DE750000C

DE750000C - Process for the production of a layer of high secondary emissivity

Info

Publication number: DE750000C
Application number: DE1938750000D
Authority: DE
Inventors: Otto Krenzien
Priority date: 1938-08-17
Filing date: 1938-08-18
Publication date: 1944-12-12
Also published as: FR858936A; NL60018C

Description

Als Sekundäremissionsschichten verwendet man in der Praxis meist solche, welche Silber, Silberoxyd und Cäsium enthalten. Wegen der geringen Temperatur, welche derartige Schichten vertragen können, haben sie nur geringe Eignung für die Verwendung in Verstärkerröhren mit Gittersteuerung. Derartige Röhren erfordern eine gründliche Temperaturbehandlung, bevor sie in Betrieb genommen werden können. Außerdem ist es bei ihnen von Wichtigkeit, daß die höheren Vervielfacherstufen, welche durch die Verlustwärme auf höhere Temperatur gebracht werden, wenig oder gar nicht thermisch ausgelösteIn practice, the secondary emission layers used are mostly those that contain silver, Contains silver oxide and cesium. Because of the low temperature which such Can tolerate layers, they have little suitability for use in amplifier tubes with grid control. Such tubes require thorough temperature treatment, before they can be put into operation. In addition, it is important for them that the higher multiplier levels, which are brought to a higher temperature by the heat loss, little or no thermally triggered

Elektronen emittieren, da durch eine solche Elektronenemission die Verhältnisse in der Röhre in empfindlicher und unerwünschter Weise gestört werden.Emitting electrons, since by such electron emission the conditions in the Tube are disturbed in a sensitive and undesirable way.

Um nun eine Schicht von hoher Sekundär-In order to create a layer of high secondary

ao emissionsfähigkeit, die diese Nachteile weitgehend vermeidet, herzustellen, wird sie nach der Erfindung in der Weise 'hergestellt, daß auf eine dünne, in geschmolzenem Zustande befindliche isolierende UberZugsschicht der Elektrode Alkalimetalldampf zur Einwirkung ^a5 gebracht wird.ao emission capability, which largely avoids these disadvantages, to produce, it is prepared according to the invention in such a way 'that the electrode alkali metal vapor is made to act on ^a 5 a thin, contained in the molten state insulating coating layer.

Es sind zwar Sekundäreniissionsschichten bekannt, die durch Aufdampfen eines Erdalkalimetalls auf einen festen isolierenden Überzug einer Elektrode hergestellt werden. Dabei kann u. U. eine kleine Menge des Erdalkalimetalls in die obersten Schichten des Isolators eindringen. Damit wird aber keine atomare Verteilung, d. h. Lösung des Erdalkalimetalls, in dem Isolator erzielt, während es für die durch die Erfindung erzielte Wirkung gerade auf eine solche Verteilung ankommt. Die Herstellung der Schicht nach der Erfindung erfolgt z. B. in der Weise, daß die zur Aktivierung bestimmte Oberfläche der zu überziehenden Elektrode mit einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung eines Isolators oder eines schlecht leitenden Stoffes benetzt und sodann auf eine so hohe Temperatur gebracht wird, daß das Schichtmaterial zum Schmelzen kommt. Während dieses Schmelzvorganges wird der Dampf eines Alkalimetalls auf die Schicht zur Einwirkung gebracht.It is true that there are secondary emission layers known that by vapor deposition of an alkaline earth metal on a solid insulating Coating of an electrode can be produced. A small amount of the alkaline earth metal may be used penetrate the top layers of the insulator. However, this does not result in an atomic distribution, i. H. Solution of alkaline earth metal, achieved in the isolator while it is for the effect achieved by the invention It is precisely such a distribution that counts. The layer according to the invention is produced, for. B. in such a way that the surface of the electrode to be coated which is intended for activation with an aqueous one or an alcoholic solution of an insulator or a poorly conductive substance and then brought to such a high temperature that the layer material to Melting is coming. During this melting process, the vapor becomes an alkali metal brought to action on the layer.

