DE1073113B - Process for the manufacture of oxide cathodes - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden, wie sie z. B. in Vakuum-Leuchtstoffröhren, Radioröhren od. dgl. verwendet werden. Es sind bereits Glühkathoden mit hochemissionsfähigen, leicht verdampfbaren Metallen bekannt, bei denen zur Herabsetzung des Verdampfungsgrades ein hochporöser Trägerkörper aus Silikagel, Kohle oder einem gesinterten Nickelpulver verwendet wird. Diese Kathoden haben sich in der Praxis nicht bewährt, da ihre Lebensdauer nur gering ist und ein Abspratzen sich schon nach kurzer Betriebsdauer bemerkbar macht. Im übrigen zeigen sie nur eine verhältnismäßig kleine aktive Oberfläche. Es wurde bereits vorgeschlagen, emissionsfähige Elektroden in der Weise herzustellen, daß auf ein Trägermaterial, z. B. aus Wolfram, Molybdän, Nickel, Eisen od. dgl., zunächst eine organische Substanz, z. B. Baumwolle, Kunstfaser, Kunststoff, aufgewickelt, aufgepreßt, aufgespritzt oder in einer anderen geeigneten Weise aufgebracht und in einer indifferenten Atmosphäre, z. B. Stickstoff, thermisch zersetzt wird und daß dann das entstandene Kohlenstoffskelett, gegebenenfalls nach Aufbringen eines kerainischen Isolierstoffes, mit einer Aktivierungsmasse, z. B. mit den Oxyden oder Carbonaten des Bariums, Strpntiums oder Caleiums, versehen und teils in der Luft, teils in der Röhre abgebrannt wird.Process for Making Oxide Cathodes The invention relates to a process for the production of oxide cathodes, as they are, for. B. in vacuum fluorescent tubes, Radio tubes or the like. Be used. There are already hot cathodes with high-emission, easily vaporizable metals known, in which to reduce the degree of evaporation a highly porous support body made of silica gel, carbon or a sintered nickel powder is used. These cathodes have not proven themselves in practice because of their lifespan is only slight and spalling is noticeable after a short period of operation power. Otherwise they only show a relatively small active surface. It has already been proposed to manufacture emissive electrodes in such a way that that on a carrier material, for. B. of tungsten, molybdenum, nickel, iron or the like., first an organic substance, e.g. B. cotton, synthetic fiber, plastic, wound, pressed on, sprayed on or applied in any other suitable manner and in an indifferent atmosphere, e.g. B. nitrogen, is thermally decomposed and that then the resulting carbon skeleton, optionally after applying a Kerainic insulating material, with an activating compound, e.g. B. with the oxides or Carbonates of barium, strpntium or caleium, provided and partly in the air, partly burned down in the tube.

Die nach diesem Verfahren hergestellten emissionsfähigen Elektroden haben den Vorteil, daß die aufgetragene Aktivierungsschicht gegenüber den bisherigen Auftragsmethoden eine wesentlich gleichförmigere Stärke besitzt. Wenn auch die Elektronenemission bei den auf diese Weise hergestellten Elektroden den bisher gestellten Anforderungen im wesentlichen entsprach, so läßt sich eine Steigerung in der Weise herbeiführen, daß die Aktivierungsmasse in ein großoberflächiges Metallskelett eingebaut wird.The emissive electrodes produced by this process have the advantage that the applied activation layer over the previous Application methods has a much more uniform thickness. Albeit the electron emission with the electrodes produced in this way, the requirements made so far essentially corresponded, an increase can be brought about in the manner that the activation mass is built into a large-surface metal skeleton.

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden, bei dem auf ein Trägermetall, z. B. aus Wolfram, Molybdän, Nickel, Eisen od. dgl., zunächst eine organische Substanz, z. B. Baumwolle, Kunstfaser oder Kunststoff, aufgewickelt, aufgepreßt, aufgespritzt oder in einer anderen geeigneten Weise aufgebracht und in einer indifferenten Atmosphäre, z. B. Stickstoff, zu einem Kohlenstoffskelett thermisch zersetzt wird, geschieht dies nach der Erfindung in der Weise, daß das Kohlenstoffskelett mit einem Metallcarbonyl, entweder Eisen-, Nickel-, Wolfram- oder Molybdäncarbonyl, getränkt und durch thermische Zersetzung metallisiert wird, worauf das gebildete saugfähige Metallskelett mit einer Aktivierungsmasse, z. B. den Carbonaten oder Oxyden des Bariums, Strontitims oder Calciums, versehen und in der üblichen Weise in Vakuum behandelt wird. Die so hergestellten Oxydkathoden zeigen eine erhöhte Elektronenemission bei gleichmäßiger Verteilung der Aktivierungsmasse in bzw. auf dem Metallskelett auf. Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann man ferner die auf das Trägermetall aufgebrachte organische Substanz unmittelbar, d.h. ohne Bildung eines Kohlenstoffskeletts, mit dem Metallcarbonyl behandeln.In a process for the production of oxide cathodes in which on a carrier metal, e.g. B. of tungsten, molybdenum, nickel, iron or the like., Initially an organic substance, e.g. B. cotton, synthetic fiber or plastic, wound, pressed on, sprayed on or applied in any other suitable manner and in an indifferent atmosphere, e.g. B. nitrogen, to a carbon skeleton is thermally decomposed, this is done according to the invention in such a way that the Carbon skeleton with a metal carbonyl, either iron, nickel, tungsten or molybdenum carbonyl, is impregnated and metallized by thermal decomposition, whereupon the formed absorbent metal skeleton with an activation mass, z. B. the carbonates or oxides of barium, strontite or calcium, and is treated in the usual way in vacuum. The oxide cathodes produced in this way show an increased electron emission with a uniform distribution of the activation mass in or on the metal skeleton. According to a further development of the concept of the invention the organic substance applied to the carrier metal can also be i.e. without forming a carbon skeleton, treat with the metal carbonyl.

