152084. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy emissziójú thóriumos katód előállítására
1520. 5 ségű idegen fémnek a kristályszerkezetbe történő beépítésével, a fent leírt eljárás alkalmazásával. Eszerinti a karbonizált felületet az aktiváló fém vékony rétegével vonjuk be1 , majd magát az aktiváló fémet a fonal anyagába be- 5 vándoroltatjuk. Az esetleges fémfelesleget megfelelő izzítással a felületről elpárologtatjuk. Ilyenkor csak a rácsszerkezetben megkötött fémszennyező marad a katódban. A beépítésre kerülő idegen fém mennyisége a diffúziós izzí- 10 tás hőfokának és időtartamának, valamint az elpárologtatási hőmérsékletnek változtatásával bő határok között változtatható. A találmány szerinti eljárás nagy előnye az, hogy az így kezelt katód ok rendszerint külön aktiválásra nem 15 szorulnak és emissziójuk lényegesen — nagyságrendileg kétszer — jobb, mint a nem kezelt katódoké. A találmány szerinti eljárás egy másik nagy előnye abban van, hogy az aktiváló fémes be- 20 vonat előállítására majdnem minden olyan fém alkalmas, amelynek olvadáspontja 1200° K felett van. Elsősorban azoknak a fémeknek van a legjobb aktiváló hatásuk, amelyek a mesterséges gyémánt előállításánál is mint kristályo- 25 sodási katalizátorok jó hatást fejtenek ki. A találmány szerinti eljárás egy további előnye abban van, hogy a találmány foganatosításával lehetővé válik egyrészt — ugyanolyan fűtőteljesítmény mellett — a jelenleg haszna- 30 latos katódokhoz képest lényegesen nagyobb emissziójú katódok előállítása, ahol is az emiszszióérték 3—10 A/cm2 -nél jobb, másrészt lehetővé válik a katód hőmérsékletének csökkentése — a jelenleg használatos katódokhoz ké- 35 pest — ugyanakkora emisszió fenntartása mellett. Az utóbb elmondottakból következik az az előny, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazásával készült elektroncsőnek általában határértékig terhelt egyéb szerkezeti alkat- 40 részei (például rácsa), kevésbé vannak thermikusan igénybe véve. A találmány szerinti eljárással kialakított katódnál úgy a mikroszkópiai, mint a röntgendifrakciós vizsgálatok azt igazolták, hogy a 45 karbidrétegben szerkezeti változás lépett fel. A röntgendifrakciós vizsgalat karbonizált wolframfonalnál általában a. — W2 C strukhirát mutatott ki, a legsűrűbb térkitöltésű hexagonális kristályszerkezettel. Az idegen aktiváló fémmel 50 történő kezelés után a röntgenszerkezeti kép minden esetben kifejezetten és elsődlegesen térközepes köbös struktúrát mutatott, amelynek rácsállandója A = 3,1586 Á. Ugyancsak mélyreható változást mutat a ta- 55 lálmány szerinti eljárással kezelt katódfonal keresztmetszetének mikroszkópiai képe is. A karburizált fonal csiszolt és maratott képe éles határt mutat a W2 C-réteg és az alapfém között, a karbidréteg egyenletes struktúrájú. Kezelés 80 után a határvonal lényegesen diffúzabb és sok esetben az eredetileg köralakú keresztmetszet torzul. Mikrokeménység-mérések a karbidréteg egyenletes keménységét mutatják mindkét esetben. A rácsállandó értéke, amelyik a tér- gj •4 -5 közepes köbös fázisnál aránylag pontosan egyezik a fémwolfram rácsállandójával, arra a következtetésre vezet, hogy a felületen vagy fémwolfram, vagy az irodalomban leírt, de nem egyértelműen meghatározott s W2 C-fázis van jelen. A mikroszkópiai kép ez utóbbit valószínűsíti. A találmány szerinti eljárással előállított izzókatód jellemzőit ábrák alapján mutatjuk be, ahol az 1. ábrán egy ismert katód és a találmány szerinti eljárással kialakított katód emissziós karakterisztikáit mutatjuk be, míg a 2. ábrán a találmány szerinti katód élettartam-mérés eredményeit mutatjuk be grafikus ábrázolásban, míg a 3. ábra az eljárás szerint készült katód első felfutási áramát mutatja szivattyúzáskor, összehasonlítva a végállapottal. Az 1. ábra az emissziós csúcsáram és a fűtőteljesítmény közötti összefüggést mutatja egy sorozatgyártási típusú 1 KW anódveszteségű csövön. Az ábra 2 görbéje a szokványos ismert karbonizált thóriumos katóddal készült csőről van felvéve, míg az 1 görbe az összes fonalkonstrukciós adatok megtartásával, de a fenti leírásban közölt eljárás szerint készült katóddal van felvéve. Amint az 1. ábra mutatja, a névleges fűtőteljesítményen az új katódú cső csúcsemissziója 80%-kal haladja meg a szokványos módon készült cső emissziós értékét. A találmány szerinti eljárással készített katód élettartamának vizsgálati eredményeit a 2. ábrán ismertetjük. Az ábrán a katódcsúcsemiszszió tértöitésmentes tartományban mért értékei — a felületegységre eső áram nagysága — van feltüntetve a függőleges tengelyen. A vízszintes tengelyen a teljes névleges üzemi terhelés melletti élettartam van feltüntetve órákban, logaritmikus léptékben három különböző találmány szerinti katóddal kialakított csőegyedre vonatkoztatva (3, 4, 5 görbe). Az ábrából leolvasható, hogy a szokványos fajlagos terhelés körülbelül kétszeres értékei dacára az élettartam folyamán jelentős emissziócsökkenés nem lép fel. Ellentétben az ismert katódokkal, ahol a tényleges aktív állapot csak a szivattyúzás utáni külön hőkezeléssel érhető el, a találmány szerinti katód már a szivattyúzásnál — tehát a legelső felfűtésnél — tekintélyes emissziót mutat, ami a szivattyúzás folyamán csak tovább javul és utóaktiválást nem igényel. Ezt az állapotot mutatja be a 3. ábra, ahol a 7 görbe a találmány szerint előállított katód első felfűtésnél mutatkozó emissziós áramgörbéjét mutatja, míg a 6 görbe a szivattyúzás utáni végső jelleggörbét mutatja be. Az ábrából látható, hogy a 7 görbe még az üzemi hőfok elérése előtt egy erős aktiválódást mutat. Amint az ábra 7 görbéje mutatja, alacsony hőfokon a fonalnak aktiválódása következik be és ez az aktiválódás már ezen az alacsony hőfokon is a jellegzetes thóriumos emisszióértékeket ér-3
