AT154986B

AT154986B - Außenelektrode für elektrische Entladungsgefäße.

Info

Publication number: AT154986B
Authority: AT
Inventors: Peter Dr Kniepen
Original assignee: Aeg
Priority date: 1936-07-31
Filing date: 1937-07-31
Publication date: 1938-11-10

Description

Aussenelektrode für elektrische EntladungsgefäBe.

Durch die Wärmeausdehnung werden bei elektrischen Entladungsgefässen auch die elektrischen
Eigenschaften geändert. Es ist deshalb für viele Anwendungszwecke von Bedeutung, die Wärme- ausdehnung der die elektrischen Eigenschaften bildenden Teile möglichst klein zu halten. Besonders wichtig ist dies bei Entladungsgefässen, die für die Erzeugung bzw. Verstärkung von kurzen und ultra- kurzen elektrischen Wellen dienen. Eine besonders niedrige Wärmeausdehnung besitzen bekanntlich aus Kohle oder Graphit hergestellte Körper. Aus diesen können jedoch Elektroden nicht hergestellt werden, die zugleich einen Teil der Gefässwand bilden, da dieser Werkstoff nicht genügend vakuumdicht hergestellt werden kann.

Diese Schwierigkeit wird bei der Aussenelektrode gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass sie aus einem durch Zusätze oder Überzüge gedichteten Graphit-oder Kohleteil besteht. Als
Zusatz eignen sich in erster Linie Werkstoffe, durch die die elektrische Leitfähigkeit des Kohle-oder
Graphitkörpers erhöht wird. Besonders vorteilhaft sind aus diesem Grunde metallische Zusätze. Das
Metall kann entweder dem Kohle-oder Graphitpulver oder den Ausgangsprodukten bei der Her- stellung in möglichst feinverteilter Form beigemiseht oder eingeseigert werden, oder es kann als metallische Schicht auf die Innen-oder Aussenfläche aufgebracht werden.

Zu diesem Zwecke wird die zu überziehende Fläche der fertig geformten Elektrode in eine Schmelze des Metalls oder Misch- metalls gebracht, oder es wird der zum Überziehen dienende geschmolzene oder pastförmige Werk- stoff aufgespritzt und, falls erforderlich, nach dem Aufspritzen festgesintert oder aufgeschmolzen.

Unter Umständen bietet es Vorteile, ein Metallpulver oder das Pulver einer das Metall ab- spaltenden Verbindung auf den zu überziehenden Körper aufzubringen und bei hoher Temperatur auf ihm durch Sintern einen dichten Metallüberzug zu erzeugen. Dabei empfiehlt es sich im allgemeinen, die Temperatur bis auf die Schmelztemperatur des Metalls oder 150-200 C darüber zu steigern.

Als Metalle eignen sich für den Überzug besonders chromhaltige Eisen-, Nickel-und Eisen- nickelmischmetalle sowie solche Metalle, die sich, wie beispielsweise Aluminium, mit einer gegen starke
Oxydation schützenden Oxydschicht überziehen.

Versuche zeigten, dass unter Umständen eine Verbesserung durch Anbringen einer Zwischen- schicht aus karbidbildenden Metallen, wie beispielsweise Titan, Zirkon, Hafnium, Thorium, Vanadin,
Niob oder Tantal, erzielt werden kann.

Zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen der Aussenelektrode und den übrigen
Teilen der Gefässwandung wird zweckmässigerweise ein Löt-, Sinter-oder Schweissverfahren angewandt.

Bei dem zuletzt genannten Verfahren wird ein Metallpulver oder eine Metall abspaltende Verbindung zwischen die Aussenelektrode und den aus Metall, Keramik oder metallisierter Keramik bestehenden
Wandungsteilen gebracht und bei hoher Temperatur in vorzugsweise reduzierender Umgebung oder im Vakuum gesintert.

Wenn eine gewisse Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit zugelassen werden kann, empfiehlt es sich erfindungsgemäss, den Ausgangswerkstoff mit die Dichtigkeit der Kohle-oder Graphit- elektrode heraufsetzenden nichtmetallischen Werkstoffen zu versetzen oder die Elektrode nachträglich mit solchen Werkstoffen ganz oder oberflächlich zu tränken. Als Zusätze eignen sich beispielsweise
Kalkhydrat, feinstgemahlener Schwerspat, Gips sowie Alkali-und Erdalkali-oder Magnesium-und Aluminiumsilikate.

Die Abbildungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die aus dem durch Zusätze oder Überzüge gedichteten Graphit-oder Kohleteil bestehende Aussenelektrode 1 bzw. T ist mit einem Metallring 2 vakuumdicht verbunden, der mit dem zur Isolation der Aussenelektrode gegenüber den übrigen Elektroden dienenden Teil 3 der Gefässwand vakuumdicht verbunden ist. Dieser Teil 3 besteht bei der Anordnung gemäss Fig. 1 aus einer Keramikplatte, bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 aus Glas, durch das beispielsweise mit Hilfe eines Quetschfusses 4 die Elektrodenzuleitungen 5 vakuumdicht hindurchgeführt sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aussenelektrode mit einem Überzug 6 aus Metall überzogen, das entweder selbst sehr wenig oxydiert, oder das mit einer Schicht aus einem nichtoxydierenden Metall, beispielsweise Platin oder Gold, überzogen ist. Als Überzug kann mit Vorteil auch Aluminium oder ein ähnliches Metall verwendet werden, dessen Oxydschicht die niehtoxydierten, tiefer liegenden Metallschichten gegen Oxydation schützt.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines solchen metallischen Überzuges an dem Teil der Aussenelektrode, die mit dem Metallring 2 durch Löten od. dgl. verbunden werden soll, weil dadurch das Löten bedeutend erleichtert wird. Es ist unter Umständen zweckmässig, dieses Ende der Aussenelektrode mit Rücksicht auf die beabsichtigte Verlötung anders bzw, sorgfältiger zu behandeln als die übrigen Teile der Aussenelektrode.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Aussenelektrode l'aus Kohle oder Graphit, die durch einen, auf die ganze Masse verteilten Zusatz gedichtet ist. Bei solchen Elektroden ist es in manchen Fällen vorteilhaft, die äussere Oberfläche mit einem metallischen Überzug zu versehen zur Erleichterung der Verbindung mit dem angrenzenden Teil der Gefässwand sowie zur Verminderung des elektrischen Widerstandes, den der Strom auf dem Wege von den verschiedenen Teilen der inneren Oberfläche zu der aussen angebrachten Stromzuleitung zu überwinden hat.

