Патент 65139

Оксидный катод

 

Мо 651о9

Класс 21д, 13о2

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Глав

Действительный изобретатель ин-ц Э. Г. Виделл

ОКСИДНЫИ КАТОД

Заявлено 23 сентября 1940 года в Наркомэлектропром за ЛЪ 36301 (303204) Опубликовано 31 августа 1945 года

Действие патента распространяется на 15 лет от 23 сентября 1940 года

Б усилительных лампах с большим усилением электронная эмиссия сеток и анодов должна быть сведена к минимуму, так как наличие ее создает значительные помехи и снижает коэфициент полезного действия.

Оксидный катод в лампах обычно делается из никелево-кобальтового сплава и покрывается активным оксидом, например, бариево-стронциевым. Обычные торговые сорта никеля и,кобальта содержат некоторые другие элементы, например, кремний, марганец, магний, которые являются достаточно хорошими восстановительными агентами для оксидов по крытия, вызывающими освобождение активного металла при обычной рабочей температуре катода.

Освобожденные металлы осаждаются на электродах лампы и излучают электроны, создавая, например, сеточную эмиссию. При этом возникают нежелательные шумы и ооратные токи, снижающие иоэфициент полезного действия усилителя. Чтобы избежать таких явлений

1 рп применении обычных никелевых и никелево кобальтовых сплавов, были предложены бесшовные катодные трубочки из электролитического никеля; однако недостаточная жесткость и высокая стоимость мешают их распространению. Настоящим изооретением предлагается оксидный катод с сердечником, также изготовленным из оплава никеля и кобальта, но сплав этот содержит углерод в количестве от

0,02 до 0,05",а.

Никель рафинируется и очищается обычньгм способом,,как, например, отложением на больших листах никелевого анода в электролитичеокой,ванне. Получается материал, известный в продаже под наименованием чистого электролитического никеля с содержанием кобальта от

0,3 до 0,8 4 и только следами других материалов. Листовой электролитический металл непригоден для катодных трубочек из-за неравномерности строения, а также потому, что при его прокатке на листе получаются дыры

Электролитический никель можно переплавить и разлить в слитки; но прокатка таких слитков в листы также сопряжена с,большими труд- ностями, так как металл слитков о-: нь тверд. Листы, полученные т.:.ким образом, настолько хрупки, ч;о приготовление из 1них трубочек

:.:ë подогре".ных катодов затруднительно. Углерод, введенный в состав никелево-кобальтового сплава, облегчает обработку, так как он делает сплав более тягучим. Кроме того углерод в сплаве готовой тпубочки не проявляет себя, как сильный восстановительный агент шелачноземельных окислов покрытия Смягчающее действие углерода на сплав объясняется тем, что он восстанавливает окислы никеля.

Углерод, вероятно, соединяется с кислородом, образуя окись углерода — газ, уходяший из сплава в процессе плавки. Количество углерода подбирается так, что большая его часть, остающаяся в слитках после плавки, удаляется при прокатке и отжиге.

Восстановленный никель легко прокатывается в листы, из которых нарезаются длинные полосы для катодных трубочек

Хотя катоды из чистого электролктического никеля являются хорошей основой для обычных бариевостронциевых катодных покрытий и достаточно прочны для катодов стандартной длины, однако, с увеличением последней они могут изгибаться при грубой обработке и выпучиваться при нагревании, Поэтому целесообразно керн катода делать более жестким.

Из металлов, которые, оудучи сплавлены с никелем, увеличивают

его прочность в горячем состоянии и жесткость без нарушения его гибкости и которые восстанавливаются без остатков и без уменьшения эмиссии с окисла, как было найдено, наилучшим является кобальт.

Количество добавляемого кобальта определяется в зависимости от желаемой жесткости сплава.

В некоторых случаях его берут до

20% от веса сплава, причем увелиения твердости, мешающей обработке, не наблюдается.

К атодн ы е трубочки диа метром, 0,045" и длиною 27 мм, изготовленные из листов толщиною 0,002" сплава с содержанием кобальта от

3 до 5%, противостоят большим механическим ударам в холодном или нагретом до рабочей температуры состоянии. Содержание «обальта в дупла(ве около 17% ooecveчи вает создание достаточной жестко сти, необходимой для и|зготовлен ия .с равн итель но длинных катодных трубочек, например, трубочек, удерживаемых .концами в и1золяционных прокладках и имеющих диаметр

0,1" и, длину около 40 мм. жесткость (или сопротивление изгибанию), измеряемая обычно модулем упругости или модулем

Юнга, является прямой функцией процентного содержания кобальта в сплаве. Добавка кобальта до 20% вьвывает непрерывное увеличение модуля упругости при небольшом уменьшении гибкости.

