DE1238577B

DE1238577B - Gluehfaden fuer indirekt geheizte Kathoden fuer Elektronenroehren

Info

Publication number: DE1238577B
Application number: DEN24385A
Authority: DE
Inventors: Henri Provisor
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-02-06
Filing date: 1964-02-01
Publication date: 1967-04-13
Also published as: CH440465A; US3418164A; BE643361A; AT246866B; LU44927A1; SE302332B; NL6400777A; GB1037560A; FR1355710A

Description

DEUTSCHES #|W PATENTAMT

DeutscheKl.: 21g-13/04

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 238 577

Aktenzeichen: N 24385 VIII c/21 j

1 238 377 Anmeldetag: 1. Februar 1964

Auslegetag: 13. April 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Glühfaden für indirekt geheizte Kathoden für Elektronenröhren, der mit einer isolierenden Aluminiumoxydschicht überzogen ist. Derartige Glühfäden werden bekanntlich in zahlreichen Arten von Elektronenröhren benutzt.

Es ist bekannt, Wolfram für eine zusätzliche Schicht auf einem Glühfaden zu verwenden. Es hat sich aber herausgestellt, daß gerade die Verwendung von Wolfram für eine derartige zusätzliche Schicht nicht zweckmäßig ist, weil das sich bildende flüchtige Wolframoxyd mit dem Aluminiumoxyd reagiert, so daß Wolfram in die isolierende Schicht eindringt.

Neben dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Glühfaden zu schaffen, bei dem die Gefahr des Durchschlags zwischen diesem Glühfaden und der Kathode bei Betrieb der Elektronenröhre nahezu vermieden wird und bei der der Streustrom zwischen dem Glühfaden und der Kathode niedriger ist als bei den bekannten Röhren.

Diese zuletzt genannte Aufgabe und die vordem aufgezeigten Nachteile und Mängel werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß auf dem Heizfaden bzw. Glühfaden oder auf der isolierenden Aluminiumoxydschicht eine weitere Schicht aus Zirkon, Niob, Tantal oder Titan angebracht ist.

Die Erfindung ist das Ergebnis von Untersuchungen auf dem Gebiet der Qualitätsverringerung der isolierenden Aluminiumoxydschicht in einer wirksamen Röhre.

Bei diesen Untersuchungen wurde eine Mitwirkung des Sauerstoffes bei der Qualitätsverringerung der Isolierung der Aluminiumoxydschicht festgestellt. Wenn die zwischen dem Glühfaden und der Kathode angelegte Spannung derart ist, daß die Kathode gegenüber dem Glühfaden negativ ist, reagiert der Sauerstoff mit dem Wolfram, so daß ein flüchtiges Oxyd entsteht, das kondensiert und sich an der Oberfläche der Aluminiumoxydteilchen zersetzt. Der ausgelöste Sauerstoff greift wieder den Wolframdraht an, bildet ein neues Oxydmolekül dieses Metalls, das verflüchtigt, kondensiert und sich wieder zersetzt. Dieser Zyklus wiederholt sich so lange, wie der ausgelöste Sauerstoff nicht irgendwo in Form einer stabilen Verbindung gebunden wird. Die Anhäufung metallischer Wolframatome zwischen den Aluminiumoxydteilchen ändert den Isolationswiderstand des Aluminiumoxyds. Die Bildung metallischer Niederschläge an den Stellen der Kontaktpunkte zwischen dem Glühfaden und der Kathode beweist, daß das Wolfram in Form positiver Ionen übertragen wird. Es ist jedoch möglich, Glühfaden für indirekt geheizte Kathoden für
Elektronenröhren

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

ίο Vertreter:

Dr.-Ing. H. D. Zeller, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

¹S Als Erfinder benannt:
Henri Provisor,

St. Maurice, Suresnes, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 6. Februar 1963 (923 898)

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daß der durch die Zersetzung von Wolframoxyd ausgelöste Sauerstoff unter der Wirkung einer negativen Ladung nach dem positiven Glühfaden fließt. Diese Nachteile werden also durch die Erfindung vermieden, weil das Oxyd mit dem Aluminiumoxyd keine Verbindung mit einem kleinen elektrischen Widerstand und auch kein bei niedrigen Temperaturen schmelzendes Eutektikum bildet. Bei der Betriebstemperatur wird also das Aluminiumoxyd nicht reduziert. Diese Anforderungen beschränken die Wahl auf die obengenannten Elemente Zirkon, Niob, Tantal oder Titan. Die Erfindung benutzt eines dieser Elemente oder einige derselben, unabhängig von der vorstehend beschriebenen Theorie.

