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Elektrische Entladungsröhre mit einer Kathode, die auf der Aussenseite aus durch Barium aktiviertem Erdalkalimetalloxyd besteht
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre mit einer Kathode, die aussenseitig aus durch Barium aktiviertem Erdalkalimetalloxyd besteht, wobei zwischen dieser aktivierten Schicht und dem metallenenKathodenkörper eineSchicht oxydischer Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist, die Barium enthalten und ausserdem einen Reduktor, der aus den oxydischen Verbindungen im Betrieb der Röhre Barium auslöst.
Bei einer bekannten Kathode ist zwischen den beiden oxydischen Schichten eine Metallgaze vorhanden, die mit dem metallenen Kathodenkörper in Berührung ist und als Stromzufuhrglied für die emittierende obere Schicht dient. Die Belastbarkeit dieser Kathoden ist erheblich grösser als die der Oxydkathoden, bei denen eine Schicht aus Karbonaten erhaltener Erdalkalimetalloxyde auf einem Nickelkathodenkörper mit darin aufgenommenen reduzierenden Beimischungen angebracht ist. Bei diesen letzteren Kathoden entsteht während der Lebensdauer ein sogenannter Zwischenschichtwiderstand, der durch eine Verbindung des oxydierten, reduzierenden Beigemisches und des Erdalkalimetalloxyds und durch die Diffusion des freien Bariums nach der Oberfläche gebildet wird.
Die bekannten Kathoden mit zwei durch eineMetallgaze getrenntenOxydschichten haben jedoch den Nachteil einer verhältnismässig verwickelten Bauart und infolgedessen eines höheren Preises.
Gemäss der Erfindung liegt in einer elektrischen Entladungsröhre mit einer Kathode, die auf der Aussenseite aus durch Barium aktiviertem Erdalkalimetalloxyd besteht, wobei zwischen dieser aktivierten Schicht und dem metallenen Kathodenkörper eine Schicht oxydischer Erdalkaliverbindungen vorhanden ist, die Barium enthalten und ausserdem einen Reduktor, der aus den oxydischen Verbindungen im Betrieb der Röhre Barium auslöst, die aktivierte Oxydschicht unmittelbar auf der aus oxydischen Erdalkalimetallverbindungen bestehenden und Titan als Reduktor enthaltenden Schicht.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn die dem metallenen Kathodenkörper angrenzende Schicht eine hin- reichende Menge des Reduktors enthält, diese Schicht im Betrieb der Röhre keinen Zwischenschichtwiderstand bildet, während die Aktivierung der Oberschicht ausreicht, um bei grosser Stromdichte dennoch eine lange Lebensdauer zu erreichen.
DieOberschicht enthält vorzugsweiseStrontiumoxyd, da dieses auch bei höheren Temperaturen länger porös bleibt als Bariumoxyd an sich oder als ein Oxydgemisch von Barium und Strontium, während die Unterschicht ein doppeltes oder dreifaches Erdalkalimetalloxyd mitTitan alsReduktor enthält, was bei der Herstellung der Kathode in Form von Titanhydrid zugesetzt ist. Die Herstellung von Kathoden nach der Erfindung ist nicht schwieriger als die der üblichen Oxydkathoden, da das Spritzen ohnehin in Schichten von einigen Mikron pro Arbeitsvorgang erfolgt, so dass eine Schicht mit einer Stärke von einigen zehn Mikron erst nach vielen Spritzvorgängen erhalten wird.
Als Träger der Schichten wird ein Kathodenkörper, vorzugsweise aus galvanischem Nickel oder Kobalt verwendet, der keine Zusätze enthält. Kobalt hat, ausser dem kaum höheren Preis, den Vorteil, dass es nur die halbe Verdampfungsgeschwindigkeit von Nickel hat.
Die Erfindung sei an Hand beiliegender Zeichnung näher erläutert, die einen Kathodenkörper mit Aktivierungsschichten nach der Erfindung darstellt.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Nickelrohr, auf dem eine Nickelkappe 2 mit einer Wandstärke von 0, 1 mm festgeschweisst ist. Diese Kappe besteht aus galvanischem Nickel ohne Zusätze. Auf der Kappe 2
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angebracht, die aus Kalziumstrontiumkarbonat ohne Zusatz besteht. Nachdem die Kathode mit einem Glühkörper und dieser in der Röhre montiert worden ist, werden durch Erhitzung die Karbonate in Oxyde . zersetzt. Bei dieser Erhitzung wird auch das Titanhydrid zu metallischem Titan zersetzt.
