DE1539156B2

DE1539156B2 - Getterpumpanordnung fuer elektronenstrahlroehren und verfahren zum herstellen von getterfaehigen sinterformkoerpern

Info

Publication number: DE1539156B2
Application number: DE1967S0112258
Authority: DE
Inventors: Manfred 8000 München Wintzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-06-30
Filing date: 1967-10-04
Publication date: 1976-09-23
Also published as: US3688150A; NL6810879A; DE1539156A1; GB1172939A; FR95641E

Description

Die Erfindung betrifft eine Getterpumpanordnung für Elektronenstrahlröhren höherer Leistung, bei der für eine Hilfsentladung größerer Entladungsstärke' die indirekt geheizte Kathode aus einer Vorratskathode, insbesondere einer Metallkapillarkathode, besteht und eine oder mehrere zugeordnete, für einen erheblichen Elektronenaufprall besonders ausgebildete Arbeitselektroden nach Art von Anoden vorgesehen sind, die an ihrer Oberfläche ganz oder teilweise mit Getterstoff, wie Zirkon oder Titan, überzogen sind und/oder wesentlich aus diesem bestehen. Die mit Gettermetall überzogenen Elektroden bestehen z. B. aus einer oder mehreren Kohlescheiben oder einem entsprechenden Kohleformkörper.

Aus der US-Patentschrift 31 67 678 ist für Elektronenröhren eine separate Getter- bzw. Pumpanordnung mit auf zwei getrennten Zylinderoberflächen angeordneten Getterstoffen, wie z. B. Ti, Zr oder Hf, bekannt, bei der die beiden Zylinder von einem gemeinsamen freistehenden Heizer derart unterschiedlichen Abstand haben, daß sie im Betrieb unterschiedlich hohe Temperaturen für verschiedene, zu absorbierende Gase annehmen.

Es ist weiter aus der DT-PS 7 64 127 bekannt, für Elektronenstrahl-Erzeugungssysteme in Entladungsrichtung hinter einer als Primär-Elektronenquelle dienenden Heizwendel mehrere topfförmige, mit Emissionssubstanz, zum Teil als Vorratssubstanz, überzogene Metallnetz-Hohlkörper mit zunehmend positivem Potential in bezug auf die Heizwendel zueinander parallel derart anzuordnen, daß jeweils ein Teil der emittierten und beschleunigten Elektronen zum Aufheizen der nächstfolgenden Netzelektrode dient, während die übrigen Elektronen zusammen mit von der letztangeordneten Elektrode emittierten Elektronen den eigentlichen Elektronenstrahl bilden.

Aus der DT-PS 8 84 220 ist es außerdem bekannt, zur Erzielung einer Getterwirkung und Wärmeabstrahlung dem auf die Gitterelektrode aus Tantal einer Elektronenröhre aufzubringenden Gettermaterial aus Zr, Ti oder Hf bis zu 10 Gew.% Graphit zuzusetzen, um es beim Sintern bei 1500°C in Karbid umzusetzen.

Nach einem anderen aus der DT-PS 8 56 920 bekannten Verfahren zum Herstellen gasbindender, gut wärmeabstrahlender Oberflächen wird abweichend zunächst eine dünne Schicht des Gettermetalls, vorzugsweise Zirkon, aufgesintert und anschließend darauf in Pulverform entweder ein Karbid oder ein Gemisch mit Kohlenstoffpulver aufgebracht und festgesintert und gegebenenfalls darauf zusätzlich noch mit einer sehr dünnen Getterschicht versehen.

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß Kohlekörper nicht beliebig dick mit z. B. Zirkon bedeckt werden können, was aber zur Erzielung höherer Sauggeschwindigkeiten und größerer Gasaufnahmekapazitäten erforderlich wäre. Bei Arbeitselektroden aus reinem Zirkon dagegen, nämlich hergestellt durch ■ Pressen und Sintern von Zirkonpulver, kann zwar die ' Sauggeschwindigkeit und die Gasaufnahmekapazität bei Temperaturen oberhalb von 600⁰C beträchtlich erhöht werden, jedoch war bei Raumtemperatur die Gasaufnahmekapazität dadurch stark begrenzt, daß die Gasdiffusion in das Zirkoninnere entfiel und nur allein die geringe Oberflächenabsorption der Zirkonelektrode verblieb. Eine Erhöhung der Gasaufnahmekapazität der Arbeitselektroden bei Raumtemperatur ist jedoch deshalb unbedingt erforderlich, weil dadurch das notwendige Vakuum größerer Elektronenröhren auch im Lagerungszustand aufrechterhalten werden soll.

