DE1038663B

DE1038663B - Grids for electron tubes and processes for their manufacture

Info

Publication number: DE1038663B
Application number: DES43504A
Authority: DE
Inventors: William Roy Wheeler
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1954-04-19
Filing date: 1955-04-14
Publication date: 1958-09-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gitter für Elektronenröhren mit einem Keramikträger für die Gitterdrähte sowie auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Gitter.The invention relates to grids for electron tubes with a ceramic support for the grid wires and a method of production such grid.

Die Technik der Elektronenröhrenherstellung hat einen Stand erreicht, der es ermöglicht, Maschinen zum automatischen Zusammenbau der Einzelteile einer Röhre zu verwenden. Für die Anwendung derartiger Herstellungsverfahren wurden Röhren entwickelt, bei denen die Elektroden mit dazwischen angeordneten isolierenden Abstandstücken übereinandergefügt werden. Im Interesse der Herstellung kompakter Teile, der Herabsetzung der Anzahl der Einzelteile und einer leichteren Herstellung der Röhren hat es sich als erwünscht erwiesen, die Elektroden zusammen mit den Abstandstücken aus einem Stück zu fertigen.The technology of electron tube production has reached a level that makes it possible to manufacture machines to be used for the automatic assembly of the individual parts of a tube. For the application of such Manufacturing processes were developed tubes in which the electrodes with in between arranged insulating spacers are placed one on top of the other. In the interests of manufacturing more compact parts, the reduction in the number of individual parts and easier manufacture of the It has been found desirable to have the electrodes together with the spacers from one tube Piece to manufacture.

Zur Herstellung einer Röhre mit geeigneten Eigenschaften ist es notwendig, daß die Abstandstücke zur Vermeidung von Kriechströmen einen hohen elektrischen Widerstand besitzen, zur Erzielung der Kompaktheit dünn und aus Gründen der Stabilität fest sind. Es wurde gefunden, daß keramische Materialien diesen Anforderungen entsprechen. Ein für diesen Zweck besonders geeignetes keramisches Material ist Zirkonsilikat, ZrSiO₄; es wurde jedoch gefunden, daß auch Tonerde und Sfceatit brauchbar sind. Es war bisher jedoch außerordentlich schwierig, eine geeignete Verbindung zwischen dem keramischen Material und einem Metall, wie dem Metall der Gitterdrähte, herzustellen.In order to produce a tube with suitable properties, it is necessary that the spacers have a high electrical resistance to avoid leakage currents, are thin for compactness and are strong for reasons of stability. It has been found that ceramic materials meet these requirements. A ceramic material particularly suitable for this purpose is zirconium silicate, ZrSiO ₄ ; however, it has been found that clay and sfceatite are also useful. However, it has hitherto been extremely difficult to produce a suitable bond between the ceramic material and a metal, such as the metal of the grid wires.

Es wurde nun gefunden, daß man Gitterdrähte oder andere Elektrodenteile wirksam auf dem keramischen, insbesondere zirkonsilikathaltigen Material befestigen kann, wenn man den keramischen Träger oder das Abstandstück mit einer Molybdän-Mangan-Kombination überzieht und die Gitterdrähte dann mit einem geeigneten Hartlot mit dem Überzug verbindet. It has now been found that grid wires or other electrode parts can be effectively applied to the ceramic, in particular zirconium-containing material can be attached if the ceramic carrier or the spacer is coated with a molybdenum-manganese combination and then the grid wires connects to the coating with a suitable hard solder.

Es ist bekannt, Gitterdrähte auf keramische Materialien zu spannen. Ebenso ist es bekannt, auf keramische Körper Metallschichten aufzubringen. Aus diesen für sich bekannten Maßnahmen konnte man jedoch nicht schließen, daß durch die Kombination zirkonsilikathaltiger Träger— Molybdän - Mangan-Überzug—Wolframgitter, wobei das Wolframgitter mittels einer geeigneten Legierung mit dem Metallüberzug verlötet wird, ein vorteilhaftes und beständiges Gitter mit keramischem Träger für Elektronenröhren erhalten würde. Die Befestigung eines Gitters an einem keramischen Träger war bisher mit großen Schwierigkeiten verbunden. Außerdem traten bei derartigen Gittern beim Erhitzen der Kathode infolge des Durchbiegens der Gitterdrähte häufig Kurz-It is known to stretch grid wires on ceramic materials. Likewise, it is known to ceramic body to apply metal layers. From these known measures one could but do not conclude that the combination of zirconium silicate carriers - molybdenum - manganese coating - tungsten lattice, wherein the tungsten grid by means of a suitable alloy with the metal coating is soldered, an advantageous and durable grid with ceramic support for electron tubes would receive. The attachment of a grid to a ceramic carrier was previously with associated with great difficulties. In addition, in such grids, when the cathode was heated, results occurred bending of the lattice wires is often short

Gitter für Elektronenröhren
und Verfahren zu ihrer HerstellungGrids for electron tubes
and methods of making them

Anmelder:Applicant:

