DE2317446A1

DE2317446A1 - Heizkoerper mit einer dunkelstrahlenden isolierschicht fuer indirekt geheizte kathoden und verfahren zur herstellung eines solchen heizkoerpers

Info

Publication number: DE2317446A1
Application number: DE2317446A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Weiss
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1974-10-24
Also published as: BE813271R; NL7404521A; IT1007777B; GB1461495A; JPS5513102B2; CA1032592A; US3902093A; JPS5052962A; DE2317446B2; DE2317446C3; FR2224866A1; ES425053A1; FR2224866B1

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ ^{L ö} ' ~^V "*

AKTIENGESELLSCHAFT

Stuttgart

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Heizkörper mit einer dunkelstrahlenden Isolierschicht für indirekt geheizte Kathoden und Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizkörpers.

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper mit einer dunkelstrahlenden Isolierschicht für indirekt geheizte Kathoden und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizkörpers.

Bei indirekt geheizten Kathoden fällt der Isolierschicht auf dem Heizdraht des Heizkörpers eine ausschlaggebende Rolle zu. Die Funktion der Gesamtanordnung, also z.B. einer Fernsehbildröhre setzt eine einwandfreie Potentialtrennung zwischen dem Heizdraht und der Kathodenhülse mit der daraufbefindlichen Emissionsschicht voraus.

Als gutes Isoliermittel hat sich Aluminiumoxyd bewährt. Dieses Aluminiumoxyd wird bekanntlich elektrophoretisch auf den Heizdraht aufgebracht und bildet eine kompakte, weiße Schicht.

Um einen guten Wärmeübergang vom Heizkörper auf die Kathodenhülse, insbesondere die Emissionsschicht zu erhalten, ist man bestrebt, nicht nur die Wärmeleitung auszunutzen, sondern auch die Wärmestrahlung.

Der Wärmestrahlung steht aber die weiße Farbe des Aluminiumoxyd entgegen. Man hat daher versucht, das an sich weiße, reine Alumi-

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niumoxyd durch dunkelfärbenden Zusätze in einen guten Tempera— turstrahler umzuwandeln. Wie die einschlägige Literatur, z.B. DOS 2 23o 75o, DAS 1 135 8^5, DBP 1 l4l 388, zeigt, bestehen jedoch erhebliche Einwände gegen eine derartige Dunkelfärbung deshalb, weil nach den bisher gemachten Erfahrungen die Isolationseigenschaft der Heizdrahtbedeckung in unzulässiger Weise verschlechtert wurde.

Man ist daher dazu übergegangen, den Heizdraht zunächst mit einer weißen Aluminiumoxydschicht zu versehen, die dann anschließend in einem geeigneten Verfahren dunkel gefärbt wird, und zwar äusserlich.

Es ist leicht einzusehen, daß diese Maßnahmen in Bezug auf den Wärmeübergang vom Heizdraht zur Heizkörperoberfläche, insbesondere auf die Wärmestrahlung keine Verbesserung bringt und insgesamt nur einen Kompromiß darstellt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Heizkörper anzugeben, dessen Wärmeübergangseigenschaften durch Beeinflussung der inneren Wärmestrahlung verbessert sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die auf dem Heizdraht aufgebrachte Isolierschicht durchgehend porös ist und aus einem durchgehend dunkelgefärbten, gesinterten Mischkristall des Isolierstoffes (z.B. Al₂OrO und einem hochschmelzenden Metall (z.B. Wolfram) besteht.

Zahlreiche Erprobungen nach allen üblichen Prüfverfahren haben zweifelsfrei erwiesen, daß ein solcher Heizkörper entgegen dem vorhandenen Vorurteil völlig ausreichende Isolationselgenschaften hat und auf Dauer behält.

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Ein erwähnenswerter Vorteil dieses Heizkörpers liegt darin, daß er sieh besonders für die Anwendung in sogenannten Schnellheizkathoden eignet.