Mit Prüfdioden sind mit den vorstehend beschriebenenKathoden bei einer Stromdichte von 1,5 AI cm2 Lebensdauern von 1200 - 1500 Stunden und bei einer Stromdichte von 1 A/cm2 2000 - 2500 Stunden erreicht worden. Es sei hier noch bemerkt, dass in einer Prüfdiode die Resultate im allgemeinen ungünstiger sind als in normalen Röhren, da in einer Prüfdiode im allgemeinen die Anode eine höhere Temperatur hat.
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aus Barium-Strontium-Kalziumkarbonat bestehen.
PATENTANSPRÜCHE : l. Elektrische Entladungsröhre mit einer Kathode, die auf der Aussenseite aus durch Barium aktiviertem Erdalkalimetalloxyd besteht, wobei zwischen dieser aktivierten Schicht und dem metallenen Kathodenkörper eine Schicht oxydischer Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist, die Barium enthalten und ausserdem einen Reduktor, der aus den oxydischen Verbindungen im Betrieb der Röhre Barium auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierte Oxydschicht (4) unmittelbar auf der aus oxydischen Erdalkalimetallverbindungen bestehenden und Titan als Reduktor enthaltenden Schicht (3) liegt.
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Electric discharge tube with a cathode, the outside of which consists of an alkaline earth metal oxide activated by barium
The invention relates to an electrical discharge tube with a cathode, the outside of which consists of alkaline earth metal oxide activated by barium, with a layer of oxidic alkaline earth metal compounds which contain barium being present between this activated layer and the metal cathode body and also a reducing agent which is made up of the oxidic compounds in operation the tube triggers barium.
In a known cathode, a metal gauze is present between the two oxide layers, which is in contact with the metal cathode body and serves as a power supply element for the emitting upper layer. The loading capacity of these cathodes is considerably greater than that of the oxide cathodes, in which a layer of alkaline earth metal oxides obtained from carbonates is applied to a nickel cathode body with reducing admixtures incorporated therein. In the case of these latter cathodes, a so-called interlayer resistance arises during the service life, which is formed by a combination of the oxidized, reducing admixture and the alkaline earth metal oxide and by the diffusion of the free barium towards the surface.
The known cathodes with two oxide layers separated by a metal gauze, however, have the disadvantage of a relatively complex construction and consequently a higher price.
According to the invention, there is an electrical discharge tube with a cathode, which on the outside consists of alkaline earth metal oxide activated by barium, with a layer of oxidic alkaline earth compounds which contain barium and also a reducing agent, which is made up of the present, between this activated layer and the metal cathode body Oxydic compounds during operation of the tube triggers barium, the activated oxide layer directly on the layer consisting of oxidic alkaline earth metal compounds and containing titanium as a reductor.
It has been shown that if the layer adjoining the metal cathode body contains a sufficient amount of the reductor, this layer does not form any interlayer resistance when the tube is in operation, while the activation of the upper layer is sufficient to still achieve a long service life with a high current density .
The upper layer preferably contains strontium oxide, since this remains porous longer than barium oxide itself or as an oxide mixture of barium and strontium, even at higher temperatures, while the lower layer contains a double or triple alkaline earth metal oxide with titanium as a reducing agent, which is added in the form of titanium hydride during the manufacture of the cathode . The manufacture of cathodes according to the invention is no more difficult than that of the usual oxide cathodes, since the spraying is carried out in layers of a few microns per operation, so that a layer with a thickness of several tens of microns is obtained only after many spraying operations.
A cathode body, preferably made of galvanic nickel or cobalt, which does not contain any additives, is used as the carrier for the layers. In addition to its hardly higher price, cobalt has the advantage that it only evaporates at half the rate of nickel.
The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a cathode body with activation layers according to the invention.
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In the drawing, 1 denotes a nickel tube on which a nickel cap 2 with a wall thickness of 0.1 mm is welded. This cap is made of galvanic nickel without additives. On the cap 2
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made of calcium strontium carbonate without additives. After the cathode with an incandescent body and this has been mounted in the tube, the carbonates are transformed into oxides by heating. decomposed. During this heating process, the titanium hydride is also decomposed into metallic titanium.
With test diodes, with the cathodes described above, lifetimes of 1200-1500 hours at a current density of 1.5 AI cm2 and 2000-2500 hours at a current density of 1 A / cm2 have been achieved. It should also be noted here that the results in a test diode are generally less favorable than in normal tubes, since the anode in a test diode generally has a higher temperature.
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consist of barium strontium calcium carbonate.
PATENT CLAIMS: l. Electric discharge tube with a cathode, the outside of which consists of alkaline earth metal oxide activated by barium, with a layer of oxidic alkaline earth metal compounds between this activated layer and the metal cathode body, which contain barium and also a reducing agent, which is made up of the oxidic compounds when the tube is in operation Triggering barium, characterized in that the activated oxide layer (4) lies directly on the layer (3) consisting of oxidic alkaline earth metal compounds and containing titanium as a reductor.