DE1237224B

DE1237224B - Verfahren zur Beschichtung der Innenflaeche einer Kathodenhuelse fuer elektrische Entladungsroehren

Info

Publication number: DE1237224B
Application number: DE1966T0030307
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Anika
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-01-22
Filing date: 1966-01-22
Publication date: 1967-03-23

Description

Verfahren zur Beschichtung der Innenfläche einer Kathodenhülse für elektrische Entladungsröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung der Innenfläche einer Kathodenhülse mit einer isolierenden Schicht aus Aluminiumoxyd.
Es hat sich gezeigt, daß die oft sehr hohen Anforderungen, die an die Isolation zwischen dem Heizelement und der Kathode einer elektrischen Entladungsröhre gestellt werden, nur dadurch erfüllbar sind, daß nicht nur das Heizelement mit einer Isolationsschicht überzogen wird, sondern daß gleichzeitig auch die Innenfläche der Kathodenhülse mit einer solchen isolierenden Schicht versehen wird. Man erhält auf diese Weise eine wesentliche Verbesserung der Isolations- und Durchschlagsfestigkeit zwischen Heizleiter und Kathode. Dementsprechend wird diese doppelte Isolation bei entsprechend kritischen Röhrentypen fertigungsmäßig laufend benutzt.
Zur Durchführung dieser Innenpastierung wird in der Regel Aluminiumoxyd benutzt, welches in Form einer Suspension mittels eines organischen Klebers in die Kathodenhülse eingebracht wird. Nach dem Verdunsten des Suspensionsmittels bewirkt ausschließlich der Kleber das Haften des Oxydüberzuges auf der Kathodeninnenfläche. Beim Pumpen einer mit einer solchen Kathode versehenen Röhre verbrennt jedoch der Kleber; der Aluminiumoxydüberzug haftet dann nur noch ungenügend an der Innenfläche der Kathodenhülse und besitzt auch in sich nur noch eine geringe Festigkeit.
Da das im Inneren der Kathodenhülse untergebrachte Heizelement beim Ein- und Ausschalten der Röhre während des Betriebes arbeitet, besteht wegen der geringen Festigkeit sowie Haftfestigkeit der Aluminiumoxydschicht die Gefahr, daß durch die ungleich festere Brennerisolationsschicht die Innenpastierung durch Abschaben in ihrer Stärke verringert oder teilweise sogar entfernt wird. Damit wird aber die beabsichtigte Wirkung, einen Schutz gerade an den gefährdeten Stellen, an denen nämlich das Heizelement von innen an der Kathodenhülse anliegt, herzustellen, in Frage gestellt. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei der Montage der Röhre die Innenpastierung wegen ihrer geringen Haftfestigkeit durch Abschaben beschädigt wird. Eine Verfestigung der Innenpastierung durch Glühen ist wegen des Nickels, aus dem die Kathodenhülse besteht, nicht möglich, weil die Frittungstemperaturen für den Aluminiumoxy düberzug viel zu hoch liegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines isolierenden überzuges auf der Innenfläche einer Kathodenhülse anzugeben, das einen Überzug ausreichender Festigkeit auch beim Betrieb der Röhre liefert. Durch Versuche hat man festgestellt, daß man eine solche Verfestigung erhält, wenn man der wäßrigen Suspension von Aluminiumoxyd hoher chemischer Reinheit sowie extrem feiner und gleichmäßiger Körnung entweder Zirkonoxynitrat oder Zirkonoxychlorid zusetzt; gegebenenfalls können auch beide Komponenten in geeigneter Mischung zugesetzt werden.
Bei einem Verfahren zur Beschichtung der Innenfläche einer Kathodenhülse mit einer isolierenden Schicht aus Aluminiumoxyd, die in Form einer wäßrigen Suspension aufgebracht und anschließend getrocknet wird, besteht die Erfindung darin, daß dieser wäßrigen Suspension von hoher chemischer Reinheit und feiner, gleichmäßiger Körnung Zirkonoxynitrat und/oder Zirkonoxychlorid zugesetzt wird.
Durch Erhärten dieser Suspension an der Luft bzw. im Trockenschrank oder durch entsprechende Infrarottrocknung verfestigt sich diese Innenpastierung so weitgehend, daß ein Abschaben der Bepastungsschicht im Betrieb durch das arbeitende Heizelement nicht mehr zu befürchten ist. Auch bei der Montage eines solchen Brenners ist die Beschädigung der Innenpastierung infolge der guten Haftfestigkeit sowie der mechanischen Widerstandsfähigkeit nicht mehr zu befürchten.
Bei Verwendung von Zirkonoxychlorid als Zusatz empfiehlt es sich, vor Aufbringen der Emissionspaste auf die Kathode die mit der Innenbeschichtung bereits versehene Kathode noch einer thermischen Behandlung bei etwa 330° C an der Luft oder bei etwa 650° C in einer Wasserstoffatmosphäre im Durchlaufofen zu unterwerfen. Im folgenden wird ein Beispiel für die Zusammensetzung der Masse für die Innenpastierung gegeben: 30 bis 34g A1203 , 3 bis 4 g Zr0 (N03)2 bzw. ZrOCI2, 16 bis 25 ml H20.
Das Einbringen einer solchen Isolationsschicht in die Kathodenhülse besitzt den Vorteil, daß nach dem Pumpen und Formieren einer mit einer solchen Kathode versehenen Röhre eine vollkommen gleichmäßige, zusammenhängende und festhaftende Schicht vorhanden ist, deren Durchschlagsfestigkeit bei mehrfachen Erprobungen an verschiedenen Röhrentypen. sich bestens bewährt hat. Sie ist einer Kathode mit der herkömmlichen Innenpastierung ohne den verfestigenden Zusatz weit überlegen.
Wie jede Innenpastierung, so besitzt naturgemäß auch diese Innenpastierung den Nachteil, daß die Emissionsanheizzeit infolge der größeren Masse, die auf die gewünschte Temperatur gebracht werden muß, heraufgesetzt wird. Dieser Nachteil kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch Zugabe einer wäßrigen Aluminiumnitratlösung zu der Aluminiumoxydsuspension mit dem gelösten Zirkonoxynitrat bzw. Zirkonoxychlorid vermieden werden. Bei verbesserter Isolation der Innenpastierungsschicht wird diese Schicht dunkel, weil durch Zersetzung des Aluminiumnitrats bei der Durchlaufofenglühung das Nickel der Kathode angegriffen, reduziert wird und sich auf der Oberfläche der Aluminiumoxydschicht unter Graufärbung fein verteilt niederschlägt.
Für diesen Fall der erwünschten Graufärbung wird als Ausführungsbeispiel als Zusammensetzung der Suspension folgender Vorschlag gemacht: 31g A1203 , 4 g Zr0 (N03)2 bzw. ZrOCl2, 21 ml wäßrige AI (N03)3 Lösung [30 g Al (N03)3 9 H20 -I- 100 ml Wasser], 5bis8m11120.

