WO2019056026A1 - Cathode - Google Patents

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WO2019056026A1
WO2019056026A1 PCT/AT2018/000072 AT2018000072W WO2019056026A1 WO 2019056026 A1 WO2019056026 A1 WO 2019056026A1 AT 2018000072 W AT2018000072 W AT 2018000072W WO 2019056026 A1 WO2019056026 A1 WO 2019056026A1
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WO
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cathode
core
jacket
shell
refractory metal
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PCT/AT2018/000072
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Karl Huber
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Plansee Se
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    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
    • H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part

Definitions

  • the invention relates to a cathode for a lamp, in particular for a high pressure discharge lamp, having the features of the preamble of
  • Claim 1 and a method for producing a cathode.
  • Cathodes of high pressure discharge lamps are usually made of a refractory material, usually tungsten, with a the
  • Electron discharge work reducing material a so-called
  • Emitter cloth is doped.
  • Thorium oxide (ThO2) is usually used as the doping, since this addition significantly reduces the electron work function (from 4.6 to 5.4 eV for pure tungsten depending on the grain orientation to 2.4 to 3.0 eV for W-ThO2 ).
  • ThO2 Thorium oxide
  • thorium is a radioactive element, efforts have been made for decades to substitute this material.
  • High-pressure discharge lamp wherein the material of the cathode tip in addition to tungsten lanthanum oxide (La2O3) as an emitter material and at least one further oxide from the group hafnium oxide (HfO2) and zirconium oxide (ZrO2).
  • La2O3 tungsten lanthanum oxide
  • HfO2 hafnium oxide
  • ZrO2 zirconium oxide
  • the cathode is formed of a material, in which a basic material of metallic tungsten lanthanum oxide and
  • the cathode base material of metallic tungsten also contains carbon in the form of a solid solution.
  • the dissolved carbon thus reduces the lanthanum oxide to elemental lanthanum, which along the grain boundaries of the tungsten to a
  • Tip region of the cathode diffuses. This ensures a continuous supply of emitter material.
  • the object of the invention is to provide an improved cathode and a method for producing a cathode.
  • the cathode according to the invention comprises:
  • a core extending at least partially along a longitudinal axis of the cathode, the core consisting essentially of tungsten with portions of at least one electron work function reducing material, a cladding at least partially surrounding the core, the cladding being a refractory metal or a refractory metal alloy and Share of at least one carbon source, either the core or the shell are formed from undeformed material.
  • tungsten essentially made of tungsten "here means that the core is at least
  • 95 wt. % consists of tungsten. In general, only a maximum of 0.5 wt. % more substances available.
  • the jacket shares at least one substance for
  • the structure of an undeformed material shows no mechanical deformation characteristics.
  • undeformed material is in particular a pressed-sintered
  • an undeformed material usually has a higher residual porosity than a formed material.
  • the core consists of formed material, preferably of wire material.
  • the undeformed jacket consists for example of a pressed-sintered powder mixture.
  • Outer contour be further compressed by local heat input.
  • Other ways to create a dense shell are in an outer coating of the shell, such as a CVD or a slurry process.
  • the aim of the formation of a dense shell is to reduce evaporation of any emitter material which may have diffused into the shell.
  • dense shell is meant here that a shell with a relation to the shell material significantly reduced porosity exists.
  • Forming - has a higher residual porosity than the core.
  • Advantageous effects are associated with this: on the one hand, the jacket experiences a lower heat input during operation, since a current conductivity decreases with increasing porosity. On the other hand is connected by a porosity
  • the jacket consists of formed material, for example rod material.
  • the jacket is anyway made of dense material. A training of a special shell is not required here.
  • the variant in which the core is formed of wire material and the jacket consists of undeformed material.
  • the cathode body is thus a composite component comprising a component of one
  • refractory metals in the context of the present application are the metals of the 4th group (titanium, zirconium and hafnium), the 5th group (vanadium, niobium, tantalum) and the 6th group (chromium, molybdenum, tungsten) of the periodic table and rhenium Roger that.
  • the 4th group titanium, zirconium and hafnium
  • the 5th group vanadium, niobium, tantalum
  • 6th group chromium, molybdenum, tungsten
  • Refractory metal alloys are alloys with at least 50 at.%
  • Refractory metal or refractory metals meant. These materials are under another excellent dimensional stability at high
  • Electrode substances for reducing electron work function - usually rare earth oxides - are also referred to as "emitter substances.” Emitter substances are usually added as an oxide, and in operation, high temperatures form a cathode tip
  • Electron discharge work reducing effect can be assigned to this location.
  • the term “emitter element” refers to the dosage form, for example La 2 O 3 is an emitter substance and lanthanum is the corresponding emitter element Core substance to reduce one
  • the core of tungsten wire with a content of La2O3 between 0.5% wt.% And 2.5 wt.%, More preferably with a content of La2O3 between 1, 0% wt.% And 2.0 wt .% educated.
  • Wire quality is commonly used as "WL” wire, which is distributed finely in the microstructure
  • Oxide particles improve the creep resistance and increase the
  • Electron work function The weights are based on the content in the material of the core.
  • thorium oxide is the cerium oxide Ce2O3.
  • the representation of the core of a cheap available semi-finished, preferably wire or rod material, allows a particularly economical production of the cathode. It is preferably provided that the carbon source in the jacket is at least partially formed by tungsten carbide. Preferably, the tungsten carbide is W2C.
  • the advantage of providing carbon at least partially in the form of tungsten carbide is inter alia in the favorable processing together with metallic tungsten.
  • elemental carbon for example in the form of flame black, may be present as the carbon source.
  • the carbon provides for temperatures as may occur when the cathode is operated in a lamp, or when the cathode is annealed, provides for reduction of the emitter material oxide to the elemental emitter element.
  • Reaction equation for the reduction of the emitter substance can be established as follows:
  • elemental emitter element becomes the bulk of the cathode material
  • only the cladding contains the carbon source for the mechanism of reduction described above. This applies to the state before the connection of sheath and core to
  • Anode body In particular, in the case of a cohesive connection, carbon can be diffused between the jacket and the core.
  • the core may also contain carbon.
  • the respective formed semi-finished product is usually approximately free of carbon in its original form. Nearly free means that the carbon content is typically below 30 pg / g. It is preferably provided that the total carbon content between
  • Carbon content above will be increased cathode deformation and / or increased bulb blackening observed.
  • the carbon content refers to the proportion in the respective undeformed component shell or core. It is preferably provided that the jacket is substantially free of substance for reducing an electron work function (emitter substance).
  • the shell has a dense shell that is substantially free of emitter material.
  • a dense shell should be formed on the cladding which is substantially free of emitter substance.
  • the jacket does not contribute to an evaporation of emitter substance when using the cathode and thus a particularly low piston blackening occurs.
  • Substantially free means that the content of emitter substance in the shell or in the dense shell below 0.1 wt. %, preferably further below.
  • the core and the jacket are cohesively and / or positively connected with each other.
  • Cohesive means that there is a metallurgical bond between the core and the jacket.
  • a form-fitting connection is favorable: here, for example, the core is geometrically designed such that there is a mechanical entanglement between the core and the jacket. So a particularly strong and secure connection can be created.
  • the core may be partially upset or squashed. It can also be grooves or grooves formed on the core or on the jacket.
  • the recesses extend along a
  • Screw curve which is preferably continuous. This creates a closed emitter path along the free surface. As a result, emitter material can be conveyed back particularly easily from the volume (bulk) of the core in the direction of the end of the cathode facing a discharge space.
  • Core and shell are particularly preferred by a Sinterphilgung
  • sintering is meant a cohesive bond formed by diffusion. In the present case there is one
  • a cathode tip is formed on the end of the cathode facing a discharge space.
  • the core protrude from the jacket or flush with the jacket.
  • the cathode tip can be formed flattened. This means that the cathode tip is not geometrically pointed, but is flattened to a plateau.
  • the cathode preferably has a substantially cylindrical basic shape and is formed on the side facing the discharge space to form a truncated cone.
  • the flattened cathode tip facing the discharge space preferably has a circular cross-section. The center of the circular cross section is formed by the core. The core is surrounded by the material of the jacket.
  • the core preferably has a smaller diameter at the end of the cathode facing a discharge space than in a region of a shaft. In other words, the core tapers towards the discharge space.
  • Protection is also desired for a method for producing a cathode, in particular a cathode for a high-pressure discharge lamp, comprising the steps:
  • Refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source Refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source
  • Powder mixture comprising powder of refractory metal or a powder
  • Refractory metal alloy and at least one substance for reducing electron work function
  • the two variants of the method describe the two cases that either the core consists of formed material and the sheath on
  • powder metallurgical path is formed (first variant) or
  • the shell is made of formed material and the core is on
  • the powder mixture may comprise the first variant
  • Refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source also additionally a substance for reducing the
  • the first powder mixture can be pressed before inserting the core into a green compact.
  • the core can be placed in a loose powder bed or in a pre-pressed green body.
  • the refractory metal of the first powder mixture is tungsten, which is why tungsten is mentioned in the explanation of the exemplary embodiment.
  • the main body of the core may be, for example, a wire section.
  • the cylindrical wire section is tapered on the side provided as the cathode tip.
