DE2202827A1 - Verfahren zur herstellung von gitterelektroden fuer elektrische entladungsgefaesse - Google Patents
Verfahren zur herstellung von gitterelektroden fuer elektrische entladungsgefaesseInfo
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Description
Aktiengesellschaft Brown, Boveri 8c Cie., Baden
Verfahren zur Herstellung von Gitterelektroden für elektrische Entladungsgefässe
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Veifehren zur
Herstellung von Gitterelektroden für elektrische Entladungsgefässe, wobei auf die das Gitter bildenden
Drähte eine Zwischenschicht aufgebracht wird, die aus einer hochschmelzenden intermetallischen Verbindung besteht,
und welche Zwischenschicht danach mit einer Edelmetallschicht überzogen wird, sowie eine nach dem Verfahren
hergestellte Gitterelektrode.
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Es ist bekannt, Gitterelektroden zur Verkleinerung der thermischen Emission mit einem Edelmetall der VIII.
Gruppe des periodischen Systems, vorzugsweise Platin, zu überziehen. Um die Diffusion des Platins in den
Gitterdraht (Grundmetall) zu verkleinern und die Abstrahlfähigkeit zu erhöhen, wurde vorgeschlagen, zwischen
dem Grundmetall und dem Ueberzug eine Zwischenschicht anzuordnen. Als zur Herstellung der Zwischenschicht geeignete
Materialien wurden Karbide, Boride oder Suizide hochschmelzender Metalle vorgeschlagen.
Diese bekannten Verfahren, besitzen den Nachteil, dass die Beschichtung mit dem Grundmetall oder bei mehreren
Beschichtungskomponenten auch unter sich mehr oder wenige: rasch Reaktionen eingehen, deren Reaktionsprodukte durch
die Aufdampfprodukte der Th-W-Kathode aktivierbar sind.
Alle Verfahren, die Karbide als Zwischenschicht verwenden haben noch den zusätzlichen Nachteil, dass sich mit dem
Grundmetall im Laufe der Zeit Karbide bilden, die zur Versprödung des Gitters führen.
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Zveck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Gitterelektrode, bei der sich die thermische Emission
auch bei wesentlich gesteigerter Belastung nicht erhöht und die zugleich eine geringe und reproduzierbare Sekundäremission
bei gesteigerter Hochspannungsfestigkeit besitzt.
Erfindungsgemäss wird dieser Zweck dadurch erreicht, dass
die intermetallische Verbindung für die Zwischenschicht aus einem hochschmelzenden Metall, wie Zirkon oder Titan,
und einem Metall der VIII. Gruppe des periodischen Systems besteht.
Die nach dem Verfahren hergestellte Ee^ktrode ist dadurch
gekennzeichnet, dass die intermetallische Verbindung aus einem hochschmelzenden Metall und einem Edelmetall der
VIII. Gruppe des periodischen Systems gebildet ist.
Mit Vorteil wird die intermetallische Verbindung als Pulver auf den Elektrodenkern aufgetragen und danach gesintert.
Durch die Wahl der Pulverkörnung kann-die Oberflächenrauhigkeit
genau festgelegt und damit die Sekundäremission der Elektrode gezielt beeinflusst werden.
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Stöchiometrische Mengen von Zirkonium und Platin werden
im Vakuum zusammengeschmolzen, wobei sich die intermetallische Verbindung ZrPt- bildet. Die erstarrten Probei
dieser intermetallischen Verbindung werden in einem Mörser gebrochen und anschliessend in einer mit einem
harten Material wie Wolframkarbid ausgekleideten Mühle bis zur Erreichung der gewünschten Korngrösse, vorzugsweise
3/u gemahlen.
