DE1281039B

DE1281039B - Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode fuer Elektronenroehren

Info

Publication number: DE1281039B
Application number: DE1963T0024776
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Manfred Schiekel; Dipl-Phys Manfred Tischer
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1963-09-25
Filing date: 1963-09-25
Publication date: 1968-10-24

Description

Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode für Elektronenröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode für Elektronenröhren, bei dem entweder das Heizelement oder die Innenfläche des Kathodenträgers oder beide durch Reduktion einer Wolfram-Verbindung mit einer metallisches Wolfram enthaltenden schwarzen Schicht überzogen werden.
Es ist bekannt, zur Erhöhung des Wärmeüberganges von dem Heizelement auf die Kathode auf dem Träger der emittierenden Kathodenschicht bestimmte Schwärzungen anzubringen, die die Absorptionsleistungen der Oberflächen für die Wärmestrahlung bedeutend erhöhen. Solche Schwärzungen können sowohl auf das Heizelement als auch auf die Innenseite der Kathodenhülse aufgebracht werden.
Durch solche Maßnahmen läßt sich die Temperatur des Heizelementes wesentlich herabsetzen, was zur Verlängerung der Lebensdauer der Heizwendel und zur Verminderung des Auftretens von Isolationsfehlern zwischen Heizelement und Kathode führt. Eine hohe Durchschlagsfestigkeit ist insbesondere bei Hochvakuumdioden, bei denen hohe Spannungen auftreten, von besonderem Interesse.
Es ist bekannt, die Schwärzung der Innenseite des Kathodenträgers durch Aufbringen von Karbid- oder Borid-Schichten vorzunehmen. Solche Schichten haben aber den Nachteil, daß sie eine hohe Sinterungstemperatur benötigen, wobei eine gute Haftfestigkeit nicht immer gewährleistet ist. Auch für das Heizelement sind verschiedene Verfahren zur Schwärzung von dessen Oberfläche bekannt, die einerseits auf der Färbung der Isolationsmasse A1."0, der Heizwendel durch dunkle Metalloxyde, andererseits auf der Schwärzung der Heizwendel durch Aufsinterung von Wolframpulver oder Oxyden anderer Metalle außer Wolfram und Molybdän beruhen (vgl. deutsche Auslegeschrift 1141388 und ältere deutsche Auslegeschrift 1240 998).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode für Elektronenröhren anzugeben, das leicht anwendbar ist und fest haftende schwarze überzüge zu erzielen gestattet.
Gemäß der Erfindung wird auf die Oberfläche dieserTeile eine Schicht aus Berylliumwolframat (BeW04) durch Tauchen, Schlemmen oder kataphoretische Abscheidung aufgebracht und diese Schicht anschließend in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert.
Es entsteht dabei metallisches Wolfram, welches eine intensive Schwärzung hervorruft, und Berylliumoxyd, das eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Es ist zwar bereits bekannt, auf das Heizelement einer indirekt geheizten Kathode einer elektrischen Entladungsröhre ein Gemisch aus Aluminiumoxyd und Berylliumoxyd aufzubringen. Die Verwendung von Berylliumoxydpulvern bei der Herstellung von Isolationsmassen bereitet nun insofern erhebliche Schwierigkeiten, als das Berylliumoxyd außerordentlich giftig ist. Die Vergiftungsgefahr ist dadurch besonders hoch, weil der Berylliumoxydstaub auf Grund seiner geringen Dichte leicht aufwirbelt und auf diese Weise über die Atemwege in den menschlichen Körper gelangt. Bei Arbeiten mit Berylliumoxyd müssen daher sämtliche Verarbeitungsvorgänge unter geschlossenen Apparaturen durchgeführt werden.
Das Berylliumwolframat hingegen, das relativ schwerer ist und nicht zum Stauben neigt, setzt diese Vergiftungsgefahr stark herab.
Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zu werten, daß das durch den Reduktionsprozeß gemäß der Erfindung erzeugte metallische Wolfram als äußerst fein verteiltes atomares Metall vorliegt.
Der am meisten hervorstechende Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, daß eine Kombination der guten Wärmeleitung des Berylliumoxyds mit der guten Abstrahlung durch die entstehende Schwärzung von feinst verteiltem Wolfram erzielt wird.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens empfiehlt es sich, die Reduktion des aufgebrachten Berylliumwolframats in einem Schutzgas- Ofen bei einer Temperatur zwischen etwa 700 und 900° C durchzuführen.
Bei der Schwärzung eines Heizelementes wird zweckmäßigerweise die Berylliumwolframatschicht unmittelbar auf die Aluminiumoxydschicht des Heizelementes aufgebracht.
Die praktische Durchführung der Erfindung ist beispielsweise so gedacht, daß die erwähnte Bedeckung durch Tauchen der zu bedeckenden Teile oder durch Aufschlämmen aufgebracht wird. Die Tauchpaste kann z. B. die folgende Zusammensetzung besitzen: 250 g Berylliumwolframat werden in 750 ml E 3-Lösungsmittel und 100 ml einer 5o/oigen Kollodiumlösung in Butylacetat suspendiert und etwa 48 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Nachdem die Paste aufgetragen worden ist, werden die einzelnen Teile bei etwa 700 bis 900° C im Schutzgasofen unter Wasserstoffatmosphäre etwa 10 bis 20 Minuten lang geglüht.
Das Metall Wolfram ist als langsamer Aktivator bekannt, das insbesondere bei Langlebensdauerröhren dem Kathodennickel zugesetzt wird, um bei etwa 10 bis 20 .103 Stunden eine Nachaktivierung zu bewirken.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine kleine Menge des reduzierten Wolframs durch den Nickelkathodenträger diffundieren und in der Oxydschicht Erdalkalimetall freisetzen. Damit wird eine Aktivierung bewirkt.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sich insbesondere bei Elektronenröhren mit langer Lebensdauer auswirken.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode für Elektronenröhren, bei dem entweder das Heizelement oder die Innenfläche des Kathodenträgers oder beide durch Reduktion einer Wolframverbindung mit einer metallisches Wolfram enthaltenden, schwarzen Schicht überzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche dieser Teile eine Schicht aus Beryllium-Wolframat (BeW04) durch Tauchen, Schlämmen oder kataphoretische Abscheidung aufgebracht wird und daß diese Schicht anschließend in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert wird.
2. Verfahren nach ;Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion in einem Schutzgasofen bei einer Temperatur zwischen 700 und 900° C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schwärzung eines Heizelementes die Beryllium-Wolframat-Schicht auf die Aluminiumoxydschicht aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedeckungsmasse aus einer Mischung von Beryllium-Wolframat, Binder und Lösungsmittel besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1141388. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1240 998.