Will man besonders großoberflächige Elektroden herstellen, so läßt man vor dem Tränken des Kohlenstoffskeletts mit einem Metallcarbonyl die aus anderen Metallen, wie z. B. Molybdän, Eisen, Messing, bestehende Seele aus dem Trägermetall mit einer Säure herausbeizen.If you want to produce electrodes with a particularly large surface area, leave it before impregnating the carbon skeleton with a metal carbonyl, the one from others Metals such as B. molybdenum, iron, brass, existing core made of the carrier metal pickle out with an acid.

Zweckmäßig wird das Tränken des Metallskeletts mit einer wäßrigen Barium-, Strontium- oder Calciumnitratlösung durchgeführt, die gegebenenfalls in Gegenwart von Ammonium in Carbonate umgewandelt wird. Die Umwandlung muß gegebenenfalls mehrmals durchgeführt werden, wobei sich die Carbonatkristalle in der durch das Metallskelett gegebenen Form bilden. Dadurch wird bei den nach dem neuen Verfahren hergestellten Elektroden außer einer guten Haftfestigkeit eine gutleitende Verbindung zwischen Trägermetall und Aktivierungsschicht erzielt, die auch den starken thernlischen Beanspruchungen, wie sie z. B. beim sogenannten Kaltstarten auftreten, gewachsen sind.It is expedient to impregnate the metal skeleton with an aqueous one Barium, strontium or calcium nitrate solution carried out, which may be in The presence of ammonium is converted into carbonates. The conversion must be carried out if necessary be carried out several times, the carbonate crystals in the Metal skeleton form given shape. This will result in the use of the new procedure In addition to good adhesive strength, the electrodes produced a good conductive connection achieved between the carrier metal and the activation layer, which also the strong thermal Stresses as they are, for. B. occur during so-called cold starts, grown are.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Oxydkathoden, bei dem auf ein Trägermetall, z. B. auf Wolfram, Molybdän, Nickel, Eisen od. dgl., zunächst eine organische Substanz, z. B. Baumwolle, Kunstfaser oder Kunststoff, aufgewickelt, aufgepreßt, aufgespritzt oder in einer anderen geeigneten Weise aufgebracht und in einer indifferenten Atmosphäre, z. B. Stickstoff, zu einem Kohlenstoffskelett thermisch zersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffskelett mit einem Metallcarbonyl getränkt und durch thermische Zersetzung metallisiert wird, worauf das gebildete saugfähige Metallskelett mit einer Aktivierungsmasse, z. B. den Oxyden oder Carbonaten des Bariums, Strontiums oder Caleiums, versehen und in der üblichen Weise im Vakuum behandelt wird. PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of oxide cathodes, in which a carrier metal, e.g. B. on tungsten, molybdenum, nickel, iron od. Like., First an organic substance, z. B. cotton, synthetic fiber or plastic, wound up, pressed on, sprayed on or applied in another suitable manner and in an indifferent atmosphere, e.g. B. nitrogen, is thermally decomposed to a carbon skeleton, characterized in that the carbon skeleton is impregnated with a metal carbonyl and metallized by thermal decomposition, whereupon the absorbent metal skeleton formed with an activating mass, for. B. the oxides or carbonates of barium, strontium or Caleiums, provided and treated in the usual way in a vacuum. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Tränken des Kohlenstoffskeletts mit einem Metallcarbonyl die aus anderen Metallen, wie z. B. Molybdän, Eisen, Messing, bestehende Seele aus dem Trägermetall mit einer Säure herausgebeizt wird. 3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Trägermetall aufgebrachte organische Substanz unmittelbar, d. h. ohne Bildung eines Kohlenstoffskeletts, mit dem Metallcarbonyl behandelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 567 709; »Phys. Blätter«, jahrg. 8, 1952, S. 497. In Betracht gezogene ältere Patente-. Deutsches Patent Nr. 1038 661. 2. The method according to claim 1, characterized in that before the impregnation of the carbon skeleton with a metal carbonyl made of other metals, such as. B. molybdenum, iron, brass, existing core is pickled from the carrier metal with an acid. 3. Modification of the method according to claim 1, characterized in that the organic substance applied to the carrier metal directly, d. H. without forming a carbon skeleton with which metal carbonyl is treated. Documents considered: German Patent No. 567 709; “Phys. Leaves «, year. 8, 1952, p. 497. Prior Patents Considered-. German Patent No. 1038 661.