  • the core is embedded in a powder mixture comprising tungsten and at least one carbon source.
  • the core is embedded in a powder mixture comprising tungsten and at least one carbon source.
  • Powder mixture also in addition a substance to reduce the
  • the embedding is done in a die or a mold in which the core can be positioned.
  • the first powder mix can be crimped to a green compact prior to inserting the core.
  • the powder mixture is pressed to the core and consolidated.
  • the consolidation is done by thermally assisted mechanical
  • a suitable method is, for example, hot pressing.
  • the resulting cathode blank can be reworked.
  • the cathode tip can become a
  • Plateau to be ground to a nominal diameter.
  • FIG. 2 is a high-pressure discharge lamp
  • Fig. 4 is a schematic representation of the method in a first variant
  • FIGS. 7, 8 are SEM images of longitudinal sections of the cathode
  • FIG. 1a schematically shows a cathode 1 in a longitudinal section along a longitudinal axis L.
  • the cathode 1 has a substantially cylindrical basic shape with one in the direction of a discharge space in this
  • the cathode 1 comprises a core 2, which in this exemplary embodiment is formed from a shaped tungsten material, which is provided with a tungsten-shaped cathode tip 4
  • Emitterstoff, here La203 is doped.
  • wire material is used for the core, which is cheap available as semi-finished.
  • the core 2 extends along the longitudinal axis L, wherein the longitudinal axis L also forms an axis of symmetry of the substantially cylindrical core 2, and is coaxially surrounded by a jacket 3.
  • the diameter of the core 2 is formed to a diameter d2 which is smaller than a diameter d1 of the core 2 in the region of a shaft 5.
  • the shell 3 is formed in this embodiment of undeformed material and contains at least one carbon source , In the present
  • Embodiment is the shell 3 made of tungsten with proportions of
  • Tungsten carbide W2C in the form of a hot-pressed powder mixture.
  • the core 2 and the shell 3 are connected by a Sinterphilgung cohesively.
  • Cohesive means that a metallurgical
  • the doping with the emitter La2Ü3 ensures a low
  • FIG. 1b shows a cross section of the cathode tip 4.
  • the cathode tip 4 is flattened and has a circular cross section.
  • the center is formed by the core 2, which is concentrically surrounded by the shell 3.
  • the core 2 can protrude from the jacket 3 or as in
  • FIG. 2 schematically shows a high-pressure discharge lamp 6. Between the cathode 1 and an anode 7, a discharge arc is formed during operation.
  • a high-pressure discharge lamp 6 with a cathode 1 according to the invention is free of thorium and has at least the same length of life and a similarly low or low arc disturbance as a lamp with a thoriated cathode.
  • FIG. 3a shows a cathode 1 in section with respect to the configuration of the cathode tip 4.
  • the cathode tip 4 of the material of the core 2 and shell 3 is formed.
  • the jacket 3 is firmly bonded to the core 2.
  • a positive connection between core 2 and shell 3 can be generated via cross-sectional changes to the core 2.
  • FIG. 3b Here provide grooves 12 on the core 2 for
  • the groove 12 or the grooves 12 extends along a screw curve, which is preferably continuous. This is how it is
  • emitter substance can be conveyed back particularly easily from the volume (bulk) of the core 3 in the direction of the cathode tip 4.
  • FIG. 4 schematically shows the method for producing a cathode in one embodiment. Shown here is the variant of the method, according to which a core 2 made of formed material with a jacket 3 is connected from a powder mixture. In a pressing tool consisting of a lower punch 9 and an upper punch 10, the core 2 of the later cathode is positioned. The core 2 is embedded in a powder mixture 8 comprising tungsten and at least one carbon source.
  • the powder mixture 8 becomes at least partially the core 2
  • the consolidation takes place by the action of pressure P and heat H.
  • An example of such a combined thermal and mechanical compression is the hot pressing.
  • the method variant via hot pressing is particularly suitable, since the core 2 as a formed material already has a high relative density, or in other words is virtually free of pores. That is, the core 2 in the consolidation step in the above process no longer shows any loss while the powder mixture 8 naturally shrinks by the pressing and sintering.
  • hot pressing is done by tracking the
  • the resulting cathode blank can be formed.
  • the cathode blank is reworked to finished cathode.
  • FIG. 5 shows schematically the variant of the method for producing a cathode 1, according to which a jacket 3 made of formed material is connected to a core 2 made of a powder mixture.
  • a pressing tool consisting of a lower punch 9 and an upper punch 10 of the jacket 3 of the later cathode is positioned.
  • the jacket consists in this case of hollow cylinder-like sleeve, which was made from a formed semi-finished product.
  • starting material for example, a
  • Rod material can be used.
  • For the core 2 will be in a second
  • Powder mixture 11 comprising refractory metal powder or a powder
  • Refractory metal alloy and at least one material for reducing an electron work function in the shell 3 filled and consolidated by the action of pressure P and heat H can be carried out in the same way as in FIG. 4.
  • the cathode 1 thus obtained can, if necessary, still be processed to measure.
  • FIG. 6 shows a cathode 1 in a further exemplary embodiment.
  • the core 2 is present as a consolidated powder mixture, while the shell 3 consists of a formed material.
  • FIG. 7 shows a SEM (Scanning Electron Microscope) image of a detail of a longitudinal section through a cathode 1.
  • a section of the cathode 1 at the transition to the cathode tip 4 can be seen, wherein the sectional plane is not laid through the center or longitudinal axis L of the core 2 , Therefore, in this sectional view of the core 2 is not sufficient for the cathode tip 4.
  • a groove 12 can be seen on the core 2, wherein at the bottom of the groove 12 no
  • the core 2 facilitates the diffusion of emitter material in the direction of the cathode tip 4. In the remaining areas there is a material bond between the core 2 and the sheath 3. Furthermore, the residual porosity in the sheath 3 can be seen, while the core 2 consists of dense formed material.
  • the jacket 3 consists of a consolidated powder mixture.
  • the core 2 is from
  • FIG. 8 likewise shows an SEM (scanning electron microscope) image of a section of a longitudinal section through the cathode 1 of FIG. 7. Pores are clearly visible in the structure of the shell 3.
  • the residual porosity of the shell 3 ie in the left half of the image) is in this example 5.5%, with quantitative microstructure analysis evaluated as area fraction of the pores.

Abstract

The invention relates to a cathode (1) for a lamp, in particular for a high intensity discharge lamp, comprising a core (2), which extends at least partially along a longitudinal axis (L) of the cathode (1), the core (2) consisting substantially of tungsten with portions of at least one substance for reducing an electronic work function, a shell (3), which at least partially extends around the core (2), the shell (3) consisting of a refractory metal or a refractory metal alloy and portions of at least one carbon source, either the core (2) or the shell (3) being formed from undeformed material.

Description

Kathode  cathode
Die Erfindung betrifft eine Kathode für eine Lampe, insbesondere für eine Hochdruckentladungslampe, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von The invention relates to a cathode for a lamp, in particular for a high pressure discharge lamp, having the features of the preamble of
Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode. Claim 1 and a method for producing a cathode.
Kathoden von Hochdruckentladungslampen bestehen in der Regel aus einem hochschmelzenden Material, meist Wolfram, das mit einem die Cathodes of high pressure discharge lamps are usually made of a refractory material, usually tungsten, with a the
Elektronenaustrittsarbeit reduzierenden Material, einem so genannten Electron discharge work reducing material, a so-called
Emitterstoff, dotiert ist. Meist wird als Dotierung Thoriumoxid (ThO2) verwendet, da dieser Zusatz die Elektronenaustrittsarbeit deutlich herabsetzt (von - in Abhängigkeit von der Kornorientierung - 4,6 bis 5,4 eV für reines Wolfram auf 2,4 bis 3,0 eV für W-ThO2). Da jedoch Thorium ein radioaktives Element ist, gibt es seit Jahrzehnten Bestrebungen, diesen Werkstoff zu substituieren. Emitter cloth, is doped. Thorium oxide (ThO2) is usually used as the doping, since this addition significantly reduces the electron work function (from 4.6 to 5.4 eV for pure tungsten depending on the grain orientation to 2.4 to 3.0 eV for W-ThO2 ). However, since thorium is a radioactive element, efforts have been made for decades to substitute this material.
Alternative Emitterstoffe zu ThO2 haben den Nachteil, dass sie in der Regel einen geringeren Siedepunkt als ThO2 aufweisen und die Kathodenoberfläche rasch an dem die Elektronenaustrittsarbeit reduzierenden Emitterstoff verarmt. Aus dem Volumen der Elektrode kann das die Elektronenaustrittsarbeit reduzierende Oxid nicht ausreichend schnell nachdiffundieren. In Folge treten Bogenunruhe und verstärkter Abbrand auf. Die Kathode erreicht keine lange Lebensdauer. Alternative emitter substances to ThO 2 have the disadvantage that they generally have a lower boiling point than ThO 2 and the cathode surface is rapidly depleted of the emitter substance which reduces the electron work function. From the volume of the electrode, the oxide reducing the electron work function can not diffuse sufficiently fast enough. As a result, arc disturbance and increased burnup occur. The cathode does not reach a long life.
