DE970449C - Waessrige Ausgangssubstanz geloester und suspendierter Erdalkalisalze zur Herstellung Elektronen emittierender Massen fuer Oxydkathoden - Google Patents

Description

• Wäßrige Ausgangssubstanz gelöster und suspendierter Erdalkalisalze zur Herstellung Elektronen emittierender Massen für Oxydkathoden Durch die Verwendung von Wasser als Lösungsuni Suspensionsmittel zugleich, werden bei dar Herstellung von Erdalkalikarbonatschichten organische Lösungsmittel und Binder e'ngespart und außerdem Schichten mit einer im noch feuchten Zustand merklichen Leitfähigkeit erstellt, wie sie für spezielle Auftragsverfahren benötigt werden Die in der Röhrentechnik bisher allgemein üblichen, meist als. Pasten bezeichneten Ausgangssubstanzen zur Erzeugung von Emissionsschichten bestehen in der Regel aus Suspensionen. von Erdalkalikarbonaten in. organi@scllen Lösungsmitteln, denen noch zusätzlich ein organischer Binder, meist Nitrozellulose zugesetzt wird, um bis zur Umwandlung der Karbonate in Oxyde eine genügende mechanische Festigkeit der Schicht für die Montagemanipulationen zu gewährleisten. Sowohl Lösungsmittel als auch Binder, meist feiergefährliche und gesundheitsschädigende Stoffe, werden in relativ großen Mengen benötigt und machen, da sie nicht zurückgewonnen werden können, diese Art von Pasten verhältnismäßig teuer. Hinzu kommt, daß der Binder beim »Zersetzen« dar Emissionsschicht der Kathode nicht immer restlos in Gase übergeführt wird, sondern wegen Sauerstoffmangel mehr oder weniger Kohlenstoffrückstände hinterlassen kann, so daß emissionsmäßig ungünstige, sogenannte dunkle Kathoden entstehen. Ein weiterer Nachteil dieser Pasten bzw. Schichten ist die ausgesprochen schlechte Leitfähigkeit, eine Eigenschaft, die wohl beim normalen. Sprühverfahren gar nicht stört; dagegen beschränkt sie bei anderen Verfahren., wie dem elektrostatischen Sprühen oder der Katapharese, die Anwendung auf die Herstellung von dünnen Schichten.
• Es gibt aber auch Auftragsverfahren, bei denen die Paste aus einer Suspension oder Aufschlämmung von Erdalkalikarbonaten in dostilliertem Wasser besteht. Häufig setzt mann in solchen Fällen der Alkalikarbonatau.fschlämmung noch Erdalkalihydrate hinzu., die in Lösung gehen und. in der auf eine Kathodenhülse aufgebrachten Masse zum Festketten der Karbonatteilchen dienen, indem sie beim Erhitzen; in einen. Schmelzfluß übergehen.
• Ein davon völlig abweichendes Verfahren benutzt bereits wäßrige Lösungen von Erdalkalisalzen, wie Nitrate, Az.etate oder neuerdings auch Bikarbonate, um durch elektrolytischen Vorgang fest haftende Salzschichten abzuscheiden, die bei einer entsprechenden Umwandlung ebenfalls zu Oxyden. gemacht werden. Allerdings bereitet der bei der Elektrolyse in wäßrigen, Lösungen stets kathodenseitig frei werdende Wasserstoff bei der Herstellung solcher Schichten gewisse Schwierige keiten, jedenfalls derart, daß die erforderlichen besonderren Maßnahmen dieses. Verfahren für die Massenproduktion. noch ungeeignet machen. Hinzu kommt, daß solche ausgeschiedenen Schichten infolge ihres kompakten. Aufbaus zum Teil recht. spröde sein, und dadurch zum Aufplatzen bzw. zur Rißbildung neigen können. Ein besonderes Merkmal dieser Schichten ist jedoch die relativ gute elektrische Leitfähigkeit in noch feuchtem Zustand, beruhend auf der Imprägnierung der gebildeten Kristallschicht mit der Salzlösung, die erst die Ausbildung dickerer Schichten ermöglicht. Nachteile solcher Lösungen:, besonders dann, wenn sie zum normalen. Sprühen oder auch statischen Sprühen benutzt werden., ist die unzureichende Konzentration infolge der geringen Löslichkeit, insbesondere der an. sich sehr geeigneten Erdalkalibikarbonate. Die beim Sprühen zu verdunstende relativ große Wassermenge führt zu unerträglich langen. Operationszeiten und schließt außerdem die Gefahr des »Laufens« der Schicht ein.
