DE1191494B

DE1191494B - Elektrode aus einem Verbundmetall fuer elektrische Entladungsgefaesse, insbesondere hochbelastbare Anode

Info

Publication number: DE1191494B
Application number: DES76051A
Authority: DE
Inventors: Herbert Boeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-09-29
Filing date: 1961-09-29
Publication date: 1965-04-22

Description

Elektrode aus einem Verbundmetall für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere hochbelastbare Anode Die Erfindung betrifft Elektroden aus einem Verbundmetall für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere hochbelastbare Anoden, bestehend aus einem Eisenblech, das auf der einen Seite mit Aluminium und auf der anderen Seite mit einem bei der zur Erzielung einer gut wärmeabstrahlenden Oberfläche üblichen Glühbehandlung blank bleibenden Metall, wie Nickel, Molybdän od. dgl., überzogen, insbesondere plattiert, ist.
Es ist bekannt, Elektroden elektrischer Entladungsgefäße, vorzugsweise ohne zusätzliche Kühlung, insbesondere hochbelastbare Anoden, aus einem wenigstens einseitig mit Aluminium überzogenen Blech solcher Metalle herzustellen, die wie Nickel, Eisen, Molybdän oder Wolfram bei Erhitzung auf 500 bis 1000° C mit Aluminium eine intermetallische Verbindung eingehen, so daß deren Gesamtstrahlungsvermögen wenigstens 60 % der Strahlung des ;>Schwarzen Körpers« erreicht.
Bei der technischen Fertigung derartiger Elektroden, insbesondere Anoden, ist es wegen der einfacheren Herstellung des Blechs und zur Vermeidung von Verzugserscheinungen infolge einer Art Bimetalleffekt bei thermischer Belastung der betreffenden Elektrode meist üblich, beide Seiten mit Aluminium zu überziehen. Ein weiterer Gesichtspunkt für die beiderseitige Aluminiumplattierung ist auch der für den Funktionsmechanismus des betreffenden Entladungsgefäßes schädliche Sauerstoffgehalt des Eisens, der aber zur Vermeidung einer vorzeitigen Bildung von intermetallischen Verbindungen, z. B. beim Weichglühen des betreffenden Blechs, unbedingt erforderlich ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, da ß die mit Aluminium überzogene Innenseite der Anode bei gewissen Röhrenarten, insbesondere bei Röhren mit engen Systemen, z. B. bei Gleichrichteril, modernen UKW-Verstärkerröhren usw., ungünstige Rückwirkungen auf die Kathode hat. In Gleichem Maße wird dies auch beobachtet, wenn die Anode auf der Innenseite nicht mit Aluminium überzo-,en ist, sondern statt dessen das betreffende heriimetall, z. B. Eisen, der Kathode in ?deinem _'-_bstand -egenübersteht.
Um diese schädlichen Einwirkungen auszuschalten, ist es bekannt, nur die eine Seite der Anode mit Aluminium, die andere Seite dagegen mit einem bei der zur Schwärzung der Aluminiumschicht üblichen Wärmebehandlung' blank. bleibenden Metall, insbesondere mit Nickel oder Molybdän, zu überziehest, vorzugsweise zu plattieren. Meist wählt man für den Überzug auf der Innenseite der Anode Nickel und erzielt damit auch zum Teil den gewünschten Erfolg: Um aus vakuumtechnischen Gründen die Verwendung eines sauerstoffhaltigen Kernwerkstoffes für Elektroden zu vermeiden, wurde bereits eine Doppelt-Aluminium-Plattierung eines kohlenstoilhaltigen Eisens als Kernwerkstoff derart durchgeführt, daß zunächst eine dünne Aluminiumschicht aufgebracht und alitiert wird und daß dann eine zweite äußere Aluminiumschicht vorgesehen wird und außerdem der so entstandene Verbundwerkstoff einer Verformung unterworfen wird.