Sylvania Electric Products Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)Sylvania Electric Products Inc.,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36Representative: Dr. W. Beil, lawyer,
Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. April 1954Claimed priority:
V. St. v. America April 19, 1954

William Roy Wheeler,William Roy Wheeler,

Wantagh, Long Island, N. Y. (V. St. A.),Wantagh, Long Island, N.Y. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Schlüsse zwischen den Gitterteilen und der dicht benachbarten Kathode auf. Dieses Durchbiegen der Gitterdrähte wird durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Gitterträger und Gittermaterial verursacht. Nach der Erfindung wird dieses Problem dadurch ausgeschaltet, daß ein Zirkonsilikat enthaltender Keramikträger auf einer Seite mit einem Molybdän-Mangan-Überzug versehen ist und die aus Wolfram bestehenden Gitterdrähte auf dem Überzug durch Verlöten befestigt sind. Der zirkonsilikathaltige Träger hat etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Wolframdrähte.Conclusions between the grid parts and the closely adjacent cathode. This bending of the Lattice wire is determined by the different coefficients of expansion of the lattice girder and the lattice material caused. According to the invention, this problem is eliminated in that a zirconium silicate containing ceramic carrier is provided on one side with a molybdenum-manganese coating and made of Existing tungsten grid wires are attached to the cover by soldering. The zirconium silicate The carrier has roughly the same coefficient of expansion as the tungsten wires.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des mit dem Träger verbundenen Gitters;The invention is explained in more detail with reference to the following description and the drawings.
Fig. 1 shows an embodiment of the grid connected to the carrier;

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer mit dem Träger verbundenen Doppelelektrode, die eine Anode und ein Gitter enthält;Fig. 2 shows an embodiment of a double electrode connected to the carrier, which is an anode and includes a grid;

Fig. 3 zeigt perspektivisch die Rückseite der in Fig. 2 abgebildeten Anordnung;Fig. 3 shows in perspective the rear side of the arrangement shown in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine Anordnung ähnlich wie in Fig. 2, bei der zur deutlicheren Darstellung der Bauweise Teile weggelassen sind.FIG. 4 shows an arrangement similar to that in FIG. 2, in the case of which for a clearer illustration of the construction Parts are omitted.

In den Zeichnungen ist 10 ein rechteckiger, keramischer Rahmen aus Zirkonsilikat, der auf der Seite 12 einen Molybdän-Mangan-Überzug 14 besitzt. Dieser Überzug kann so hergestellt werden, daß man auf die Oberfläche des Rahmens ein Molybdän-Mangan-Pulver aufbringt und dieses 10 Minuten beiIn the drawings, 10 is a rectangular ceramic zirconium silicate frame placed on the side 12 has a molybdenum-manganese coating 14. This coating can be made so that one applies a molybdenum-manganese powder to the surface of the frame and this for 10 minutes

809 637/386809 637/386

1350° C in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre brennt. Die wirksamsten Ergebnisse werden erreicht, wenn man eine ziemlich verdünnte Suspension des zu etwa 80% aus Molybdän und 20% aus Mangan bestehenden Pulvers auf die Oberfläche der Zirkons aufbringt und dann brennt. Die Verdünnung sollte so groß sein, daß der Überzug nach dem Brennen weder eine blasige Oberfläche aufweist noch dunkel ist oder ein glasiertes Aussehen hat. Ist dies der Fall, so ist die Suspension zu dick. Bei ausreichender Verdünnung findet man, daß die Schmelzfläche während der nachfolgenden Befestigung der Wolframgitterdrähte 16 an der Schmelzfläche ausreichend fest auf der keramischen Fläche haftet. Die Suspension wird nur auf diejenige Fläche des keramischen Körpers aufgetragen, auf der die Gitterdrähte befestigt werden, z. B. auf die Oberfläche 12. Um die Wolframdrähte an dem auf dem Keramikrahmen befindlichen Molybdän-Mangan-Überzug zu befestigen, ist ein Hartlot mit einem Netzmittel für die Metalle des Überzuges und des Gitters erforderlich. Ein derartiges Hartlot besteht z. B. aus einer vernickelten Gold-Silber-Legierung, wobei das Löten in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre durchgeführt wird und das Nickel als Netzmittel wirkt. Ferner wird an dem auf dem Keramikkörper befindlichen Überzug ein Molybdänstreifen 18 zur Herstellung einer Verbindung mit einer geeigneten Anschlußklemme für die Röhre befestigt. Dies erfolgt in der gleichen Weise, wie für die Wolframdrähte angegeben wurde.Burns at 1350 ° C in a moist hydrogen atmosphere. The most effective results are achieved if you have a fairly dilute suspension of about 80% molybdenum and 20% manganese Applying powder to the surface of the zircon and then firing. The dilution should be be so large that the coating has neither a blistered surface nor dark after firing or has a glazed appearance. If this is the case, the suspension is too thick. With sufficient dilution one finds that the melting surface during the subsequent attachment of the tungsten grid wires 16 adheres sufficiently firmly to the ceramic surface at the enamel surface. The suspension will applied only to the surface of the ceramic body on which the grid wires are attached, z. B. on the surface 12. To the tungsten wires on the ceramic frame To attach molybdenum-manganese plating is a hard solder with a wetting agent for the metals of the Coating and the grid required. Such a hard solder is z. B. from a nickel-plated Gold-silver alloy, the soldering being carried out in a humid hydrogen atmosphere and the nickel acts as a wetting agent. Furthermore, on the coating located on the ceramic body a molybdenum strip 18 for connection to a suitable terminal attached for the tube. This is done in the same way as indicated for the tungsten wires.

