DE1061448C

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Publication number: DE1061448C
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 061448

INTERNAT. KL. H 01 j ANMELDETAG: 24. APRIL 1957

BEKANNTMACHUNG DERANMELDUNG UND AUSGABE DER ; AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

16. JULI 1959 31.DEZEMBER1959

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1061 448 (R 21033 VIII ο / 21 g)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Überzuges für Brenner von indirekt geheizten Kathoden, bei dem der Heizdraht einmal oder mehrmals durch eine Suspension aus Aluminiumoxyd und einem Bindemittel· geführt und anschließend getrocknet wird und bei dem der Heizdraht dann einen Wasserstoffofen durchläuft. Der Heizdraht kann dabei band- oder drahtförmig sein.

Die üblichen Brenner für indirekt geheizte Kathoden bestehen normalerweise aus einem Wolframdraht, der mit Aluminiumoxyd überzogen ist. Die Aluminiumoxydschicht dient dabei zur Isolation des Brenners von dem ihn in der fertigen Röhre umgebenden Kathodenröhrchen. Der Isolierüberzug soll sehr gut haften, damit er während der Fertigung der Röhre nicht vom Heizdraht abgestreift werden kann. Andererseits müssen aber die Enden des Heizdrahtes freigelegt werden, um sie mit den Einführungsdrähten verschweißen zu können. Der Überzug muß also weich genug sein, um von den freizulegenden Stellen leicht abgestreift oder abgebrochen werden zu können. Die freigelegten Stellen des Drahtes sollen dabei möglichst frei von Oxydschichten sein, um eine gute Schweißung zu ermöglichen.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Überziehen von Brennern mit Isolierschichten, die Ahir miniumoxyd enthalten, bekannt. Bei einem derartigen Verfahren wird der Heizdraht in eine Suspension aus Aluminiumoxyd mit einem organischen Bindemittel, z. B. Nitrozellulose, eingetaucht und anschließend in einer möglichst viel Wasserdampf enthaltenden Wasserstoff atmosphäre bei etwa 1800° C geglüht, so daß der Isolierstoff zu einer zusammenhängenden Schicht zusammensintert. Dieses Verfahren ergibt sehr gut haftende Überzüge, sie lassen sich jedoch Schlecht entfernen, außerdem springen sie bei einer nachträglichen Verformung leicht ab. Es ist auch be- · kannt, derartigen Suspensionen Stabilisierungs- und/ oder Benetzungsmittel zuzusetzen. Ferner ist es bekannt, der Suspension Aluminiumnitrat zuzusetzen. Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Isolierschichten platzen jedoch beim Formen leicht ab, so daß der geformte Brenner nachgearbeitet werden muß, oder die Isolierschicht läßt sich schlecht von den freizulegenden Brennerenden entfernen.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile ver- ' mieden. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird ein Überzug erzeugt, der einerseits sehr fest an der Unterlage haftet und andererseits aber auch leicht von bestimmten Stellen der Unterlage entfernt werden kann, so daß der Heizdraht gut mit den Einführungsdrähten verschweißt werden kann. Dabei soll sich außerdem die Härte des Überzuges leicht in gewissen Verfahren zur Herstellung

eines isolierenden Überzuges für Brenner von indirekt geheizten Kathoden

Patentiert für:

Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität; _;

V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1956

Walter Louis Arnold, New Providence, N. J.,

und Robert Keith Pearce, Maplewood, N. J. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

Grenzen ändern lassen, ohne daß eine Oxydation des Heizdrahtes eintritt.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Überzuges für Brenner von indirekt geheizten Kathoden, bei dem der Heizdraht einmal oder mehrmals durch eine Suspension aus Aluminiumoxyd und einem Bindemittel geführt und anschließend getrocknet wird und bei dem der Heizdraht dann einen Wasserstoffofen durchläuft, erfolgt nach der Erfindung die Trocknung nach dem Durchlaufen durch die Suspension bei einer Temperatur von 500 bis 600° C in Luft, und daran anschließend wird der Draht in ein Aluminiumnitrat, bei dem die Konzentration des Aluminiumnitrats 30 bis 100% der Sättigungskonzentration beträgt, getaucht, und dann wird der Draht durch einen reduzierenden Wasserstoffofen mit einer Temperatur von 800 bis 1000° C geführt. Anschließend daran kann dann der Draht in Abschnitte' gewünschter Länge geschnitten und verformt werden.

