DE3418974C2 - Vorratskathode - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorratskathode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US 2 721 372 ist eine Vorratskathode bekannt, bei welcher ein Vorratsgefäß mit Emissionsmaterial durch einen porösen Sin­ terkörper abgeschlossen ist. Die Porosität des Sinterkörpers liegt typischerweise bei 20%.

In Vakuum-Technik 17 (1968), Seiten 223-231, sind Nickelmatrixka­ thoden beschrieben, bei welchen ein poröser Kathodenkörper aus Trägermaterial und Emissionsmaterial gepreßt und gesintert wird. Die Porosität des Kathodenkörpers nach dem Sintern ist mit 20% angegeben. Aus der US 4 350 920 ist eine nach dem selben Prinzip hergestellte Vorratskathode mit Wolfram als porösem Trägermate­ rial bekannt.

In Wiss. Ber. AEG-Telefunken 42 (1969) S. 149-154 sind imprä­ gnierte Vorratskathoden beschrieben, bei welchen ein Kathodenkör­ per durch Pressen und Sintern von Trägermaterial und anschließen­ des Tränken mit Emissionsmaterial hergestellt wird. Eine ge­ tränkte poröse Vorratskathode ist auch aus US 3 538 570 bekannt.

Eine Wärmebehandlung einer Vorratskathode vor ihrem Einbau in die eigentliche Röhre besitzt für die Lebensdauer und Betriebs­ weise der Röhre verschiedene Vorteile. Zu Nachteilen einer sol­ chen Behandlungsweise der Kathode kann führen, daß die Kathoden nach der Wärmebehandlung nochmals eine gewisse Zeit während des Einbaus in die Röhre der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Auftreten dieser Nachteile, die durch den zwischenzeitlichen Atmosphäreneinfluß auftreten können, zumindest teilweise vorzubeugen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorratskathoden der beschriebenen Art zeigen ein außerordentlich gleichmäßiges Emissionsverhalten über eine äußerst lange Betriebszeit. Sie sind deshalb besonders zum Einbau in Röhren, insbesondere in Wanderfeldröhren geeig­ net, die in Satelliten Verwendung finden. Es wird ange­ nommen, daß nicht ausgefüllte Hohlräume im Sinterkörper und zwischen dem Sinterkörper und der Kathodenhülse bei der Wärmebehandlung vor Einbau der Kathode in die Röhre sich zumindest teilweise mit bei der Wärmebehandlung abdampfenden Produkten anfüllen. Dies sind besonders Alkalimetalle, wie Ba, Ca oder Sr, die meist in Form von Aluminaten als Emissionsmaterial in den Poren des Sinter­ körpers vorhanden sind. Gelangt nun Luft, insbesondere feuchte Luft, an die abgedampften Alkalimetalle, die sich in Hohlräumen abgesetzt haben, so bilden sich Hydroxyde. Beim späteren Betrieb wird offenbar in dem Hydroxyd gebundenes Wasser freigesetzt, das zu einer teilweisen Vergiftung der Kathode führt. Sind keine sol­ chen Hohlräume, in denen sich während der Vorbehandlung abdampfendes Material absetzen könnte, vorhanden, so wird diesen Vergiftungserscheinungen vorgebeugt. Das sich an der eigentlichen Emissionsfläche absetzende Abdampfungs­ material kann vor Einbau der Kathode in die Röhre entfernt werden, da es leicht zugänglich ist.

Die Figur zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorratskathode mit einer Kathodenhülse 1, einem elektrischen Heizelement 2 und einem Sinterkörper 4, dessen Poren mit dem Emissionsmaterial angefüllt sind. Der Sinterkörper 4 befindet sich in einer Höhlung, deren Boden durch eine Metallscheibe 3 gebildet ist, die den Raum des Sinterkör­ pers 4 gegen den das Heizelement beinhaltenden Hohlraum der Kathodenhülse 1 abdichtet.

Gemäß der Erfindung ist nun dafür Sorge getragen, daß in dem Sinterkörper 4 und zwischen diesem und den Wänden der Hülse und der Scheibe 3 möglichst keine nichtausgefüllten Hohlräume aufweist. Zumindest soll der volumenmäßige Anteil von Hohlräumen in diesem Bereich kleiner als 10%, insbesondere kleiner als 2% sein. Diese Bedingung soll die Kathode bereits aufweisen, bevor sie in das Hilfsgefäß eingesetzt wird, in dem sie im Vakuum aufgeheizt (vorge­ brannt) wird. Das sich dabei auf der Emissionsfläche 5 absetzende abgedampfte Material läßt sich vor Einbau der Vorratskathode in die Röhre leicht entfernen.

Hohlräume im Bereich zwischen den Wandungen der Kathoden­ hülse 1 bzw. der Scheibe 3 und dem Sinterkörper 4 lassen sich bevorzugt dadurch vermeiden, daß man den Sinterkörper mit einem hochschmelzenden Lot in die Kathodenhülse ein­ lötet.

Claims (4)

1. Vorratskathode für eine Elektronenröhre mit einem in eine Ka­ thodenhülse eingesetzten porösen Sinterkörper, dessen Poren Emis­ sionsmaterial enthalten, wobei die Vorratskathode in der Weise verwendet wird, daß sie zunächst in einem evakuierten Hilfsgefäß einer Wärmebehandlung unterzogen wird und dann dem Hilfsgefäß entnommen und in die Elektronenröhre eingebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der volumenmäßige Anteil von unausgefüllten Hohlräumen im Sinterkör­ per und in der Nachbarschaft der Oberfläche des Sinterkörpers mit Ausnahme der zur Emission vorgesehenen freien Oberfläche vor Einsetzen der Kathode in das Hilfsgefäß geringer als 10% ist.

2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper in der Kathodenhülse durch Löten befestigt ist.

3. Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der volumenmäßige Anteil von unausgefüllten Hohlräumen geringer als 5% ist.

4. Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der volumenmäßige Anteil von unausgefüllten Hohlräumen geringer als 2% ist.