Claims

Patentansprüche: , 1. Verfahren zur Beschichtung der Innenfläche einer Kathodenhülse für elektrische Entladungsröhren mit einer isolierenden Schicht aus Aluminiumoxyd, die in Form einer wäßrigen Suspension aufgebracht und anschließend getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser wäßrigen Suspension von hoher chemischer Reinheit und feiner gleichmäßiger Körnung Zirkonoxynitrat und/oder Zirkonoxychlorid zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Suspension außerdem eine wäßrige Aluminiumnitratlösung zugesetzt wird.
3. Verfahren nach- Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubringende Suspension aus folgenden Bestandteilen zusammengesetzt ist: 30 bis 34g A1203 , 3 bis 4 g Zr0 (N03)2 bzw. ZrOCI2, 16 bis 25 ml H20.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubringende Suspension aus folgenden Bestandteilen zusammengesetzt ist: 31g A1,03 , 4 g Zr0 (N03)2 bzw. ZrOC12, 21 ml wäßrige AI (N03)3 Lösung [30 g Al (N03)3 9H20 + 100 ml Wasser], 5 bis 8 ml H20.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenhülse bei Verwendung von Zirkonoxychlorid in der Isolierschicht nach deren Trocknung einer zusätzlichen thermischen Behandlung bei etwa 350° C in der Luft oder bei etwa 650° C in einer Wasserstoffatmosphäre im Durchlaufofen unterworfen wird.