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Durch Dispersion mit Hilfe von Ultraschallschwingungen hergestellte
Oxyd-Kathode Die Erfindung betrifft eine durch Dispersion mit Hilfe von Ultraschallschwingungen
hergestellte Oxyd-Kathode.
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Es ist bekannt, Oxydüberzüge für Glühkathoden in Form von Aufschwemmungen
oder Emulsionen herzustellen, die durch Einwirkung von Ultraschallwellen gemischt
sind, um eine feine und gleichmäßige Verteilung der Oxydteilchen in der aktiven
Schicht zu erzielen.
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Es ist ferner bekannt, daß 0xyd-Kathoden gegenüber Kathoden mit rein
metallischer Oberfläche trotz ihrer weit höheren Emission, die sie gegenüber reinen
Wolfram-Kathoden oder thorierten Kathoden besitzen, in anderer Beziehung manche
Nachteile aufweinen. .
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Beispielsweise ist überall da, wo Sättigungserscheinungen herbeizuführen
sind, die Oxyd-Kathode unter anderem wegen ihrer rauhell Oberfläche im Nachteil.
Auch die Erreichung möglichst einheitlicher Elel<tro engeschwndigkeiten wird
durch die Rauhigkeit der Oberfläche erschwert, was in vielen Fällen einen erheblichen
Nachteil bedeuten kann, da möglichst einheitliche Elektronengeschivindigkeiten zur
Erzielung -einer geringen Streuung der Röhreneigenschaft erwünscht sind, ganz besonders
vorteilhaft sich aber dort auswirken, wo mit positiven Gittern, etwa zur Erzielung
von virtuellen Kathoden gearbeitet wird. Man kann dann die virtuellen Kathoden zum
Zwecke der Erreichung hoher Steilheiten nahe an die steuernden Elektroden heranbringen.
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Die Rauhigkeit der Oberfläche wirkt insbesondere dadurch ungünstig,
daß sich an den höchsten Erhebungen der Kathoden Feldkonzentrationen ausbilden,
während in den Vertiefungen der Oberfläche Räume,entstehen, die elektrisch durch
die erhöhten Punkte gegen das Anodenfeld oder das Feld irgendwelcher Hilfselektroden
weitgehend abgeschirmt sind. Insbesondere bei Röhren, welche nach elektronenoptischen
Gesichtspunkten konstruiert sind, kann eine derartige ungleichmäßige Feldverteilung
auf der Kathodenoberfläche nachteilig wirken.
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Bei den bisher bekannten Oxyd-Kathoden wurde die aktive Masse, welche
meist aus einer Mischung von Barium-, Calcium- und Strontiumoxyd besteht, in Kugelmühlen
feinst vermahlen, durch Aufschlemmung in Wasser, Paraffinöl oder irgendeinem Celluloselack
als
Bindemittel in eine streichbare oder spritzbare Masse verwandelt,
auf die Kathodenröhrchen oder sonstigen Kathodenträgerkörper aufgebracht.
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Da die Beimengung irgendwelcher Bindemittel sich häufig ungünstig
auswirkt und Suspensionen in reinem Wasser oder Paraffinöl eine relativ geringe
Haftfähigkeit besitzen, so wurde meistens der K.athodenträgerkörper künstlich aufgerauht,
oder aber es wurden als Kathodenträger Metalle verwendet, die schon durch den H:erstellungsprozeß
eine relativ rauhe Oberfläche aufwiesen.
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Derartige Rauhheiten in der Kathodenoberfläche erhöhen zwar die Haftfähigkeit
der aktiven Masse, wirken aber wegen der mangelnden Glätte der Kathodenoberfläche
nach obigem in verschiedener Richtung ungünstig, da ja auf Grund obiger Überlegungen
im Gegenteil eine auf Hochglanz polierte Kathodenmaterialträgerschicht gerade die
günstigsten elektrischen Voraussetzungen ergeben müßte.
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Die obenerwähnten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt,
daß etwa zum Zwecke der Erreichung von möglichst gleichmäßiger Austrittsgeschwindigkeit,
für elektronenoptische Zwecke und für die Bildung virtueller Kathoden sowie zur
Erzielung von Sättigungserscheinungen der Kathodenträger eine möglichst glatte Oberfläche
besitzt, auf welche eine mit Hilfe von L ltrasclyallschwingungen bis. zu kolloidalen
Dimensionen feinkörnig gemachte Oxydmasse aufgetragen ist.
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Es kann zweckmäßig sein, die Dispersion der Masseteilchen nicht in
der späteren Suspensionsflüssigkeit sondern in einer anderen Flüssigkeit vorzunehmen,
um günstige Dispersionsverhältnisse zu schaffen.
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Eine beispielsweise Ausführungsform eines Apparates zur Herstellung
der aktiven Masse nach vorliegender Erfindung ist in der beiliegenden Skizze (Fig.
2 i gezeigt.
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Hier ist A ein Behälter, indem sich ein QuarzkristallD oder irgendein
anderer ultrafrequent schwingender mechanischer Oszillator befindet, der zur Erregung
von Ultraschallwellen in der Übertragerflüssigkeit E
dient. In die
Flüssigkeit E taucht ein sehälter 13, der seinerseits mit der aktiven Masse und
einer Flüssigkeit C gefüllt ist, in welcher die aktive Masse unter der Einwirkung
der Ultraschallschwingungen dispersiert wird.
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Bei Versuchen hat sich eine Ultraschallfrequenz. von etwa 6oo kHz
als geeignet erwiesen. Fig. i zeigt die beispielsweise Ausführungsform eines Kathodenröhrchens
nach vorliegender Erfindung, dessen Trägermetallkörper I( zweckmäßig auf Hochglanz
poliert ist. Die aktive Schicht S ist durch eine Punktierung angedeutet.
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Die' bis' zu kolloidalen Dimensionen dispersierten OYydteilchen zeigen
nach dem Aufbringen auf den Kathodenkörper nach Abdampfen der Suspensionsfiüssigkeit
eine fast metallisch glänzende Oberfläche. Wenn als Suspensionsmittel auch nur reines
Wasser verwendet wird, zeigt die Kathodenschicht auf dem glatten Trägermetall eine
sehr hohe Haftfähigkeit, obwohl die Verwendunb irgendwelcher Bindemittel nicht ausgeschlossen
sein soll.
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Neben den obenerwähnten Vorteilen einer solchen Kathode scheint auch
die Emissionsergiebigkeit besonders günstig zu sein.
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Weiterhin scheint ein,. derartige Kathode %vahrscheinlich wegen ihrer
großen Homogenität und Gleichmäßigkeit der Ol)erilächeni)eschaffenheit sich auch
besonders günstig in Gasentladungsgefäßen zti verhalten. Da die aktiven Schichten
außerordentlich dünn hergestellt werden können und da sowohl der Trägerkörper eine
hochglanzpolierte oder jedenfalls sehr glatte Oberfläche besitzt ulid die aktive
Fläche der Kathode selbst ebenfalls durch ihre feine Struktur ein sehr glattes bis
glänzendes Aussehen zeigt, so besitzen derartige Kathoden den weiteren Vorteil einer
sehr geringen Wärmeabstrahlung, wodurch eine höhere Clkonomie erreicht werden kann.
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Diese kann noch dadurch gesteigert werden, daß das Kathodenträgermaterial
geeignet gewählt wird, beispielsweise aus Kupfer. Silber o. d-1. oder wenigstens
das eigentliche Kathodenträgermaterial eine Verkupferung. Versilberung o. dgl. aufweist.