Die Verwendung der erwähnten Elemente ist besonders einfach in Form ihres Hydrids, wobei ein doppelter Vorteil erzielt wird: Einerseits können die metallenen Glühfäden durch Elektrophorese bedeckt werden, während andererseits ein Schutz der stark mit Sauerstoff reagierenden Elemente vor Oxydation während der Sinterung des Aluminiumoxyds auf dem Wolframglühfaden erhalten wird.
Zirkonhydrid wird durch Kataphorese aus einer Suspension von IOOg ZrH₂ in 2000 ml Isopropylalkohol und 40 ml NiCl₂ 0,2 N niedergeschlagen. Nach dem Trocknen des Niederschlages wird der

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Claims

Glühfaden auf übliche Weise mit Aluminiumoxyd überzogen. Die Sinterung der Aluminiumoxydschicht ergibt keine sichtbare Änderung bei der Verwendung von Zirkonhydrid, das an dem Wolframdraht haftet. Nach dem Lösen des Molybdänkernes kann festgestellt werden, daß das Zirkonhydrid noch stets auf dem Wolframdraht vorhanden ist. Ein Glühfaden mit einer Schicht aus den genannten Elementen auf der Außenfläche des isolierenden Aluminiumoxydmantels kann wie folgt hergestellt werden. Auf übliche Weise wird die Aluminiumoxydschicht auf dem Wolframdraht niedergeschlagen. Auf diesem ersten Überzug wird eine Schicht des gewählten Hydrids niedergeschlagen. Gleichzeitig werden die zwei Schichten auf hoher Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert. Gute Resultate haben sich ergeben bei der Verwendung von Titanhydrid. Nach dem Anbringen der Aluminiumoxydschicht auf dem Wolframdraht durch Kataphorese wurde eine Suspension eines Gemisches aus Titanhydrid und Aluminiumoxyd in Kollodium durch Spritzen aufgebracht. Es hat sich eine Suspension der nachfolgenden Zusammensetzung bewährt: IOOg AUO3, 20 g TiH2 in 200 ml Kollodium und 110 ml Methanol. Das Kollodium besteht aus einer Lösung von 2,50 g Nitrozellulose in 75 g Äthylenglycol und 22,5 g Butanol. Die erste Aluminiumoxydschicht und der durch Aufspritzen erhaltene Niederschlag werden gleichzeitig gesintert unter den beim Sintern des isolierenden Aluminiumoxydmantels üblichen Umständen. Es entsteht auf diese Weise ein schwarzer Glühfaden, ohne daß die Isoliereigenschaften des Aluminiumoxyds an der Berührungsstelle mit dem Wolframdraht sich verschlechtern. Die Lösung des Molybdänkernes hat keinen Einfluß auf das Titanhydrid. Ein auf diese Weise hergestellter Glühfaden vereint die Vorteile der Anwesenheit eines der genann- ten Elemente und der Strahlungseigenschaften eines schwarzen Körpers. Die Wärmeübertragung durch Strahlung hat erheblich zugenommen dank des aus dem Hydrid gebildeten metallischen Titans. Patentansprüche:

1. Glühfaden für indirekt geheizte Kathoden für Elektronenröhren, der mit einer isolierenden Aluminiumoxydschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Heizfaden oder auf der isolierenden Aluminiumoxydschicht eine weitere Schicht aus den Elementen Zirkon, Niob, Tantal oder Titan aufgebracht ist.

2. Glühfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydride der genannten Elemente verwendet werden.

3. Glühfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht auf dem Wolframdraht selber angebracht und mit der isolierenden Aluminiumoxydschicht überzogen ist.

4. Glühfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht sich auf der Außenfläche der Aluminiumoxydschicht befindet, die direkt auf dem Wolframdraht angebracht ist.

5. Glühfaden nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht aus einer durch Kataphorese unmittelbar auf dem Wolf ramdraht angebrachten Schicht eines Hydrids besteht.

6. Glühfaden nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht auf der Außenfläche der Aluminiumoxydschicht durch Aufspritzen einer Suspension angebracht ist, die das Hydrid eines der erwähnten Elemente enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1296 399.