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DE4114487A1 - High-output hot cathode for electronic appts. - has tantalum@ support to which tungsten-thorium pieces are applied - Google Patents

High-output hot cathode for electronic appts. - has tantalum@ support to which tungsten-thorium pieces are applied

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Publication number
DE4114487A1
DE4114487A1 DE19914114487 DE4114487A DE4114487A1 DE 4114487 A1 DE4114487 A1 DE 4114487A1 DE 19914114487 DE19914114487 DE 19914114487 DE 4114487 A DE4114487 A DE 4114487A DE 4114487 A1 DE4114487 A1 DE 4114487A1
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DE
Germany
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cathode according
following
thorium
cathode
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Withdrawn
Application number
DE19914114487
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German (de)
Inventor
Wilhelm Dr Ing Ziegenbein
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material

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  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

High-output hot filament cathode is based on tungsten/thorium and has a support made of refractory metal to which thorium and tungsten pieces are applied. The thorium is brought to its m.pt. and the tungsten pieces are fixed to the support metal after cooling to the operating temp. (about 1970 K). The emission temp. is reached by passing a current through the support. The support is stiffened by special means. Radiation from non-activated surfaces is reduced by screening. Tantalum may be used as the support metal. USE/ADVANTAGE - The cathode is used in all types of electronic vacuum equipment. It is very resistant to ion bombardment. The ability to concentrate a high emission in a small area means that it is suitable for use in transmitter and amplifier tubes, particularly for short-wave transmitter tubes at high output. High emission is achieved at low capacitance. The cathode can also be used in control systems for switching mechanical rectifiers, and for the suppression of switch arcing.

Description

Die in elektronischen Anordnungen verwendeten Kathoden auf Wolfram/Thorium Basis verwenden thoriertes Wolfram. Dem Wolfram wird ThO₂ zugesetzt, das durch einen Reduziervorgang aktiviert wird. Das Wolfram selbst wird als Trägermetall benutzt.The cathodes used in electronic assemblies Tungsten / thorium base use thoriated tungsten. The tungsten ThO₂ is added, which is activated by a reducing process becomes. The tungsten itself is used as a carrier metal.

Bei der Kathode nach der Erfindung wird ein besonderer Träger aus einem hochschmelzenden Metall benutzt. Das Trägermetall muß gut verformbar sein, was für thoriertes Wolfram nicht zutrifft. Das Trägermetall muß bei Betriebstemperatur (ca. 1970° Kelvin) noch genügend mechanische Festigkeit besitzen. Beispielsweise lassen sich Tantal oder Niob verwenden. Auch Legierungen lassen sich benutzen. Auf dem Trägermetall werden kleine Wolfram-Stücke mittels Thorium aufgeschmolzen. Dieser Vorgang wird im Hochvakuum durchgeführt.The cathode according to the invention is a special carrier made of a high-melting metal. The carrier metal must be easily deformable, which is not the case for thoriated tungsten. The carrier metal must be at operating temperature (approx. 1970 ° Kelvin) still have sufficient mechanical strength. For example tantalum or niobium can be used. Also Alloys can be used. Be on the carrier metal small pieces of tungsten melted using thorium. This The process is carried out in a high vacuum.

Die Kathode nach der Erfindung hat den großen Vorteil, daß sie weitgehend dem Verwendungszweck angepaßt werden kann. Der Träger wird durch Stromdurchgang geheizt oder durch eine Hilfsentladung. Der Träger kann einseitig oder beidseitig aktiviert werden. Durch eine entsprechende Formgebung kann der Träger versteift werden, was beispielsweise durch Abwinkeln der Kanten oder durch Eindrücken von Sicken geschehen kann. Nicht aktivierte Flächen lassen sich zur Verminderung der Heizleistung thermisch abschirmen. An den Zuführungen des Trägerheizstromes lassen sich zur Vergleichmäßigung der Trägertemperatur die Querschnitte verringern.The cathode according to the invention has the great advantage that it can largely be adapted to the intended use. The carrier is heated by electrical continuity or by an auxiliary discharge. The carrier can be activated on one or both sides. The carrier can be stiffened by appropriate shaping be what, for example, by bending the edges or can be done by pressing beads. Not activated Areas can be used to reduce the heating output shield thermally. At the feeds of the carrier heating current can be used to even out the carrier temperature Reduce cross sections.

Die Kathode kann in allen elektronischen Vakuumgeräten Verwendung finden. Sie ist sehr widerstandsfähig gegen Ionenbeschuß. Da hohe Emissionen auf kleiner Fläche konzentriert werden können, ist die Anwendung auf Sende- und Verstärkerröhren sehr vorteilhaft. Es werden hohe Emissionen bei kleinen Kapazitäten erreicht. Die Verwendung von 3 oder 4 Elektroden-Senderröhren wird nach kürzeren Wellenlängen bei vergrößerter Leistung erweitert. The cathode can be used in all electronic vacuum devices Find. It is very resistant to ion bombardment. Because high emissions are concentrated in a small area is the application on transmitter and amplifier tubes very advantageous. There are high emissions with small ones Capacities reached. The use of 3 or 4 electrode transmitter tubes becomes shorter after shorter wavelengths at enlarged Performance expanded.  

