142005. lajstromszámú szabadalom • Katóda, különösen impulzus csövekhez és eljárás annak előállítására

Megjelent 1953. évi május hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.005. SZÁM. 21 g. 1-16. OSZTÁLY. - EE-9<v ALAPSZÁM. ' Katóda, különösen^ impulzus csövekhez és eljárás annak előállítására. Egyesült Izzólámpa és Villamossági rt., Budapest. A bejelentő által megnevezett feltaláló Winter Ernő mérnök, Budapest. A bejelentés napja: 1950. december 19". Találmányunk tárgya olyan direkt vagy indirekt fűtésű katóda, különösen impulzus csövek részére, melynek aktív anyaga a katódmagban van egyenletesen elosztva. Találmányunk tárgykörébe tartoznak ezen katódák kiviteli alakjai, továbbá az előállításukra való eljárás is. Kisütőcsövekhez többféle katódát használunk. Ilyenek pl. volfrámkatóda, thóriumkatóda, oxidkatóda stb. Gáztöltésű csövekhez ismeretes pl. az olyan katóda is, amelynél zsugorított (színterelt) volfrámmagban BaO van elosztva. A tiszta fémbárium kilépési munkája cca. 2.2 Volt. Fémbárium volfrámfém felületen adszorbeálva 1.7 Volt körüli kilépési munkát ad. A réteges kent oxidkatódáknál a fémmagon BaO-t tartalmazó földalkálioxid réteg van, melyben az aktiválásnál fémbárium keletkezik és ez van adszorbeálva a BaO-n. A BaO-n adszorbeált fémbárium mutatja a legkisebb kilépési munkát, - 1.3 Volt körüli értéket — tehát ez is működik a legalacsonyabb hőmérsékleten. Az oxidkatódánál sem nem a földalkálioxid, sem nem a fémbárium az emittáló ágens, hanem a BaO-n adszorbeált fémbárium. A kilépési munka csökkenése az adszorbciónál felszabadult energia rovására történik. Az oxidkatódáknak azonban a fenti előnyei mellett hátrányai is vannak. így elsősorban hátrányuk az, hogy az aktív massza lazán, tart és így nagy feszültségeknél a katódmassza gyakran leszakad, a cső átível. Tehát az oxidkatóda nagy igénybevételeket nem bír, ami különösen impulzus csöveknél hátrányos. A volfrámkatódáknál ugyanez a hátrány ilyen mértékben nem jelentkezik, viszont e katódák kilépési munkája igen nagy, telítési árama kicsiny, , vagyis a katóda magas hőmérsékleteken dolgozik. A célunk az volt, hogy a oxidkatóda fenti hátrá-i nyait kiküszöbölve, olyan katódát készítsünk, amely erősen igénybe vehető, üzembiztos, impulzus csövekhez is használható, és mindamellett alacsony kilépési munkával rendelkezzen. Kísérleteink során arra a megoldásra jutottunk, hogy a fenti célokra olyan katóda felel meg, melynek aktív anyaga a mag~ban egyenletesen van elosztva. Bár, mint ezt már fentebb említettük, gáztöltésű csövek számára készítettek ilyen katódákat, á találmányunk szerinti katóda ezektől lényegesen eltér. Gáztöltésű csöveknél ugyanis a katód emissziós hőfokával szemben nincsenek olyan magas követelmények, mint vacuumesöveknél, mert a munkatemperaturát a gázkisülés automotikusan beállítja. Az eddig ismert, gáztöltésű csövekhez való ú. n. színterkatódáknál leglényegesebb azonban az, hogy a porózus volfrámban BaO van elosztva, ami vagy - úgy állítódik elő, hogy volfrámport és BaO-t összekeverünk, majíd kb. 1300 C°-on zsugorítunk, vagy úgy, hogy egy 1500 C°-on zsugorított volfrámtestet egy bárium vegyülettel itatunk át és kb. 1200 C°-on a katódát kiégetjük, miáltal BaO keletkezik. Az így készült katóda azonban a fémvolfrám és BaO mellett a magas kezelési hőmérséklet miatt a volfrám különböző oxidjait, továbbá Ba-W vegyületeket és más szennyezéseket tartalmaz, melyek a kilépési munkát erősen felemelik. Ennek ellenére - ezek gáztöltésű csövekben használhatók. A zsugorított testbe szokás emellett a volfrám helyett vagy mellett más fémeket és a BaO mellett vagy_ helyett más oxidokat is alkalmazni. Vacuumcsövekhez is készítettek már zsugorított katódákat, amelyek egy porózus volfrámtestből állottak, aktív anyaguk fémbárium volt és ennek forrása a zsugorított test mögött kialakított térben nyert elhelyezést. Ebből a térből fémbárium párolgott a zsugorított test pórusain keresztül annak felületére. Ez tehát egy fémvolfrám felületen adszorbeált fémbárium réteg; kilépési munkája ennek megfelelően 1.7 Volt. Célunk az volt, hogy 1.3 Volt kilépési munkájú zsugorított katódákat állítsunk elő. Ezeknél tehát elkerülendő volt a wolfram és az aktív anyag között vegyületek képződése, tehát a kémiai kölcsönhatás csupán azok érintkezési felületére szorítkozik, továbbá az volt elérendő, hogy a fémbárium ne fémwolfrámon, hanem BaO-n adszorbeáltaseék.