DE2325274A1 - Kathode fuer eine elektrische entladungsroehre - Google Patents

Description

N.6327

GÜNTHER M. DAViD ^T

Anmelder: M.V. K-.LWuLO^LABPdl
Afc*: PHH- 6327

Anmeldune vom« 16» Mai 1973

"Kathode für eine - elektrische Entladungsröhre"

Die Erfindung betrifft eine direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist und die einen Elektronenstrahl geringen Querschnittes emittiert»

Die bekannten Kathoden dieses Typs bestehen aus einem haarnadelförmig abgebogenen Rheniumdraht, der mit einer Lanthanhexaboridschicht auf kataphoretischem Wege überzogen ist, welche Schicht auf dem Träger

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Testgesintert ist (Rev. Sei. Inst, 856-7, I965)« Eine solche Kathode hat als punkfcförniige Elektronenquelle den Nachteil, dass das gekrümmte Ende des haarnadel™ förmigen Glühdrahtes für eine gute Bündelung der Elektronen nicht besonders gut geeignet ist, weil die Oberfläche■konvex und nicht flach oder konkav ist. Auch ist ein sehr teuerer Rheniumglühdraht erforderlich, weil Wolfram ohne besondere Zwischenschicht durch. Lanthanhexaborid angegriffen wird» Aus "Radio Engineering and Electronic

Physics" J_2, 8, 798 - 802, I967, insbesondere Seite 800, Zeile 11 von unten, ist es bekannt, gepresstem Lanthan— borid eine geringe Menge (Optimal 10 Gew.^) an Rhenium, Wolfram, Titan oder Iridium zuzusetzen» Ein derartiges Gemisch lässt sich aber sehr schwer pressen« Die genannten Metalle lösen aus dem Lahthanborid Lanthan aus, das an der Oberfläche der Kathode eine niedrige Austrittsarbeit bewirkt.

Die Erfindung bezweckt_s eine Kathode zu

schaffen, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, eine gute Fokussierung ermöglicht und ausserdem eine lange Lebensdauer aufweist.

Eine direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, dem ein Stoff zugesetzt ist, der Lanthan

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auslöst j besteht nach, der Erfindung aus mindestens·· einem Yolframglühdraht, auf dem eine Molybdänplatte mit darauf einem gepressten Gemisch von Lanthanhexaborid und Rhenium oder einem ¥olframborid festgeschweisst ist, wobei das Lanthanbörid höchstens 30 Gew.^ des Ganzen bildet. In der einfachsten Form ist der Glühdraht ein haarnadelförmig abgebogener Draht, auf dessen Spitze die Molybdänplatte festgeschweisst ist. Bei Kathoden etwas grösseren Durchmessers kann als Glühdraht ein zickzackförmig abgebogener oder spiralförmig gewickelter Draht oder können zwei Haarnadeldrähte verwendet werden» Die Molybdänplatte kann zugleich mit der

darauf gepressten Schicht aus Pulver gepresst werden oder aus kompaktem Metall bestehen. Das ¥olframborid besteht vorzugsweise aus V^B. oder WpB-. Dabei wird keine ausserordentich starke Bildung freien Lanthans erhalten. Sofern noch Rhenium verwendet wird, befindet es sich lediglich in Form von Pulver in der gepressten Schicht, was den Selbstkostenpreis in geringerem Masse als ein Rheniumglühdraht beeinflusst.

Im Gegensatz zu den bekannten Zusammensetzungen lässt sich das erfindungsgemässe Gemisch sehr gut pressen.

Bei einem Gebilde nach der Erfindung bildet das Molybdän eine Sperrschicht zwischen dem Lanthanbörid und dem Wolframglühdraht. Dadurch wird Angriff des

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Wolframs und s.omit Verkürzung der Lebensdauer vermieden. Die Platte kann einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen und im Zusammenhang mit der Fokussierung des erzeugten Elektronenstrahls statt flach mehr oder weniger konkav sein.

Bei einer Temperatur von 14OO°C können mit derartigen Kathoden günstige Emissionsdichten. und lange Lebensdauern erhalten werden.

' Wie andere mit Lanthanhexaborid aktivierte Kathoden sind die erfindungsgemässen Kathoden auch für Entladungsröhren mit schlechten Vakuumbedingungen und für Röhren geeignet, in denen die Kathoden wiederholte Male der Luft ausgesetzt werden, wie z.B. in Elektronenmikroskopen.

Es sei bemerkt, dass aus der USA Patentschrift 3.027·480eine Kathode bekannt ist, in der ein Gemisch, von Wolfram, Thoriumtetraborid und Rhenium auf einen Wolframzylinder aufgespritzt oder in eine Oeffnung in einer Kappe eingespritzt wird. Auch kann das Gemisch zuvor zu einem Hohlzylinder geformt werden. Das weniger aggressive Thoriumtetraborid bewirkt, dass keine Abschirmung zwischen dem Gemisch und dem Wolframträgerkörper, der ausserdem indirekt erhitzt ist, erforderlich ist. Ausserdem ist das Gemisch nicht komprimiert, was bei der Kathode nach der Erfindung zum Erreichen einer langen Lebensdauer notwendig ist.

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Kathode gemäss der Erfindung zeigt.

In der Figur bezeichnet 1 einen Hartglasröhrenboden, in den Zuführungsdrahte 2 und 3 aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung eingeschmolzen sind. Ein Wolframdraht h mit einem Durchmesser von 0,18 mm ist an den Drähten 2 und .3 festgeschweisst. Auf der Spitze des haarnadelförmigen, Drahtes k ist ein komprimierter Kathodenkörper festgeschweisst, der aus einer Molybdänpulverschicht 5 besteht, auf- der eine Schicht aus einem Gemisch von Rheniumpulver und Lanthan-

hexaborid in einem Gewichtsverhältnis von 5 '· 2 angebracht, ist.

Die Gesamtdicke des Kathodenkörpers ist

0,3 nun und der Durchmesser beträgt 1 mm. Der Pressdruck ist 300 kg/cm².

Das Molybdänpulver wird vor dem Pressen während einer halben Stunde auf 1300°C in Wasserstoff erhitzt. Der ganze Kathodenkörper wird 15 Sekunden lang auf 175O°C in Wasserstoff erhitzt. Die Kathode wird in der Entladungsröhre auf 16OO°C entgast und auf 1500°C aktiviert. Die Sättigungsemission bei 14OO°C kann bis zu 25 A/cm² betragen.

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Claims (2)

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   PATENTANSPRÜCHE;

   [ 1. J Direkt heizbare Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die mit Lanthanhexaborid aktiviert ist, dem ein Stoff zugesetzt ist, der Lanthan auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode aus einem Wolframglühdraht besteht, auf dem eine Molybdänplatte mit darauf einem gepressten Gemisch von Lanthanhexaborid und Rhenium oder einem Wolframborid festgeschweisst ist, wobei das Lanthanborid höchstens 30 Gew.'/o des Ganzen bildet.
2. 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolframbörid aus ¥„B oder ¥„B. besteht.

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