Патент 65137

Катод для электрических разрядных приборов

 

Класс 2lg, 13оз

СССР № 65137 ч

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Зарегистрировано а Бюро изо-pen enum f+k<,, С -7 I

ILi vt юк \, Г:ц с4Т, Д ..;. в- 1 т г ° 91ецг. 1 ° n

i i- s 111 .

1 — „э

Главное управление электрослаботочной промышленности

Действительный изобретатель ин-ц Виктор О. Аллен

КАТОД ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ

Заявлено 16 октября 1940 года в Наркомэлектропром за Ко 35558 (303271) Опубликовано 31 августа 1945 года

Действие патента распространяется на 15 лет от 1б октября 1940 года

В обычных электронных лампах нити делаются кз чистого вольфрама, торированного вольфрама и оксидированного никеля. Чисто вольфрамовые катоды являются очень стабильными излучателями, катоды достаточно эффективны, но должны работать при очень высоких температурах для получения большой эмиссии.

Торированный вольфрамовый катод может работать при меньших температурах, чем чисто вольфрамовый, и обладает большой эффективностью, но он больше подвержен воздействию кислорода и других газов, уменьшающих эмиссию, мало устойчив при высоких напряжениях и, кроме того, требует специальной обработки и просушки. При ультравысоких частотах, например, выше

15 — 16 мегагерц, эмиссия торированного вольфрамового катода становится неправильной, а иногда наблюдается даже полная потеря эмиссии. Торированные нити довольно хрупки и при очень высокихрабочих температурах быстро дезактивируются и теряют способностьизлучать достаточное число электронов. Оксидированный никелевый катод может работать при более низкой температуре, чем любой из вышеназванных катодов, и обладает . достаточной эффективностью, но он не может удовлетворительно работать в лампах с высокими анодными напряжениями (порядка 1000 вольт) и требует сложной обработки и просушки.

Торированный .молибдеч также исследован как материал для катодной нити; он оказался очень неустойчивым, легко подвержен вредному воздействию газа в лампе и для получения удовлетворительной эмиссии требует очень высоких температур, порядка 1400 — 1600 С. По этим, а также и другим причинам, торированный молибден не получил распространения в качестве материала для нитей ламп.

В обычной вакуумной нли газовой лампе, работающей при высоких напряжениях, в настоящее время применяются только нитевидные формы катодов, так как оксидированные покрытия подогревных катодов при высоких напряжениях быстро разрушаются. До сих парне найдено еще материала, который бы без покрытий давал достаточную

¹" 65137 эмиссию, не требуя подогрева до очень высоких температур, практически труд но достижчмых в нодогревных катодах.

Для придания гибкому термионному катоду и подогревному катоду для высоковольтных газоразрядных и вакуумных ламп устоичивости

1 эффективности и долговечности при желательных рабочих температурах, высоких частотах и напряжениях уже предложено применять в качестве ос новы торированный молибден, на который наносится хрэм.

Вместо молибдена можно брать эквивалентные тугоплавкие металлы вроде вольфрама или тантала с температурой плавления около 2400 С или выше, а вместо тория — его аналоги — цирхон, уран, церий, титан, канадский, итрий или ланта н.

В условиях тяжелой работы при высоких частотах в таких катодах наблюдается испарение хрома, отложение его на холодных частях стенок лампы, ножках, прокладках; такие отложения вызывают утечку между элементами лампы при Bblсоких напряжениях и уменьшение эмиссии катода.

Цель настоящего изобретения за:ключается ia сниженж этих не>келательных явлений в катодах для электрических разрядных приборов, изготэвленных из тори рованного молибдена, электролитически покрыаого хромом.

Достигается это тем, что слой хрома подвергают прокаливаняю уЖ 2000 К в атмосфере паров ам миака. Торированная молибденавая осноаа может быть приготовлена в виде гибкого металла из спеченых порошков механической обработкой илн прессованием тонко измельченнэго материала, смешанного со связу сщим веществом.