Die Wolframdrähte können auf dem Keramikkörper zweckmäßig so angebracht werden, daß man zwei Keramikkörper Rücken an Rücken und mit den überzogenen Seiten nach außen legt, einen Wolframdraht um beide Keramikkörper windet, den Wolframdraht durch Hartlöten befestigt und mit einer scharfen Bürste die Drähte an den Stellen entfernt, an denen sie nicht am Keramikkörper haften. Bei sehr kleinen Röhren ist der verwendete Draht sehr dünn und kann von den Stellen des Keramikkörpers, an denen er nicht festhaftet, leicht entfernt werden. Jeder der beiden Keramikkörper bildet nun einen Gitterteil.The tungsten wires can expediently be attached to the ceramic body in such a way that one two ceramic bodies back to back and with the coated sides facing outwards, a tungsten wire around both ceramic bodies, the tungsten wire is fixed by brazing and with a sharp brush removes the wires from the places where they do not adhere to the ceramic body. at very small tubes, the wire used is very thin and can be removed from the parts of the ceramic body, to which it does not adhere can be easily removed. Each of the two ceramic bodies now forms one Lattice part.

Die in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, daß der Keramikkörper 20, der die Gitterdrähte 22 auf der metallisierten Oberfläche 24 trägt, eine Bodenplatte besitzt, deren Oberfläche mit einem als Anode dienenden leitenden Überzug 30 versehen ist. Diese Bodenplatte ist mit zwei parallel zur längeren Seite des Keramikträgers verlaufenden Schlitzen 32 versehen, die den Kriechweg zwischen Gitter und Anode verlängern. Aus dem gleichen Grunde sind, wie bei 33 gezeigt ist, Aussparungen angebracht. Anodenstifte 34 ragen durch den Keramikkörper und sind mit dem Überzug 30 hartverlötet. Sie dienen zur Verbindung des am Boden befindlichen Überzugs mit den Anschlußklemmen der Röhre. Das Gitter istThe embodiment shown in FIGS. 2, 3 and 4 differs from that of FIG. 1 in that that the ceramic body 20, which carries the grid wires 22 on the metallized surface 24, a Has bottom plate, the surface of which is provided with a conductive coating 30 serving as an anode. This base plate has two slots 32 running parallel to the longer side of the ceramic carrier which extend the creepage distance between the grid and anode. For the same reason, as shown at 33, recesses are made. Anode pins 34 protrude through the ceramic body and are brazed to the coating 30. They are used to connect the coating on the floor with the connection terminals of the tube. The grid is

wie auch in Fig. 1 mit einem Molybdänstreifen 28 versehen.as in FIG. 1 with a molybdenum strip 28.

Claims

Patent claims:

1. Grid for electron tubes with a ceramic support for the grid wires, characterized in that that a zirconium silicate containing ceramic body (10) on one side with a Molybdenum-manganese coating is provided and the grid wires (16) made of tungsten are attached to the coating by soldering.

2. Grid according to claim 1, characterized in that that the ceramic body (10) is rectangular.

3. Grid according to claim 2, characterized in that the ceramic body (20) consists of a provided with a base frame that the grid wires (22) on the one Surface (24) of the frame! »Are solidified and that the surface of the base plate with an as Anode serving conductive coating (30) is provided.

4. Grid according to claim 3, characterized in that the bottom plate with two parallel to longer axis of the rectangle extending slots to extend the creepage distance is provided between the grid and anode.

5. A method for producing the grating according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the grid with the molybdenum-manganese coating by means of a nickel containing Composition is brazed, with the nickel being a wetting agent for the molybdenum-manganese coating represents, and that the soldering is preferably carried out in an inert atmosphere will.

6. The method according to claim 5, characterized in that the brazing in a moist Hydrogen atmosphere is carried out.

7. A method for producing grids according to one or more of the preceding claims, characterized in that two ceramic bodies with the metal-coated sides placed outwards back to back, that the lattice wire is then wrapped around both bodies is that the grid wire is attached to the coatings by brazing and thereafter the unwanted parts of the grid wire are severed, so that two grids are formed.

Considered publications:
German patent specifications No. 645 065, 653 940.205:

German patent application S 14971 VIIIc / 21g (announced on July 30, 1953):

French Patent No. 1066 195;
»Precision engineering«. Vol. 57, 1953, no. 10, pp. 309 to 319.

1 sheet of drawings