Um den Defiziten der alternativen Emitterstoffe zu begegnen, gibt es To counter the deficiencies of the alternative emitter substances, there are
Vorschläge aus dem Stand der Technik: Suggestions from the prior art:
Die DE 10209426A1 beschreibt eine Kathode für eine DE 10209426A1 describes a cathode for a
Hochdruckentladungslampe, wobei das Material der Kathodenspitze zusätzlich zu Wolfram Lanthanoxid (La2O3) als Emitterstoff und mindestens ein weiteres Oxid aus der Gruppe Hafniumoxid (HfO2) und Zirkonoxid (ZrO2) enthält. Die Zugabe dieser Oxide führt demnach zu einer Verbesserung der Eigenschaften hinsichtlich Abdampfung des Emitterstoffs.  High-pressure discharge lamp, wherein the material of the cathode tip in addition to tungsten lanthanum oxide (La2O3) as an emitter material and at least one further oxide from the group hafnium oxide (HfO2) and zirconium oxide (ZrO2). The addition of these oxides thus leads to an improvement in the properties with respect to evaporation of the emitter substance.
Die DE102009057546A1 beschreibt eine Kathode für eine DE102009057546A1 describes a cathode for a
Hochdruckentladungslampe, wobei die Kathode aus einem Material gebildet ist, bei dem ein Grundstoff aus metallischem Wolfram Lanthanoxid und High pressure discharge lamp, wherein the cathode is formed of a material, in which a basic material of metallic tungsten lanthanum oxide and
Zirconiumoxid enthält. Im Kathoden-Grundstoff aus metallischem Wolfram ist zudem Kohlenstoff in Form einer festen Lösung vorhanden. Contains zirconium oxide. The cathode base material of metallic tungsten also contains carbon in the form of a solid solution.
Der gelöste Kohlenstoff reduziert demnach das Lanthanoxid zu elementarem Lanthan, welches entlang der Korngrenzen des Wolframs zu einem The dissolved carbon thus reduces the lanthanum oxide to elemental lanthanum, which along the grain boundaries of the tungsten to a
Spitzenbereich der Kathode diffundiert. So wird für einen kontinuierlichen Nachschub an Emitterstoff gesorgt.  Tip region of the cathode diffuses. This ensures a continuous supply of emitter material.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kathode sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode anzugeben. The object of the invention is to provide an improved cathode and a method for producing a cathode.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kathode mit den Merkmalen von The object is achieved by a cathode with the features of
Anspruch 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15. Die erfindungsgemäße Kathode umfasst: Claim 1 or a method having the features of claim 15. The cathode according to the invention comprises:
einen Kern, der sich zumindest teilweise entlang einer Längsachse der Kathode erstreckt, wobei der Kern im Wesentlichen aus Wolfram mit Anteilen wenigstens eines Stoffes zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit besteht, einen den Kern zumindest teilweise umgebenden Mantel, wobei der Mantel aus einem Refraktärmetall oder einer Refraktärmetalllegierung und Anteilen wenigstens einer Kohlenstoffquelle besteht, wobei entweder der Kern oder der Mantel aus unverformtem Material gebildet sind. Die Formulierung„im a core extending at least partially along a longitudinal axis of the cathode, the core consisting essentially of tungsten with portions of at least one electron work function reducing material, a cladding at least partially surrounding the core, the cladding being a refractory metal or a refractory metal alloy and Share of at least one carbon source, either the core or the shell are formed from undeformed material. The wording "im
Wesentlichen aus Wolfram" bedeutet hier, dass der Kern zu wenigstens Essentially made of tungsten "here means that the core is at least
95 gew. % aus Wolfram besteht. In der Regel sind lediglich maximal 0,5 gew. % weitere Stoffe vorhanden. 95 wt. % consists of tungsten. In general, only a maximum of 0.5 wt. % more substances available.
Bezüglich der Orientierung des Kerns„zumindest teilweise entlang einer  Regarding the orientation of the core "at least partially along a
Längsachse der Kathode" sei erklärt, dass geringfügige Abweichungen Longitudinal axis of the cathode "is explained that slight deviations
(beispielsweise 10°) von der Ausrichtung der Längsachse vorstellbar sind; auch kann der Kern außermittig im Mantel verlaufen. (For example, 10 °) are conceivable from the orientation of the longitudinal axis; Also, the core can run off-center in the mantle.
Optional kann auch der Mantel Anteile wenigstens eines Stoffes zur Optionally, the jacket shares at least one substance for
Verringerung der Elektronenaustrittsarbeit enthalten. Während bei einem umgeformtem Material der betreffende Werkstoff eine bildsame Formgebung erfahren hat und das Gefüge dementsprechend Reduction of the electron work function included. While in a formed material of the material in question has undergone a sculptural shaping and the structure accordingly
Merkmale einer mechanischen Umformung aufweist, zeigt das Gefüge eines unverformten Materials keine Merkmale einer mechanischen Umformung. Mit unverformtem Material ist insbesondere eine gepresst-gesinterte Having features of a mechanical deformation, the structure of an undeformed material shows no mechanical deformation characteristics. With undeformed material is in particular a pressed-sintered
Pulvermischung gemeint. Neben dem Merkmal des Ausbleibens eines  Meant powder mixture. In addition to the feature of the absence of a
Umformgefüges weist ein unverformtes Material in der Regel eine höhere Restporosität als ein umgeformter Werkstoff auf. Forming structure, an undeformed material usually has a higher residual porosity than a formed material.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kathode erlaubt gute The inventive construction of the cathode allows good
Brenneigenschaften bei günstiger und einfacher Herstellung. Burning properties with cheaper and easier production.
In der Variante, in der der Mantel aus unverformtem Material gebildet ist, besteht der Kern aus umgeformtem Material, bevorzugt aus Drahtmaterial. Bei dieser Variante besteht der unverformte Mantel beispielsweise aus einer gepresst-gesinterten Pulvermischung. In the variant in which the sheath is formed from undeformed material, the core consists of formed material, preferably of wire material. In this variant, the undeformed jacket consists for example of a pressed-sintered powder mixture.
In einer Weiterbildung dieser Variante kann es vorgesehen sein, am Mantel eine dichte Schale auszubilden. So kann etwa der Mantel an seiner In a development of this variant, it may be provided to form a sealed shell on the jacket. For example, the coat on his
Außenkontur durch lokale Wärmeeinbringung weiter verdichtet sein. Andere Möglichkeiten zur Schaffung einer dichten Schale liegen in einer äußerlichen Beschichtung des Mantels, etwa über ein CVD- oder ein Slurry-Verfahren. Ziel der Ausbildung einer dichten Schale ist es, eine Abdampfung von gegebenenfalls in den Mantel diffundierten Emitterstoff zu reduzieren. Unter „dichter Schale" wird hier verstanden, dass eine Schale mit einer gegenüber dem Mantelmaterial deutlich reduzierten Porosität besteht. Outer contour be further compressed by local heat input. Other ways to create a dense shell are in an outer coating of the shell, such as a CVD or a slurry process. The aim of the formation of a dense shell is to reduce evaporation of any emitter material which may have diffused into the shell. By "dense shell" is meant here that a shell with a relation to the shell material significantly reduced porosity exists.
Besonders vorteilhaft an der Variante mit Mantel aus unverformtem Material ist, dass der Mantel - bedingt durch das Ausbleiben einer verdichtenden Particularly advantageous in the variant with shell of undeformed material is that the jacket - due to the absence of a compacting
Umformung - eine höhere Restporosität als der Kern aufweist. Damit sind vorteilhafte Effekte verbunden: zum einen erfährt der Mantel einen geringeren Wärmeeintrag im Betrieb, da eine Stromleitfähigkeit mit zunehmender Porosität abnimmt. Zum anderen wird durch eine mit der Porosität verbundene Forming - has a higher residual porosity than the core. Advantageous effects are associated with this: on the one hand, the jacket experiences a lower heat input during operation, since a current conductivity decreases with increasing porosity. On the other hand is connected by a porosity
Oberflächenrauigkeit eine Abstrahlung von Wärme begünstigt, wodurch insgesamt ein günstiger Wärmehaushalt erzielt wird. Günstig ist eine Restporosität des Mantels von wenigstens 3%, bevorzugt über 5%, welche über quantitative Gefügeanalyse bestimmt werden kann. Surface roughness favors a radiation of heat, whereby a total of a favorable heat balance is achieved. Cheap is one Residual porosity of the shell of at least 3%, preferably over 5%, which can be determined by quantitative microstructure analysis.
In der Variante, in der der Kern aus unverformtem Material gebildet ist, besteht der Mantel aus umgeformtem Material, beispielsweise aus Stabmaterial. In diesem Fall ist der Mantel ohnehin aus dichtem Material. Eine Ausbildung einer besonderen Schale ist hier nicht erforderlich. In the variant in which the core is formed from undeformed material, the jacket consists of formed material, for example rod material. In this case, the jacket is anyway made of dense material. A training of a special shell is not required here.
Zusammengefasst werden zwei Varianten vorgeschlagen: In summary, two variants are proposed:
- Kern aus umgeformtem Material und Mantel aus konsolidierter  - Core of formed material and shell of consolidated
Pulvermischung  powder mixture
oder  or
- Mantel aus umgeformtem Material und Kern aus konsolidierter  - Sheath of formed material and core of consolidated
Pulvermischung.  Powder mixture.