Die Erfindung kann beispielsweise beim Überziehen eines metallischen Heizdrahtes, z. B. aus Wolfram, mit einem Aluminiumoxydüberzug Verwendung finden. Als erstes wird der lose Metalldraht mit feuchtem Aluminiumöxyd überzögen. Dieser Aluminiumoxydüberzug wird vorzugsweise dadurch aufgebracht, daß man den Draht durch eine Suspension aus Aluminiumöxyd und einem Bindemittel, welche in einem flüssigen Trägerstoff enthalten sind,- führt und dann

: 909 683/202

Claims

den so erzeugten Überzug in einem Luftofen trocknet. . Überzug einen erheblichen Zuwachs an Härte. Die ge-DJe gewünschte Dicke des Aluminiumoxydüberzuges naue Konzentration des Aluminiumnitrats ist nicht wird dadurch erreicht, daß man den Draht nachein- kritisch, die Konzentration sollte jedoch entsprechend ander mehrmals durch die Suspension führt und sie hoch sein, um die Aufnahme, von genügend Nitrat zu anschließend in dem Ofen trocknet, bis die gewünschte 5 gewährleisten, so daß die Härte des Überzuges in der Dicke des Überzuges auf den Draht aufgebracht ist. gewünschten Weise zunimmt. Ein vorzugsweise zu Wenn beispielsweise ein Wolframdraht mit einem- verwendendes Bad besteht aus einer vollständig geDurchmesser von 0,03 mm mit Aluminiumoxyd über- sättigten Lösung von Aluminiumnitrat bei normalen zogen werden soll, wobei die Dicke des Überzuges Raumtemperaturen.

0,127 mm betragen soll, so muß der Draht etwa 12mal io Anschließend wird der Draht durch einen redu-

durch die Suspension und den Ofen geführt werden! " zierenden Ofen geführt, der eine Temperatur zwischen

Wurde bisher ein harter Aluminiumoxydüberzug 800 und 1000° C besitzt. Der Draht verbleibt in gefordert, so wurde bei den bisherigen Verfahren die diesem Ofen, bis er trocken ist. Die Atmosphäre in Temperatur in dem Luftofen während der Trocknung dem reduzierenden Ofen besteht vorzugsweise im etwa auf 680 bis 800° C eingestellt. Durch eine solche 15 wesentlichen aus Wasserstoff. Die Härte des Uber-Temperatur wird jedoch das Unterlagematerial des zuges nimmt mit steigenden Ofentemperaturen ab. Drahtes, in diesem Fall das Wolfram,, oxydiert. Die Diese Erweichung mit steigender Temperatur tritt bis so gebildete Oxydschicht kann für eine etwa not- hinauf zur Sintertemperatur, die ungefähr bei 1550° C wendige Schweißung nicht bequem mehr entfernt liegt, ein. Wenn der Draht vorher im Luftofen einer werden. Es wurde nun festgestellt, daß die maximale 20 Behandlung bei etwa 550° C unterworfen worden war Temperatur, der der aluminiumoxydüberzogene Draht und das Aluminiumnitratbad aus einer im wesentausgesetzt werden kann, während der Trocknung, liehen gesättigten Lösung bestanden hat, beträgt die ohne eine derartige Oxydschicht zu bilden, etwa Temperatur des reduzierenden Ofens etwa 1000° C. 600° C, vorzugsweise 550° C, beträgt. Wenn jedoch Diese Behandlung liefert einen Überzug, der die gedie Trocknungstemperatur unterhalb von 680° C 25 wünschte Härte für gutes Haften des Überzuges beliegt, wird der Aluminiumüberzug zu weich, um die sitzt und der zur selben Zeit erlaubt, daß er leicht entnormalen Behandlungen auszuhalten. fernt werden kann an Flächen, die später verschweißt

Durch den bereits erwähnten zusätzlichen Ver- werden sollen. Das Durchführen des Drahtes durch fahrensschritt, den mit Aluminiumoxyd überzogenen den reduzierenden Ofen beeinflußt die Härte des Draht in eiri Bad einzutauchen, das Aluminiumnitrat 30 Überzuges jedoch nicht in dem Maße wie die Erenthält, und den Draht anschließend durch einen redu- . hitzung im Lüftofen und das Aluminiumnitratbad. zierenden Ofen laufen zu lassen, wird der Überzug, Deshalb muß auch die größte Sorgfalt des Verfahrens der vorher einer Lufttrocknung bei Temperaturen von der Härtung bei der Steuerung der Temperatur des weniger als 600° C unterworfen worden war, ge- Luftofens und der Einstellung der Konzentration des härtet, gleichzeitig werden praktisch alle entstandenen 35 Aluminiumnitrats in dem Bad aufgewendet werden. Oxydschichten, welche durch die vorhergehende Be- Der nach dem Verfahren hergestellte Draht wird handlung gebildet worden waren, im wesentlichen ent- dann in eine geeignete Form gebogen und zur gefernt. wünschten Länge geschnitten, so daß er als Brenner in