Добавление кобальта для придания готовой трубочке достаточно большой прочности без заметного увеличения трудности прокатки и обработки желательно ври скоростных процессах изготовления, когда трубочки изготовляются из полос.

Сплавление кобальта с никелем (шарики торгового кобальта и электролитический никель) производится в тиглях с магнезиевой на бивкой. После этого сплав раскисляется добавлением углерода.

Количество добавляемого углерода зависит от содержания кислолорода и выбранного способа обработки и варьирует в за висимости от температуры прокатки и отжига, числа канавок в валка)х, конечной толщины листов и желаемой жесткости.

Было найдено, что добавление в .шихту углерода в количестве o т0,2 до 0,5% способствует получению легко обрабатываемых, прокатываемых в листы однородной толщины l(go 0,002") слитков. Металл перегревается до 1500 С, и затем прибавляется уголь. Первые несколько кусков угля, вносимые в никель, вызывают бурное искрение, свидетельствующее о реакции между углеродом и кислородом.

Окись, углерода удаляется. В дальнейшем реакция делается менее № 65139

Типография Госпланиздата, им. Воровского, г. Калуга бурно:"1, что указь1васт на уменьшеи:.е содержания кислорода. ели доба вление углерода не создает дальнейшей видимой реакции на поверхности ванны, то это означает, что углерода для восстановления никеля добавлено достаточно. Тем не менее, вносится добавочное количество угля, необходимое для обеспечения определенного содержания углерода в Окончательном продукте после нагрева для прокатки и после отжига.

Для удобства регулирования количества добавляемого угля последний вводится в расплав в виде прутка из углеродистого никелевого сплава с содержанием около

3% углерода и 97% никеля. Этот сплав изготовляется распла влением никеля в графитовом тигле.

Было найдено, что содержание углерода в никелево-кобальтовом сплаве свыше 1% делает слитки очень твердыми в обработке, а превышение содержания углерода в

О:.Ончательной продукции свыше

О,! % сильно уменьшает количество окислов в катодном покрытии, вследствие чего активный металл может испаряться. Поэтому в сплав вводится только 0,3% углерода.

В слитках его остается от 0,1 до

0,15%, а после прокатки и, отжига листов толщиной до 0,002" содержание углерода понижается до

0,03 — 0,05%.

Такое количество углерода не оказывает заметного восстанавливающего действия на Окскдное покрытие катода.

Ленты или цилиндры покрываются активными смесями, например, бариево-стронциевыми карбонатами, и монтируются в электронных или газоразрядных лампах После разложения солей угольной кислоты (карбоната) и удаления углеродных газов лампа запаивается. Оставш iecII окисль1 активируются в течение нескольких секунд нагреванием

Отв. редактор Д. А. Миха.:1лов

Л4862-1. Подписано к печати 18/П-1947 г. катода до высокой температуры с восстановлением требуемого количества окислов, нужных для хорошей электронной активности.

Чистота материала катода и отсутствие испарения металлического бария из бариево-стронциевого оксида катодного покрытия на электродах подтверждается отсутствием обратной сеточной эмиссии.

При испытаниях лампа с катодом из никелево-кобальтового сплава, восстановленного углеродом, и с покрытием из бариево-стронциевых окислов .показала при наличии нормальных потенциалов на электродах нулевую сеточную эмиссию после 48 часов работы. Та же лампа с обычным катодом из торгового никеля показала негтрерывный рост сеточной эмиссии с 1,5 до 15,5 микроампера в течение первых же трех с половиной часов эксплоатации. Отложенный на,сетках барий не только вызывает эмиссию элек тронов с сетки, но вызывает непостоя:cTBQ контактного потенц1!ала, изменяет сеточное смещение и делает работу лампы неустойчивой и неэффективной. Сеточная эмиссия является серьезным фактором в создании шумов в некоторых лампах с большим «мю». Более того, сеточная эмиссия при наличии большого сопротивления в цепи сетки может при вести к выходу лампы из строя.

Прочность сердечника катода предлагаемого тина может быть легко регулируема путем добавления кобальта. Благодаря этому из предлагаемого материала можно готовить 1катоды любыи поперечных сечений и длин.

Предмет патента

Оксидный катод с керном из сплава никеля и кобальта, о т л ичающийся тем, что сплав содержит 0,02 — 0,05% углерода. схя. редактор М. В. Смольякова

Тирчм, 500 экз Цепи 65 коп Зчк 351