Besonders bevorzugt ist die Variante, in welcher der Kern aus Drahtmaterial gebildet ist und der Mantel aus unverformtem Material besteht. Particularly preferred is the variant in which the core is formed of wire material and the jacket consists of undeformed material.
Kern und Mantel bilden zusammen einen Kathodenkörper. Der Kathodenkörper ist also ein Verbundbauteil umfassend eine Komponente aus einem Core and jacket together form a cathode body. The cathode body is thus a composite component comprising a component of one
umgeformtem Werkstoff und einer Komponente aus einem unverformtem formed material and a component of an undeformed
Werkstoff, insbesondere aus einer gepresst-gesinterten Pulvermischung. Material, in particular of a pressed-sintered powder mixture.
Dadurch können für den Kern - bei der Variante, dass der Mantel aus This allows for the core - in the variant that the coat off
unverformtem Material gebildet ist - bzw. für den Mantel - bei der Variante, dass der Kern aus unverformtem Material gebildet ist - besonders günstig verfügbare Halbzeuge verwendet werden. is formed undeformed material - or for the jacket - in the variant that the core is formed of undeformed material - particularly favorable available semi-finished products are used.
Unter Refraktärmetallen werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung die Metalle der 4. Gruppe (Titan, Zirconium und Hafnium), der 5. Gruppe (Vanadium, Niob, Tantal) und der 6. Gruppe (Chrom, Molybdän, Wolfram) des Periodensystems sowie Rhenium verstanden. Unter Among refractory metals in the context of the present application are the metals of the 4th group (titanium, zirconium and hafnium), the 5th group (vanadium, niobium, tantalum) and the 6th group (chromium, molybdenum, tungsten) of the periodic table and rhenium Roger that. Under
Refraktärmetalllegierungen sind Legierungen mit wenigstens 50 at. % Refractory metal alloys are alloys with at least 50 at.%
Refraktärmetall oder Refraktärmetallen gemeint. Diese Werkstoffe weisen unter anderem eine ausgezeichnete Formbeständigkeit bei hohen Refractory metal or refractory metals meant. These materials are under another excellent dimensional stability at high
Einsatztemperaturen auf.  Operating temperatures on.
Stoffe zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit - in der Regel handelt es sich um Seltenerd-Oxide - werden in weiterer Folge auch als„Emitterstoffe" bezeichnet. Emitterstoffe werden üblicherweise als Oxid zugefügt. Im Betrieb bildet sich durch die hohen Temperaturen an einer Kathodenspitze eine Substances for reducing electron work function - usually rare earth oxides - are also referred to as "emitter substances." Emitter substances are usually added as an oxide, and in operation, high temperatures form a cathode tip
Monolage des betreffenden Elements in elementarer Form aus. Der die Monolayer of the element concerned in elemental form. The the
Elektronenaustrittsarbeit reduzierende Effekt kann dieser Lage zugeordnet werden. Ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung das eigentliche chemische Element (z.B. Lanthan) gemeint, ist von„Emitterelement" die Rede. „Emitterstoff' bezeichnet hingegen die Darreichungsform. So ist zum Beispiel La2O3 ein Emitterstoff und Lanthan das entsprechende Emitterelement. Bevorzugt ist der im Kern enthaltene Stoff zur Verringerung einer Electron discharge work reducing effect can be assigned to this location. If the actual chemical element (eg lanthanum) is meant in connection with the present application, the term "emitter element" refers to the dosage form, for example La 2 O 3 is an emitter substance and lanthanum is the corresponding emitter element Core substance to reduce one
Elektronenaustrittsarbeit von Lanthanoxid (La2Ü3) gebildet. Electron work function of lanthanum oxide (La2Ü3) formed.
Besonders bevorzugt ist der Kern aus Wolfram-Draht mit einem Gehalt an La2O3 zwischen 0,5 % gew.% und 2,5 gew.%, weiter bevorzugt mit einem Gehalt an La2O3 zwischen 1 ,0 % gew.% und 2,0 gew.% gebildet. Diese Particularly preferred is the core of tungsten wire with a content of La2O3 between 0.5% wt.% And 2.5 wt.%, More preferably with a content of La2O3 between 1, 0% wt.% And 2.0 wt .% educated. These
Drahtqualität ist als„WL" Draht geläufig. Die im Gefüge fein verteilten Wire quality is commonly used as "WL" wire, which is distributed finely in the microstructure
Oxidpartikel verbessern die Kriechbeständigkeit und erhöhen die Oxide particles improve the creep resistance and increase the
Rekristallisationstemperatur. Das La2O3 sorgt für eine geringe Recrystallization temperature. The La2O3 makes for a low
Elektronenaustrittsarbeit. Die Gewichtsangaben beziehen sich auf den Gehalt im Werkstoff des Kerns. Electron work function. The weights are based on the content in the material of the core.
Eine weitere Alternative zu Thoriumoxid stellt das Ceroxid Ce2O3 dar. Another alternative to thorium oxide is the cerium oxide Ce2O3.
Die Darstellung des Kerns aus einem günstig verfügbaren Halbzeug, bevorzugt Draht- oder Stabmaterial, erlaubt eine besonders wirtschaftliche Fertigung der Kathode. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kohlenstoffquelle im Mantel zumindest teilweise von Wolframkarbid gebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wolframkarbid um W2C.  The representation of the core of a cheap available semi-finished, preferably wire or rod material, allows a particularly economical production of the cathode. It is preferably provided that the carbon source in the jacket is at least partially formed by tungsten carbide. Preferably, the tungsten carbide is W2C.
Der Vorteil der Bereitstellung von Kohlstoff zumindest teilweise in Form von Wolframkarbid liegt unter anderem in der günstigen Verarbeitung zusammen mit metallischem Wolfram. Alternativ oder zusätzlich kann als Kohlenstoffquelle elementarer Kohlenstoff, etwa in Form von Flammruß vorhanden sein. The advantage of providing carbon at least partially in the form of tungsten carbide is inter alia in the favorable processing together with metallic tungsten. Alternatively or additionally, elemental carbon, for example in the form of flame black, may be present as the carbon source.
Der Kohlenstoff sorgt bei Temperaturen wie sie bei einem Betrieb der Kathode in einer Lampe auftreten können oder bei einer Glühbehandlung der Kathode eingestellt werden für eine Reduktion des als Oxid vorliegenden Emitterstoffes zu dem elementaren Emitterelement. The carbon provides for temperatures as may occur when the cathode is operated in a lamp, or when the cathode is annealed, provides for reduction of the emitter material oxide to the elemental emitter element.
Liegt Kohlenstoff in der Form als Wolframkarbid W2C vor, kann die If carbon is present in the form as tungsten carbide W2C, the
Reaktionsgleichung für die Reduktion des Emitterstoffes wie folgt aufgestellt werden: Reaction equation for the reduction of the emitter substance can be established as follows:
La2O3(s) + 3W2C(s) 2La(s) + 6W(s) + 3CO(g) La 2 O 3 (s) + 3W 2 C (s) 2La (s) + 6W (s) + 3CO (g)
Über den oben beschriebenen Reduktionsmechanismus wird elementares Emitterelement aus dem Volumen (bulk) des Kathodenwerkstoffs an die Through the above-described reduction mechanism, elemental emitter element becomes the bulk of the cathode material
Oberfläche nachgeliefert, und eine mit einer solchen Kathode ausgestattete Lampe erreicht eine hohe Lebensdauer bei gleichmäßigem Abbrandverhalten. Surface supplied and a lamp equipped with such a cathode achieves a long service life with uniform burn-off behavior.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält in der Regel lediglich der Mantel die Kohlenstoffquelle für den oben beschriebenen Mechanismus der Reduktion. Dies gilt für den Zustand vor der Verbindung von Mantel und Kern zum In general, according to the present invention, only the cladding contains the carbon source for the mechanism of reduction described above. This applies to the state before the connection of sheath and core to
Anodenkörper. Insbesondere bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann es zur Diffusion von Kohlenstoff zwischen Mantel und Kern kommen.  Anode body. In particular, in the case of a cohesive connection, carbon can be diffused between the jacket and the core.
In der Variante, in welcher der Kern als konsolidierte Pulvermischung In the variant in which the core as a consolidated powder mixture
ausgeführt ist, kann auch der Kern Kohlenstoff enthalten. is executed, the core may also contain carbon.
Das jeweilige umgeformte Halbzeug ist in der Regel in seiner ursprünglichen Form annähernd frei von Kohlenstoff. Annähernd frei bedeutet, dass der Kohlenstoffgehalt typischerweise unter 30 pg/g liegt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gesamt-Kohlenstoffgehalt zwischen The respective formed semi-finished product is usually approximately free of carbon in its original form. Nearly free means that the carbon content is typically below 30 pg / g. It is preferably provided that the total carbon content between
50 - 3000 pg/g, bevorzugt 150 - 1500 pg/g und besonders bevorzugt 350 pg/g und 800 pg/g liegt. Bei einem Kohlenstoffgehalt unter den angegebenen  50-3000 pg / g, preferably 150-1500 pg / g and more preferably 350 pg / g and 800 pg / g. At a carbon content below the specified
Grenzen ist keine genügende Reduktionswirkung gegeben; liegt der Limits is given no sufficient reduction effect; is the
Kohlenstoffgehalt darüber, werden eine erhöhte Kathodenverformung und / oder eine verstärkte Kolbenschwärzung beobachtet. Der Kohlenstoffgehalt bezieht sich auf den Anteil im jeweiligen unverformten Bauteil Mantel bzw. Kern. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Mantel im Wesentlichen frei von Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit (Emitterstoff) ist. Carbon content above, will be increased cathode deformation and / or increased bulb blackening observed. The carbon content refers to the proportion in the respective undeformed component shell or core. It is preferably provided that the jacket is substantially free of substance for reducing an electron work function (emitter substance).
