DE607297C - Gluehkathode fuer elektrische Entladungsgefaesse - Google Patents

Description

Bei Glühkathoden für elektrische Entladungsgefäße ist es zweckmäßig, hochschmelzende Metalle als Trägerdraht zu verwenden, insbesondere Wolfram und Molybdän. Bringt man jedoch auf derartige Drähte emittierende Substanzen, beispielsweise die Oxyde der Erdalkalien, so werden die Trägerdrähte durch chemische und physikalische Einwirkung dieser Substanzen, besonders des Sauerstoffs, schnell angegriffen und leicht zerstört. Es ist nun schon bekannt, Zwischenschichten anzuwenden, die eine Einwirkung der emittierenden Substanzen auf den Trägerdraht verhindern sollen. Man hat als solche Zwischenschichten Metalle, wie z. B. Kupfer, angegeben. Unter Umständen hat man diese Zwischenschichten oxydiert,· so ist es bekannt, Nickeloxydschichten anzuwenden. Diese Zwischenschichten haben jedoch den Nachteil, daß sie für die Einwirkung der emittierenden Substanzen auf den Trägerdraht nicht genügend undurchlässig sind. Die Kathoden sind während des Betriebes auf so hoher Temperatur, daß die Moleküle der emittierenden Substanzen zum Teil dissoziiert sind, so daß insbesondere der dissoziierte Sauerstoff durch die Schutzschicht diffundiert und den Trägerdraht angreift.

Erfindungsgemäß wird als Material der Zwischenschicht zwischen dem Trägerdraht und dem emittierenden Stoff Aluminium verwendet, und zwar derart, daß in der fertigen Glühkathode eine Aluminiumoxyd-Schutzsehicht vorhanden ist. Man erreicht damit, daß die obenerwähnte Diffusion und somit die Zerstörung des Trägerdrahtes weitgehend vermindert und die Lebensdauer der Kathode erheblich erhöht wird.

Es ist zwar schon bekannt, Metalle zum Schutz gegen äußere Einflüsse mit Aluminium zu überziehen. Auch hat man zwischen dem Heizkörper und der Emissionsschicht bereits Schichten aus Aluminiumoxyd angeordnet, um diese Teile elektrisch voneinander zu isolieren. Durch eine Einbettung des Heizdrahtes in Aluminium bzw. Aluminiumoxyd wird demgegenüber erreicht, daß der Trägerdraht chemischen Einflüssen weitgehend entzogen wird und daß kleine, auf ihm etwa vorhandene Sauerstoffmengen gebunden werden.

Die bei der erfindungsgemäßen Kathode vorgesehene Zwischenschicht wird zweckmäßig in der Weise erzeugt, daß man den Trägerdraht durch flüssiges Aluminium zieht, so daß ein Aluminiumüberzug auf dem Träg>erdraht haftenbleibt. Die Schichtdicke des Aluminiumüberzuges kann man dadurch variieren, daß man für das flüssige Aluminium verschiedene Temperaturen wählt. Man kann auch den Trägerdraht beispielsweise durch einen hindurchgel'eiteten elektrischen Strom erhitzen und dadurch eine Verschiedenheit der Schichtstärke hervorrufen. Am besten wird man die gesamte Vorrichtung in einer Wasserstoffatmosphäre unterbringen, so daß eine Oxydation nicht eintreten kann. Gleichzeitig mit dem Überziehen des Trägerdrahtes kann man den Trägerdraht von

\^rerunreinigungen, insbesondere von einer etwa vorhandenen Oxydschicht befreien. Das Prinzip einer derartigen Anordnung wird in der beiliegenden Zeichnung gezeigt. In einem Raum α befindet sich ein genügend stark beheiztes, mit flüssigem Aluminium versehenes Gefäß b. Durch das Aluminium c hindurch wird von der Seite d her der Trägerdraht eingeführt, der auf der Seite e mit einer to Aluminiumschient versehen das Gefäß verläßt. Falls es erforderlich ist, kann man durch den Draht einen Strom schicken, der zur Erwärmung des Drahtes dient. Eine Elektrode ist das Aluminiumgefäß selbst, während an dem zugeführten Drahtstück d sowie an dem abwandernden Drahtstück e sich je eine weitere Elektrode befindet, so daß die Teile d und e des Trägerdrahtes von zwei unabhängigen Stromkreisen durchflossen werden. Der Teil d wird nun durch Stromwärme so stark geheizt, daß alle daran haftenden Verunreinigungen beseitigt werden. Die Temperatur des Drahtteiles e wird der gewünschten Schichtdicke des Aluminiums ent-Ä5 sprechend eingestellt.

