 ist noch ein erheblicher Anteil aus Nickel vorhanden.
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Die Legierungsschicht kann auf dem Nickelteil wie folgt gebildet werden:
Es wird eine Aufschwemmung hergestellt, die aus Molybdän oder einer seiner Verbindungen,
einem Bindemittel und einer Trägerflüssigkeit besteht. Das Molybdän kann beispielsweise
in Form von Molybdänsäureanhydrid (Mo03) vorliegen. Das Molybdänsäureanhydrid wird
in pulverisierter Form verwendet und ist wegen seiner geringen Teilchengröße und
leichten Erhältlichkeit besonders empfehlenwert. Es können aber auch pulverisiertes
Molybdänmetall und andere Molybdänverbindungen Verwendung finden, die in der Wärme
zu Molybdän zersetzbar oder reduzierbar sind.
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Die Viskosität der Aufschwemmung kann durch die Menge der Trägerflüssigkeit
leicht eingestellt werden. Beispielsweise kann Aceton als Trägerflüssigkeit und
Nitrocellulose als Bindemittel Verwendung finden. Ein anderes geeignetes Bindemittel
ist ein Harz aus Polyaciylsäureverbindungen. Andere Kunstharze, die in der Wärme
zersetzbar sind und deren Rückstände für die betreffende Anwendung harmlos sind,
sind ebenfalls verwendbar. Zu den geeigneten Trägerflüssigkeiten gehören die meisten
aromatischen Kohlenwasserstoffe und Ketone. Sie werden so gewählt, daß sie die geeignete
Viskosität
und Trocknungsgeschwindigkeit aufweisen. Bindemittel
und Trägerflüssigkeit sind nicht wesentlich, da ihr Zweck nur die Bildung eines
Überzugs der Aufschwemmung auf dem Nickelteil52 ist, wobei das Bindemittel die Schicht
festhält und die Viskosität so gewählt sein muß, daß die gewünschte Dicke des Überzugs
leicht erreichbar ist. Die Menge des Lösungsmittels kann entsprechend gewählt werden.
Das Lösungsmittel nimmt am nachfolgenden Legierungsvorgang teil.
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Eine Zusammensetzung, die sich als geeignet erwiesen hat, ist folgende:
| Molybdänsäureanhydrid (Mo03) ... 100 g |
| Nitrocelluloselösung . . . . . . . . . . . . . . 75 g |
| Aceton ......................... 75 g |
Hierbei enthält die Nitrocelluloselösung 1 Gewichtsteil Nitrocellulose und 10 Gewichtsteile
Toluol.
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Ein 0,025 mm dicker Überzug der obigen Aufschwemmung wurde auf einen
Blechstreifen aus Kathodennickel aufgebracht, der eine anfängliche Dicke von 0,05
mm hatte. Der Nickelteil mit dem Überzug wurde bei einer Temperatur von I.400° C
in einem reduzierenden Gas, das aus Wasserstoff und Stickstoff bestand, gebrannt.
Die Temperatur wurde durch optische Methoden bestimmt, welche die Temperaturhelligkeit
des Streifens angaben. Das Brennen benötigte eine Zeit von etwa einer Minute. Nach
dem Brennen hatte das Blech eine glänzende Metalloberfläche. Eine Trennung der Oberflächenschicht
vom Grundmaterial war auch nach heftigem Biegen, Drehen und Schneiden nicht zu erreichen.
Die Tiefe der aufgebrannten legierten Oberflächenschicht betrug etwa 0,005 bis 0,01
mm. Der fertige Artikel aus dem Träger und der Legierungsschicht hatte eine Dicke
von etwa 0,055 mm.
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Andere Bauteile mit der gleichen Zusammensetzung der überzugsschicht
wurden bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Behandlungszeiten gebrannt.