Es ist ferner bekannt, Nickel als Sparmetall in Zeiten von Wirtschaftskrisen durch einen Überzug aus einer vakuumfesten Eisensorte zu ersetzen.
Allen den bisher unmittelbar auf dem Kernwerkstoff hufplattierten, beim Glühprozeß blank bleibenden Metallen haftet jedoch der Nachteil an, daß sie auf Grund von Diffusionserscheinungen für Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen, z. B. für die betreffenden Karbonyle, durchlässig sind, d. h. durchlässig für Stoffe, die ihrerseits den Fun'_ktionsmechanIsmus der betreffenden Röhre ungünstig beeinflussen. Um diese Störerscheinungen zu untertirden, muß deshalb bei Verwendung dieser Metalle für Überzüge von Elektroden, insbesondere von Anodea, als Kernwerkstoff ein sehr kohlenstoffarmes und damit entsprechend hinsichtlich I-Ierstellungskosten teures Eisen verwendet werden.
Ziel der Erfindung ist, auf einem anderen Wege als über den teuren Kernwerkstoff die Kohlenstoffdiffusion zu vermeiden und damit die Verwendung von hinsichtlich der Erstellung billigem kohlenstoffhaltigem Eisen als Kernmetall zu ermöglichen.
Erreicht wird dies bei einer Elektrode aus einem Verbundmetall für elektrische Entladungsgefäße, die insbesondere eine hochbelastbare Anode sein '.,-arm, bestehend aus einem Kern aus kohlenstoffhaltigem Eisenblech, das auf der Außenseite mit Aluminium und auf der der Emissionsquelle zugewandten Innenseite mit einem bei der zur Erzielung einer gut wärmeabstrahlenden Außenoberfläche üblichen Glühbehandlung blank bleibenden Metall, wie Nickel, Molybdän od. dgl., überzogen, insbesondere plattiert, ist, nach der Erfindung dadurch, daß zwischen dem Kernwerkstoff und der beim Glühen blank bleibenden Metallauflage eine dünne, bei doppeltaluminiumplattiertem C-haltigem Eisen als Unterlage für eine Aluminiumauflage bekannte Zwischenschicht aus Aluminium angeordnet ist, die aber abweichend von der bekannten Aluminiumzwischenschicht nicht alitiert ist.
Die Anwendung von Zwischenschichten ist bei Verbundmetallen an sich bekannt, so z. B. um bei plattierten Metallen das Eindiffundieren der einen in die andere Schicht (Legierungsbildung) zu vermeiden. So ist es z. B. möglich, mit einer Zwischenschicht aus Kobalt oder Nickel das Eindiffundieren von- Gold in Kupfer bei einem goldüberzogenen Kupferkern praktisch völlig zu vermeiden.
Es ist weiterhin bekannt, bei einseitig aluminiumplattiertem Verbundwerkstoff eine Zwischenschicht aus Nickel, Kobalt, Molybdän oder Thorium vorzusehen, um dadurch die Verwendung von sauerstoffhaltigem Eisen zu vermeiden und statt dessen die Verwendung von C-haltigem Eisen zu ermöglichen. Diese bekannte Maßnahme löst jedoch nicht das der Erfindung zugrunde liegende Problem, weil durch sie lediglich für eine Aluminiumplattierung die Verwendung von C-haltigem Eisen ermöglicht wird, ohne eine störende Kohlenstoffdiffusion zu ver-meiden.
Durch die beschriebene erfindungsgemäße Maßnahme wird dagegen vermieden, daß nicht der Kohlenstoff selber oder über eine entsprechende Verbindung infolge des relativ hohen C-Gehalts des betreffenden Kerneisens an die Oberfläche der jeweiligen Elektrode diffundiert und von dort aus auf andere Teile des Elektrodensystems gelangen kann. Durch eine Nickelplattierung dagegen wird eine derartige Kohlenstoffdiffusion in keiner Weise gehindert, sondern vielmehr sogar zum Teil gefördert.
An Hand des in der Figur rein schematisch dargestellten Querschnitts eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
