DE1281039B

DE1281039B - Process for the production of an indirectly heated cathode for electron tubes

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.Process for the production of an indirectly heated cathode for electron tubes The invention relates to a method for producing an indirectly heated cathode for electron tubes in which either the heating element or the inner surface of the Cathode support or both by reducing a tungsten compound with a metallic one Black layer containing tungsten.

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.It is known to increase the heat transfer from the heating element blackenings determined on the cathode on the carrier of the emitting cathode layer to attach, which the absorption capacities of the surfaces for the thermal radiation significantly increase. Such blackening can affect the heating element as well be applied to the inside of the cathode sleeve.

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.By such measures, the temperature of the heating element reduce significantly, which extends the life of the heating coil and to reduce the occurrence of insulation defects between heating element and cathode leads. A high dielectric strength is particularly important in the case of high vacuum diodes where high voltages occur are of particular interest.

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).It is known to blacken the inside of the cathode support by applying carbide or boride layers. However, such layers have the disadvantage that they require a high sintering temperature, with good adhesive strength not always being guaranteed. Various methods of blackening the surface of the heating element are also known, on the one hand on the coloring of the insulation material A1. "0, the heating coil through dark metal oxides, on the other hand on the blackening of the heating coil through sintering of tungsten powder or oxides of other metals except tungsten and molybdenum (see German Auslegeschrift 1 141 388 and older German 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.The invention is based on the object of a method for production indicate an indirectly heated cathode for electron tubes, which is easily applicable is allowed to achieve firmly adhering black coatings.

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.According to the invention, a layer is applied to the surface of these parts from beryllium tungstate (BeW04) by dipping, feasting or cataphoretic deposition applied and this layer then reduced in a hydrogen atmosphere.

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.The result is metallic tungsten, which is intensely blackened causes, and beryllium oxide, which has a particularly good thermal conductivity. Although it is already known to use the heating element of an indirectly heated cathode an electric discharge tube, a mixture of aluminum oxide and beryllium oxide to raise. The use of beryllium oxide powders in the manufacture of insulation compounds now causes considerable difficulties insofar as beryllium oxide is extraordinary is poisonous. The risk of poisoning is particularly high because of the beryllium oxide dust easily swirled up due to its low density and in this way over the Respiratory system enters the human body. When working with beryllium oxide you must therefore all processing operations are carried out under closed equipment will.

Das Berylliumwolframat hingegen, das relativ schwerer ist und nicht zum Stauben neigt, setzt diese Vergiftungsgefahr stark herab.The beryllium tungstate, on the other hand, is relatively heavier and not tends to dust, greatly reduces this risk of poisoning.

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.Another advantage of the method according to the invention is to be assessed that the metallic tungsten produced by the reduction process according to the invention exists as an extremely finely divided atomic metal.

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.The most salient advantage of the invention, however, remains in that a combination of the good thermal conductivity of beryllium oxide with the good Radiation achieved through the blackening of the finely divided tungsten will.

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.When carrying out the method according to the invention, it is advisable to the reduction of the applied beryllium tungstate in a protective gas oven to be carried out at a temperature between about 700 and 900 ° C.

Bei der Schwärzung eines Heizelementes wird zweckmäßigerweise die Berylliumwolframatschicht unmittelbar auf die Aluminiumoxydschicht des Heizelementes aufgebracht.When blackening a heating element, the Beryllium tungstate layer directly on the aluminum oxide layer of the heating element upset.

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.The practical implementation of the invention is intended, for example, as that the mentioned covering by dipping the parts to be covered or by slurrying is applied. The dipping paste can, for. B. have the following composition: 250 g of beryllium tungstate are dissolved in 750 ml of E 3 solvent and 100 ml of a 5o / oigen Suspended collodion solution in butyl acetate and put it in the ball mill for about 48 hours ground. After the paste has been applied, the individual parts are in about 700 to 900 ° C in a protective gas furnace under a hydrogen atmosphere about 10 to 20 Annealed for minutes.

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.The metal tungsten is known as a slow activator, in particular in the case of long-life tubes, the cathode nickel is added to at about 10 to 20 .103 hours to effect a post-activation.

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.In the method according to the invention, a small amount of the reduced Tungsten diffuse through the nickel cathode support and alkaline earth metal in the oxide layer release. This causes activation.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sich insbesondere bei Elektronenröhren mit langer Lebensdauer auswirken.The advantage of the method according to the invention is particularly evident have an effect on electron tubes with a long service life.

Claims

Claims: 1. A method for producing an indirectly heated Cathode for electron tubes, in which either the heating element or the inner surface of the cathode support or both by reducing a tungsten compound with a metallic tungsten-containing black layer are coated, characterized in that, that on the surface of these parts a layer of beryllium tungstate (BeW04) is applied by dipping, slurrying or cataphoretic deposition and that this layer is then reduced in a hydrogen atmosphere.

2. Procedure according to; claim 1, characterized in that the reduction in a protective gas furnace is carried out at a temperature between 700 and 900 ° C.

3. Procedure according to Claim 1 and 2, characterized in that when a heating element is blackened the beryllium tungstate layer is applied to the aluminum oxide layer.

4th Method according to Claims 1 to 3, characterized in that the covering compound consists of a mixture of beryllium tungstate, binder and solvent. In Publications considered: German Auslegeschrift No. 1141388. Considered Older patents drawn: German Patent No. 1240 998.