DE1521891A1 - Verfahren zum Schwaerzen von Oberflaechen metallischer Koerper - Google Patents

Description

Potsnfanwalt

Anmelder: N. V. PHILIPS' GLOEiUMPENFABRiEKEN
Akte, ph 17952

Anmeldung vom: 23. April 1963 ' 1521891

Dr. Expl.

V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland

"Vorfahren sum Schwärzen von Oberflächen metallischer Körper"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwärzen von Oberflächen metallischer Körper. Solche Verfahren werden z. B. angewendet, um die innere Oberfläche eines rohrförmigen List allträger s für die emittierende Erdalkali oxydachicht einer indirekt heizbaren Oxydkathode für Elektronenröhren zu schwärzen; diese Oberfläche liegt gegenüber der Außenfläche der Isolierschicht des Heizfadens und ist von diesem durch* einen engen Raum getrennt, in dem ein Hochvakuum vorherrscht·

Es ist bekannt, daß durch eine Reaktion von Aluminium mit Metallen wie ITiekel, Molybdän, Eisen oder mit einer Legierung dieser Metalle eine grau-schwarze, intermetallische Schicht erzielt werden kann.

Dieses Verfahren erfordert eine Erwärmung vom Vakuum, in einer reduzierenden oder in einer neutralen Atmosphäre zwischen 610 und 65O⁰C während 15 bis 30 Minuten..Die Er^-^. ·. fahrung lehrt, daß in bestimmten Fällen durch diese firwäraumg'■ die Festigkeit unzulässig verringert wird, so daß, z. B. ν wenn daü Verfahren auf den Kathodenträger angewendet worden ist, die Montage des Heizkörpers in der Kathode Schwierigkeiten bereiten kann. Darüber hinaus verschwindet bei hoher Temperatur die geschwärzte Schicht.

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Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Schwärzen von Metalloberflächen, ζ. B. ö.er Innenoberfläche des Trägerkörpers für die emittierende Schicht einer Kathode, bei dem diese Nachteile behoben werden. Die für die Bildung einer schwärzlichen Schicht intermetallischer Verbindungen erforderliche Erwärmungsdauer wird erniedrigt und die schwarze Schicht weist an sich eine größere Wärmefestigkeit auf. Das neue Verfahren besteht darin, daß eine Schicht aus einer Suspension von Antimonoxyd in einer geeigneten Flüssigkeit auf die zu schwärzende Metalloberfläche gebracht und die Oberfläche v&hrend etwa 5 Minuten auf eine Temperatur τοη etwa 65O⁰C in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt wird.

Zu diesem Zweck wird das Antimonoxyd (Sb₂O, oder Sb₂Oc) Wasser oder in einer geeigneten organischen Flüssigkeit suspendiert und dann auf die Uetallfläohe auf bekannte Weise aufgebracht; der auf diese Weise überzogene Körper wird dann auf eine Temperatur von 600⁰C oder darüber in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt. Das reduzierte Antimon reagiert mit dem iletall des Körpers und bildet eine schwärzliche Oberf lächenschicht. Die Geschwindigkeit, mit welcher diese eohw&x*- ze Schicht erhalten wird₉ boII der leichten Reduktion des Antimonoxyde und de* großen Reaktionsgeschwindigkeit des örtlich entstandenen Antimons zuzuschreiben sein· Vorzugsweise wird auch Aluminiumpulver der Suspension zugesetzt·

Außer mit den erwähnten Metallen Nickel, Molybdän und Ei β en reagiert Antimon beim vorliegenden Verfahren auch mit Stahlsort v. "ogar mit rostfreiem Stahl und mit Aluminium und bildet dauai die gewünschte geschwärzte Schicht.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird das Verfahren nach

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der vorliegenden Erfindung nachstehend Geschrieben.

Es wird ein Wickelträger einer indirekt heizbaren Kathode nlt einer Suspension von 20 g Antimonoxyd (SbpO,) in 100 ml Nitrozelluloselb*sung bedeckt. Das Ganze wird auf etwa 65O⁰C während 5 LUnuten erwärmt.

Das Antimonoxyd an sich liefert eine violettfarbige Schwärzung, und die durch die Reaktion bei der Erwärmung entstandene Oberflächenschicht ist dünn. Ein Z_usatz von Aluminiumpulver zu der Antimonoxydsuspension beseitigt die violettfarbigen Reflexionen und liefert in Abhängigkeit von der Aluniniummenge mehr oder weniger tiefschwarze Nuanzen. Die DrfÄhruns b't weiter gezeigt, daß schwarze Schichten, die nit einem Gemisch aus Antimonoxyd und Aluminium erkalten werden, eine bedeutend größere Wärmefestigkeit als Schichten haben, die durch Reaktion von Antimonoxyd allein mit dem Trägermetall entstehen. Ss luvt sich insbesondere ergeben, daß die Oberfläche eines liiclrelträgers, die mittels eines Gemisches aim Antimonoxyd und Aluminium geschwärzt worden ist, noch nach einer Erwärmung auf 600⁰C während 500 Stunden im Vakuum schwarz bleibt, daß dagegen die Oberfläche des gleichen Trägere bei derselben Temperatur im Vakuum nach einigen Stunden blank wird, wenn sie mit Antimonoxyd allein ge- schwärzt worden ist.

Eine geeignete Suspension von Aluminiumpulver und Antimonoxyd (SbpO,¹) hat folgende Zusammensetzung: 2,50 g Nitrozellulose wird in 75 g Glycoläthylen und 22,5 g Butanol gelöst; in 140 ml dieser Lösung wird 20 g feines Aluminiumpulver und 10 g Antimonoxyd (Sb₃O₅) suspendiert. Die BeimisQhung des Aluminiumpulvers zur Antinonoxydsuspension hat praktisch

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keinen Einfluß auf den Ablauf des erfindun^sgeinäßen Verfahrene. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, d"aß das Antimon intermetaliisehe Verbindungen sowohl mit dem LCetall des Trägers als auch mit den Aluminiumpulver bildet.

I_n dem Ausführungsbeispiel wurde die Anwendung des vorliegenden Verfahrens bei der Herstellung indirekt heizbarer Oxydkathoden beschrieben; es läßt sich darüber hinaus praktisch ungeänüert in zahlreichen anderen Fällen durchführen " und liefert insbesondere bei allen Oberflächen gute Ergebnisse, bei denen die Y/arnpabcorjtion und die Wärmeabetrahlung verbessert werden sollen. Dies ist s. B· bei den äußeren Oberflächen von Wärmeaustauschern und Motoren mit Kühlrippen der Fall. Das Verfahren läßt sich auch anwenden, um bestimmte dekorative Wirkungen, insbesondere bei Schmucksachen, zu erzielen oder um Eisen- oder Stahl-Oberflächen vor Korrosion zu schützen.

Patentansprüche:

90 9 8A4/U07

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1· Verfahren zum Schwärzen von Oberflächen aetalliecher Körper, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus einer Suspension von Antimonoxyd in einer geeigneten Flüssigkeit auf die zu schwärzende metalloberfläche gebracht und die Oberfläche während etwa 5 Minuten auf eine Temperatur von etwa 65O⁰C in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt wird·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antimonoxydsuspension Aluminiumpulver zugesetzt wird·
3. 3. Träger für die emittierende Schicht einer indirekt heizbaren Kathode, der auf der von der emittierenden Schicht abgekehrten Seite durch Anwendung des Verfahrene nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer schwarzen Oberfläche versehen

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