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

2 142.005 A találmányunk szerinti katóda a következő: a kátódmagot tiszta wolframból készítjük el oly módon, hogy wolfrámport megfelelő hőfokon zsugorítunk, így porózus szerkezete lesz. E pórusokban foglal helyet az ktív massza, amely célszerűen alkáliföldfémből, vagy alkáliföldfémekből, illetve azok oxidjából áll. Ez az aktív massza ilymódon adszorptív erők révén van kötve. Ez az erő sokkal nagyobb, mint pl. a fémwolfrám adszorptív -ereje a rajta levő fémbáriumra. Működés közben a pórusokból ez az aktív réteg a katóda felületére diffundál ki, olymódon, hogy pl. BaO-n, pl. fémbárium foglal helyet, tehát a katóda kilépési munkája igen alacsony, kb. 1.3—1.4 Volt lesz. A pórusokban levő aktív réteg ezáltal csak lassan fogy, ami a katóda hosszú élettartamát biztosítja. Ugyanakkor a felületen laza részecskék nem lévén, átívelés nincs, ami különösen impulzus csöveknél igen előnyös. Ha a katóda hosszú élettartamát a fentieken túlmenően akarjuk biztosítani, akkor az aktív mászszát tartalmazó porózus wolframtest mögé (a katódmag alá) is elhelyezhetünk utánpótlásképpen egy aktív réteget. Ez utóbbi esetben a katódtest — indirekt fűtés esetén — a fűtőszáltól egy külön wolfrámlemezkével választandó el, míg ha az utánpótlást szolgáló ilyen réteg nincs, úgy ez a wolfrámlemezke nem szükséges. A találmányunk szerinti katóda lehet indirekt, vagy direkt fűtésű. Indirekt fűtés esetén a katódát pl. a következőképen készítjük el: Zsugorítás útján előállított porózus wolframot bárium és/vagy stroncium és/vagy kalcium.valamilyen könnyen megbontható vegyületével, pl. nitrátjával itatunk át. Ezeket a nitrátokat vaeuumban kb. 550 C°-on, de maximum 600 C°-on megbontjuk, így belőlük oxid képződik. A katóda aktiválása ezután külön műveletben, ennél magasabb hőfokon, kb. 900—1000 C°-on történik. Lényeges az a két müvelet, illetve a hőfokok pontos betartása. Az eddig ismeretes zsugorított katóda aktiválási módszernél ugyanis a felitatott alkáliföldfémvegyületeket 1200 C°-on vitték át oxidba, amikor, mint ezt már említettük, különböző szennyező vegyületek, (wolfrámoxid, Ba-W vegyület stb.) keletkeztek, amelyek az emissziót erősen lerontották. A katóda aktiválása tehát egyetlen műveletben történt, és az aktív anyag kizárólag BaO volt. Ezzel szemben a fenti eljárásunknál a különböző alkálifiMdfémvegyüíeteket alacsony hőmérsékleten visszük| át oxidjukba. Ez az alacsony hőmérséklet és a vacuum biztosítja azt, hogy pl. a nitrózus gőzök teljes egészükben eltávozzanak, más kémiai átalakulás a katódában ne történjék, tehát kizárólag csak az alkáliföldfémoxidok alakuljanak ki. Ez kb. 600° C-ig látszik biztosítottnak, míg magasabb hőmérsékleteken való dolgozás a katódát már elszennyezheti, annak aktivitását, emisszióját elronthatja. Egy* külön műveletben aktíváljuk azután a katódánkat, amikoris a BaO-Ba szerkezet kialakul, amely a katóda alacsony kilépési munkáját adja. Ha tartalék aktív réteget nem akarunk elhelyezni, akkor a katóda készítése ezzel befejezést nyert, ha azonban elhelyezését kívánjuk, úgy ez ezután következhet. A katóda fütőszála mindkét esetben wólfrámspirális. Az így készült, a találmányunk szerinti katóda működése közben a katóda felületén fog egy aktív réteg elhelyezkedni annak kidiffundálása folyamatosan lassan történik, a katóda kilépési munkája kb. 1.3—1.4 Volt lesz, az aktív anyag erősen tart, még nagy feszültségeknél sem 3ép fel átívelés, a cső pilanatnyilag nagy áramok leadására képes, az emissziós képessége hosszú időkig állandó. Ugyanezen előnyöket rejti magában a direkt fűtésű katáda, amely úgy készül, Bogy a porózus wolframhoz annak zsugorítása előtt pl. thóriumoxidot keverünk, amely így együttesen kiégetve egységes katódalapot ad. A thóriumoxid mennyiségének szabályozásával a katód alap ellenállását szabályozhatjuk. Ezt az .alapot itatjuk át az előbbi módon az aktív masszával, és készítjük el a katódát. A találmány szerinti katóda direkt fűtésű kiviteli alakját azonban pl. úgy is elkészíthetjük, hogy thóriumoxidot felületileg vonunk be fémwolfrámmal. Ez pl. úgy történhet, hogy thóriumoxidot és ammonwolfrámát oldatot keverés közben besűrítünk, majd kiizzítjuk, végül pedig hydrogénben redukáljuk, így thóriumoxidon wolfrámhártya fog képződni. Az így előállított anyagot végül zsugorítjuk és ezután aktíváljuk az előbbi módon. Találmányunk leírása csak néhány példaképeni kiviteli alakot tüntet fel, ezzel szemben az igénypontok számtalan kiviteli alakra kiterjednek. így lehet a katóda ú. n. „ágyú" katóda, vagy hengeres test, az aktív massza összetétele lehet különböző stb. Találmányunk védelmi köre természetesen bármilyen, a találmány szerinti katódával ellátott kisütőcsőre is kiterjed. Szabadalmi igénypontok: 1. Katóda, különösen impulzus csövekhez, azzal jellemezve, hogy 1.5 Voltnál kisebb kilépési munkát adó aktív anyaga egy porózus katódmagban ran elosztva. 2: Az 1. igénypont szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az aktívanyag és a zsugorított test anyaga közötti kémiai kölcsönhatás csak azok érintkezési felületére szorítkozik. 3. Az 1—2. igénypontok szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az aktivált katodmag alatt (a katódmag és a fütőszál között) is tartalmaz aktív anyagot. 4. Az 1—3. igénypontok szerinti'katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az aktív anyag Ba és/vagy Sr és/vagy Ca-ból, illetve ezek oxidjából áll. 5. Az 1—4. igénypotok szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a porózus katódniag wolframból áll. 6. Az 1—5. igénypontok szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy indirekt fűtésű. 7. Az 1—5. igénypontok szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy direkt fűtésű. 8. A 7. igénypont szerinti katóda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy thóriumoxidot is tartalmaz. 9. Eljárás az 1—43. igénypontok szerinti katóda előállítására, azzal jellemezve, hogy zsugorított wolfrámtestet az aktív anyagok valamilyen megbontható vegyületével, pl. nitrátjával itatunk át, majd ezt maximum 600 C°-on vacuumban oxiddá alakítjuk át és ezután a katódát 1000 C° körüli hőmérsékleten olymódon aktíváljuk, hogy szerkezete az oxidkatódákéhoz hasonló legyen és/illetve kilépési munkája a lehető legkisebb legyen.