DE1111745B

DE1111745B - Graphite anodes with a smooth and solid outer layer for mercury vapor rectifiers, glow cathode rectifiers and transmitter tubes

Info

Publication number: DE1111745B
Application number: DESCH24524A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerd Hinrichs
Original assignee: Schunk and Ebe GmbH
Current assignee: Schunk and Ebe GmbH
Priority date: 1958-08-07
Filing date: 1958-08-07
Publication date: 1961-07-27
Also published as: CH372761A

Description

Graphitanoden mit einer glatten und festen Außenschicht für Quecksilberdampf-Gleichrichter, Glühkathoden-Gleichrichter und Senderöhren Die Erfindung betrifft Graphitanoden mit einer glatten und festen Außenschicht für Quecksilberdampf-Gleichrichter, Glühkathoden-Gleichrichter und Senderöhren.Graphite anodes with a smooth and solid outer layer for mercury vapor rectifiers, Hot Cathode Rectifiers and Transmitter Tubes The invention relates to graphite anodes with a smooth and firm outer layer for mercury vapor rectifiers, hot cathode rectifiers and transmitter tubes.

An die aus Graphit hergestellten Anoden für Quecksilberdampf-Gleichrichter, Glühkathoden-Gleichrichter und Senderöhren werden außerordentlich hohe Anforderungen gestellt. Neben höchster Reinheit, guter elektrischer und guter Wärmeleitfähigkeit sowie großer Strombelastbarkeit wird eine sehr glatte Oberfläche mit geringer Elektronen- und Ionenemission verlangt. Die Graphitanoden sollen darüber hinaus auch noch eine gute mechanische Festigkeit aufweisen.To the anodes made of graphite for mercury vapor rectifiers, Hot cathode rectifiers and transmitter tubes are extremely demanding posed. In addition to the highest level of purity, good electrical and good thermal conductivity as well as a high current-carrying capacity, a very smooth surface with low electron and ion emission required. The graphite anodes should also have one have good mechanical strength.

Die bekannten Anoden aus Elektrographit erfüllen diese Bedingungen zu einem großen Teil. Ein gewisser Nachteil ist jedoch die relativ geringe mechanische Festigkeit, insbesondere die geringe Härte. Graphitanoden müssen daher sehr sorgfältig behandelt werden. Hinzu kommt noch, daß sich bei dem weichen Elektrographit staubfeine Graphitteilchen beim Betrieb der Gleichrichter oder der Senderöhren von der Oberfläche der Graphitkörper lösen, so daß das Entladungsgefäß und das Quecksilber beschmutzt und unter Umständen Kurzschlüsse herbeigeführt werden können.The known anodes made of electrographite meet these requirements for the most part. A certain disadvantage, however, is the relatively low mechanical Strength, especially the low hardness. Graphite anodes must therefore be used very carefully be treated. In addition, the soft electrographite is fine as dust Graphite particles from the surface during operation of the rectifier or the transmitter tubes loosen the graphite body, so that the discharge vessel and the mercury are soiled and short circuits can be caused under certain circumstances.

Es sind auch Graphitanoden für elektrische Entladungsröhren bekannt, die eine glatte und feste Preßhaut aufweisen. Die Preßhaut hat jedoch entscheidende Nachteile: 1. Man kann die Graphitanode nach dem Glühen bzw. Graphitieren nicht mehr nachbearbeiten, da die Preßhaut abgetragen würde.There are also known graphite anodes for electric discharge tubes, which have a smooth and firm pressed skin. However, the pressed skin has decisive factors Disadvantages: 1. You cannot use the graphite anode after annealing or graphitizing rework more, as the pressed skin would be removed.

2. Man kann nur Graphitanoden mit einfacher Form mit einer Preßhaut versehen, da komplizierte Anoden meist nicht durch Pressen herstellbar sind, wie z. B. solche mit Vorsprüngen, die nur durch Bearbeitung hergestellt werden können.2. You can only use graphite anodes with a simple shape with a pressed skin provided, since complicated anodes can usually not be produced by pressing, such as z. B. those with protrusions that can only be made by machining.

3. Die Härte der Preßhaut ist nicht größer als die im Gesamtkörper. Die Körner liegen nur dichter aneinander. Bei der Preßhaut richten sich die Teilchen, die mit dem Gesenk in Berührung kommen, aus, und so entsteht der Eindruck einer Haut.3. The hardness of the pressed skin is not greater than that in the entire body. The grains are just closer together. In the case of the pressed skin, the particles align that come into contact with the die, and this creates the impression of a Skin.

4. Die Preßhaut ist reicher an Verunreinigungen als der Preßling, weil sie beim Pressen mit dem Gesenk und beim Glühen mit der unreinen Umgebung in Berührung kommt.4. The pressed skin is richer in impurities than the pressed part, because during pressing with the die and during annealing with the impure environment in Touch comes.