Dabei ist es wesentlich, daß die Grundschicht, auf welche der Alkalidatnpf einwirkt, sehr dünn ist (z. B. io-⁴nim), schon um störende Aufladungen -der Schicht zu vermeiden, welche aus der geringen Leitfähigkeit derselben resultieren würden. Als Werkstoffe für die Herstellung der Schicht eignen sich besonder? Halogenide, z. B. Chloride oder Fluoride der Alkali- und Erdalkalimetalle. Es ist nicht ίο unbedingt notwendig, daß die Stoffe, aus wel ■ dien die Schicht besteht, selbst lösbar sind. Man kann vielmehr zur Benetzung der Elektrodenoberfläche andere lösliche Verbindungen verwenden, welche beim Erhitzen im Vakuum die gewünschten Stoffe liefern. Wenn man beispielsweise die Oxyde der Erdalkalimetalle erhalten will, verwendet man vorzugsweise Nitrate, Acetate und Oxalate dieser Metalle. Die Menge des Alkalimetalls soll so bemessen bzw. das Verfahren derart geführt werden, daß nicht zuviel Alkalimetall in die Schicht aufgenommen wird. Das Alkalimetall, welches auf die Halogenide zur Einwirkung gebracht wird, braucht im übrigen nicht das Kation dieser Halogenide zu sein. Man kanu vielmehr vorzugsweise ein anderes Alkalimetall verwenden. So ergeben sich beispielsweise gute Schichten, wenn man Cäsiumdampf auf Lithiumfluorid einwirken läßt. Man hat sich den Aufbau solcher Schichten vermutlich so vorzustellen, daß die Atome des Metalldanipfes im Reaktionsgleichgewicht einen Teil der Schichtmoleküle reduziert haben. Vielleicht ist die durch eine solche Art des Einbaues hervorgerufene Gitterstörung an der Erzielung der hohenSekundärelektronenausbeute maßgeblich beteiligt.It is essential that the base layer on which the alkali substance acts is very thin (e.g. ion- ⁴ mm), if only to avoid disruptive charging of the layer, which would result from its low conductivity. As materials for the production of the layer are particularly suitable? Halides, e.g. B. chlorides or fluorides of alkali and alkaline earth metals. It is not absolutely necessary that the substances from which the layer consists are themselves detachable. Rather, other soluble compounds can be used to wet the electrode surface, which will provide the desired substances when heated in a vacuum. For example, if you want to obtain the oxides of the alkaline earth metals, nitrates, acetates and oxalates of these metals are preferably used. The amount of alkali metal should be measured or the process should be carried out in such a way that not too much alkali metal is absorbed into the layer. The alkali metal which is brought into action on the halides does not need to be the cation of these halides. Rather, it is preferable to use a different alkali metal. For example, good layers result if cesium vapor is allowed to act on lithium fluoride. The structure of such layers must presumably be imagined in such a way that the atoms of the metaldanipple have reduced some of the layer molecules in the reaction equilibrium. Perhaps the lattice disruption caused by such a type of installation plays a decisive role in achieving the high secondary electron yield.

Die in der beschriebenen Weise hergestellten Schichten zeichnen sich auch bei lang andauernder höherer Belastung durch eine hohe Sekundäremissionsfähigkeit aus. Bei der Verwendung von Fluoriden der Erdalkalimetalle als Grundschichtmaterial erhält man z. B. Schichten, die noch bei Temperaturen von yoo° C eine hohe Sekundärelektronenausbeute aufweisen. Ein weiterer Vorzug dieser Schichten, besonders derjenigen mit Erdalkalioxyden und Erdalkalifluoriden als Grundstoff, ist der, daß man sie auch in gittergesteuerten Verstärkerröhren mit hochaktiven Oxydkathoden verwenden kann, weil sie nicht durch teilweises Verdampfen des Alkalimetalls die Aktivität der Oxydkathode beeinträchtigen. The layers produced in the manner described are also noticeable when they last for a long time higher exposure due to high secondary emissivity. When using of fluorides of the alkaline earth metals as a base layer material is obtained, for. B. Layers that are still at temperatures of yoo ° C have a high secondary electron yield. Another benefit of this Layers, especially those with alkaline earth oxides and alkaline earth fluorides as base material, is that you can use them in grid-controlled amplifier tubes with highly active oxide cathodes, because they are not impair the activity of the oxide cathode through partial evaporation of the alkali metal.

Bei der Behandlung der Prallelektroden nach dem im vorstehenden beschriebenen Verfahren wird im übrigen auch erreicht, daß die Schichten unabhängig von der Stromdichte des Sekundärstromes ihre Ausbeutezahlen behalten. Es kann derzeit nicht in vollem Maße übersehen werden, auf welche Weise das beschriebene Herstellungsverfahren diesen Unterschied im Verhalten der Schichten nach der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren reiner, aber sublimierter A!kali-Halogenid-Schichten hervorruft, die bekanntlich schon bei Behandlung mit Strömen geringerer Dichte einen Teil ihrer Ergiebigkeit einbüßen. Ein weiterer Vorteil, den die Schichten nach der Erfindung aufweisen, besteht darin, daß sie nach der Behandlung im Alkalidampf wieder derart atmosphärischer Litft ausgesetzt werden dürfen, ohne dadurch in ihrer Ergiebigkeit eine Einbuße zu erleiden, vorausgesetzt daß sie bei der weiteren Behandlung in der Röhre nicht wieder bis in die Nähe ihres Schmelzpunktes erhitzt werden.When treating the impact electrodes according to the method described above what is also achieved is that the layers retain their yield figures regardless of the current density of the secondary current. At the moment it cannot be overlooked to the full extent in which way the manufacturing process described does this Difference in the behavior of the layers according to the invention compared to the known methods pure, but sublimated alkali metal halide layers, which is known lose part of their productivity even when treated with currents of lower density. Another advantage that the layers according to the invention have is that that after treatment in alkali vapor they are exposed to such atmospheric light again without losing their productivity that they are not reheated to near their melting point during further treatment in the tube.

Claims

Patent claims:

1. A method for producing a g ₀ layer of high secondary emissivity, in particular for multiplier tubes, characterized in that alkali metal vapor is brought into action _{on an insulating coating layer of the 8th electrode which is in a molten state.}

2. A method for producing a sheet according to claim 1, characterized in that the surface of the _"0 be coated electrode initially wetted with an aqueous or alcoholic solution of an isolator or poorly conducting material, heating the electrode and the vapor of an alkali metal to the layer to act is brought.

3. The method according to claim 2, characterized by the use of alkali halides for making the base layer.

4. The method according to claim 2, characterized by the use of Alkaline earth oxides as a layer material.

5. The method of claim 2 or 4, characterized in that the loading for ₁₀ _ the electrode used contains solutes networks from which excrete alkaline earth metal oxides upon heating.

To distinguish the subject of the application from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

German Patent No. 617 353;

French patent .. - 810432;

British Patent - 460,356;

Physical Review, Vol. 50, 1936, p. 48.