169833. lajstromszámú szabadalom • Izzókatód elektroncsövek számára és eljárás annak előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS A bejelentés napja: 1974. VII. 8. Svájci elsőbbsége: 1973. VII. 9. (9940/73) Közzététel napja: 1976. IX. 28. Megjelent: 1977. XII. 31. (BO—1507) 169833 Nemzetközi osztályozás: H 01J 1/00 H01J 1/02 H01J 9/04 H 01J 19/00 H 01 J 19/02 f X; ;í'' L ^ Feltalálók: Dr. BACHMANN Robert mérnök, Döttingen, BUXBAUM Charley oki. mérnök, Baden, Dr. GESSINGER Gernot mérnök, Niederrohrdorf, Svájc Tulajdonos: BBC Aktiengesellschaft AG., Brown, Boveri et Cie, Baden, Svájc „Izzókatód elektroncsövek számára és eljárás annak előállítására" i A katód legalább egy magas olvadáspontú fémet tartalmazó hordozóból, egy ritka földfém-oxid aktívanyagból, valamint egy redukáló szerből áll, amely utóbbi az üzemi hőmérsékleten a ritka földfém-oxidjával reagál. A találmány tárgyához tartozik még a katód- 5 előállítási eljárás is. Javasoltak már („Metals and Materials", Vol 1, 1967, No. 2. 44.0.) wolframtantál- vagy molibdén-hordozóból, valamely ritkaföldfém-oxid-aktívanyagból, valamint egy redukálószerből álló katódot. Az aktívanya- 10 got vagy felvitték a katódmagra, mint oxidréteget vagy mint impregnálóanyagot a katódmag térfogatába felszívatták, és titán- vagy cirkóniumhidridet alkalmaztak redukálószerként. Az ilyen katód működése azon alapul, hogy a ritkaföldfém redukálódik, és a katód felüle- 15 tén egy vékony emittáló réteget alkot. Ezek a katódok a gyakorlatban nem váltak be, mivel egyrészt csak viszonylag kis emissziós áramsűrűséget, kb. 1,5 A/cm2-t produkáltak optimális hőmérsékleti feltételek között, másrészt pedig, gyorsan kimerültek. 20 Egyébként a technika állásához tartozik még a szokásos tóriumozott wolfram-katód is, amely közepes emiszszió áramsűrűségnél nagy élettartammal tűnik ki, azonban a magas üzemi hőmérséklet (kb. 2000 C°) és a nagy fajlagos fűtőteljesítmény (pl. 35 W/cm2 ) ellenére az 25 ilyen katód csak kb. 90 mA/W emissziót képes biztosítani, tehát a konstrukció javításra szorul. A találmány feladata olyan fűtött katód megalkotása, amely kielégítő élettartam mellett alacsonyabb üzemi hőmérséklettel és kisebb fajlagos fűtőteljesítménnyel, 30 illetve a fűtő-teljesítményre vonatkoztatva nagy elektronkibocsátással tűnik ki. A feladat találmányszerinti megoldását egy olyan a bevezetőben megemlített fajtájú katód képezi, amely lantánoxid tartalmú aktívanyagot, és legalább részben szénből álló redukálószert tartalmaz. Különösen előnyös, ha a redukálószer legalább részben egy magas olvadáspontú fém célszerűen a hordozót alkotó egyik fém karbidjából áll. Vizsgálatok kimutatták, hogy a találmány szerinti katódokkal lényegesen megnövelt emissziós áramsűrűséget és fajlagos elektronkibocsátást tudunk elérni alacsonyabb üzemi hőmérséklet és azonos — de legalábbis kielégítő — élettartam mellett, ha az említett adatokat a legmodernebb tóriumozott katódok adataival hasonlítjuk össze. Az elérhető javulás az emissziós áramsűrűséget tekintve kb. 30%-os míg a fajlagos elektronkibocsátást tekintve kb. 100%-os, ha mindkét esetben wolframhordozót használunk. Bár a wolframhordozók alkalmazása a találmány szerinti katódoknál már lényeges haladást jelent, de a molibdén hordozó alkalmazásával a találmány egy előnyös kiviteli alakjánál még jobb eredmények érhetők el. Az emissziós áramsűrűségre állandó üzemi körülmények között 8 A/cm2 -ig terjedő értékek adódnak. Rövid ideig tartó terhelésnél még nagyobb, kb. 15 A/cm2 -ig terjedő értékeket, fajlagos elektronkibocsátásra pedig kb. 240 mA/W-ig terjedő értékeket észleltünk. A tóriumozott wolframkatódok optimális értékével összehasonlítva általában mintegy harmadára csökkent az 169833 1