Es ergaben sich Erfolge bei Temperaturen von l315`-' C und mehr und Zeiten von 20
Minuten und weniger. Je höher die Temperatur ist, desto geringer ist im allgemeinen
die erforderliche Zeit für die Bildung der Legierungsschicht. Die Temperatur darf
jedoch nicht den Schmelzpunkt des Nickels übersteigen. Die bequemste Prüfung auf
das Vorliegen einer fest anhaftenden Schicht aus einer Legierung von Molybdän und
Nickel ist das Aussehen der Oberfläche. Wenn nur Molybdän an der Außenfläche vorhanden
ist, beobachtet man ein stumpfgraues Aussehen. Wenn jedoch die Legierung fortgesetzt
wird, bis die Oberfläche gerade glänzend wird, was eine Diffusion des Gemisches
von Molybdän und Nickel bis zur Oberfläche bedeutet, so findet man, daß eine solche
Schicht einen untrennbaren Teil des Bauteiles aus Nickel darstellt.
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Hieraus ergibt sich, daß die Oberflächenschicht 54 nicht aus einem
einfachen Überzug von Molybdän auf dem Träger 52 aus Nickel besteht, sondern eine
echte Legierung von Nickel und Molybdän darstellt. Dies ist im vorliegenden Falle
wesentlich, um einen fest anhaftenden Überzug zu erzielen, der im Betrieb keine
losen Teilchen hervorruft, welche die Arbeitsweise der Röhre ernstlich stören könnten.
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Vermutlich wird während des Brennens zunächst die eutektische Legierung
von Molybdän und Nickel gebildet. Die eutektische Temperatur beträgt etwa 1315'-'C.
Diese eutektische Legierung löst weiteres Molybdän und Nickel auf, aber da die Zeit,
bei der die erhöhte Temperatur herrscht, möglichst gering gehalten wird, nämlich
nur bis die Oberfläche gerade glänzend wird, kann der Überzug Stellen von ungelöstem
Molybdän in einer zusammenhängenden Phase der Molybdän-Nickel-Legierung enthalten.
Die Untersuchung metallographischer Querschnitte zeigt, daß die Legierungsschicht
mit den Stellen scheinbar ungelösten Molybdäns in manchen Fällen die gesamte Schicht
umfaßt. Es wurde jedoch festgestellt, daß in denjenigen Stellen, die hell und glänzend
werden, das ungelöste Molybdän nur einen sehr geringen Anteil darstellt. Offensichtlich
darf die Brenntemperatur 1455° C, d. h. den Schmelzpunkt des Nickels, nicht übersteigen.
Andererseits soll die Brenndauer nicht so lang gewählt werden, daß das Grundmaterial
aus Nickel bis zum Grund gelöst wird, da hierdurch die Gestalt des Trägers zerstört
würde.
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Fig. 2 zeigt eine Elektronenkanone 55 unter Verwendung eines erfindungsgemäßen
Kathodenröhrchens als Anwendungsbeispiel der Erfindung.
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Der Elektronenstrahlerzeuger 55 enthält ein Trägerrohr 58 für die
Kathode 60, das erste Gitter 71 und das zweite Gitter 72. Die Kathode 60 besteht
aus einem Röhrchen 61 mit einem Heizdraht 64 aus Wolfram im Innein. Letzterer ist
beispielsweise mit einer Isolationsschicht 65 bedeckt. Das eine Ende des Kathodenröhrchens
61 ist geschlossen. Auf seiner Außenfläche befindet sich eine Schicht 66 aus Emissionsmaterial.
Das erste Gitter 71 paßt über das geschlossene Ende der Kathode 60 und besitzt ein
Loch 73 für den Durchgang des Elektronenstrahls. Ein keramisches Zwischenstück 75
hält das erste Gitter 71 und das Kathodenröhrchen 61 am Rohr 58 fest. Ein zweites
Gitter 72 mit einem koaxialen Loch 74 ist in geringem Abstand vom ersten Gitter
71 angeordnet und wird durch ein zweites keramisches Zwischenstück 76 gehalten,
das sich zwischen dem Trägerrohr 58 und dem ersten Gitter 71 befindet.
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Das Kathodenröhrchen 61 besteht aus dem Grundmaterial Nickel und den
Legierungsschichten 80 und 81 auf beiden Oberflächen, die gemäß dem obigen Verfahren
aufgebracht wurden. Selbstverständlich ist es nicht immer erforderlich, daß die
Legierungsschicht auf beiden Oberflächen des Röhrchens 61 gebildet wird, aber auf
diese Weise wird der größte Nutzen erzielt. Auch die Gitter 71 und 72 und
das Tragrohr 58 können mit einer entsprechenden Legierungsschicht versehen werden,
wenn dies sich als wünschenswert erweisen sollte.
