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Elektrisches Entladuiigsgefäss.
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Entladungsgefässe beliebiger Art, insbesondere aber ein solches, das mit Glühkathode, Steuerelektrode oder Gitter und Anode arbeitet und als Dreielektroden- gefäss bekannt ist.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf Entladungsgefässe für Nachrichten-oder Bild- übermittlung mit elektrischen Wellen.
Durch die Erfindung soll ein Werkstoff für Metallelektroden in solchen Entladungsgefässen an die Hand gegeben werden, welcher besondere mechanische, chemische und elektrische Eignung für solche
Röhren besitzt.
Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik ist es nicht möglich, im vorhinein zu sagen, ob irgendein Werkstoff (Metall oder Legierung) zur Anwendung in Entladungsgefässen geeignet ist ; insbesondere kann man dies niemals voraussagen für das Material, das für die Steuerelektrode (Gitter) verwendet werden soll. Denn die Elemente solcher Entladungsgefässe dürfen bei der Herstellung, der Lagerhaltung und dem Gebrauch weder korrodieren noch Schmutz aufnehmen, sie sollen auch frei von okkludierten Gasen sein und schliesslich ein zumindest bescheidenes Mass von Duktilität (mechanische Bearbeitbarkeit in der Kälte) besitzen.
Drähte für Steuerelektroden (Gitter) müssen ausserdem einen hohen Schmelz- punkt und eine grosse Anzahl weiterer Eigenschaften besitzen, wie beispielsweise Nachgiebigkeit, Steifig- keit, keine Federung, hohe Zugfestigkeit und grosse Dehnung bei Zugfestigkeitsproben, ferner müssen sie über ihre ganze Länge gleichmässig ausfallen und dieselben Eigenschaften aufweisen. Die Drähte dürfen sich aber auch nicht während des Gebrauches im Entladungsgefäss deformieren und müssen in der fertiggestellten Röhre geeignete elektrische Charakteristiken bei langer Lebensdauer aufweisen.
Es wurde gefunden, dass Legierungen, die im wesentlichen aus Nickel, Molybdän und Eisen bestehen, mit Erfolg zu Steuerelektroden (Gitter) und andern wirksamen Elementen (Elektroden) elektrischer
Entladungsgefässe verarbeitet werden können und dann die wesentlichen, mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften für zufriedenstellenden Gebrauch der damit versehenen Entladungs- gefässe aufweisen.
Legierungen, die der Erfindung entsprechen, weisen vorteilhaft wenigstens etwa 40 " Nickel, von 1500 bis 48 Molybdän und von 100. bis 300"Eisen auf. Es kann aber auch Vanadium in kleinsten
Mengen, etwa in der Grössenordnung von 0'3 , mit Vorteil anwesend sein, ohne dass seine Anwendung notwendig ist. Kleine Mengen von Kohlenstoff und von Metallen, wie Mangan und Silizium, können auch in der Legierung anwesend sein ; grössere Mengen dieser Stoffe sind aber unerwünscht.
So zeigt sich,
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ebenso soll der Kohlenstoffgehalt vorteilhaft nicht viel über 0'3" 0 liegen. Verunreinigungen der Legierungen mit Schwefel und Phosphor sind unerwünscht, und ihre Anwesenheit soll, wenn sie unvermeidlich ist, jedenfalls auf das geringste Mass beschränkt werden. Kobalt kann ganz oder teilweise an Stelle des Nickels gesetzt werden, und ebenso kann Wolfram ganz oder teilweise an Stelle des Molybdäns verwendet werden.
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Legierungen dieser Art besitzen die erforderlichen Eigenschaften zur Verarbeitung und zum Gebrauch als verschiedenste Bauteile elektrischer Entladungsgefässe, gleichgültig, ob diese nun mit einem Vakuum oder Gasfüllung beliebiger Art arbeiten, und ob in diesen eine selbständige oder unselbständige Entladung vor sich geht. Eingehende Versuche haben gezeigt, dass mit Elementen (Elektroden) gemäss der Erfindung versehene Entladungsgefässe in jeder Hinsicht einwandfrei arbeiten. In erster Linie ist der Werkstoff der Erfindung aber für Elektroden bestimmt, die im Betrieb kalt sind oder aber, wenn sie auf höhere Temperaturen gelangen, jedenfalls nicht bei oder nahe der Zerstäubungstemperatur betrieben werden.
Wird der Werkstoff gemäss der Erfindung zur Herstellung von Steuerelektroden (Gittern) in elektrischen Entladungsgefässen (besonders für die Nachrichtenübermittlung) verwendet, dann wird vorteilhaft eine Zusammensetzung gewählt, die 58% Nickel, 20%'Molybdän, 2'25% Mangan, 0'30 Vana- dium, 0'20% Silizium, 0-10% Kohlenstoff, Rest Eisen, umfasst und die zu einem Draht gezogen wird. dessen Durchmesser etwa 0'125 rmn beträgt.
Wird ein solcher Draht ausgeglüht bei verschiedenen Temperaturen, die zwischen etwa 900 und 12000 C liegen können, so erhält er eine Dehnung zwischen ungefähr 5% und 30Es0 bei einer zugehörigen Streckgrenze zwischen ungefähr 10.000 und 7.000 ale je Quadratzentimeter, und der Draht reisst bei einer Beanspruchung zwischen etwa 12.000 und 8500 kg je Quadratzentimeter. Je höher die Ausglühtemperatur ist, desto höher wird im allgemeinen die Dehnung des Drahtes sein und um so niedriger die Fliess-bzw. Streckgrenze und die Reissfestigkeit. Die angegebenen Dehnungs-und Fliesszahlen wurden an Drähten beobachtet, die 250 nun lang waren und einer Zugfestigkeitsprobe bis zum Reissen unterworfen wurden.
