Mit dünnem Goldüberzug versehene Metallteile von elektrischen Entladungsgefäßen
Die Erfindung betrifft Metallteile von elektrischen Entladungsgefäßen, insbesondere
Holme von Gitterelektroden, die mit Gold dünn überzogen oder in Berührung sind und
die bei der Herstellung oder im Betrieb eine eine eventuelle Dolddiffusion bewirkende
Erwärmung erfahren und aus funktionstechnischen Gründen mindestens in dem Teil,
in dem sie mit Gold überzogen oder in Berührung sind, wesentlich aus einem Metall
bestehen, in welches Gold bei erhöhter Temperatur nennenswert hineindiffundiert
und deshalb mit einer Zwischen- oder Schutzschicht versehen sind, die praktisch
eine Golddiffusion ins Innere verhindert.Metal parts of electrical discharge vessels with a thin gold coating
The invention relates to metal parts of electrical discharge vessels, in particular
Bars of grid electrodes that are thinly coated or in contact with gold and
a possible Dold diffusion during production or in operation
Experience heating and, for functional reasons, at least in the part
in which they are coated or in contact with gold, essentially of a metal
exist into which gold diffuses appreciably at elevated temperature
and therefore provided with an intermediate or protective layer that is practical
prevents gold diffusion into the interior.
Das wesentliche Merkmal der beschriebenen Metallteile besteht nach
der Erfindung darin, daß die Zwischen- oder Schutzschicht im wesentlichen aus Nickel
besteht.The essential feature of the metal parts described is after
of the invention in that the intermediate or protective layer consists essentially of nickel
consists.
Es gibt verschiedene Gründe, aus denen Metallteile von elektrischen
Entladungsgefäßen mit einem dünnen Goldüberzug versehen werden. Zwei wesentliche
dieser Gründe sind: 1. die Erzielung einer guten Hochfrequenzleitfähigkeit, meist
gleichzeitig verbunden mit einer guten Kontaktgabe, z. B. bei Kontaktorganen, insbesondere
nach Art von Durchführungsstiften, und 2. die Erzielung einer hohen Austrittsarbeit
an Oberflächen, die z. B. im Betrieb oder bei der Herstellung zumindest zeitweise
der Einwirkung von Sauerstoff und Barium ausgesetzt sind und auf Grund dessen eine
störende thermische Emission verursachen können, z. B. von Gitterdrähten thermisch
stark belastbarer Steuerelektroden.There are several reasons that metal parts of electrical
Discharge vessels are provided with a thin gold coating. Two essentials
These reasons are: 1. The achievement of a good high frequency conductivity, mostly
at the same time combined with good contact, e.g. B. in contact organs, in particular
according to the type of bushing, and 2. the achievement of a high work function
on surfaces that z. B. in operation or during manufacture, at least temporarily
are exposed to the action of oxygen and barium and therefore a
can cause disruptive thermal emission, e.g. B. of grid wires thermally
heavy duty control electrodes.
Im ersten Fall kommt es darauf an, daß der Goldüberzug bei entsprechender
Erwärmung nicht durch Diffusion in das Grundmetall an der Oberfläche zusammenhanglos
wird und nicht mehr die mit ihm bezweckten Eigenschaften besitzt. Im Fall von z.
B. Gitterholmen für Steuerelektroden ist ein unbedingter Zusammenhang einer Goldschicht
auf den Holmen selber nicht erforderlich. Die Zwischenschicht oder in diesem Falle
besser Schutzschicht soll lediglich vermeiden, daß das Gold in einem Maße von den
Gitterdrähten weg auf die Gitterholme gelangt, so daß auf den Gitterdrähten die
Goldschicht zusammenhanglos wird und das Gitterdrahtmetall selber, z. B. Molybdän
oder Wolfram, die Oberfläche bildet. Dadurch würde die Austrittsarbeit und vor allem
für das betreffende elektrische Entladungsgefäß maßgeblich das Kontaktpotential
sich ändern. Die Gitterholme selber brauchen somit von Haus aus nicht vergoldet
zu sein. Die erwähnte Gefahr besteht besonders dann, wenn aus funktionstechnischen
Gründen, z. B. zur Erzielung einer guten Wärmeleitung, Metalle, wie z. B. Kupfer,
verwendet werden müssen, in die Gold begierig hineindiffundiert und mit denen es
sich entsprechend legiert, wie z. B. bei Durchführungsstiften, also Kontaktorganen
oder auch Gitterholmen von thermisch stark belasteten Gitterelektroden.In the first case it is important that the gold plating with appropriate
Heating is not incoherent by diffusion into the base metal on the surface
becomes and no longer has the properties intended with it. In the case of e.g.
B. Lattice bars for control electrodes is an unconditional connection of a gold layer
not required on the spars themselves. The intermediate layer or in this case
The better protective layer should only avoid that the gold to an extent from the
Lattice wires gets away on the lattice bars, so that on the lattice wires the
Gold layer becomes disjointed and the grid wire metal itself, e.g. B. molybdenum
or tungsten, which forms the surface. This would do the work function and most of all
the contact potential is decisive for the electrical discharge vessel in question
change. The bars themselves therefore do not need to be gold-plated by default
to be. The above-mentioned risk exists especially when it is functional
Reasons, e.g. B. to achieve good heat conduction, metals such. B. copper,
must be used, into which gold is eagerly diffused and with which it
alloyed accordingly, such. B. in feed-through pins, so contact organs
or grid bars of thermally heavily loaded grid electrodes.