Alternativ weist der Mantel eine dichte Schale auf, die im Wesentlichen frei von Emitterstoff ist. Ist also der Mantel nicht im Wesentlichen frei von Emitterstoff, so soll eine dichte Schale am Mantel ausgebildet sein, welche im Wesentlichen frei von Emitterstoff ist. Alternatively, the shell has a dense shell that is substantially free of emitter material. Thus, if the cladding is not substantially free of emitter material, then a dense shell should be formed on the cladding which is substantially free of emitter substance.
Dies ist deswegen besonders vorteilhaft, da auf diese Weise der Mantel bei einem Einsatz der Kathode nicht zu einer Abdampfung von Emitterstoff beiträgt und somit eine besonders geringe Kolbenschwärzung auftritt. Im Wesentlichen frei bedeutet, dass der Gehalt an Emitterstoff im Mantel bzw. in der dichten Schale unter 0,1 gew. %, bevorzugt weiter darunter liegt.  This is particularly advantageous because in this way the jacket does not contribute to an evaporation of emitter substance when using the cathode and thus a particularly low piston blackening occurs. Substantially free means that the content of emitter substance in the shell or in the dense shell below 0.1 wt. %, preferably further below.
Bevorzugt sind der Kern und der Mantel stoffschlüssig und / oder formschlüssig miteinander verbunden. Stoffschlüssig bedeutet, dass eine metallurgische Verbindung zwischen Kern und Mantel besteht. Günstig ist darüber hinaus eine formschlüssige Verbindung: hier ist beispielsweise der Kern geometrisch so ausgebildet, dass eine mechanische Verhakung zwischen Kern und Mantel besteht. So kann eine besonders feste und sichere Verbindung geschaffen werden. Zum Erreichen eines Formschlusses kann beispielsweise der Kern teilweise angestaucht oder gequetscht sein. Es können auch Nuten oder Rillen am Kern bzw. am Mantel ausgebildet sein. Preferably, the core and the jacket are cohesively and / or positively connected with each other. Cohesive means that there is a metallurgical bond between the core and the jacket. In addition, a form-fitting connection is favorable: here, for example, the core is geometrically designed such that there is a mechanical entanglement between the core and the jacket. So a particularly strong and secure connection can be created. To achieve a positive connection, for example, the core may be partially upset or squashed. It can also be grooves or grooves formed on the core or on the jacket.
Günstig ist es, wenn teilweise, also lokal, keine Materialverbindung zwischen Kern und Mantel besteht, Kern und Mantel also stellenweise voneinander beabstandet sind. Dies kann durch lokale Aussparungen am Kern oder Mantel realisiert werden. Diese Aussparungen (etwa Nuten oder Einstiche), It is favorable if, in part, ie locally, there is no material connection between the core and the cladding, that is to say that the core and cladding are spaced from one another in places. This can be realized by local recesses on the core or shell. These recesses (such as grooves or recesses),
begünstigen eine Oberflächendiffusion von Emitterstoff an der Oberfläche des Kerns. Besonders bevorzugt verlaufen die Aussparungen entlang einer favor a surface diffusion of emitter material on the surface of the core. Particularly preferably, the recesses extend along a
Schraubenkurve, die vorzugsweise durchgängig ist. So wird ein geschlossener Transportpfad für Emitterstoff entlang der freien Oberfläche geschaffen. Dadurch kann Emitterstoff besonders leicht vom Volumen (bulk) des Kerns in Richtung dem einem Entladungsraum zugewandten Ende der Kathode nachgefördert werden. Besonders bevorzugt sind Kern und Mantel durch eine Sinterfügung Screw curve, which is preferably continuous. This creates a closed emitter path along the free surface. As a result, emitter material can be conveyed back particularly easily from the volume (bulk) of the core in the direction of the end of the cathode facing a discharge space. Core and shell are particularly preferred by a Sinterfügung
miteinander verbunden. Mit Sinterfügung ist eine durch Diffusion entstandene stoffschlüssige Verbindung gemeint. Im vorliegenden Fall besteht eine connected with each other. By sintering is meant a cohesive bond formed by diffusion. In the present case there is one
Sinterfügung zwischen dem unverformten Teil (Mantel oder Kern) und dem umgeformten Teil (Kern bzw. Mantel). Zusätzlich kann noch ein Formschluss bestehen. Sintering between the undeformed part (sheath or core) and the formed part (core or sheath). In addition, there may still be a form fit.
Bevorzugt ist auf dem einem Entladungsraum zugewandten Ende der Kathode eine Kathodenspitze ausgebildet. Dabei kann der Kern aus dem Mantel herausragen oder mit dem Mantel bündig abschließen. Preferably, a cathode tip is formed on the end of the cathode facing a discharge space. In this case, the core protrude from the jacket or flush with the jacket.
Die Kathodenspitze kann abgeflacht ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die Kathodenspitze nicht geometrisch spitz ist, sondern zu einem Plateau abgeflacht ist. Die Kathode hat bevorzugt eine im Wesentlichen zylindrische Grundform und ist an der dem Entladungsraum zugewandten Seite zu einem Kegelstumpf geformt. Die dem Entladungsraum zugewandte abgeflachte Kathodenspitze hat bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt. Das Zentrum des kreisförmigen Querschnitts ist vom Kern gebildet. Der Kern ist umgeben vom Material des Mantels. The cathode tip can be formed flattened. This means that the cathode tip is not geometrically pointed, but is flattened to a plateau. The cathode preferably has a substantially cylindrical basic shape and is formed on the side facing the discharge space to form a truncated cone. The flattened cathode tip facing the discharge space preferably has a circular cross-section. The center of the circular cross section is formed by the core. The core is surrounded by the material of the jacket.
Bevorzugt weist der Kern an dem einem Entladungsraum zugewandten Ende der Kathode einen geringeren Durchmesser aufweist als in einem Bereich eines Schafts. In anderen Worten verjüngt sich Kern in Richtung Entladungsraum.  The core preferably has a smaller diameter at the end of the cathode facing a discharge space than in a region of a shaft. In other words, the core tapers towards the discharge space.
Schutz wird auch begehrt für ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode, insbesondere einer Kathode für eine Hochdruckentladungslampe umfassend die Schritte: Protection is also desired for a method for producing a cathode, in particular a cathode for a high-pressure discharge lamp, comprising the steps:
- Bereitstellen eines Kerns aus umgeformtem Material,  Providing a core of formed material,
- Bereitstellen einer ersten Pulvermischung umfassend Pulver von  Providing a first powder mixture comprising powder of
Refraktärmetall oder einer Refraktärmetall-Legierung und wenigstens eine Kohlenstoffquelle,  Refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source,
- Einbetten des Kerns in die optional vorgepresste erste Pulvermischung, - Konsolidieren der Pulvermischung zu einem den Kern zumindest teilweise umgebenden Mantel, Embedding the core in the optionally pre-pressed first powder mixture, Consolidating the powder mixture to a shell at least partially surrounding the core,
- optional Nachbearbeiten der über die vorangegangenen Schritte erhaltenen Kathode  optionally post-processing of the cathode obtained via the preceding steps
oder umfassend die Schritte: or comprising the steps:
Bereitstellen eines Mantels aus umgeformtem Material,  Providing a jacket of formed material,
zumindest teilweises Befüllen des Mantels mit einer zweiten  at least partially filling the shell with a second
Pulvermischung umfassend Pulver von Refraktärmetall oder einer  Powder mixture comprising powder of refractory metal or a powder
Refraktärmetall-Legierung und wenigstens einen Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit,  Refractory metal alloy and at least one substance for reducing electron work function,
Konsolidieren der zweiten Pulvermischung zu einem vom Mantel umgebenen Kern,  Consolidating the second powder mixture into a core surrounded by the shell,
optional Nachbearbeiten der über die vorangegangenen Schritte erhaltenen Kathode.  optionally post-processing of the cathode obtained via the preceding steps.
Die zwei Verfahrensvarianten beschreiben die zwei Fälle, dass entweder der Kern aus umgeformten Material besteht und der Mantel auf The two variants of the method describe the two cases that either the core consists of formed material and the sheath on
pulvermetallurgischem Weg angeformt wird (erste Variante) oder powder metallurgical path is formed (first variant) or
dass der Mantel aus umgeformten Material besteht und der Kern auf that the shell is made of formed material and the core is on
pulvermetallurgischem Weg in den Mantel eingebracht wird (zweite Variante). powder metallurgical path is introduced into the jacket (second variant).