Zum Stromanschluss wird im allgemeinen der mit der Aussenelektrode verbundene metallische Teil der Gefässwand benutzt, weil an diesen in besonders einfacher Weise die Stromzuleitungen befestigt werden können. Unter Umständen ist es jedoch vorteilhafter, die Verbindung zwischen der Aussenelektrode und dem an'sie anschliessenden Teil der Gefässwand, sei es nun ein leitender Teil oder ein nichtleitender Teil, unter Zwischenfügung einer, den elektrischen Strom nichtleitenden Schicht zu verbinden. In diesem Fall muss selbstverständlich der Stromanschluss an der Aussenelektrode selbst erfolgen.

Zur Verringerung des Übergangswiderstandes und zur besseren Befestigung kann der zum Stromanschluss dienende Teil der Aussenelektrode nachträglich, beispielsweise auf galvanischem Wege, mit einem zusätzlichen Metallüberzug, vorzugsweise aus Kupfer, versehen werden, an die Stromzuleitungen angelötet werden können. In manchen Fällen ist es zweckmässig, die Herstellung des dichten Metallüberzuges erst nach der Herstellung der Verbindung zwischen der Aussenelektrode und dem ihr benachbarten Teil der Gefässwand, beispielsweise auf galvanischem Wege, herzustellen. Eine dünne, galvanisch aufgebrachte Schicht von Kupfer, die selbst nicht vakuumdicht zu sein braucht, kann durch einen Überzug mit einem mit Kupfer leicht verbindbaren Metall, beispielsweise Silber oder Zinn, leicht vakuumdicht gemacht werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aussenelektrode für elektrische Entladungsgefässe, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem durch Zusätze oder Überzüge gedichteten Graphit-oder Kohleteil besteht.

Claims

2. Aussenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als dichtender Zusatz Werkstoffe, vorzugsweise Metalle, verwendet werden, durch die die elektrische Leitfähigkeit des Kohle-oder Graphitkörpers erhöht wird.

3. Aussenelektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dichtende Zusatz dem Kohle-oder Graphitpulver oder den Ausgangsprodukten bei der Herstellung in feinverteilter Form beigemischt oder eingeseigert wird.

4. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Innenoder Aussenfläche eine leitende, vorzugsweise metallische, Schicht aufgebracht wird.

5. Aussenelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus einem Werkstoff besteht, der von der Luft und der Luftfeuchtigkeit selbst bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis 12000 C, nicht angegriffen wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer Aussenelektrode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohle-oder Graphitteil in geschmolzenes Metall eingetaucht wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Aussenelektrode nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall aufgespritzt wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer Aussenelektrode nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in Pulverform oder als Pulver einer, das Metall abspaltenden Verbindung auf den zu überziehenden Körper aufgebracht und bei hoher Temperatur auf ihm durch Sintern in einen dichten Metallüberzug verwandelt wird.

9. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz oder Überzug chromhaltige Eisen-, Nickel- oder Eisennickelmischmetalle verwendet werden. <Desc/Clms Page number 3>

10. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz oder Überzug Metalle, vorzugsweise Aluminium, verwendet werden, die sich mit einer gegen starke Oxydation schützenden Oxydschicht überziehen.

11. Aussenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Graphitoder Kohleteil und der Metallschicht eine Zwischenschicht aus karbidbildenden Metallen, vorzugsweise aus Titan, Zirkon, Hafnium, Thorium, Vanadin, Niob oder Tantal angebracht wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Entladungsgefässes mit Aussenelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode mit den übrigen Teilen der Wandung des elektrischen Entladungsgefässes durch Löten oder Sintern verbunden wird.

13. Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung mit einer Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, mit den aus Metall, Keramik oder metallisierter Keramik bestehenden Wandungsteilen des Entladungsgefässes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallpulver oder eine Metall abspaltende Verbindung zwischen die Aussenelektrode und die mit ihr zu verbindenden Teile gebracht und bei hoher Temperatur, vorzugsweise in reduzierender Umgebung oder im Vakuum gesintert wird.

14. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswerkstoffe mit die Dichtigkeit der Kohle-oder Graphitelektrode heraufsetzenden, nichtmetallischen Werkstoffen versetzt oder die Elektrode nachträglich mit solchen Werkstoffen ganz oder oberflächlich getränkt ist.

15. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass nur der als Stromzuleitung oder der zur Verlötung mit der übrigen Gefässwand dienende Teil der Aussenelektrode mit einem äusseren Überzug aus Metall versehen ist.

16. Aussenelektrode nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenelektrode, vorzugsweise nach der Verbindung mit einem weiteren Teil der Gefässwand mit einem metallischen Überzug, vorzugsweise aus Kupfer, versehen ist.

17. Aussenelektrode nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Kohle-oder Graphitkörper aufgebrachte Metallschicht mit einem Überzug, vorzugsweise aus Silber, Zinn oder Blei, versehen ist. EMI3.1