Das geformte Gitter einer herkömmlichen Senderöhre, bestehend aus Molybdän- oder Wolframdrähten, wird zur
Entfernung der Oxyde etc. bei 1000 bis 1100° C in Wasserstoff
geglüht. Darauf wird das Gitter kataphoretisch mit ZrPt-, dessen Herstellung in Form eines Pulvers vorhergehend
beschrieben wurde, vorzugsweise in einer Schichtdicke von 5-lo ju überzogen. Danach wird das Gitter mit
der aufgebrachten Zwischenschicht unter Vakuum oder Schutzgas während 2o Minuten bei 15OO-16OO°C geglüht,
wobei die aufgebrachte Zwischenschicht unter Beibehaltung der Rauhigkeit geeintert wird. Danach wird das mit der
gesinterten Zwischenschicht versehene Gitter elektroly-
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tisch mit einer 3 ;u dicken Platinschicht überzogen und
dann zur Entgasung nochmals bei einer Temperatur von 15OO-16ÖO°C unter Vakuum geglüht. Nach erfolgter Entgasung
ist das Gitter einbaufertig.
Die derart hergestellten Gitter zeigen eine wesentlich gesteigerte Haftfestigkeit zwischen der Zwischenschicht
und dem Grundmetall einerseits und dem Platinüberzug anderseits die als Folge eine gesteigerte Hochspannungsfestigkeit
bewirkt. Diese hohe Haftfestigkeit erhöht zudem die mechanischen Eigenschaften des Gitters, so
dass sehr feine Gitter, wie z.B. Maschengitter hergestellt werden können.
Durch die Wahl der Körnung des auf das Gitter aufgetragenen ZrPt»-Pulvers kann die Rauhigkeit der Gitteroberfläche
und als Folge davon die Sekundäremission reproduzierbar verändert werden.
Weiter werden bei diesen Gittern höhere spezifische Abstrahlungswerte
gemessen und eine höhere thermische Belastbarkeit festgestellt was eine höhere elektrische
Belastung gestattet.
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Je nach der gewählten Rauhigkeit der Gi oroberfläche
Iiessen sich bei 15250K spezifische Abstrahlungswerte
von 2o W/cm bis 29 W/cm erzielen. Dies entspricht 65% bis 95% der Abstrahlung eines schwarzen Körpers.
Bei der gleichen Temperatur beträgt die spezifische Primäremission ca. 1 /uA/cm . Dies entspricht etwa den
Betriebsverhältnissen in elektrischen Entladungsgefässen. Diese Primäremission erhöht sichijt auch nach langzeitiger
thermisches Ueberlastung auf 18OO°K nicht.
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Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Gitterelektroden für elektrische Entladungsgefässe, wobei auf die das Gitter bildenden
Drähte eine Zwischenschicht aufgebracht wird, die aus einer hochschmelzenden, intermetallischen Verbindung besteht, und
welche Zwischenschicht danach mit einer Edelmetallschicht überzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die intermetallische
Verbindung für die Zwischenschicht aus einem hochschmelzenden Metall und einem Metall der VIII. Gruppe des periodischen
Systems besteht.
2. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellte, aus Drähten
gebildete Gitterelektrode bestehend aus einem Grundmetall mit einer Zwischenschicht aus einer intermetallischen Verbindung
die mit einer Edelmetallschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die intermetallische Verbindung aus einem hochschmelzenden Metall und einem Edelmetall der VIII. Gruppe des
periodischen Systems besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall Zirkon ist.
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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die intermetallische Verbindung ZrPt« ist.
.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallschicht aus Platin besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die intermetallische Verbindung in Pulverform auf die Gitterelektrode
aufgetragen und danach gesintert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die pulverförmige intermetallische Verbindung elektrophoretisch auf
den Elektrodenkern aufgetragen wird, bis die Zwischenschichtdicke 5-10 μ beträgt, und dass danach die Gitterelektrode zur
Sinterung der Zwischenschicht in inerter Atmosphäre oder Vakuum auf 1500-1600 ° C während ca. 20 Minuten erhitzt wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bildung der Edelmetallschicht das Platin elektrolytisch aufgetragen und die Gitterelektrode danach bei 1500-1600 ° C
im Vakuum geglüht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schichtdicke 3 yu beträgt.
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- 9 - 178/71
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall Titan ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dc.durch gekennzeichnet, dass die intermetallische Verbindung eine Titan-Platin-Verbindung
ist.
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
ORIGINAL INSPECTED
30 9 827/0973
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