Optional kann die Pulvermischung der ersten Variante umfassend Optionally, the powder mixture may comprise the first variant
Refraktärmetall oder eine Refraktärmetall-Legierung und wenigstens eine Kohlenstoffquelle auch zusätzlich einen Stoff zur Verringerung der Refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source also additionally a substance for reducing the
Elektronenaustrittsarbeit enthalten. Electron work included.
Optional kann in der ersten Variante die erste Pulvermischung vor Einsetzen des Kerns zu einem Grünling verpresst werden. In anderen Worten kann also der Kern in ein loses Pulverbett oder in einen vorgepressten Grünling gesetzt werden.  Optionally, in the first variant, the first powder mixture can be pressed before inserting the core into a green compact. In other words, therefore, the core can be placed in a loose powder bed or in a pre-pressed green body.
Das Verfahren sei für die Variante mit einem Kern aus umgeformtem Material näher erläutert. The method is explained in more detail for the variant with a core of formed material.
In der Regel ist das Refraktärmetall der ersten Pulvermischung Wolfram, daher ist in den Erläuterungen zum Ausführungsbeispiel Wolfram genannt. Der Grundkörper des Kerns kann zum Beispiel ein Drahtabschnitt sein. As a rule, the refractory metal of the first powder mixture is tungsten, which is why tungsten is mentioned in the explanation of the exemplary embodiment. The main body of the core may be, for example, a wire section.
Bevorzugt ist der zylinderförmige Drahtabschnitt auf der als Kathodenspitze vorgesehenen Seite verjüngt ausgebildet. Preferably, the cylindrical wire section is tapered on the side provided as the cathode tip.
In weiterer Folge wird der Kern in eine Pulvermischung umfassend Wolfram und wenigstens eine Kohlenstoffquelle eingebettet. Optional kann die  Subsequently, the core is embedded in a powder mixture comprising tungsten and at least one carbon source. Optionally, the
Pulvermischung auch zusätzlich einen Stoff zur Verringerung der Powder mixture also in addition a substance to reduce the
Elektronenaustrittsarbeit enthalten. Electron work included.
Vorzugsweise erfolgt die Einbettung in einem Gesenk bzw. einer Form, in welcher der Kern positioniert werden kann.  Preferably, the embedding is done in a die or a mold in which the core can be positioned.
Optional kann die erste Pulvermischung vor Einsetzen des Kerns zu einem Grünling verpresst werden. Optionally, the first powder mix can be crimped to a green compact prior to inserting the core.
Anschließend wird die Pulvermischung an den Kern gepresst und konsolidiert. Die Konsolidierung erfolgt durch thermisch unterstützte mechanische  Subsequently, the powder mixture is pressed to the core and consolidated. The consolidation is done by thermally assisted mechanical
Verdichtung. Ein geeignetes Verfahren ist zum Beispiel das Heißpressen. Compression. A suitable method is, for example, hot pressing.
Nach Entnahme aus dem Gesenk bzw. der Form kann der erhaltene Kathoden- Rohling nachbearbeitet werden. Etwa kann die Kathodenspitze zu einem After removal from the die or the mold, the resulting cathode blank can be reworked. For example, the cathode tip can become a
Plateau auf einen Nenn-Durchmesser geschliffen werden. Plateau to be ground to a nominal diameter.
Schutz wird auch begehrt für eine Hochdruckentladungslampe mit einer Protection is also sought for a high pressure discharge lamp with a
Kathode nach einem der Ansprüche 1 bis 13. Cathode according to one of claims 1 to 13.
Die Erfindung wird durch Figuren näher erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen: The invention is explained in more detail by figures. It shows or show:
Fig. 1a und 1b Details einer Kathode in einem Ausführungsbeispiel Fig. 2 eine Hochdruckentladungslampe 1a and 1b details of a cathode in an embodiment Fig. 2 is a high-pressure discharge lamp
Fig. 3a, 3b Details einer Kathode  Fig. 3a, 3b Details of a cathode
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verfahrens in einer ersten Variante  Fig. 4 is a schematic representation of the method in a first variant
Fig 5 schematische Darstellung des Verfahrens in einer zweiten Variante  5 shows a schematic representation of the method in a second variant
Fig 6 eine Kathode in einem weiteren Ausführungsbeispiel Fig 7, 8 REM Aufnahmen von Längsschnitten der Kathode In Figur 1a ist schematisch eine Kathode 1 in einem Längsschnitt entlang einer Längsachse L gezeigt. Die Kathode 1 hat eine im Wesentlichen zylindrische Grundgestalt mit einer in Richtung eines Entladungsraums in diesem 6 shows a cathode in a further exemplary embodiment, FIGS. 7, 8 are SEM images of longitudinal sections of the cathode FIG. 1a schematically shows a cathode 1 in a longitudinal section along a longitudinal axis L. The cathode 1 has a substantially cylindrical basic shape with one in the direction of a discharge space in this
Ausführungsbeispiel kegelstumpfförmig ausgebildeter Kathodenspitze 4. Die Kathode 1 umfasst einen Kern 2, welcher in diesem Ausführungsbeispiel aus einem umgeformten Wolframmaterial ausgebildet ist, welches mit einem The cathode 1 comprises a core 2, which in this exemplary embodiment is formed from a shaped tungsten material, which is provided with a tungsten-shaped cathode tip 4
Emitterstoff, hier La203, dotiert ist. Bevorzugt wird für den Kern Drahtmaterial verwendet, das als Halbzeug günstig verfügbar ist. Emitterstoff, here La203, is doped. Preferably, wire material is used for the core, which is cheap available as semi-finished.
Der Kern 2 erstreckt sich entlang der Längsachse L, wobei die Längsachse L auch eine Symmetrieachse des im Wesentlichen zylindrischen Kerns 2 bildet, und ist koaxial von einem Mantel 3 umgeben. Im Bereich der Kathodenspitze 4 ist der Durchmesser des Kerns 2 zu einem Durchmesser d2 geformt, welcher kleiner ist als ein Durchmesser d1 des Kerns 2 in dem Bereich eines Schafts 5. Der Mantel 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus unverformtem Material gebildet und enthält wenigstens eine Kohlenstoffquelle. Im vorliegenden  The core 2 extends along the longitudinal axis L, wherein the longitudinal axis L also forms an axis of symmetry of the substantially cylindrical core 2, and is coaxially surrounded by a jacket 3. In the region of the cathode tip 4, the diameter of the core 2 is formed to a diameter d2 which is smaller than a diameter d1 of the core 2 in the region of a shaft 5. The shell 3 is formed in this embodiment of undeformed material and contains at least one carbon source , In the present
Ausführungsbeispiel ist der Mantel 3 aus Wolfram mit Anteilen von Embodiment is the shell 3 made of tungsten with proportions of
Wolframkarbid W2C in Form einer heißgepressten Pulvermischung dargestellt. Der Kern 2 und der Mantel 3 sind durch eine Sinterfügung stoffschlüssig miteinander verbunden. Stoffschlüssig heißt, dass eine metallurgische Tungsten carbide W2C in the form of a hot-pressed powder mixture. The core 2 and the shell 3 are connected by a Sinterfügung cohesively. Cohesive means that a metallurgical
Verbindung besteht. Connection exists.
In einem Einsatz der Kathode 1 in einer Hochdruckentladungslampe (nicht gezeigt) sorgt die Dotierung mit dem Emitterstoff La2Ü3 für eine geringe In a use of the cathode 1 in a high-pressure discharge lamp (not shown), the doping with the emitter La2Ü3 ensures a low
Elektronenaustrittsarbeit. Der Kohlenstoff aus der Kohlenstoffquelle im Mantel 3 reduziert den oxidisch vorliegenden Emitterstoff im Kern 2. Damit ist eine kontinuierliche Versorgung der Kathodenspitze 4 mit elementarem Electron work function. The carbon from the carbon source in the shell 3 reduces the oxide emitter present in the core 2. Thus, a continuous supply of the cathode tip 4 with elemental
Emitterelement (hier Lanthan) gegeben. Figur 1b zeigt einen Querschnitt der Kathodenspitze 4. Die Kathodenspitze 4 ist abgeflacht ausgeführt und weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das Zentrum ist vom Kern 2 gebildet, der konzentrisch vom Mantel 3 umgeben ist. Der Kern 2 kann dabei aus dem Mantel 3 herausragen oder wie im Emitter element (here lanthanum) given. FIG. 1b shows a cross section of the cathode tip 4. The cathode tip 4 is flattened and has a circular cross section. The center is formed by the core 2, which is concentrically surrounded by the shell 3. The core 2 can protrude from the jacket 3 or as in
vorliegenden Beispiel bündig mit diesem abschließen. In Figur 2 ist schematisch eine Hochdruckentladungslampe 6 gezeigt. Zwischen der Kathode 1 und einer Anode 7 bildet sich im Betrieb ein Entladungsbogen. Eine Hochdruckentladungslampe 6 mit einer erfindungsgemäßen Kathode 1 ist frei von Thorium und weist eine wenigstens gleich lange Lebensdauer und eine ähnlich geringe oder geringere Bogenunruhe wie eine Lampe mit thorierter Kathode auf. finish this example flush with this. FIG. 2 schematically shows a high-pressure discharge lamp 6. Between the cathode 1 and an anode 7, a discharge arc is formed during operation. A high-pressure discharge lamp 6 with a cathode 1 according to the invention is free of thorium and has at least the same length of life and a similarly low or low arc disturbance as a lamp with a thoriated cathode.
