DE1067942B - Nicht verdampf ender Getterstoff aus Titan, Zirkon, Vanadin, Niob und gegebenenfalls Aluminium für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Nicht verdampfender Getterstoff aus Titan, Zirkon, Vanadin, Niob und gegebenenfalls Aluminium für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu seiner Herstellung Zur Verbesserung und Aufrechterhaltung des Vakuurns in elektrischen Entladungsgefäßen werden bekanntlich Gasfangstoffe (Letter) in das Gefäß eingebracht. Man unterscheidet bekanntlich zwischen verdampfenden und nicht verdampfenden Lettern.
• Bei einem Verdampfungsgetter wird ein in einem kleinen Behälter im Innern des Entladungsgefäßes eingebrachtes Reaktionsgemisch, z. B. eine Bariumlegierung, erhitzt. Dabei wird eine bestimmte Menge Barium verdampft, das sich auf der Gefäßwand niederschlägt.
• Mit einem meist aus Zirkon oder Thorium bestehenden, nicht verdampfenden Letter werden solche Teile des Entladungsgefäßes, z. B. Anode oder Gitter. die während des Betriebes eine hohe Temperatur über 450° C annehmen, versehen. Bei höheren Temperaturen sind die Letter zur Gasaufnahme geeignet. Durch geeignete Legierung von Cer, Thorium und Aluminium gelingt es. die Reaktionstemperatur bis auf etwa 300° C herabzusetzen.
• Für die Getterung von kleinen, wenig belasteten Eletrottenröhren verbietet sich häufig die Anwendung von Verdampfungsgettern. Dies hat darin seinen Grund, daß durch das Kondensieren von Bariumdampf an unerwünschten Stellen zusätzlich Kapazitäten, Strombrücken und Emissionsbehinderungen der Kathode auftreten und daß die Austrittsarbeit gerade auf solchen Elektroden ungewollt erniedrigt wird, die z. B. zur Unterdrückung des Rückstromes bei Hochspannungsgleichrichtern eine hohe Austrittsarbeit besitzen müssen. Auch bei nicht verdampfenden Lettern liegt die Reaktionstemperatur zur sicheren Aufrechterhaltung des notwendigen Vakuums zu hoch, so daß das Gasbindungsvermögen des Getters bei den kleinen, im Betrieb kalt bleibenden Röhren nicht ausreicht.
• Aus diesen Gründen werden bei kleinen. wenig belasteten Elektronenröhren nicht verdampfende Letter angewendet. Zur Herstellung von Lettern dieser Art wird von den bekannten Gasbindern ausgegangen, deren gasbindender Bestandteil ganz oder vorwiegend aus Aluminium und aus einem oder .mehreren hochschmelzenden Metallen besteht, die nicht gasförmige Hydride bilden können. wie Titan, Zirkon. Niob und Vanadin.
• Ein nicht verdampfender Getterstoff, der bereits bei Zimmertemperatur oder niedrigeren Temperaturen wirksam ist, wird dadurch gewonnen, daß in dem nicht verdampfenden Getterstoff aus Titan, Zirkon, Vanadin, Niob und gegebenenfalls Aluminium, nach der Erfindung metallisches Vanadin und/oder Niob mit oder ohne Zusatz von Aluminium in einem Gewichtsverhältnis von 3 bis 25% vorhanden sind. Der Vorteil dieses Getters liegt besonders in der leichteren Herstellbarkeit und darin, daß der Getterstoff mit gasbindender Wirkung in solchen Röhren verwendet oder an solchen Stellen von Röhren angebracht werden kann, die im Betrieb kalt bleiben.
• Die Mischung kann z. B. durch Zusammenbringen der Metalle in Pulverform erfolgen. Durch Behandlung bei erhöhter Temperatur kann die gewünschte Legierungsbildung durch thermische Diffusion einer Pulvermischung erreicht werden.
• Das so erhaltene :Metallpulver kann in an sich bekannter Weise zu einer Tablette verpreßt und in Pillenform in das elektrische Entladungsgefäß eingebaut werden. Die Anbringung kann jedoch auch in an sich bekannter Weise durch Aufstreichen einer Suspension des Metallpulvers auf einen Träger und Aufsinterung im Vakuum, im Wasserstoff oder in einer Edelgasatmosphäre erfolgen.
• DieReaktionsfähigkeit desGetterstoffes kann durch einmaliges oder mehrfaches Hydrieren und Dehydrieren gesteigert werden. Die dadurch erzielte Gitteraufweitung des Fangstoffes ist besonders wirksam, wenn die Ad- und Desorption bei möglichst tiefer Temperatur durchgeführt wird.