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Es wurde gefunden, daß die Elektronenemission erheblich verringert
wird, wenn das Emissionsmateria166 nicht unmittelbar auf einer Nickelfläche angebracht
wird, die die entsprechenden Verunreinigungen enthält, die bei Glühkathoden immer
angewandt werden. Aus diesem Grunde ist eine Kappe 67 aus Kathodennickel über dem
Ende des Kathodenröhrchens angebracht. Das Emissionsmaterial 66, das z. B. aus Bariumstrontiumkarbonat
bestehen kann, wird darauf niedergeschlagen. Man könnte statt dessen auch einen
Teil des Kathodenröhrchens unlegiert lassen, so daß das Emissionsmateria166 unmittelbar
auf dieser unlegierten Stelle niedergeschlagen werden kann, ohne Verwendung der
Nickelkappe 67.
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Die Gitter 71 und 72 werden durch eine entsprechende Spannungsquelle
68 auf einer Potentialdifferenz
von etwa 500 Volt gehalten, um
einen Elektronenstrahl zu bilden. Das zweite Gitter 72 ist positiv gegen das erste
Gitter 71. Ferner wird das Kathodenröhrchen 61 im allgemeinen auf einer Potentialdifferenz
von etwa 100 Volt positiv gegenüber dem ersten Gitter 71 gehalten.
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Bei den bekannten Kathodenkonstruktionen, bei denen das Kathodenröhrchen
aus reinem Nickel mit den entsprechenden Zusätzen für Oxydkathoden besteht, bestehen
zwei Hauptprobleme, die erfindungsgemäß gelöst sind. Wie oben erwähnt wurde, treten
häufig Brüche des Heizers aus Wolfram auf, weil dieser durch von der Innenfläche
des Kathodenröhrchens ausgehendes Material spröde wird. Das Sprödwerden rührt von
der Sublimation und gegebenenfalls auch von der Scheuerwirkung des Kathodenröhrchens
auf dem Heizer her. Die Sprödigkeit kann durch die Aufbringung eines Isolierüberzuges
nicht verhindert werden, da die Isolierung im Betrieb Sprünge erhält, durch welche
Nickeldämpfe eindringen und das Wolfram angreifen können. Die Scheuerwirkung tritt
natürlich stärker auf, wenn der Elektronenstrahlerzeuger heftige Stöße und Schwingungen
erleidet, als bei normalen Betriebsbedingungen. Ein Nickelröhrchen, das die gleiche
Gestalt wie bei den bekannten Kathoden hat, aber mit der Molybdänlegierung auf seiner
Innenseite überzogen ist, löst das Problem der im Betrieb auftretenden Wolframsprödigkeit,
ohne große Kosten zu verursachen oder eine Gewichtserhöhung zu erzeugen, die eine
zusätzliche Halterung nötig machen würde. Die Legierungsschicht 80 auf der Innenseite
des Kathodenröhrchens 61 verringert das Sprödwerden des Heizdrahtes 64 aus Wolfram
auf zwei verschiedene Weisen, nämlich durch starke Verringerung der Sublimation
und durch Verringerung der Scheuerwirkung, da das Röhrchen 61 hierdurch steifer
wird und eine härtere Oberfläche erhält.