Figur 3a zeigt eine Kathode 1 im Schnitt bezüglich der Ausgestaltung der Kathodenspitze 4. Nach Figur 3a ist die Kathodenspitze 4 von Material des Kerns 2 und Mantel 3 gebildet. Der Mantel 3 ist mit dem Kern 2 stoffschlüssig verbunden. Zusätzlich kann über Querschnittsveränderungen am Kern 2 ein Formschluss zwischen Kern 2 und Mantel 3 erzeugt werden. Dies ist 3a shows a cathode 1 in section with respect to the configuration of the cathode tip 4. According to Figure 3a, the cathode tip 4 of the material of the core 2 and shell 3 is formed. The jacket 3 is firmly bonded to the core 2. In addition, a positive connection between core 2 and shell 3 can be generated via cross-sectional changes to the core 2. This is
beispielhaft in Figur 3b gezeigt. Hier sorgen Nuten 12 am Kern 2 für shown by way of example in FIG. 3b. Here provide grooves 12 on the core 2 for
zusätzlichen Formschluss zwischen Kern 2 und Mantel 3. In einer bevorzugten Variante besteht am Grund der Nut 12 keine Materialverbindung zwischen dem Kern 2 und dem Mantel 3. Dadurch wird eine Oberflächendiffusion von additional positive connection between core 2 and shell 3. In a preferred variant, there is no material connection between the core 2 and the shell 3 at the bottom of the groove 12. This results in a surface diffusion of
Emitterstoff an der Oberfläche des Kerns 2 in Richtung Kathodenspitze 4 begünstigt. Besonders bevorzugt verläuft die Nut 12 bzw. die Nuten 12 entlang einer Schraubenkurve, die vorzugsweise durchgängig ist. So wird ein Emitterstoff on the surface of the core 2 in the direction of the cathode tip 4 favors. Particularly preferably, the groove 12 or the grooves 12 extends along a screw curve, which is preferably continuous. This is how it is
geschlossener Transportpfad für Emitterstoff entlang der freien Oberfläche geschaffen. Dadurch kann Emitterstoff besonders leicht vom Volumen (bulk) des Kerns 3 in Richtung Kathodenspitze 4 nachgefördert werden. closed transport path for emitter material created along the free surface. As a result, emitter substance can be conveyed back particularly easily from the volume (bulk) of the core 3 in the direction of the cathode tip 4.
Figur 4 zeigt schematisch das Verfahren zur Herstellung einer Kathode in einem Ausführungsbeispiel. Gezeigt ist hier die Variante des Verfahrens, nach welcher ein Kern 2 aus umgeformten Material mit einem Mantel 3 aus einer Pulvermischung verbunden wird. In einem Presswerkzeug bestehend aus einem Unterstempel 9 und einem Oberstempel 10 wird der Kern 2 der späteren Kathode positioniert. Der Kern 2 wird in eine Pulvermischung 8 umfassend Wolfram und wenigstens eine Kohlenstoffquelle eingebettet. FIG. 4 schematically shows the method for producing a cathode in one embodiment. Shown here is the variant of the method, according to which a core 2 made of formed material with a jacket 3 is connected from a powder mixture. In a pressing tool consisting of a lower punch 9 and an upper punch 10, the core 2 of the later cathode is positioned. The core 2 is embedded in a powder mixture 8 comprising tungsten and at least one carbon source.
Die Pulvermischung 8 wird zu einem den Kern 2 zumindest teilweise  The powder mixture 8 becomes at least partially the core 2
umgebenden Mantel 3 konsolidiert. In diesem Fall erfolgt die Konsolidierung durch Einwirkung von Druck P und Wärme H. Ein Beispiel für eine solche kombinierte thermische und mechanische Verdichtung ist das Heißpressen. Die Verfahrensvariante über Heißpressen bietet sich insbesondere an, da der Kern 2 als umgeformtes Material ja bereits eine hohe relative Dichte aufweist, oder anders ausgedrückt nahezu porenfrei ist. Das bedeutet, dass der Kern 2 bei dem Konsolidierungsschritt im obigen Verfahren keinen Schwund mehr zeigt, während die Pulvermischung 8 naturgemäß durch das Pressen und Sintern schwindet. Beim Heißpressen wird durch Nachführen des surrounding coat 3 consolidated. In this case, the consolidation takes place by the action of pressure P and heat H. An example of such a combined thermal and mechanical compression is the hot pressing. The method variant via hot pressing is particularly suitable, since the core 2 as a formed material already has a high relative density, or in other words is virtually free of pores. That is, the core 2 in the consolidation step in the above process no longer shows any loss while the powder mixture 8 naturally shrinks by the pressing and sintering. When hot pressing is done by tracking the
Presswerkzeugs der Mantel 3 auf den Kern 2 aufgepresst und angesintert. Dadurch entsteht eine metallurgische Verbindung zwischen Kern 2 und Pressing the shell 3 is pressed onto the core 2 and sintered. This creates a metallurgical connection between core 2 and
Mantel 3. Nach der Konsolidierung kann der erhaltene Kathoden-Rohling ausgeformt werden. Gegebenenfalls wird der Kathoden-Rohling zu fertigen Kathode überarbeitet. Mantle 3. After consolidation, the resulting cathode blank can be formed. Optionally, the cathode blank is reworked to finished cathode.
Figur 5 zeigt schematisch die Variante des Verfahrens zur Herstellung einer Kathode 1 , nach welcher ein Mantel 3 aus umgeformten Material mit einem Kern 2 aus einer Pulvermischung verbunden wird. In einem Presswerkzeug bestehend aus einem Unterstempel 9 und einem Oberstempel 10 wird der der Mantel 3 der späteren Kathode positioniert. Der Mantel besteht in diesem Fall aus hohlzylinderartigen Hülse, die aus einem umgeformten Halbzeug hergestellt wurde. Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein FIG. 5 shows schematically the variant of the method for producing a cathode 1, according to which a jacket 3 made of formed material is connected to a core 2 made of a powder mixture. In a pressing tool consisting of a lower punch 9 and an upper punch 10 of the jacket 3 of the later cathode is positioned. The jacket consists in this case of hollow cylinder-like sleeve, which was made from a formed semi-finished product. As starting material, for example, a
Stangenmaterial verwendet werden. Für den Kern 2 wird in eine zweite Rod material can be used. For the core 2 will be in a second
Pulvermischung 11 umfassend Pulver von Refraktärmetall oder einer Powder mixture 11 comprising refractory metal powder or a powder
Refraktärmetall-Legierung und wenigstens einen Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit in den Mantel 3 gefüllt und durch Einwirkung von Druck P und Wärme H konsolidiert. Die Konsolidierung und die damit einhergehende Verbindung von Kern 2 und Mantel 3 kann in gleicher Weise wie in Figur 4 geschildert erfolgen. Die so erhaltene Kathode 1 kann, sofern erforderlich, noch auf Maß bearbeitet werden. Refractory metal alloy and at least one material for reducing an electron work function in the shell 3 filled and consolidated by the action of pressure P and heat H. The consolidation and the associated connection of core 2 and shell 3 can be carried out in the same way as in FIG. 4. The cathode 1 thus obtained can, if necessary, still be processed to measure.
Figur 6 zeigt eine Kathode 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. FIG. 6 shows a cathode 1 in a further exemplary embodiment.
In diesem Fall liegt der Kern 2 als konsolidierte Pulvermischung vor, während der Mantel 3 aus einem umgeformten Werkstoff besteht. In this case, the core 2 is present as a consolidated powder mixture, while the shell 3 consists of a formed material.
Eine Kathode 1 dieser Art resultiert etwa aus dem zu Figur 5 beschriebenen Verfahren. Figur 7 zeigt eine REM (Rasterelektronenmikroskop)-Aufnahme eines Details eines Längsschnittes durch eine Kathode 1. Zu sehen ist ein Ausschnitt der Kathode 1 am Übergang zur Kathodenspitze 4, wobei die Schnittebene nicht durch die Mitten- bzw. Längsachse L des Kerns 2 gelegt ist. Daher reicht in dieser Schnittdarstellung der Kern 2 nicht zur Kathodenspitze 4. Im Detail A ist eine Nut 12 am Kern 2 zu erkennen, wobei am Grund der Nut 12 keine A cathode 1 of this type results for example from the method described for FIG. FIG. 7 shows a SEM (Scanning Electron Microscope) image of a detail of a longitudinal section through a cathode 1. A section of the cathode 1 at the transition to the cathode tip 4 can be seen, wherein the sectional plane is not laid through the center or longitudinal axis L of the core 2 , Therefore, in this sectional view of the core 2 is not sufficient for the cathode tip 4. In detail A, a groove 12 can be seen on the core 2, wherein at the bottom of the groove 12 no
Materialverbindung zwischen Kern 2 und Mantel 3 besteht. Diese freie Material connection between core 2 and 3 sheath exists. This free
Oberfläche am Kern 2 erleichtert die Diffusion von Emitterstoff in Richtung Kathodenspitze 4. In den übrigen Bereichen besteht Stoffschluss zwischen Kern 2 und Mantel 3. Weiters zu erkennen ist die Restporosität im Mantel 3, während der Kern 2 aus dichtem umgeformten Material besteht. Der Mantel 3 besteht aus einer konsolidierten Pulvermischung. Der Kern 2 ist von Surface on the core 2 facilitates the diffusion of emitter material in the direction of the cathode tip 4. In the remaining areas there is a material bond between the core 2 and the sheath 3. Furthermore, the residual porosity in the sheath 3 can be seen, while the core 2 consists of dense formed material. The jacket 3 consists of a consolidated powder mixture. The core 2 is from
Drahtmaterial gebildet. Figur 8 zeigt ebenfalls eine REM (Rasterelektronenmikroskop)-Aufnahme eines Ausschnittes eines Längsschnittes durch die Kathode 1 von Figur 7. Deutlich zu erkennen sind Poren im Gefüge des Mantels 3. Die Restporosität des Mantels 3 (d.h. in der linken Bildhälfte) beträgt in diesem Beispiel 5,5%, mit quantitativer Gefügeanalyse ausgewertet als Flächenanteil der Poren. Wire material formed. FIG. 8 likewise shows an SEM (scanning electron microscope) image of a section of a longitudinal section through the cathode 1 of FIG. 7. Pores are clearly visible in the structure of the shell 3. The residual porosity of the shell 3 (ie in the left half of the image) is in this example 5.5%, with quantitative microstructure analysis evaluated as area fraction of the pores.