5. Graphitanoden mit Preßhaut können durch die Schrumpfung, die während des Glühens und Graphitierens eintritt und die vorher nicht genau zu bestimmen ist, nicht genau hergestellt werden. 6. Die Preßhaut ist nicht gasdicht. Erfindungsgemäß können diese Nachteile dadurch vermieden oder zumindest wesentlich vermindert werden, daß die Außenschicht der Graphitanoden ganz oder teilweise aus einer an sich bekannten Hartkohleschicht besteht. Die Graphitanoden vollständig mit einer Hartkohleschicht zu umhüllen, ist in den meisten Fällen nicht erforderlich. Es genügt meist schon, die Hartkohleschicht nur auf die Flächen aufzutragen, die elektrisch, thermisch und mechanisch stark beansprucht werden. Die Dicke der Kohleschicht kann je nach den gestellten Forderungen von einem Bruchteil eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern betragen. Die Verfahren zur Herstellung von Hartkohleschichten sind an sich bekannt und in den deutschen Patentschriften 438429, 535972 und 906 807 beschrieben.5. Graphite anodes with pressed skin can be affected by the shrinkage that occurs during annealing and graphitizing occurs and which cannot be precisely determined beforehand, cannot be accurately manufactured. 6. The pressed skin is not gas-tight. According to the invention can these disadvantages be avoided or at least significantly reduced, that the outer layer of the graphite anodes wholly or partially consists of a known per se There is a hard carbon layer. The graphite anodes completely covered with a hard carbon layer wrapping is not necessary in most cases. It is usually enough to apply the hard carbon layer only to the surfaces that are electrically, thermally and are subject to high mechanical loads. The thickness of the carbon layer can vary depending on the demands made from a fraction of a millimeter to several Be millimeters. The methods of making layers of hard carbon are known per se and in German patents 438429, 535972 and 906 807 described.

Graphitanoden mit einer Hartkohleschicht haben gegenüber den bekannten Graphitanoden folgende Vorteile 1. Die Ausrichtung der Schichtkristalle in Richtung der Oberfläche bewirkt eine große Härte senkrecht zur Schicht und durch die Härte auch eine hohe mechanische Festigkeit. Die Oberflächen solcher Anoden sind widerstandsfähig gegen Zerstörung durch schnelle Teilchen, wie z. B. in Quecksilberdampf-Gleichrichtern durch Quecksilber-Ionen. Die Gefahr, daß sich die Teilchen aus der Hartkohleschicht durch Elektronenbeschuß oder durch die ständigen Erschütterungen, wie sie in den Senderöhren auftreten, lösen, wird durch die große mechanische Festigkeit wesentlich vermindert und hiermit zugleich die Gefahr von Kurzschlüssen verringert. 2. Wie spektralanalytische Untersuchungen gezeigt haben, ist eine durch thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen erzeugte Hartkohleschicht absolut rein. Auch Anoden aus reinstem Elektrographit weisen immer noch Verunreinigungen auf, die den Betrieb, vor allem = bei - höheren Beanspruchungen, durch unerwünschte Ionen-oder Elektronenemission stören können. Die außerordentlich hohe Dichtheit. dieser Schichten verhindert ein Hindurchtreten der im Grundkörper der Anoden noch vorhandenen Verunreinigungen. Mit Hartkohleschichten versehene Graphitanoden ermöglichen eine wesentliche Leistungserhöhung.Graphite anodes with a hard carbon layer have compared to the known Graphite anodes have the following advantages 1. The alignment of the layer crystals in the direction the surface causes great hardness perpendicular to the layer and due to the hardness also high mechanical strength. The surfaces of such anodes are resistant against destruction by fast particles, such as B. in mercury vapor rectifiers by mercury ions. The risk that the particles from the hard carbon layer by electron bombardment or by the constant vibrations, as they are in the Transmitting tubes occur, loosen, is essential due to the great mechanical strength and at the same time reduces the risk of short circuits. 2. As spectral analysis studies have shown, one is through thermal Decomposition of hydrocarbons produced hard carbon layer absolutely pure. Even Anodes made from the purest electrographite still have impurities that cause the Operation, especially = at - higher loads, by unwanted ions or Can interfere with electron emission. The extraordinarily high level of tightness. these layers prevents the impurities still present in the base body of the anodes from passing through. Graphite anodes provided with layers of hard carbon enable a significant increase in performance.

3. Versuche haben ergeben, daß die Hartkohleschichten völlig gasdicht sind. Die Dichtheit der Hartkohleschicht verhindert daher auch das Auftreten von thermisch ausgelösten, störend wirkenden Gasausbrüchen aus dem Innern der Graphitanode.3. Tests have shown that the hard carbon layers are completely gas-tight are. The tightness of the hard carbon layer therefore also prevents the occurrence of Thermally triggered, disruptive gas escapes from the inside of the graphite anode.

Diese Hartkohleschicht kann, gegebenenfalls auch noch zusätzlich durch mechanisches oder elektrolytisches Polieren geglättet und noch nachträglich elektrographitiert werden.This hard carbon layer can, if necessary, also additionally through mechanical or electrolytic polishing smoothed and subsequently electrographitized will.

Claims

CLAIMS: 1. graphite anodes with a smooth and firm outer layer for mercury vapor rectifier, hot cathode rectifier and transmitter tubes, characterized in that the layer consists wholly or partially of a known hard carbon film.

2. graphite anodes according to claim 1, characterized marked,. that -die_-hard carbon layer_ is additionally graphitized. In Considered publications German patents No. 936 855, 929 204, 919 271, 906 807, 902 763, 535 972, 459 553, 438 429; Swiss patent specification No. 185 257.