DIRECTLY HEATED CATHODE FOR AN ELECTRON TUBE WITH COAXIAL ELECTRODE STRUCTURE AND METHOD OF MAKING SUCH A CATHODE

Abstract: 1. A directly heated cathode for electron tubes, in particular transmitter tubes, which has a coaxial structure of the electrodes and their lead-ins, which is secured at one end to an annular cathode lead (12) and at the other end to a cathode cap (9) which is supported on a current supply lead (6) running coaxially in the hollow cylinder, characterized in that the hollow cylinder (1) consists of pyrolytic graphite and is coated with a thin metal layer (10) as emission layer.

Description: Direkt geheizte Kathode für eine Elektronenröhre mit koaxialem Elektrodenaufbau Die Erfindung betrifft eine direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren DurchftUinin- gen, die einen Hohlzylinder aufweist, der an einem Ende an einer ringförmigen Kathodenzuführung und am anderen Ende an einer Kathodenkappe befestigt ist, die an einer koaxial in dem Hohlzylinder Verlauf enden Stromzuführung gehaltert ist. Eine derartige direkt geheizte Kathode ist beispielsweise aus der DE-AS 24 15 384 bekannt. Aus dieser DE-AS geht weiterhin als bekannt hervor, dass man für die Herstellung von Kathoden, die direkt geheizt werden und einen Metallfilm als fliiissionsschicht aufweisen, z.B. Wolframkarbid mit Thonumfilm, als Träger Wolfram-Draht benutzt. Durch entsprechende Anordnung der Drähte, bei Senderöhren in Maschen- oder Nadelform, wird die benötigte Oberflache und mechanische Festigkeit erreicht. Durch den Aufbau der Kathoden ergibt sich zwangsläufig eine inhomogene Kathodenoberfläche, welche Auswirkungen auf das Elektrodensystem hat. Es ergeben sich auch Schwierigkeiten bei der Herstellung von Kathoden mit engen Drahtabständen. Bei Senderöhren mit engen Gitter Kathodenabständen und Maschenkathoden wirken sich die un-terschiedlichen Abstände (Aussendraht und Innendraht der Maschenkathode) nachteilig auf die elektrischen Daten der Elektronenröhre aus. Kathoden mit einer homogenen Oberfläche sind bisher nur als Oxid-Matrix- oder Vorratskathoden bekannt. Bestimm- te Betriebsverh ltnisse von Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren grösserer Leistung, verbieten die Verwendung von derartigen Kathoden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine direkt geheizte Kathode zu schaffen, deren Träger nicht aus Draht besteht, so dass Inhomogenitäten auf der Kathodenoberfläche vermieden sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer direkt geheizten Kathode für Elektronenrohren, insbesondere Senderöhren, der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass der Hohlzylinder aus pyrolytischem Graphit besteht und mit einer dünnen Metallschicht als Emissionsschicht überzogen ist. Die dünne Metallschicht besteht dabei vorzugsweise aus Wolframkarbid und Thorium bzw. einem Thoriumoxid, Es ist an sich bekannt, Gitterelektroden für Elektronenröhren aus pyrolytischem Graphit herzustellen (man vgl. z.B. die DE-AS 1 194 988 bzw. die DE-AS 1 639 168). So konnen Zylinder, Platten, Ringe oder Scheiben aus pyrolytischem Graphit hergestellt werden. Dieses Graphit hat den Vorteil, dass es hohe Temperaturen verträgt und als Werkstoff fUr Vakuumteile gut geeignet ist. Die dünne Metallschicht (Kathodenschicht) vorzugsweise aus Wolframkarbid und Thorium bzw. Thoriumoxid lässt sich auf den aus pyrolytischem Graphit bestehenden Hohlaylinder der Kathode vorteilhaft durch folgende Verfahren aufbringen. Entweder wird als dünne Metallschicht Thonum-Wolfram-Pulver auf den Hohlzylinder kataphoretisch abgeschieden und anschliessend aufgesintert oder es wird eine dünne, aus Thorium und Wolfram bestehende Metallschicht mit Hilfe eines Elektronenstrahls auf den Hohlzylinder aufgedampft. Ein weiteres zweckmässiges Verfahren besteht darin, dass als dünne Metallschicht Tliorium-Wolfram aus der Gasphase auf dem aus pyrolytischem Graphit bestehenden Hohlzylinder (Trägerkörper) abgeschieden wird. Die erfindungsgemässen direkt geheizten Kathoden haben insbesondere gegenüber Maschenkathoden folgende Vorteile. Die Standfestigkeit der Kathoden ist durch das pyrolytische Graphit bestimmt und im Vergleich zu Wolfram bei den Betriebstemperaturen sehr viel grösser. Es Rön- nen Flächenkathoden oder Strukturkathoden, je nach den Erfordernissen, hergestellt werden. Ein Ausbeulen des Kathodenzylinders durch eine Längenausdehnung beim Einschalten der Elektronenrohre tritt nicht mehr auf. An Hand der Figur der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen erläuter werden. Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind darin unbezeichnet oder weggelassen. Die Figur zeigt im Längsschnitt als Ausführungsbeispiel eine Sendetriode mit koaxial angeordneten zylindrischen Elektroden und Durchführungen. Dazu gehoren im einzelnen die zentrale direkt geheizte Kathode, die mit dem Durchführungst eller bzw. inneren Katho denans chluss- ring 5 und dem Trägerrohr 6 (äusserer Kathodeiianschluss) in Verbindung steht. Umschlossen ist der Hohlzylinder 1 der Kathode zunächst von der Gitterelektrode 3 und dann von der Anode 4 mit den zugehörigen Trägerrohren 7, II. Das eigentliche Entladungsgefäss wird ausser der als Aussenanode ausgebildeten Anode 4 im wesentlichen vom DurchfR2lrangsfuss gebildet, der sich in üblicher Metall- Keramik-Technik abwechselnd aus Metallträgerrohren bzw. -scheiben und Keramikrjngen zusammensetzt. Die auf dem Röhrenfnss befestigten Kathodenanschlüsse 5, 6 enden in jeweils einer Kathodenkappe 9 bzw. 12, an welche der eigentliche Hohlzylinder 1 der Kathode befestigt ist. Die jeweiligen Kathodenbefestigungen sind mit dem Bezugszeichen 2 versehen. An der Eathodenkap- pe 9 ist eine flexible Stromzuführung 8 befestigt, die von dem inneren Kathodenanschluss 5 zum Hohlzylinder 1 führt. Der Hohlzylinder 1 der Kathode besteht aus pyrolytischem Graphit und ist mit einer dünnen Metallschicht 10, vorzugsweise aus Wolframkarbid und Thorium, als Emissionsschicht überzogen. 5 Patentansprüche, 1 Figur.