• Hier setzt nun die Erfindung ein, und schafft durch die Verwendung von Wasser gleichzeitig als Lösungs- und Suspensionsmittel die Möglichkeit für eine für Sprühverfahren geeignete Ausgangssubstanz. Bei einer wäßriggn Ausgangssubstanz zur Herstellung einer Elektronen emittierenden Masse für Oxydkathoden von elektrischen Entladungsgefäßen durch Niederschlagen auf Kathodenträger nach einem normalen, oder elektrostatischen Sprühverfahren:, bei der die Ausgangssubstanz aus in. destilliertem Wasser löslichen und unlöslichen Salzen. der Erdalkalimetalle; wie Barium, Strontium und Kalzium, besteht und die als verbindendes Medium destilliertes Wasser sowohl als Lös.ungs- als auch als Suspensionsmittel enthält, besteht deshalb nach der Erfindung von, der Ausgangssubstan- der lösliche Anteil aus Erdalkalibikarbonaten und der unlösliche, suspendierte Anteil aus Erdalkalikarbonaten.
• Durch die Kombination von Lösung und Suspension mit Wasser als gemeinsam verbindendes Medium können, bei einem entsprechend dem Auftragsverfahren gewählten Verhältnis von Lösungszar Suspensionsphase gut haftende Schichten ohne zusätzlichen organischen Binder hergestellt werden. Der der Lösungsphase durch Auskristallisieren der Salze entstammende Schichtanteil verkittet die. aus, der suspendierten Phase stammenden Karbonatkörner und sorgt so für ausreichende mechanische Festigkeit, während die noch in der Schicht verbliebene Salzlösung die gewünschte Leitfähigkeit bedingt. Der aus der suspendierten Phase stammende Schichtanteil dagegen lockert den. sonst leicht zur Sprödigkeit neigenden anderen Anteil mehr oder weniger auf, wodurch, eine den Montageanforderungen entsprechende geschmeidige Schicht entsteht. Damit ermöglicht die Erfindung eine Pastenart, die keine teueren organischen Lösungsmittel und Binder benötigt; die mit Wasser aufgebaut ist und deshalb auch nicht feuergefährlich und gesundheitsschädlich ist und trotzdem Schichten liefert, die den bisherigen, gesprühten Schichten bezüglich Oberflächengüte, Dichte und Leitfähigkeit überlegen sind.
• Normalerweise wird man bei der Ausgangspaste gemäß der Erfindung das. Molverhältnis der Erdalkahverbindungen sowohl von der Lösungs- als auch Suspensionsphase gleich dem gewünschten Verhältnis der zersetzten endgültigen Oxydschicht machen. Es. können jedoch auch Fälle eintreten, in denen. mann der suspendierten Phase irgendeine größere als dem gewünschten Molverhältnis entsprechende, z. B. eine größere Strontiumkarbonatkonzentration geben würde, nämlich wegen der geringen Löslichkeit des zugehörigen Bikarbonats, immer dann, wenn. die flüssige Phase nur aus Bikarbonaten besteht. Beim Wechseln bzw. Variieren des Auftragsverfahrens wird man gleichzeitig das Verhältnis von Lösungs- zur Suspensionsphase der Ausgangslösung entsprechend ändern; man wird z. B. beim normalen. Pistolensprühen. den Anteil der suspendierten Phase größer als beim statischen Sprühen wählen usw. Besonders bei dem letztgenannten Auftragsverfahren wird man unter Umständen in manchen Fällen die Verdunstungsgeschwindigkeit dadurch erhöhen müssen, daß man geringe Mengen Alkohol oder ähnlicher organischer Stoffe hinzufügt, um unter anderem z. B. das »Laufen,« der Kathoden zu vermeiden. Die suspendierte Phase wird man sowohl im allgemeinen ausschließlich aus Erdalkalikarbona&n aufbauen:, da diese besonders bei der Zersetzung im Vakuum infolge der gasförmigen harmlosen Zersetzungsprodukte am geeignetsten sind. Bei der Lösungsphase dagegen wird. man, dem gleichen, Gesichtspunkt entsprechend immer dann. ausschließlich Bikarbonate verwenden, wenn deren. Konzentration ausreicht, jedoch in manchen Fällen mit Vorteil zur Erhöhung der Konzentration Azetate hinzufügen.