Eine geeignete Aluminiumoxydsuspension zum Elektronenröhren Verwendung finden kann. Die Teile Überziehen kann folgendermaßen hergestellt werden. 40 des Drahtes, die später mit den Zuführungsdrähten Für etwa 1,91 der Suspension wird etwa 360 ecm verschweißt werden sollen, werden einer der wohl-Methylalkohol und 285 g Aluminiumoxydpulver einer bekannten Behandlungen zum Abstreifen oder AbKorngröße von maximal etwa 2,0 Mikron gemischt. brechen des Überzuges von der Unterlage an diesen Diese Mischung wird etwa 3 Stunden lang in einer Stellen unterworfen.

Kugelmühle gemahlen. Dieser Mahlprozeß dient dazu, 45 Der Draht wurde also bis zu diesem Moment

irgendwelche Zusammenballungen in dem 2-Mikron- keinen Temperaturen ausgesetzt, die so hoch oder

Pulver zu zerstören. Nach dem Mahlprozeß wird der höher waren als die Sintertemperatur des Überzuges.

gemahlenen Mischung 2,625 g eines Aluminiumoxyd- Der Brenner wird jedoch, nachdem er innerhalb einer

pulvers mit einer maximalen Korngröße von etwa Elektronenröhre eingebaut ist, während des üblichen

4,8 Mikron, ferner 326 ecm destilliertes Wasser und 50 Ausheizens und Evakuierens bei der Herstellung der

490 ecm einer gesättigten. Lösung von Aluminium- Röhre einer Temperatur ausgesetzt, die mindestens so

niträt in Wasser als Bindemittel zugesetzt. hoch ist wie die Sintertemperatur des Überzuges, also

Der Wolframdraht wird durch die beschriebene etwa 1550° C. Diese Erhitzung sintert das Alu-Suspension'hindurchgeführt und dann in einem Luft- miniumoxyd des Überzuges und befreit den Überzug ofen bei einer Temperatur zwischen etwa 500 und 55 von allen anderen Bestandteilen.
600° C getrocknet. Die Temperatur sollte auf keinen Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß das Fall 600° C überschreiten, da sich sonst eine Oxyd- Verfahren eine Möglichkeit bietet, die Härte eines Schicht bilden würde, die nicht mehr leicht durch Aluminiumoxydüberzuges auf dem Heizdraht zu spätere Behandlung beseitigt werden kann. Die vor- steuern. Die Härte des Überzuges kann durch Einzugsweise anzuwendende Temperatur ist etwa 550° C, 60 stellung der Temperatur des Luftofens und durch die eine tiefere Temperatur ergibt eine weichere Über- Bemessung der Konzentration des Aluminiumnitrats zugsschicht, während eine höhere Temperatur einen im Aluminiumnitratbad und schließlich durch die härteren Überzug liefert. Der Draht wird durch die Einstellung der Temperatur in dem reduzierenden Suspension und den Luftofen so oft geführt, bis der Ofen beeinflußt werden.
Überzug die gewünschte Dicke erreicht hat. An- 65 _o
schließend wird der überzogene Draht in ein Bad, Patentansprüche:
welches Aluminiumnitrat in Wasser enthält, einge- 1. Verfahren zur Herstellung eines isolierenden taucht. Die Konzentration des Aluminiumnitrats be- Überzuges für Brenner von indirekt geheizten trägt dabei 30 bis 100% einer gesättigten Lösung Kathoden, bei dem der Heizdraht einmal oder (bei normalen Raumtemperaturen); sie, erteilt dem 70 mehrmals durch eine Suspension aus Aluminium-

oxyd und einem Bindemittel geführt und anschließend getrocknet wird und bei dem der Heizdraht dann einen Wasserstoffofen durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung nach dem Durchlaufen durch die Suspension bei einer Temperatur von 500 bis 600° C in Luft erfolgt, daß der Draht daran anschließend in ein Aluminiumnitratbad, bei dem die Konzentration des Aluminiumnitrates 30 bis 100 °/o der Sättigungskonzentration beträgt, getaucht wird und daß der Draht dann durch einen reduzierenden Wasser-

stoffofen mit einer Temperatur von 800 bis 1000° C geführt wird. ■
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Drahtlänge behandelt wird und der Draht dann in Abschnitte gewünschter Länge geschnitten und verformt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 705 766, 869 512;
Herrmann—Wagener, »Die Oxydkathode«, 2. Teil, 2. Auflage, Leipzig, 1950, S. 49, 50.

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