• Eine Steigerung der Reaktionsfähigkeit kann auch dadurch erreicht werden, daß der pulverförmigen Gettermischung ein Pulver von Metallen mit hohem Dampfdruck zugemischt oder zulegiert wird, die bereits bei niedrigen Temperaturen wieder ausgedampft werden können. Derartige Metalle sind z. B. Magnesium, die Erdalkalimetalle, Zink oder Kadmium. Auch in diesem Fall läßt sich die Steigerung der Reaktionsfähigkeit durch eine bleibende Aufweitung der Gitterstruktur erklären.
• Die Handhabung der beschriebenen Getter stößt infolge ihrer bereits- bei Zimmertemperatur hohen Rtaktionsfähigkeit auf gewisse Schwierigkeiten. Zum Schutze gegen N.#orzeitige Reaktion und damit verbundene Erschöpfung des Getters wird das Getterpulver oder die fertige Getterpille vor dem Einbau zweckmäßig mit einer geringen Menge Wasserstoff beladen. Durch diesen Vorgang wird eine zwischenzeitliche Herabsetzung der Reaktionsfähigkeit erreicht. Zur endgültigen Aktivierung des Getters muß der aufgenommene Wasserstoff im Vakuum vor dem Abschmelzen der Röhre durch eine Wärmehehandlung wieder ausgetrieben werden.
• Die beschriebenen, auch bei Zimmertemperatur reagierenden Fangstoffe können sowohl in Hochvakuumröhren als auch in gasgefüllten Entladungsröhren Verwendung finden. In mit Quecksilber oder Mischgas gefüllten Röhren zeigen sie gegenüber den bisher üblichen Barium-Verdampfungsgettern gewisse Vorteile, da ihre Wirksamkeit in viel geringerem Maße durch die Einwirkung des Quecksilberdampfes herabgesetzt wird.
• Durch den Legierungszusatz gemäß der Erfindung erhöht sich die Einbausicherheit der Getterstoffe beträchtlich. Die Lagerfähigkeit der so hergestellten Getter gegenüber den nach anderen Verfahren hergestellten Titan- bzw. Zirkon-Legierungsgettern, insbesondere für solche, die bei tiefen Temperaturen arbeiten sollen, wird durch den Legierungszusatz mach der Erfindung wesentlich erhöht.
• Bei dem im fertigen Entladungsgefäß durchgeführten Aktivieren, das bei diesen Gettern erforderlich ist, bewirken die Legierungsbestandteile gemäß der Erfindung ein schnelles Lösen bereits vorhandener adsorbierter Gasmengen im Gefüge der Legierung. Dadurch wird die ursprüngliche Reaktionsbereitschaft wiederhergestellt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Nicht verdampfender Getterstoff aus Titan, Zirkon, Vanadin, Niob und gegebenenfalls Aluminium in Legierung oder Mischung für elektrische Entladungsgefäße, dadurch gekennzeichnet, daß metallisches Vanadin und/oder Niob mit oder ohne Zusatz von Aluminium in einem Gewichtsverhältnis von 3 bis 25% vorhanden sind.
2. 2. Verfahren zur Herstellung des Getterstoffes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einmaliges oder mehrfaches Hydrieren und Dehydrieren bei tiefer Temperatur.
3. 3. Verfahren zur Herstellung des Getterstoffes nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Zulegieren oder Zumischen und darauffolgendes Herausdampfen von Metallen mit hohem Dampfdruck, wie beispielsweise Magnesium, die Erdalkalimetalle, Zink oder Kadmium.
4. 4. Verfahren zur Herstellung des Getterstoffes nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Getterstoff vor dem Einbau mit einer geringen Menge Wasserstoff beladen wird, die beim Evakuieren der Röhre vor deren Abschmelzen durch eine Wärmebehandlung ausgetrieben wird.
5. 5. Getterstoff nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet in an sich bekannter Weise durch seine Anwendung in Form eines porösen Preßlings.
6. 6. Getterstoff nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet in an sich bekannter Weise durch seine Anwendung als auf einen Träger aufzustreichende und aufzusinternde Suspension des pulverförmigen Getterstoffes. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 809 223, 811 008, 924 335, 946 076, 745 134, 888 431, 939 042; französische Patentschrift Nr. 1094616; britische Pätentschrift Nr. 410614; Metals Reference Book, London, 1955, Bd. 1, S.323, 324, 428, 429.