Claims: Patentansprüche 1. Direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Durch±Whrungen, die einen Hohlzylinder aufweist, der an einem Ende an einer ringformigen Ka- thodenzuführung und am anderen Ende an einer Kathodenkappe befestigt ist, die an einer koaxial in dem Hohlzylinder verlaufenden StromzufUhrung gehaltert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Hohlzylinder (1) aus pyrolytischem Graphit besteht und mit einer dünnen Metallschicht (io) als Emissionsschicht überzogen ist. 2. Direkt geheizte Kathode nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die dünne Metallschicht (10) aus Wolframkarbid und Thorium besteht. 3. Verfahren zum Herstellen einer direkt geheizten Kathode nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als dünne Metallschicht (10) Ehorium-Wolfram-Pulver auf den Hohlzylin der (1) kataphoretisch abgeschieden und anschliessend aufgesintert wird. 4. Verfahren zum Herstellen einer direkt geheizten Kathode nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine dünne, aus Thorium und Wolfram bestehende Metallschicht (10) mit Hilfe eines Elektronenstrahls auf den Hohlzylinder (1) aufgedampft wird. 5. Verfahren zum Herstellen einer direkt geheizten Kathode nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als dünne Metallschicht (io) Thorium-Wolfram aus der Gasphase auf den Hohlzylinder (1) abgeschieden wird.

Inventors: BEHLING, INGO
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: H01J19
IPC codes: H01J19, H01J9