Die aufgezeigten, zum Teil vom erläuterten Stand der Technik her bekannten Nachteile zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Getterpumpanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Arbeitselektroden aus hochporösem Getterstoff bestehen, der einen bis zu 30 Gewichts% betragenden, gleichmäßig verteilten Kohleanteil aus Elektrographit aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß —

wie durch eingehende Versuche festgestellt — mit I porösen, ungepreßten Zirkonkörpern eine Steigerung der Gasaufnahmekapazität bei Raumtemperatur um etwa mehr als das Zehnfache erzielt werden kann. Derartige Zirkonkörper zeigen jedoch beim Aufheizen mittels Elektronenstrahlen starke Sinterungseffekte, welche zu Deformierungen und Rissebildungen an den Elektroden führen, so daß auch eine wesentliche Änderung der Gettereigenschaften solcher Zirkonkör auftritt.

Zum Herstellen von getterfähigen Sinterformkörpern, insbesondere von Arbeitselektroden für eine Getterpumpanordnung, bei denen das Getterstoffpulver aus Zirkon oder Titan mit Elektrographitpulver etwa gleicher Körnung bis zu 30 Gew.% vermischt wird, um dann zu Sinterformkörpern, insbesondere Elektroden, geformt zu werden, werden die pulvermetallurgisch aufgebauten Sinterformkörper in Formen mit geringem : Druck etwa bis zu 3 kp/cm² verpreßt und bei mindestens 800°C, höchstens 1400°C, gesintert und gegebenenfalls _s noch mechanisch bearbeitet.

An sich ist es bereits bekannt, das Zusammensintern

von Zirkonpulver für Getterzwecke durch das Hinzumi- < sehen von Molybdän- oder Wolframpulver zu verhin-

dern. Gegenüber der Verwendung von Kohle hat diese bekannte Maßnahme u. a. jedoch den Nachteil, daß ζ. Β. Molybdän und Zirkon bereits bei 1500⁰C miteinander legieren, so daß dadurch die Sinter- und Entgasungstemperatur derartiger Arbeitselektroden nach oben hin erheblich beschränkt ist.

Außerdem läßt sich mitKohlekörnern als Zusatz bei gepreßten Elektroden eine höhere Porosität als mit dem duktilen Molybdän oder Wolfram erzielen. Weiter ist die Gasabgabe von Kohlekörnern wesentlich geringer als die von Molybdän- oder Wolframpulver. Darüberhinaus bleibt der poröse Zirkon-Kohle-Körper auch nach Anwendung von relativ hohen Sintertemperaturen von z. B. 1300° C weiterhin gut mechanisch bearbeitbar. Hinzu kommt, daß eine eventuell an den Berührungsflächen Kohle-Zirkon eintretende Legierungsbildung für den Gettervorgang keinesfalls nachteilig ist, da Zirkon-Karbid ein stark pyrophores Material ist, also selbst wiederum ein aktives Gettermaterial darstellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Getterpumpanordnung für Elektronenstrahlröhren höherer Leistung, bei der für eine Hilfsentladung größerer Entladungsstärke die indirekt geheizte Kathode aus einer Vorratskathode, insbesondere einer Metallkapillarkathode, besteht und eine oder mehrere zugeordnete, für einen erheblichen Elektronenaufprall besonders ausgebildete Arbeitselektroden nach Art von Anoden vorgesehen sind, die an ihrer Oberfläche ganz oder teilweise mit Getterstoff, wie Zirkon oder Titan, überzogen sind und/oder wesentlich aus diesem bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitselektroden aus hochporösem Getterstoff bestehen, der einen bis zu 30 Gewichts% betragenden, gleichmäßig verteilten Kohleanteil aus Elektrographit aufweist.

2. Verfahren zum Herstellen von getterfähigen Sinterformkörpern, insbesondere von Arbeitselektroden für eine Getterpumpanordnung nach Anspruch 1, bei denen das Getterstoffpulver aus Zirkon oder Titan mit Elektrographitpulver etwa gleicher Körnung bis zu 30 Gew.% vermischt wird, um dann zu Sinterformkörpern, insbesondere Elektroden, geformt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die pulvermetallurgisch aufgebauten Sinterformkörper in Formen mit geringem Druck etwa bis zu 3 kp/cm² verpreßl und bei mindestens 800⁰C, höchstens 1400⁰C, gesintert und gegebenenfalls noch mechanisch bearbeitet werden.