Es ist bereits bekannt, zum Schutze der mit einer Goldschicht überzogenen
Kontaktorgane aus Nickel, Eisen, Nickeleisen oder Chromeisen, die mit der Glaswand
von elektrischen Entladungsgefäßen vakuumdicht verschmolzen werden, gegen eine derartige
Erscheinung, eine kobalthaltige Zwischenschicht anzubringen.It is already known to protect those coated with a layer of gold
Contact organs made of nickel, iron, nickel iron or chrome iron, which with the glass wall
are fused vacuum-tight by electrical discharge vessels, against such
Appearance of applying an intermediate layer containing cobalt.
Es besteht weiter in Fachkreisen die Ansicht, daß das dem Kobalt sehr
nah verwandte Nickel für diesen Zweck deshalb nicht geeignet ist, weil angeblich
beim Zusammenwirken mit Gold erhebliche Diffusionserscheinungen auftreten. Der Erfinder
hat durch eingehende Untersuchungen, unter anderem insbesondere durch eine Röntgenfluoreszenzmethode,
festgestellt, daß diese Ansicht nicht zu Recht besteht und daß vielmehr Gold in
Nickel in gleichem Maße wenig, wie in Kobalt und umgekehrt, hineindiffundiert. An
mit 2 [, starkem Goldüberzug versehenen Gitterholmen aus Kupfer von Höchstfrequenzverstärkerröhren
wurden mit 3 und 10 #i starken Nickelzwischenschichten praktisch die gleiche abschirmende
Wirkung wie mit entsprechenden Kobaltzwischenschichten festgestellt. Angewendet
wurden zu diesem Zweck Glühungen von 12 Minuten Dauer bei 485° bzw. 550° C und nach
dem Entfernen der Goldschicht durch Abbeizen
mit ungeglühten Holmen
zusammen mit entsprechenden Holmen ohne Zwischenschicht verglichen. Ein Unterschied
zwischen geglühten und ungeglühten Holmen ist bei beiden Arten von Zwischenschichten
praktisch nicht vorhanden, dagegen beachtlich etwa ein bis zwei Größenordnungen
ist der Unterschied zwischen Holmen mit und ohne Zwischenschicht. Danach reicht
also die abschirmende Wirkung bereits von nur 3 u starken Zwischenschichten praktisch
aus. Die erwähnte falsche Ansicht in Fachkreisen ist vermutlich darauf zurückzuführen,
daß, wie der Erfinder weiterhin durch Experimente festgestellt hat, ein auf eine
Nickelunterlage aufgebrachter dünner Goldüberzug bereits nach geringfügiger beidseitiger
Diffusion, d. h. insbesondere nach geringfügigem Eindiffundieren von Nickel ins
Gold, seine Farbe entsprechend dem bekannten Weißdublee ändert, ohne dabei die charakteristischen
Eigenschaften einer Goldschicht zu verlieren.There is also the opinion among experts that this is very much the same as for cobalt
closely related nickel is not suitable for this purpose because supposedly
considerable diffusion phenomena occur when interacting with gold. The inventor
has through in-depth examinations, including in particular an X-ray fluorescence method,
found that this view is incorrect and that rather gold is in
Nickel diffuses into it to the same extent as in cobalt and vice versa. At
with 2 [, thick gold plating provided grille bars made of copper from high frequency amplifier tubes
became practically the same shielding with 3 and 10 #i thick nickel interlayers
Effect as determined with corresponding cobalt interlayers. Applied
for this purpose annealing of 12 minutes duration at 485 ° or 550 ° C and after
removing the gold layer by pickling
with unannealed spars
compared with corresponding spars without an intermediate layer. A difference
between annealed and unannealed spars is in both types of intermediate layers
practically nonexistent, on the other hand considerable about one or two orders of magnitude
is the difference between spars with and without an intermediate layer. After that is enough
So the shielding effect of only 3 u thick intermediate layers is practical
the end. The mentioned wrong view in professional circles is probably due to
that, as the inventor has further established through experiments, one on one
Nickel backing applied thin gold coating already after a slight double-sided
Diffusion, d. H. especially after a slight diffusion of nickel into the
Gold, its color changes according to the well-known white planks, without losing the characteristic
Losing properties of a gold layer.
Im allgemeinen wird man derartige Schichten, soweit sie nicht nach
Manteldrahtart als stärkere Schicht zusätzlich noch der Erhöhung der mechanischen
Festigkeit dienen sollen, nach bekannten galvanischen Verfahren herstellen. Kobaltsalze
haben aber gegenüber Nickelsalzen u. a. ähnlich wie das Metall selber den wesentlichen
Nachteil, daß sie je nach Salzart um ein Mehrfaches teurer sind. lfmzu kommt, daß
abgesehen von den wesentlich teureren Elektroden man mit den entsprechenden Kobaltbädern
geringe Stromausbeuten bei härteren, weniger elastischen Schichten erhält. Deshalb
besteht bei den eingangs beschriebenen, mit dünnem Goldüberzug versehenen Metallteilen
von elektrischen Entladungsgefäßen nach der Erfindung die Zwischenschicht im wesentlichen
aus Nickel.In general, you will get such layers, as far as they are not after
Sheathed wire type as a stronger layer in addition to increasing the mechanical
To serve strength, produce according to known galvanic processes. Cobalt salts
but have compared to nickel salts inter alia. similar to the essential metal itself
Disadvantage that they are several times more expensive depending on the type of salt. lfmzu comes that
apart from the much more expensive electrodes, you can use the corresponding cobalt baths
low current yields with harder, less elastic layers. That's why
exists in the case of the metal parts described above and provided with a thin gold coating
of electrical discharge vessels according to the invention, the intermediate layer essentially
made of nickel.