Selbstverständlich sollen die angegebenen Zahlen nur als Richtlinien für die Feststellung der Qualitäten des Materials gemäss der Erfindung dienen, wie sie bei Prüfung der Zugfestigkeit unter gleichzeitiger Beobachtung der Dehnung nach den üblichen Untersuchungsmethoden erhalten werden können.
Drähte der so untersuchten Art wurden dann zu Gittern in elektrischen Entladungsgefässen ver- arbeitet. Ungefähr 500 Gitter wurden einer Probe unterworfen, wobei verschiedenste Gestalten des Gitters (flach, rechteckig, rund), angefertigt wurden. Während der Herstellung dieser Gitter wurde beobachtet, dass der Draht fest und steif war und blieb und seine Oberfläche ausreichend glatt war, dass er ferner gut auch in automatischen Maschinen verarbeitet werden konnte und insbesondere jeder Arbeitsbewegung der Maschine beim Wickeln, Sehneiden, Abziehen, Ausziehen, Ausglühen, Biegen und Zusammenziehen Folge leistete. Es stellt sich keinerlei Schwierigkeit der Herstellung untereinander gleichartiger Produkte mit geringster Toleranz entgegen.
Es wurden dann Entladungsgefässe üblicher Bauart, mit Kathode und Anode, mit solchen Versuchsgittern versehen und es wurde gefunden, dass diese Röhren gute elektrische Charakteristiken und lange Lebensdauer ergaben.
Der Werkstoff gemäss der Erfindung ist ebensowohl steif als elastisch, widerstandsfähig gegen
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ratur (etwa 15000 C). Er ist ferner billig in der Herstellung und im Gebrauch, besitzt hohe Zugfestigkeit bei gegebenener Dehnung und kann in dieser Hinsicht durch geeignete Wahl der Mengenverhältnisse der Legienmgsbestandteile, wenn auch in gewissen Grenzen, eingestellt werden. Ebenso kann seine
Festigkeit und Dehnung durch mechanische Bearbeitung, insbesondere Kaltbearbeitung in gewünschtem
Sinne beeinflusst bzw. verbessert werden.
Während nämlich beim Ziehen von Drähten, beispielsweise für Gitter, eine scharfe Kaltbearbeitung durch schnelle Verringerung des Durchmessers ein brüchiges
Material, jedoch hoher Zugfestigkeit ergibt, wird eine mehr allmähliche Verringerung der Kaliber ein weniger brüchiges Material erzeugen lassen, das jedoch eine geringere Zugfestigkeit besitzt. Ausglühen zwischen aufeinanderfolgenden Kaliberänderungen verringert die Brüchigkeit des schliesslich erhaltenen
Materials, ebenso aber auch die Zugfestigkeit.
Es wird darum vorgezogen, den Draht mit rascher bzw. grosser Kaliberänderung und meistens nur geringem Ausglühen während der Kaliberänderung herzu- stellen, und die notwendige Dehnbarkeit dem fertigen Draht durch einmaliges Ausglühen nach erfolgtem
Ausziehen zu erteilen. Jedenfalls erhält man derart, soweit die bisherigen Versuche gezeigt haben. einen durchaus zufriedenstellenden Draht für Gitter elektrischer Entladungsgefässe. Man kann die Verlänge- rung innerhalb enger Grenzen über einen weiteren Bereich gewünscht einstellen, indem man das Aus- glühen in dem erwähnten Sinn einstellt bzw. verändert.
Es ist zu betonen, dass die besonderen Eigenschaften eines Gitterdrahtes für verschiedene Arten von Gittern auch verschieden sein müssen und ebenso entsprechend den angewandten Herstellung- verfahren und-maschinen wechseln müssen. So muss beispielsweise verschiedenen Ausführungsformen des Schneidens, Abziehens, Ausglühens und Ziehens des Gitters auch durch verschiedene Eigenschaften des hiefür benutzten Werkstoffes Rechnung getragen werden. Ein wesentlicher Vorteil der Legierungen gemäss der Erfindung besteht darin, dass sie ausser den hervorgehobenen Eigenschaften auch die besitzen. ihre physikalischen Eigenschaften in weiten Grenzen je nach der angewandten mechanischen Behandlung zu ändern.
Natürlich kann ein Werkstoff gemäss der Erfindung nicht nur zur Herstellung von Gitterdrähten. sonder auch zu Haltedrähten, als Träger in Hüllenkathoden, als Kathodendrahtträger und Haken für den gleichen Zweck verwendet werden. Ebenso kann ein solcher Draht als Anodenträger Verwendung
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finden. Das Material kann aber auch zu Platten oder Blechen verarbeitet werden und dann als Anode Verwendung finden, ohne dass hiedurch die möglichen Anwendungen etwa erschöpfend aufgezählt wären.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Entladungsgefäss, gekennzeichnet durch mindestens eine vorzugsweise im Betrieb kalte Elektrode oder/und Tragelement oder/und Zuführung für diese, welche aus einem Werkstoff besteht, der zwischen 15% bis 40% Molybdän, zwischen 10% bis 30% Eisen, Rest in der Hauptsache Nickel, enthält.
2. Halter-oder Elektroden (Gitter-, Kathoden-, Anoden) draht für elektrische Entladungsgefässe, bestehend aus 15% bis 40% Molybdän, 10% bis 30% Eisen, Rest in der Hauptsache Nickel.