144590. lajstromszámú szabadalom • Oxidkatóda és eljárás annak előállítására
2 144.590 jűleg cirkonkarbonátot is csapnak ki. A cirkondioxid egyik esetben sem épül be a karbonát elegykristályokba, hiszen a cirkonkarbonát a földalkálikarbonátokkal nem izomorf, egy egyszerű keverés pedig a beépüléshez nyilván nem elegendő. Ha ugyanis egyszerűen keverjük pl. őrléssel a cirkonoxidot, akkor lehet, hogy az elosztás nem lesz egyenletes. Ha a magfémre felvisszük, nincs meg a kellő biztonság, hogy minden spirálon elegendő helyes összetételű emissziós anyag van és hogy ez egyenletes elosztásban van jelen. A Zr02 , mint általában a tűzálló oxidok, különböző aktivitási fokkal rendelkezhetnek. A katódon levő emiszsziós rétegnek megfelelő összetételben és kristályszerkezetben a földalkálikarbonátokból és cirkondioxidból a szivattyúzás alatti hőkezelésnél kell ki, alakulni. Lévén pl. a fénycső tömegcikk, erre csak néhány perc áll rendelkezésre. Ha a ZrOa elég aktív állapotban van és mennyisége a szükségesnél sem több, sem kevesebb, úgy kialakulhat feketedést nem adó és hosszú élettartamot biztosító összetétel és kristályszerkezet. Ellenkező esetben megtörténhet, hogy az emissziós rétegben szabad Zr02 , vagy nagy kilépési munkájú földalkáli-cirkon vegyületek képződnek és ez éppen ellenkezőleg, rövid élettartamhoz vezethet. Tisztában kell lenni ugyanis azzal, hogy szabad Zr02 jelenléte a maga nagy kilépési munkájával nem hasznos, hanem káros, mert kényszeríti a kisülést a kis kilépési munkájú helyekre koncentrálódni és ezzel az emissziós anyag fokozott párolgását okozza. Együttes kicsapásnál a fajsúlykülönbségek és az elegykristályképzés hiánya miatt a fenti hátrányok alig küszöbölhetők ki. A cirkondioxid ezek szerint csupán a keresztirányú ellenállást (Querwiderstand) növeli és ennek révén lehet valamelyest párolgást csökkentő hatása, lényegében azonban inkább káros, mint hasznos, lévén, hogy kilépési munkája magas és így a katóda hőmérsékletét emeli. Sokkal előnyösebb a helyzet akkor, ha báriumcirkonátot adagolunk a katódmasszához, amint ezt egy korábbi szabadalmunkban ajánlottuk, azonban ez önmagában még nem kielégítő, és így a fenti hátrányok csak részben küszöbölhetők ki. A báriumcirkonát ugyanis később, a katóda hőkezelése folyamán, tehát a karbonátoknak oxiddá való átalakulása során a jelenlevő földalkálivegyületekkel részben reakcióba léphet és közben önmaga is átalakulhat, amely folyamat pontos mibenléte azonban nincsen még tisztázva, de úgy látszik, hogy nem kézbentartható folyamatról van szó. Ez anynyit jelent, hogy a báriumcirkonát és hasonló más anyagok, pl. báriumtitanát stb. alkalmazása egyes esetekben előnyös lehet, de bizonyos esetekben nem jelent előnyöket. A feladat tehát, oxidkatódáknál a BaÓ párolgásának csökkentése továbbra is fennállott, mivel a korábbi megoldások nem jártak megnyugtató eredménnyel. Találmányunk célja e fenti feladat megoldása, és ezzel együtt a báriumoxid párolgásának nagymértékű csökkentése és így gázkisüléses csöveknél a szokásos feketedések megszüntetése, általánosságban pedig ezenfelül a katóda élettartamának növelése. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy abban az esetben csökkenthető nagymértékben a báriumoxid párolgás és érhető el a kitűzött cél, ha az oxidkatódmassza legalábbis a karbonátoknak oxiddá való átalakulásának első stádiumában, tehát amikor az oxidok még nem oldódtak egymásban elegykristállyá, olyan bázikus báriumvegyületeket tartalmaz, mint amilyen pl. a bázikus báriumcirkonát, bázikus báriumtitanát, bázikus báriumaluminát stb. Felismerésünk szerint az oxiddá alakításnak éppen ebben a kritikus stádiumában ezen vegyületek azok, amelyekből a báriumoxid nem párolog el, vagy legalábbis csak kismértékben párolog. A találmányunk szerinti oxidkatóda aktiváló anyaga ezek szerint földalkálioxid elegykristályokból áll és legalább egy adalékanyagot tartalmaz és azzal van jellemezve, hogy az aktiváló anyag legalább részben olyan bázikus földalkálivegyületet tartalmaz, mint amilyen a bázikus báriumcirkonát. A találmányunk szerinti oxidkatóda előállítása többféleképpen történhet. Ezen eljárások során karbonátok két lépésben alakulnak át oxidelegykristályokká és közös jellemvonásuk az, hogy hőhatással ezen átalakulási művelet első lépésében olyan bázikus földalkálivegyületeket képzünk, mint amilyen a bázikus báriumcirkonát. A találmányunk szerinti eljárás egyik példaképpeni foganatosítási módja a következő lehet: Kettős, vagy hármas karbonát elegykristályokat, tehát pl. bárium-, stroncium- és kalciumkarbonát elegykrStályokat Zr(N03 ) 4 -al preparálunk. Pl. célszerű 5%-nyi mennyiségű ZrOa -nek megfelelő nitrátot alkalmazni és e nitrátoldattal az elegykristályokat átnedvesíteni, majd az anyagot állandó keverés közben beszárítani. Ezután 600 C°-ot meg nem haladó hőmérsékleten a cirkonnitrátot elbontjuk és a kapott terméket 1300—1400 C°-os hőmérsékleten hőkezeljük. E hőkezelés célszerűen pl. vákuumban történhet. A hőkezelés során a karbonátok két lépésben oxiddá alakulnak át, míg a már korábban oxiddá bomlott cirkon a képződő báriumoxiddal reakcióba lép és bázikus báriumcirkonát képződik. A báriumoxid ilyen vegyület formájában lekötve alig párolog. Ezután az anyag oxidelegykristályokká alakul át. Maga a folyamat röntgenográfiai úton is ellenőrizhető, amennyiben ez kívánatos és megállapítható, hogy kialakultak-e már az elegykristályok, Ekkor ugyanis további hevítésre már szükség nincsen. Az elkészült anyagot vákuumtérben lehet tárolni. Felhasználása úgy történik, hogy e vákuumtérből kivéve pl. kötőanyag segítségével, vagy kataforetikus úton, vagy más ismert módszerekkel kalódmagokra, vagy katódhengerekre, vagy egyéb ismert katódalapra felvisszük. Az ily módon készült katódák — az esetleges kötőanyag eltávolítása után — közvetlenül felhasználhatók kisütőcsövekben. Néha azonban ajánlatosabb még felhasználás előtt a katódát újból izzítani, most már alacsonyabb hőmérsékleten, redukáló atmoszférában, vagy egyszerűen vákuumban. E második izzítás esetleg már magába a kisütőcsőbe való beépítés után is foganatosítható. Egy másik példaképpeni foganatosítás esetén a karbonátelegykristályokat cirkonhidroxid kolloid oldatával itatjuk át, és azután a masszát beszárítjuk. Az ily módon készült massza közvetlenül is felhasználható katódmasszának előzetes kiizzítás