Liste der verwendeten Bezugszeichen: List of reference numbers used:
1 Kathode  1 cathode
2 Kern  2 core
3 Mantel  3 coat
4 Kathodenspitze  4 cathode tip
5 Schaft  5 shaft
6 Hochdruckentladungslampe  6 high pressure discharge lamp
7 Anode  7 anodes
8 erste Pulvermischung  8 first powder mixture
9 Unterstempel  9 lower stamp
10 Oberstempel  10 upper punches
11 zweite Pulvermischung  11 second powder mixture
12 Nut  12 groove

Claims

Ansprüche  claims
Kathode (1) für eine Lampe, insbesondere für eine Cathode (1) for a lamp, in particular for a lamp
Hochdruckentladungslampe, umfassend: High pressure discharge lamp, comprising:
einen sich zumindest teilweise entlang einer Längsachse (L) der Kathode (1) erstreckenden Kern (2), wobei der Kern (2) im Wesentlichen aus Wolfram mit Anteilen wenigstens eines Stoffes zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit besteht, a core (2) extending at least partially along a longitudinal axis (L) of the cathode (1), the core (2) consisting essentially of tungsten with portions of at least one substance for reducing electron work function,
einen den Kern (2) zumindest teilweise umgebenden Mantel (3), wobei der Mantel (3) aus einem Refraktärmetall oder einer a sheath (3) at least partially surrounding the core (2), the sheath (3) being made of a refractory metal or a sheath (3)
Refraktärmetalllegierung und Anteilen wenigstens einer Refractory metal alloy and shares of at least one
Kohlenstoffquelle besteht, Carbon source exists,
wobei entweder der Kern (2) oder der Mantel (3) aus unverformtem Material gebildet sind. wherein either the core (2) or the shell (3) are formed from undeformed material.
Kathode (1) nach Anspruch 1 , wobei der Kern (2) aus umgeformtem Material, insbesondere aus Drahtmaterial gebildet ist und der Mantel (3) aus unverformtem Material, insbesondere aus einer gepresst-gesinterten Pulvermischung gebildet ist. Cathode (1) according to claim 1, wherein the core (2) is formed from formed material, in particular from wire material, and the jacket (3) is formed from undeformed material, in particular from a pressed-sintered powder mixture.
Kathode (1) nach Anspruch 1 , wobei der Mantel (3) aus umgeformtem Material, insbesondere aus Stabmaterial gebildet ist und der Kern (2) aus unverformtem Material, insbesondere aus einer gepresst-gesinterten Pulvermischung gebildet ist. Cathode (1) according to claim 1, wherein the jacket (3) is formed from formed material, in particular from rod material, and the core (2) is formed from undeformed material, in particular from a pressed-sintered powder mixture.
Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der im Kern (2) enthaltene Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit von Lanthanoxid gebildet ist. Cathode (1) according to one of the preceding claims, wherein the substance contained in the core (2) is formed for reducing an electron work function of lanthanum oxide.
Kathode nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kohlenstoffquelle im Mantel (3) zumindest teilweise von Wolframkarbid gebildet ist. Cathode according to one of the preceding claims, wherein the carbon source in the shell (3) is at least partially formed by tungsten carbide.
6. Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Mantel (3) im Wesentlichen frei von Stoff zur Verringerung einer 6. Cathode (1) according to any one of the preceding claims, wherein the jacket (3) substantially free of substance for reducing a
Elektronenaustrittsarbeit ist.  Electron work is.
7. Kathode (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Mantel (3) von einer dichten Schale umgeben ist, die im Wesentlichen frei von Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit ist. A cathode (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the shell (3) is surrounded by a dense shell which is substantially free of material for reducing electron work function.
8. Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kern (2) und der Mantel (3) stoffschlüssig und / oder formschlüssig miteinander verbunden sind. 8. Cathode (1) according to one of the preceding claims, wherein the core (2) and the jacket (3) are cohesively and / or positively connected with each other.
9. Kathode (1) nach Anspruch 8, wobei der Kern (2) und der Mantel (3) durch eine Sinterfügung miteinander verbunden sind. 9. Cathode (1) according to claim 8, wherein the core (2) and the jacket (3) are interconnected by a Sinterfügung.
10. Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei 10. Cathode (1) according to one of the preceding claims, wherein
teilweise Bereiche ohne Materialverbindung zwischen Kern (2) und der Mantel (3) bestehen.  Partial areas without material connection between the core (2) and the jacket (3) exist.
11. Kathode (1) nach Anspruch 10, wobei sich die Bereiche ohne 11. Cathode (1) according to claim 10, wherein the areas without
Materialverbindung entlang einer Schraubenlinie erstrecken.  Material compound along a helix extend.
12. Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Mantel (3) oder der Kern (2), wenn aus unverformtem Material gebildet, eine Restporosität von wenigstens 3% aufweisen. 12. Cathode (1) according to one of the preceding claims, wherein the sheath (3) or the core (2), if formed from undeformed material, have a residual porosity of at least 3%.
13. Kathode (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei an dem einem Entladungsraum zugewandten Ende der Kathode (1) eine Kathodenspitze (4) ausgebildet ist. 13. Cathode (1) according to one of the preceding claims, wherein at the end of the cathode (1) facing a discharge space, a cathode tip (4) is formed.
14. Hochdruckentladungslampe (6) mit einer Kathode (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. High-pressure discharge lamp (6) with a cathode (1) according to one of claims 1 to 13.
15. Verfahren zur Herstellung einer Kathode, insbesondere einer Kathode für eine Hochdruckentladungslampe, das Verfahren umfassend die Schritte:15. A method for producing a cathode, in particular a cathode for a high-pressure discharge lamp, the method comprising the steps:
- Bereitstellen eines Kerns (2) aus umgeformtem Material, welches im Wesentlichen aus Wolfram mit Anteilen wenigstens eines Stoffes zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit besteht, Providing a core (2) of transformed material which consists essentially of tungsten with proportions of at least one substance for reducing an electron work function,
- Bereitstellen einer ersten Pulvermischung (8) umfassend Pulver von Refraktärmetall oder einer Refraktärmetall-Legierung und wenigstens eine Kohlenstoffquelle,  Providing a first powder mixture (8) comprising powder of refractory metal or a refractory metal alloy and at least one carbon source,
- Einbetten des Kerns (2) in die optional vorgepresste erste  - Embedding the core (2) in the optionally pre-pressed first
Pulvermischung (8),  Powder mixture (8),
- Konsolidieren der Pulvermischung (8) zu einem den Kern (2)  - consolidating the powder mixture (8) into a core (2)
zumindest teilweise umgebenden Mantel (3),  at least partially surrounding jacket (3),
- optional Nachbearbeiten der über die vorangegangenen Schritte  - optional editing of the previous steps
erhaltenen Kathode  obtained cathode
oder umfassend die Schritte:  or comprising the steps:
- Bereitstellen eines Mantels (3) aus umgeformtem Material bestehend aus Refraktärmetall oder einer Refraktärmetall-Legierung und  - Providing a jacket (3) made of formed material consisting of refractory metal or a refractory metal alloy and
Anteilen wenigstens einer Kohlenstoffquelle,  Proportions of at least one carbon source,
- zumindest teilweises Befüllen des Mantels (3) mit einer zweiten  - At least partially filling the jacket (3) with a second
Pulvermischung (11) umfassend Pulver von Refraktärmetall oder einer Refraktärmetall-Legierung und wenigstens einen Stoff zur Verringerung einer Elektronenaustrittsarbeit,  Powder mixture (11) comprising powder of refractory metal or a refractory metal alloy and at least one substance for reducing electron work function,
- Konsolidieren der zweiten Pulvermischung (11 ) zu einem vom  - consolidating the second powder mixture (11) to one of
Mantel (3) umgebenen Kern (2),  Sheath (3) surrounded core (2),
- optional Nachbearbeiten der über die vorangegangenen Schritte  - optional editing of the previous steps
erhaltenen Kathode  obtained cathode
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