144590. lajstromszámú szabadalom • Oxidkatóda és eljárás annak előállítására

Megjelent: 1958. november 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.590. SZÁM 21. g. 1—16. OSZTÁLY — EE-362. ALAPSZÁM Oxidkatóda és eljárás annak előállítására Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. Budapest A bejelentő által megnevezett feltaláló: Winter Ernő mérnök, a Távközlési Kutató Intézet 2. sz. laboratóriumának munkatársa, budapesti lakos A bejelentés napja: 1956. április 26. Mint ismeretes, az oxidkatódák egy hordozóra felvitt földalkálioxid rétegből állanak, amely réteg báriumoxid mellett stroncium és/vagy kálciumoxidot is tartalmaz, míg a katóda aktívált állapotában ezenfelül e réteg felületén fémbárium is jelen van. Ezenfelül újabban ismeretessé váltak olyan oxidkatódák is, amelyek földalkálioxidokon kívül kis mennyiségben valamilyen adalékanyagot is tartalmaznak. Ilyen adalékanyagok a periodikus rendszer III. vagy IV. csoportja elemeinek oxidjai, vagy pl. berilliumoxid, vagy pedig olyan adalékanyagok, mint amilyeneket a 142.312 sz. magyar szabadalmunkban leírtunk, tehát pl. báriumcirkonátot és hasonló anyagokat. Megfigyelések szerint azonban ezen anyagok nem minden esetben hozzák meg a kívánt eredményt, vagyis a báriumpárolgás csökkentését. Ezzel szemben növelhetik a kilépési munkát és ezzel együtt a katóda működési hőmérsékletét, ami rendkívül káros az élettartamra nézve. Különösen káros lehet pl. nagyobb mennyiségű Zr02

adalék. Oxidkatódák készítése során általában karbonátelegykristályokból szoktak kiindulni. E karbonátelegykristályok földalkálisók oldatából pl. ammonkarbonátos együttes lecsapással készülhetnek. Így pl. igen gyakori egy hármas karbonátkeverék, amely tehát bárium-stroncium- és kálciumkarbonátokat fog tartalmazni. A keverék megfelelő ösz• szeállítása esetén pl. abban az esetben, ha az egyes komponensek egész számú molarányaiknak megfelelő mennyiségben vannak jelen, kifejezetten elegykristályokat kapunk. A karbonátokat szokás a katódmagra, pl. katódfonálra, vagy indirekt fűtésű katódák esetén a katódhengerre felvinni és oxidokká átalakítani. Ez az eddigi eljárásoknál a katódának csőbe beépített állapotában történt éspedig hőhatásra. Az oxidkatódák készítésének ezen folyamatát hosszas vizsgálatoknak vetettük alá. Ezen kutatások során megállapítottuk, hogy a karbonátoknak oxiddá való átalakulása nem egy, hanem két folyamatból tevődik össze. Megállapításaink szerint az első lépésben a karbonátok, ill. karbonátelegykristályok oxidokká, éspedig egyszerű oxidkeverékké esnek szét, majd egy második lépésben ezen oxidok egymásban oldódnak elegykristállyá. Megállapítottuk továbbá azt is, hogy az oxidkatódában szokásos oxidok közül a báriumoxid párolog a legerősebben, a stronciumoxid közepesen, míg kegkevésbé a kalciumoxid. Kutatásaink során ezenkívül azt is megfigyeltük, hogy a karbonátoknak oxiddá való átalakulása folyamatában éppen az első lépésben, tehát amikor még nem képződött oxidelegykristály, hanem csupán egyszerű keverék van jelen, a szabad báriumoxid erősen párolog, majd miután az elegy kristály kialakult, vagyis a BaO, a SrO és CaO-ban oldódik, ez a párolgás hirtelen nagymértékben csökken és csökken természetesen az elegy báriumoxid gőznyomása is. Megfigyeléseink szerint továbbá egyes adalékanyagoknak éppen a karbonátoknak oxiddá való átalakulása első folyamatában van szerepe, amenynyiben a báriumoxidot gyorsabban kötik meg ebben a stádiumban, mint amilyen sebességgel a BaO a többi földalkálioxidban oldódik és ezzel a báriumoxid párolgását csökkentik. Ha pedig a báriumoxid párolgása csökkentett, úgy ez mindennemű elektroncsőbe, vagy gázkisüléses csőbe való beépítés esetén rendkívül előnyös és így elsősorban előnyös fénycsövek esetében, ahol, mint tudvalevő, a fénycső két végén levő foltokat, az ún. katódfoltokat, vagy másképpen feketedéseket nagyrészt éppen az aktíválóanyag párolgása okozza. E foltok pedig a fénycsöveknél semmiképpen nem kívánatosak. E párolgás higanygőzegyenirányítóknál visszagyújtást okoz, elektroncsövek esetében rácsemissziót hoz létre. Éppen e foltok eltüntetésének feladata hozta magával megoldásként pl. cirkondioxidnak ismert alkalmazását. Ez azonban csak néha hatásos. A cirkondioxidnak a katódmasszához való adagolására egyébként kétféle megoldás szokásos. Az egyik esetében a karbonátokhoz egyszerűen cirkondioxidot kevernek és azt ezzel összeőrlik, a másik megoldás szerint viszont a karbonátok kicsapásával egyide-