Nachdem der Aluminiumüberzug fertiggestellt ist, kann entweder der Überzug sofort oxydiert werden, und dann erst werden die emittierenden Substanzen aufgebracht. Man kann jedoch auch den noch nicht oxydierten Draht mit den emittierenden Substanzen versehen. Die Oxydation des Aluminiums findet dann im Laufe der Zeit durch den thermisch oder chemisch frei werdenden Sauerstoff statt.

Die Wirkungsweise einer derartigen Aluminiumzwischenschicht beruht erstens darauf, daß sich Aluminium mit hochschmelzenden Metallen, z. B. Wolfram, fast gar nicht Iegiert. Auch eine merkbare Diffusion des Aluminiums wurde nicht beobachtet. Zweitens oxydiert das an sich leicht flüssige Aluminium sehr schnell zu einer sehr stabilen Sauerstoffverbindung, die auch bei höchsten 4-5 Temperaturen nicht zerfällt. Das Aluminiumoxyd hat weiterhin die sehr wichtige Eigenschaft, infolge seiner molekularen engen Lagerung für andringende Sauerstoffmoleküle undurchlässig zu sein. Die Schichtdicke des Aluminiums ist dabei sehr gering zu wählen, sie beträgt zweckmäßig nur wenige Hundertstel Millimeter. Zwischen der Aluminiumoxydschicht und dem Trägerdraht wird normalerweise eine ganz dünne Aluminiumschicht vorhanden sein. Sobald durch irgendwelche Einflüsse die Aluminiumoxydschicht zerstört werden sollte, bildet das darunterliegende Aluminium bei Hinzutritt von Sauerstoff sofort eine neue Oxydschicht, die wiederum ein weiteres Vordringen des Sauerstoffes verhindert.

Ein Angriff des Sauerstoffs auf den Trägerdraht wird auch bei den bekannten Kathoden nicht verhindert, bei denen die emittierenden Substanzen aus Aluminaten der Erdalkalimetalle bestehen, weil diese Doppelverbindungen gegenüber Aluminiumoxyd viel leichter zersetzbar und weniger dicht gelagert sind.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Glühkathode für elektrische Entladungsgefäße mit einem durch Sauerstoff verhältnismäßig leicht angreifbaren Trägerdraht, einer darauf angebrachten Zwischenschicht aus Metall, die ganz oder nur oberflächlich oxydiert ist, und einer hochemittierenden Emissionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall der Zwischenschicht Aluminium derart verwendet wird, daß eine Aluminiumoxyd-Schutzschicht vorhanden ist.

2. Verfahren zttr Herstellung einer Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem hochschmelzenden Trägerdraht eine reine Aluminiumschicht aufgebracht und auf dieser Sauerstoff abgebende emittierende Substanzen befestigt werden.

3. Verfahren zur Herstellung einer Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerdraht Aluminium aufgebracht, dieses oberflächlich oxydiert und der Draht sodann mit emittierenden Substanzen versehen wird.

4. Verfahren zur Herstellung einer Glühkathode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zur Aufbringung der Aluminiumschicht in einer Wasserstoffatmosphäre durch flüssiges Aluminium gezogen wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer Glühkathode nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der noch nicht überzogene Draht zur Beseitigung von Unreinlichkeiten in der Wasserstoffatmosphäre geglüht wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer Glühkathode nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem flüssigen Aluminium sich entfernende Draht erhitzt wird, insbesondere zur Regulierung der Schichtdicke des Überzuges sowie zur gleichmäßigen Verteilung des Überzugmetalles.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen