152084. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy emissziójú thóriumos katód előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LIÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1962. I. 25. Közzététel napja: 1964. XII. 23. Megjelent: 1965. XII. 01. (MA—1113) 152084 Szabadalmi osztály: 21 g 1—16 Nemzetközi osztály: H 01 j Deci mái osztályozás: Feltaláló: Dr. Koncz István mérnök, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt, mint a Magyar Adócsőgyár jogutódja, Budapest Eljárás nagy emissziójú thóriumos katód előállítására 10 1 A találmány eljárás, amely nagy emissziójú thóriumos katód — különösen villamos kisütőedények thóriumos wolframkatódjának — előállítására vonatkozik. Izzokatódként használt tisztafemek magas kilépési munkájuk miatt igen magas üzemi hőmérsékletet igényelnek, mely követelménynek csak a legmagasabb hőfokon olvadó fémek tudnak eleget tenni. Nagyobb teljesítményű adócsöveknél gazdasági és gyártási okokból korábban főleg wolframot használtak. A fémwolfram párolgási sebessége az elérhető üzemi hőfokot korlátozza és a jó élettartam érdekében ez általában 2500° K körül van, amely hőfokon a fajlagos telítési áram csak néhány tizes mA/cm2

15 értéket ér el, míg a fajlagos fűtőteljesítmény 100 W/cm2

felett van. A fajlagos emissziós érték kb. 15 mA/W. Néhány százalék thóriumoxidnak a wolframdróthoz történő gyártásközbeni adagolásával 20 egy olyan katódanyagot találtak, melynél megfelelő előkezelés után a fajlagos emisszió a wolframénak többszöröse, míg az üzemi hőfok kb. 1900°—2000° K. Ezzel a katód gazdaságossága kb. a négyszeresére emelkedett. 35 Az első thóriumos katódoknál a thóriumos wolframhuzalt megfelelő kigázosítás után néhány percre 2800° K-ra hevítették és utána 2100° K alatti hőfokon többnyire anódáram kivétele mellett formálták. Ezek a katódok arány- so lag instabilok és érzékenyek voltak, ezért lényegében csak vevőcsöveknél terjedtek el. A megnövekedett emisszió magyarázatára feltételezték, hogy a kristályhatárokon jelenlevő thóriumoxidot a wolfram legalább részben fémthóriummá redukálja, mely fém a kristályhatárok mentén a felületre diffundál és ott egy monomolekuláris réteget képez. Az 1900° K körüli üzemhőmérséklet fölötti izzításnál több thorium párolog el a felületről, mint amennyi utána pótlódik, amiért a fonal emisszióképessége csökken. A párolgási sebesség egy ilyen molekuláris rétegnél lényegesen kisebbnek bizonyult, mint ha a párolgás fém thórium felületéről történt volna. Az instabil katódok lényeges javulását és egyúttal nagyobb teljesítményű csövekben történő felhasználását a wolframfelület karburizálásával érték el. Ennél az eljárásnál a drótkeresztmetszetet 10—30%-ig terjedő hányadát wolframkarbiddá alakítják át. Szivattyúzás után a fonal aktiválása éppen úgy szükséges, mint az eredeti filmkatódnál. A katód érzékenysége lényegesen csökken, míg üzemi adatai az előbbivel azonosak maradnak. A jelentős javulás magyarázatára feltételezték, hogy a wolframkarbid a thóriumoxidot gyorsabban redukálja, ami által a fémthóriumnak felületre történő utánpótlása könnyebb lesz. Miután a wolframkarbid a thóriumoxidot lé-152084