AT235982B - Verfahren zum Bedecken eines Glühdrahtes für eine indirekt geheizte Kathode mit einer dunkelgefärbten Isolierschicht - Google Patents
Verfahren zum Bedecken eines Glühdrahtes für eine indirekt geheizte Kathode mit einer dunkelgefärbten IsolierschichtInfo
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Description
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Verfahren zum Bedecken eines Glühdrahtes für eine indirekt geheizte Kathode mit einer dunkelgefärbten Isolierschicht
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bedecken eines Glühdrahtes für eine indirekt er- hitzte Kathode, der auf übliche Weise mit einer Schicht aus reinem Aluminiumoxyd bedeckt wurde, mit einer dunkel gefärbten Isolierschicht.
Für verschiedene Zwecke ist es wichtig, Brummerscheinunger, die durch den Wechselstrom, mit dem der Glühdraht einer indirekt geheizten Kathode gespeist wird, entstehen, auf ein Minimum zu beschränken.
Diese Brummerscheinungen können dadurch verursacht werden, dass der Wechselstrom
1. infolge der Kapazität und Induktivität zwischen Glühdraht und Kathodenträger zum Kathodenträger gelangen kann und
2. infolge des endlichen ohmschen Widerstandes der Isolationsschicht des Glühdrahtes zum Kathodenträger fliessen kann.
Die erste Ursache kann durch den Glühdraht an sich nicht beeinflusst werden, da diese durch die Konstruktion des Glühdrahtes und des Kathodenträgers bestimmt wird. Diese Ursache ist jedoch im allgemeinen vernachlässigbar, da die Impedanz dieser Kapazität und Induktivität für den niederfrequenten Wechselstrom (50 Perioden) einen Wert von etwa 500 Megohm hat.
Die zweite Ursache ist jedoch viel wichtiger. Die aus reinem Aluminiumoxyd (AlOg) bestehende Isolationsschicht üblicher Stärke von etwa 60 Mikron hat nämlich bei der Betriebstemperatur des Glühdrahtes (1150-1200 C) einen Widerstand von etwa 50 Megohm, wobei dieser Wert stark streuen kann, so dass auch Widerstandswerte von nur etwa 1 Megohm vorkommen.
Es ist bekannt, dass durch Verwendung einer dunkelgefärbten Al 0 -Schicht die Temperatur des Glühdrahtes um mehr als 1000C niedriger gewählt werden kann.
Gemäss einem bekannten Verfahren wird eine gefärbte Isolationsschicht dadurch erhalten, dass das AlO vor dem Anbringen auf dem Glühdraht mit Metalloxyden gemischt wird, die während der Sinterung mit dem Aluminiumoxyd reagieren und eine rötlich gefärbte Verbindung mit rubinartiger Struktur bilden. Das hinzugefügte Metall ist dabei jedoch nicht als solches in der Isolationsschicht vorhanden. Zwar wird auch hiebei erzielt, dass der Glühdraht eine niedrigere Betriebstemperatur erhält, aber durch den Metallzusatz ist in diesem Fall der spezifische Isolationswiderstand derart verringert, dass der Kathoden-Glühdrahtwiderstand bei der niedrigeren Betriebstemperatur nicht höher ist als derjenige einer aus reinem AlO bestehenden weissen Schicht bei der höheren Betriebstemperatur.
Durch das bekannte Verfahren werden demzufolge nur die Vorteile erhalten, dass die Lebensdauer des Glühdrahtes verlängert wird und dass die Isolationsschicht weniger der Gefahr ausgesetzt ist, dass sie reisst oder abblättert. Brummerscheinungen werden jedoch durch mit diesem bekannten Verfahren hergestellte Schichten nicht nennenswert verringert.
Gemäss einem andern bekannten Verfahren wird eine Dunkelfärbung erhalten durch Anlagen eines in bezug auf die Kathode negativen Potentiales an den Glühdraht während der Formierung der Kathode. Die Verunreinigungen der Aluminiumoxydschicht wandern dann zur Kathode hin und bilden eine dunkle Oberfläche der Isolierschicht. Eine solche dunkle Schicht ist aber nicht gut reproduzierbar herzustellen.
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bei der Betriebstemperatur sehr stark erhöht werden kann, wenn gemäss der Erfindung der Glühdraht, nachdem er auf übliche Weise mit reinem Aluminiumoxyd (AI 0) bedeckt ist, in einer Flüssigkeit getränkt wird, die wenigstens ein Alkalimetall und ein hochschmelzendes Metall in Lösung enthält und dann in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt wird.
Es zeigt sich dann, dass hiebei die Metalle aus der Lösung frei werden und das hochschmelzende Metall durch die Anwesenheit des Alkalimetalls schon bei niedriger Temperatur schmilzt. Überraschenderweise hat es sich ergeben, dass der Widerstand der Isolierschicht 10-100mal grösser geworden ist, also bei der Betriebstemperatur des Glühdrahtes ebenfalls bis etwa 500 Megohm zugenommen hat. Eine noch stärkere Erhöhung dieses Widerstandes hat keinen Zweck, da der Brumm dann hauptsächlich durch die Kapazität und Induktivität zwischen Glühdraht und Kathodenträger bestimmt wird.
Ausserdem hat sich gezeigt, dass die Isolationsschicht durch das als solches in der ganzen Schicht vorhandene hochschmelzende Metall durch und durch sehr dunkel gefärbt ist, wodurch die Betriebstemperatur des Glühdrahtes, bei gleicher Temperatur des Kathodenträgers, einige hundert OC niedriger sein kann. Weiter hat sich ergeben, dass die Streuung des Widerstandswertes derart klein geworden ist, dass 500 Megohm als Mindestwert gelten können.
Obwohl diese Erscheinung theoretisch noch nicht ganz erklärt ist, wird auf Grund von Röntgendiffraktionsaufnahmen angenommen, dass sich zwischen den Molekularteilchen des hochschmelzenden Metalles und der AI 0-Kömer eine Zwischenschicht einer komplizierten Verbindung aus Aluminium, Alkalimetall, hochschmelzendem Metall und Sauerstoff befindet, während die Teilchen des hochschmelzenden Metalles derart klein sind, dass sie keine durchgehende leitende Schicht bilden.
Unter Alkalimetallen werden im vorliegenden Fall nicht nur Na, K, Li, Rb, Cs verstanden, sondern auch die sich wie Metall verhaltende NH4-Gruppe. Unter hochschmelzenden Metallen werden Metalle verstanden, die über 15000C schmelzen. wie z. B. Wolfram, Molybdän, Rhenium, Tantal und Chrom.
Es ist erforderlich, dass die Metallverbindungen in Lösung in der Flüssigkeit anwesend sind, also nicht als
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Claims (1)
- <Desc/Clms Page number 3> Kern durch Beizen entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Al2O3-Schicht bedeckte Glühdraht in eine wässerige Lösung aus Lithiummolybdat getaucht und dann einige Minuten überlOOO C in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Wolframglühdraht auf einen Molybdänkern aufgewickelt und mit einer aus reinem Al.O bestehenden Schicht bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühdraht mit Kern und AI 0-Schicht in eine wässerige Lösung aus Lithiumwolframat getaucht und dann einige Minuten in einer reduzierenden Atmosphäre bis 16000C erhitzt wird, wobei das ALO gesintert wird und eine dunkle Farbe annimmt, worauf der Molybdänkern weggebeizt wird.4. Verfahren nach Anspruch l, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetall aus der Ammoniumgruppe (NH) besteht.
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