Von dem dargestellten beiderseits plattierten beispielsweise Stahlband, wie es meist als Halbfabrikat für die Herstellung von Elektroden in der Praxis verwendet wird, ist mit 1 der Kernwerkstoff aus einem normalen C-haltigen Eisen bezeichnet, der auf der Elektrodenaußenseite mit einem Aluminiumüberzug 2 und auf der Innenseite mit einem Nickelüberzug 3 plattiert ist. Zwischen dem Kernwerkstoff 1 und dem Nickelüberzug 3 ist eine dünne Zwischenschicht 4 aus Aluminium als Bremse gegen den zur Oberfläche der Elektrode diffundierenden Kohlen-. Stoff des Kerneisens eingefügt. Einen derartigen Aufbau kann man z. B. dadurch erreichen, daß man ein beiderseits aluminiumplattiertes Eisen auf der als Innenseite der Elektrode dienenden Seite zusätzlich noch mit einem Nickelüberzug versieht, insbesondere plattiert. Bei dem zum Schwärzen der äußeren Aluminiumschicht üblichen Glühprozeß entstehen an der Zwischenschicht aus Aluminium etwa beiderseits, jedoch in besonderem Maße an der Grenzfläche zum Kerneisen, die bekannten vorher bereits erwähnten intermetallischen Verbindungen, die eine infolge des relativ hohen Kohlenstoffgehalts an sich einetzende Kohlenstoffdiffusion wesentlich bremsen bzw. praktisch völlig unterbinden. Die Wirkung einer solchen Zwischenschicht ist derart, daß jegliche chemische Transportreaktion von Kohlenstoff und dessen Verbindungen unterbunden wird. Damit werden aber unerwünschte störende Ablagerungen bzw. Bedampfungen von Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigen Verbindungen an anderen maßgeblichen Stellen des Elektrodensystems vermieden, ohne daß für den Kernwerkstoff die Verwendung von teurem kohlenstofffreiem Eisen oder eine umständliche Nachentkohlung notwendig ist. Die Zwischenschicht aus Aluminium braucht zur Erzielung der beschriebenen Wirkung nur einige Mikron stark zu sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrode aus einem Verbundmetall für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere hochbelastbare Anode, bestehend aus einem Kern aus kohlenstoffhaltigem Eisenblech, das auf der Außenseite mit Aluminium und auf der der Emissionsquelle zugewandten Innenseite mit einem bei der zur Erzielung einer gut wärmeabstrahlenden Außenoberfläche üblichen Glühbehandlung blank bleibenden Metall, wie Nickel, Molybdän od. dgl., überzogen, insbesondere plattiert, ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kernwerkstoff und der beim Glühen blank bleibenden Metallauflage eine dünne, bei doppelaluminiumplattiertem C-haltigem Eisen als Unterlage für eine Aluminiumauflage bekannte Zwischenschicht aus Aluminium angeordnet ist, die aber abweichend von der bekannten Aluminiumzwischenschicht nicht alitiert ist.
2. Elektrode aus einem Verbundmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumzwischenschicht bis zu 10 [ stark ist.
3. Elektrode aus einem Verbundmetall nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumzwischenschicht aufgewalzt ist.
4. Elektrode aus einem Verbundmetall nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Aluminiumschicht eines handelsüblichen beiderseits aluminiumplattierten Eisenblechs zusätzlich mit einer Nickel- oder Molybdänschicht versehen ist.
5. Elektrode aus einem Verbundmetall nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nickel-, Molybdän- oder dergleichen -Schicht aufgewalzt oder nach einem der anderen üblichen Verfahren aufgebracht ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 718 479, 744 208, 809 713, 886 088, 974 254; Telefunken-Zeitung, Jg.27, H.104, 1954, S.73 bis 75.