Перед восстановлением порошкообразных окислов молибдена к ним

-1добавляется порошкообразный нитрат тория. Торий мож чо дооавлять и окислам и после восстановления.

Практика показала, что нужно тория брать сколо 3% от веса мо.либдена, но процентное содержание тория может колебаться в широких .пределах.

Для электролитического хромирования применяется ванна из хромовой кислоты и сульфата. Берется

935 г 95-,процентной хромовой кислоты и 0,45 r химически чистойсериой кислоты на один галлон воды

Толгцина хрэмового покрытия может варьировать в широких пределах, хотя очень тонкий слой является вполне удовлетворительным.

Плотность тока при хромировании торирован ного молибдена может изменяться в широких пределах: от нескольких сотых ампера до одноге ампера, однако лучшие результаты получаются при плотности околе

1 ампера на квадратный сантиметр и обработке в течение одной минуты.

Полученная хромированная торярованная молибденовая проволока прокаливается в атмосфере паров аммиака. жидкий аммиак направляется а газовую камеру, откуда он вытесняет воздух. После этого нити прогреваются до температуры около

2000 К в теченгие времени от 30 секунд до одной минуты. желательно также (хотя:не обязательно) для повышения стабильности эмиссия прэизводить тренирэвку нити в электронной лампе, содержащей ныть, в течение пятнадцати иинуг в колебательной цепи.

Изобретатель объясняет благоприятное действие прокаливания в атмо "фере ггммиака тем, что электролитически осажденный хром при нагревании аммиачным газом лучше сплавлясвся с .молибденом; поэгому хром не можеттак легко кспаряться и откладываться на стенках и других частях лампы. Следовательно, указанные выше неприятные явления исключа|отся.

Катод, изготовленный по указанному способу, может, работать при температурах на несколько сот градусов Еельвина ниже нормальной рабочей температуры обыкновенных торлрованных ка тодов.

При работе с предлагаемым катодом в лампах обычных типов при нормальных анодпых пап ряжен1иях можно получить тот же анодныя юок, яо с уменьшением потребления

N 65137

Предмет патента

Катод для электрике=хи" разрядных пр:юоров, состоящий из торированного молибдена, покрытого, электролит|ически хромом, от ли ч arî шийся тем, что слой хрома прокален до 2000 К в атмосфере паров аммиака.

Отв. редактор Д. A. Михайлов

Техн. редактор M. В. Смоль икова

Л43624. Подписано к печати 18(11-1947 г. Тираж 500 экз. Цена 66 к. Вак. 351

Типографии Госплаииздата, им. Воровского, г. Калуга энергии с единицы площади в два раза по сравнению с обычными то1144рованным и катодами при их нормальных рабочих температурах.

Бсли катоды, по изооретению, применяются в низковольтных лампах, например, при напряжениях ниже 1(ИО вольт, то для повышения электронной эмиссии катоды можно покрыть окислами щелочноземельных металлов, например, окислами бария и стронция, применяя ооычные методы покрытия карбонатами бария и стронция и превращения ах в окислы.

Предлагаемый, катод является очень эффективным 1излучателем. Он может работать при сравнительно низких теемпературах (1200 С) и очень высоких напряжениях (приблизительно до о000 вольт) без вся кого для себя вреда, вызываемого ионной бомбардировкой. Два последних свойства делают предлагаа."мое изобретение особенно ценным ври изготовлении подогревных катодов высоковольтных газоразрядыых и вакууoHых ламп.

Катод предлагаемого типа хо„рошо работает в лампах, примепяемых для генерирования очень высоких частот при высоких напряжениях; при этом тренировка, улучшающая начальную стабильность и рабочие характеристики, не обязательна для получения хорошего излучателя †като; катод является очень стабильным излучателем электронов и нелегко поддается вредному влиянию газа. Катод легко восстанавливает сьои эмиссионные характеристики в том случае, если он случайно подвергается воздействию очень высоких температур.

Ионизация при низком напряжении не разрушает лампу, и катод восстанавливает cBGio эмиссионную способность, если подвергнется временному воздействшо высокого напряжения.