Direkt geheizte Kathode für eine Elektronenröhre mit koaxialem Elektrodenaufbau und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Kathode

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Durchführungen, die einen Hohlzylinder (1) aufweist, der an einem Ende an einer ringförmigen Kathodenzuführung (12) und am anderen Endean einerKathodenkappe (9) befestigt ist, die an einer koaxial in dem Hohlzylinder (1) verlaufenden Stromzuführung (5) gehaltert ist. Bei dieser Kathode soll der Träger nicht aus Draht bestehen, so daß Inhomogenitäten auf der Kathodenoberfläche vermieden sind. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß der Hohlzylinder (1) aus pyrolytischem Graphit besteht und mit einer dünnen Metallschicht (10), vorzugsweise aus Wolframkarbid und Thorium bzw. einem Thoriumoxid, überzogen ist. Eine erfindungsgemäße Kathode wird insbesondere bei Senderöhren verwendet (Fig. ).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Durchführungen, 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 verlaufenden Stromzuführung gehaltert ist.

[0002] 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 Emissionsschicht aufweisen, z.B. Wolframkarbid mit Thoriumfilm, als Träger Wolfram-Draht benutzt. Durch entsprechende Anordnung der Drähte, bei Senderöhren in Maschen- oder Nadelform, wird die benötigte Oberfläche 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 unterschiedlichen 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. Bestimmte Betriebsverhältnisse von Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren größerer Leistung, verbieten die Verwendung von derartigen Kathoden.

[0003] 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 Elektronenröhren, 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.

[0004] 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 können Zylinder, Platten, Ringe oder Scheiben aus pyrolytischem Graphit hergestellt werden. Dieses Graphit hat den Vorteil, daß es hohe Temperaturen verträgt und als Werkstoff für Vakuumteile gut geeignet ist.

[0005] Die dünne Metallschicht (Kathodenschicht) vorzugsweise aus Wolframkarbid und Thorium bzw. Thoriumoxid läßt sich auf den aus pyrolytischem Graphit bestehenden Hohlhylinder der Kathode vorteilhaft durch folgende Verfahren aufbringen. Entweder wird als dünne Metallschicht Thorium-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 Thorium-Wolfram aus der Gasphase auf dem aus pyrolytischem Graphit bestehenden Hohlzylinder (Trägerkörper) abgeschieden wird.

[0006] 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 können Flächenkathoden oder Strukturkathoden, je nach den Erfordernissen, hergestellt werden. Ein Ausbeulen des Kathodenzylinders durch eine Längenausdehnung beim Einschalten der Elektronenröhre tritt nicht mehr auf.

[0007] 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.

[0008] Die Figur zeigt im Längsschnitt als Ausführungsbeispiel eine Sendetriode mit koaxial angeordneten zylindrischen Elektroden und Durchführungen. Dazu gehören im - einzelnen die zentrale direkt geheizte Kathode, die mit dem Durchführungsteller bzw. inneren Kathodenanschlußring 5 und dem Trägerrohr 6 (äußerer Kathodenanschluß) 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, 11. Das eigentliche Entladungsgefäß wird außer der als Außenanode ausgebildeten Anode 4 im wesentlichen vom Durchführungsfuß gebildet, der sich in üblicher MetallKeramik-Technik abwechselnd aus Metallträgerrohren bzw. -scheiben und Keramikringen zusammensetzt.

[0009] Die auf dem Röhrenfuß 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 Kathodenkappe 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.

Ansprüche

1. Direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Senderöhren, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Durchführungen, 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 verlaufenden Stromzuführung gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlzylinder (1) aus pyrolytischem Graphit besteht und mit einer dünnen Metallschicht (10) als Emissionsschicht überzogen ist.

2. Direkt geheizte Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die dünne Metallschicht (10) aus Wolframkarbid und Thorium besteht.

3. Verfahren zum Herstellen einer direkt geheizten Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als dünne Metallschicht (10) Thorium-Wolfram-Pulver auf den Hohlzylinder (1) kataphoretisch abgeschieden und anschließend aufgesintert wird.

4. Verfahren zum Herstellen einer direkt geheizten Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , 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, dadurch gekennzeichnet , daß als dünne Metallschicht (10) Thorium-Wolfram aus der Gasphase auf den Hohlzylinder (1) abgeschieden wird.

Zeichnung