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Weiter wird auch die Bildung einer leitenden Brücke zwischen dem ersten,
71, und dem zweiten Gitter 72 mit entsprechender schädlicher Wirkung auf die Strahlbildung
verhindert. Diese leitende Brücke wird oft dadurch gebildet, daß Metall vom Kathodenröhrchen
61 auf das keramische Zwischenstück 76, das die beiden Gitter 71 und 72 voneinander
trennt, sublimiert. Es wurde gefunden, daß das niedergeschlagene Material Nickel
ist und daß die darin befindlichen Verunreinigungen insbesondere Mangan und Magnesium
sind. Das beweist, daß das Material vom Kathodenröhrchen stammt. Ebenso kann auch
eine Kurzschlußbrücke zwischen dem Kathodenröhrchen 61 und dem ersten Gitter 71
durch Niederschlagen von Metall auf dem Zwischenstück 75 entstehen. Diese
Probleme treten inKathodenstrahlröhren und in gewissen Fernsehaufnahmeröhren auf;
z. B. im Image-Orthicon. Natürlich hängt die Bildung der Kurzschlußbrücken von der
geometrischen Anordnung der Elektroden und der Isolationsstücke ab, aber in allen
Fällen hat sie einen deutlichen Einfluß auf die Verringerung der Lebensdauer der
Röhren. Die für dieses Problem gefundene Lösung gemäß Fig. 1 und 2 hat sich als
außerordentlich erfolgreich erwiesen. Hierzu wird auf der Außenfläche des Kathodenröhrchens
61 eine Legierungsschicht 81 aus Nickel und Molybdän gebildet. Bei Verwendung eines
gewöhnlichen Nickelröhrchens in einer bekannten Image-Orthiconröhre betrug der mittlere
elektrische Widerstand zwischen dem ersten und dem zweiten Gitter nach 200 Betriebsstunden
etwa 425 Megohm. Bei Verwendung eines Kathodenröhrchens mit einem überzug aus Molybdän-Nickel-Legierung
gemäß der Erfindung betrug der Widerstand zwischen erstem und zweitem Gitter in
in der gleichen Röhre nach gleicher Betriebszeit 5200 Megohm. Früher war es notwendig,
nach einer Betriebsdauer von 500 Stunden 65% solcher Röhren bereits auszuscheiden.
Die Ausscheidungsrate hat sich nun nach gleicher Betriebsdauer praktisch auf Null
verringert. Ein Widerstand von mindestens 5 Megohm ist erforderlich, wenn die Strahlsteuerung
noch halbwegs funktionieren soll. Es ist anzunehmen, daß bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 der Widerstand auch noch weit über 500 Betriebsstunden oberhalb dieses
Wertes bleibt. Die obigen Zahlen wurden bestimmt, indem man eine Spannung von 6,3
Volt bei einem von Strom von 600 mA an den Heizer anlegte, während die Spannung
zwischen erstem und zweitem Gitter 500 Volt betrug.
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Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich für den
Fachmann ohne weiteres. Beispielsweise wurde gefunden, daß bei Verwendung eines
Kathodenteiles gemäß Fig. 1 in Empfangsröhren der kritische Abstand zwischen Gitter
und Kathode besser eingehalten wird, weil keine wesentliche Verformung während des
Einsetzens und Formierens eintritt, während eine reine Nickelkathode oft nach dem
Einsetzen verformt wird. Eine indirekt geheizte Oxydkathode arbeitet im allgemeinen
bei etwa 800° C und kann sich bei heftigen Stößen und Schwingungen verziehen, wodurch
eine Änderung des Gitterkathodenabstandes eintritt. Dies wird durch Anwendung des
Molybdän-Nickel-überzugs verhindert. Auch die thermischen Eigenschaften anderer
Nickelteile, z. B. von Anoden, werden verbessert, wenn eine hohe Wärmebelastung
der Anode vorliegt. Dies kann daher kommen, daß die Molybdänschicht eine größere
Wärmeleitfähigkeit als Nickel aufweist, weshalb die Wärme gleichmäßiger über die
Anodenfläche verteilt wird und heiße Stellen vermieden werden. Durch die Versteifung
wird die Schwingung der Röhrenteile stark verringert, so daß auch hierdurch schon
die Scheuerwirkung des Heizdrahtes an der Innenfläche des Kathodenröhrchens verringert
wird.
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Der Legierungsvorgang kann vor oder nach der Herstellung des betreffenden
Röhrenbauteiles vorgenommen werden. Beispielsweise kann die legierte Fläche auf
Nickelblechen gebildet werden, die dann in die gewünschte Form gebracht werden,
oder der fertige Bauteil kann legiert werden. Wenn ein Kathodenröhrchen von geringem
Durchmesser gebildet werden soll, ist es z. B. besonders erwünscht, das Nickelblech
bereits vor der Herstellung zu legieren, weil es schwierig ist, die Suspension nach
der Fertigstellung auf die Innenfläche des Nickelröhrchens aufzubringen.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Herstellung widerstandsfähiger
Kathoden, die erheblichen Stoß- und Schwingungsbeanspruchungen ausgesetzt sind,
wie es bei vielen militärischen und industriellen Anwendungen der Fall ist.