• Der mit dem Erfindungsgegenstand erzielte technische Fortschritt gegenüber dem bekannten ist nachfolgend noch einmal zusammengefußt. Die auf einen, Kathodenkörper als. Schicht aufgebrachte Masse gemäß der Erfindung besitzt keinerlei beim Erhitzen zum Schmelzfluß neigenden. Anteil. Ihre Leitfähigkeit ist in feuchtem Zustand ausreichend groß, so daß bei solchen Auftragsverfahren, bei denen das Aufbringen der Masse durch den; Trans po,rt geladener Teilchen: in, einem elektrischen Feld erfolgt, die Schichtdicke nicht wie bei bisher bekannten Verfahren durch ihre abschirmende Wirkung infolge -unzureichender Leitfähigkeit begrenzt ist.. Eine solche Schicht kann also nicht nur mit einer relativ großen Dichte, sondern außerdem auch mit einer gewünschten Dicke hergestellt werden und ist deshalb den. bisher bekannten Schichten an Güte überlegen. Durch die Verwendung von destilliertem Wasser als Lösungs- und Suspensionsrnittel für die Ausgangssubstanz sind die bisher üblichen teueren aber auch feuergefährlichen und gesundheitsschädlichen organischen Lösungsmittel und Binder nicht mehr erforderlich.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wäßrige Ausgangssubstanz zur Herstellung Elektronen emittierender Massen für Oxydkathoden von elektrischen Entladungsgefäßen durch Niederschlagen auf Kathodenträger nach einem normalen oder elektrostatischen Sprühverfahren, bei der die Ausgangssubstanz aus in destilliertem Wasser löslichen und unlöslichen Salzen der Erdalkalimetalle, wie Barium, Strontium und Kalzium, besteht und die als verbindendes Modium destillierteis Wasser sowohl als Lösungs- als auch als Suspensionsmittel enthält, .dadurch gekennzeichnet, da.ß von der Ausgangssubstanz der lösliche Anteil aus Erdalkalibikarbonaten und der unlösliehe, suspendierte Anteil aus Erdalkalikarbonaten; besteht.
2. 2. Ausgangssubstanz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in, der Ausgangssubstanz dies. Molverhä.ltnis der Erdalkalien unter sich sowohl in dar gelösten als auch in der suspendierten Phase das gleiche ist und denn endgültigen Molverhältmtis. der Erdalkalien der Kathodenschicht entspricht.
3. 3. Ausgangssubstanz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen der Ausgangssubstanz verschiedene Molverhältnisse der Erdalkalien haben., insbesondere, da:ß die suspendierte Phase in stärkerem Maße Salze geringerer Löslichkeit enthält, q.. Ausgangssubstanz nach Anspruch r und 2. dadurch, gekennzeichnet, da.ß die Ausgangssubstanz außer destilliertem Wasser zusätzlich noch geringe, zur Förderung der Verdunstung geeignete organische Lösungsmittel, insbesondere Alkohole, enthält. 5. Au.sgangssubsta.nz nach Anspruch i bis q., dadurch. gekennzeichnet, daß die Lösungsphase der Ausgangssubstanz zusätzlich Erdalkaliazetate enthält. 6. Elektronen emittierende Masse, hergestellt nach. Anspruch, i bis 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die von der Ausgangssubstanz hergestellte Schicht in feuchtem Zustand eine merkliche Leitfähigkeit besi+zt. In Betracht gezogene Druckschriften:: Deutsche Patentschrift Nr. 9i1 157; G. Herrmann und, S. Wagenur, »Die Oxydkathode«, 2. Teil, 2. Auflage, Leipzig 1950, S. 32 bis 3q.; »Telefunken-Zeitung«, Jg. 27, 1954, Heft loq., S.70.