In Abb. 1 sind beispielsweise die Elektroden einer Sendetriode dargestellt, 1 stellt die Kathode mit abgewinkelten Kanten dar, 2 ihre Heizzuführungen, 3 die Steuerelektrode, Gitter genannt und 4 die Anode. Das Gitter besteht beispielsweise aus Molybdän-Drähten, die zwischen wassergekühlten Röhren ausgespannt sind. Sie können ganz oder teilweise mit Zirkon-Pulver besprüht sein. Auch die Anode 4 ist wassergekühlt. Der Aufbau des Systems kann flach gestaltet werden, damit die am Ende gekühlten Gitterdrähte kurz gehalten werden können. Fig. 1 shows, for example, the electrodes of a transmitter triode, 1 represents the cathode with angled edges, 2 its heating leads, 3 the control electrode, called the grid, and 4 the anode. For example, the grid consists of molybdenum wires stretched between water-cooled tubes. They can be sprayed with zircon powder in whole or in part. The anode 4 is also water-cooled. The structure of the system can be designed flat so that the grid wires cooled at the end can be kept short.

Abb. 2 stellt das Schema einer Gegentakt-Triode dar, 5 ist die Kathode, die aus einem Band besteht, das auf beiden Seiten aktiviert ist. 6 sind die beiden Steuergitter und 7 die beiden Anoden. Die schematisch dargestellten Röhren befinden sich in einem Vakuumgefäß, wobei beim Betrieb mit kurzen Wellen, die Zuleitungen in bekannter Weise induktivitätsarm gestaltet werden. Fig. 2 shows the diagram of a push-pull triode, 5 is the cathode, which consists of a band that is activated on both sides. 6 are the two control grids and 7 are the two anodes. The tubes shown schematically are located in a vacuum vessel, the feed lines being designed with low inductance in a known manner when operating with short shafts.

Entladungsgefäße mit Kathoden nach der Erfindung lassen sich auch mit Vorteil zum Kommutieren mechanischer Stromrichter für höhe Ströme bei hohen Spannungen verwenden. Die Induktivität der Zuleitungen spielt dann keine Rolle, wohl aber die große Emission der Kathode, die die Anwendung in der Starkstromtechnik ermöglicht.Discharge vessels with cathodes according to the invention can be also advantageous for commutating mechanical converters use for high currents at high voltages. The inductance the feed lines then do not matter, but the large emission of the cathode, which is the application in power engineering enables.

So kann auch das Unterbrechen von Schalterlichtbögen bei hohen Spannungen und hohen Strömen bewirkt werden, was besondere Vorteile bei der Abschaltung großer Gleichstromleistungen besitzt.This can also interrupt switch arcs at high Voltages and high currents are caused, which is special Advantages when switching off large direct current outputs owns.

Claims (15)

1. Hochleistungs-Glühkathode auf der Basis von Wolfram/ Thorium, gekennzeichnet durch einen Träger aus hochschmelzendem Metall, auf dem Thorium und Wolframteile aufgebracht sind.1. High-performance hot cathode based on tungsten / thorium, characterized by a carrier made of high-melting metal, on which thorium and tungsten parts are applied. 2. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Thorium zum Schmelzen gebracht wird und die Wolframteile nach dem Erstarren bis zur Betriebstemperatur, auf dem Trägermetall festhält.2. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that the thorium melted and the tungsten parts after solidification up to the operating temperature, on the carrier metal holds on. 3. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger durch besondere Meßnahmen versteift ist.3. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that the carrier through special measurements is stiffened. 4. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionstemperatur mittels Stromdurchgang im Träger erzeugt wird.4. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that the emission temperature by means of Current continuity is generated in the carrier. 5. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlung nicht aktivierter Flächen durch Abschirmung vermindert wird.5. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that the radiation is not activated Areas are reduced by shielding. 6. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine Hilfsentladung aufgeheizt wird.6. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that by an auxiliary discharge is heated. 7. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorgänge bei ihrer Herstellung im Vakuum vorgenommen werden.7. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that that the heating processes at their Manufactured in a vacuum. 8. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger, der durch Stromdurchgang geheizt wird, an den Zuführungen verringerte Querschnitte besitzt. 8. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that the carrier that is by continuity is heated at the feeders reduced Cross sections.   9. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, gekennzeichnet, durch die Verwendung von Tantal als Trägermetall.9. Cathode according to claim 1 and following, characterized in through the use of tantalum as a carrier metal. 10. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit wassergekühlten Elektroden zusammen verwendet wird.10. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that they are together with water-cooled electrodes is used. 11. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Betrieb elektronischer Hochspannungs- Vakuumgeräte benutzt wird.11. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that that they are used to operate electronic high-voltage Vacuum equipment is used. 12. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Sende- oder Verstärkerröhren benutzt wird.12. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that they are used in transmitter or amplifier tubes becomes. 13. Kathode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Gegentakt-Anordnungen verwendet wird.13. Cathode according to claim 1 and following, characterized in that they are used in push-pull arrangements becomes. 14. Kathode nach Anspruch 1- 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Steuergefäßen verwendet wird, die der Kommutierung mechanischer Stromrichter dienen.14. Cathode according to claim 1- 11 and 13, characterized in that it is used in control vessels that the Commutation serve mechanical converters. 15. Kathode nach Anspruch 1-11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Steuergefäßen verwendet wird, die dem Löschen von Schalterlichtbögen dienen.15. Cathode according to claims 1-11 and 13, characterized in that it is used in control vessels that the Serve to extinguish switch arcs.
DE19914114487 1991-05-03 1991-05-03 High-output hot cathode for electronic appts. - has tantalum@ support to which tungsten-thorium pieces are applied Withdrawn DE4114487A1 (en)

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