Hinsichtlich der Herstellung des Heizkörpers hat sich ein Verfahren als besonders günstig erwiesen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Heizdraht elektrophoretisch bei gleichzeitiger Elektrolyse mit einer Alumiumoxydschicht bedeckt wird, daß die so erhaltene poröse Isolierschicht getrocknet wird, daß anschließend der Heizkörper mit einer wässrigen Ammoniumwolframatlösung getränkt wird, daß der Heizkörper anschließend in einer geeigneten Flüssigkeit (z.B. Methanol) gespült wird, daß der Heizkörper erneut getrocknet wird und daß schließlich der Heizkörper in einer aus Stickstoff und Wasserstoff bestehenden Atmosphäre erhitzt und die Isolierschicht gesintert wird.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Pig. 1 erläutert. Fig. zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer indirekt geheizten Kathode. Sie besteht aus einem Kathodenrohr 3» auf das eine Kappe 4 aufgeschweißt ist, welche ihrerseits die Emissionsschicht 5 trägt. Zur Fixierung dient die Halterung 6, die an einer Tragscheibe 7 befestigt ist.

In das Kathodenrohr 3 ist der Heizkörper eingeschoben, der aus dem Heizdraht 2 mit der Isolierschicht 1 besteht.

Unter dem Gesichtspunkt des thermischen Verhaltens ist es wesentlich, daß der Temperaturunterschied zwischen dem Heizdraht 2 und z.B. der Emissionsschicht 5 so klein wie möglich ist und die Betriebstemperatur nach dem Einschalten der Heizung möglichst schnell erreicht ist. Dazu wird der Heizdraht 2 mit einer Isolierschicht 1 versehen, die durchgehend, d.h. ohen Zwischenschichten porös

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ΛΟΙΛΙΜΔΙ IWSPECTED

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ist und aus einem dunkelgefärbten gesinterten Mischkristall des eigentlichen Isolierstoffes AIp(L. und einem hochschmelzenden Metall wie z.B. Wolfram besteht.

Die Aufbringung der dunklen Isolierschicht 1, die neben den erwünschten thermischen Eigenschaften auch hinsichtlich der Isolationseigenschaft und Lebensdauer sowie einer geringen Neigung zur Schmelzelektrolyse sehr befriedigende Ergebnisse zeigt, wird wie nachstehend beschrieben erreicht.

In einem geeigneten Bedeckungsbad, in dem sich eine Mischung aus Aluminiumoxyd, Wasser, Alkoholen und Salzen befindet, wird der Heizdraht eingetaucht und die Mischung dissoziert beim Anlegen einer elektrischen Spannung. An der Kathode, d.h. am Heizdraht wird das im Bad schwebende Aluminiumoxyd abgeschieden. Gleichzeitig mit diesem elektrophoretischen Vorgang tritt durch den elektrolytischen Prozeß an der Kathode noch Wasserstoff auf. Durch geeignete Wahl der Mischungsverhältnisse läßt sich dadurch eine bestimmte Porosität des sich ablagernden Aluminiumoxydes erzielen, das außerdem eine gewisse Elastizität besitzt.

Nach Erreichen der gewünschten Schichtstärke werden die beschichteten Heizdrähte aus dem Bedeckungsbad herausgenommen und getrocknet. Die getrockneten Heizkörper werden sodann in eine wässrige Ammoniumwolframatlösung getaucht, wobei sich die getrocknete poröse Isolierschicht vollsaugt. .

In einem anschließenden Spülgang wird der Heizkörper wieder von einem Teil der wässrigen Ammoniumwolframatlösung befreit. Die Spülflüssigkeit kann z.B. Methanol sein. Nunmehr schließt sich ein weiterer Trocknungsvorgang an.

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ORIGINAL SMSPECTED

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Daraufhin wird der Heizkörper in einem Ofen, der eine Stickstoff-Wasserstoff -Atmosphäre hat erhitzt und zwar bis zu einer Temperatur von etwa 15OO bis 2000⁰C, bei der die Isolierschicht gesintert wird.

2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen mit einer Figur

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

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Patentansprüche:

Heizkörper mit einer dunkelstrahlenden Isolierschicht für indirekt geheizte Kathoden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Heizdraht aufgebrachte Isolierschicht durchgehend porös ist und aus einem durchgehend dunkelgefärbten, gesinterten Mischkristall des Isolierstoffes (z.B. AIpO-) und einem hochschmelzenden Metall (z.B. Wolfram) besteht.
2. Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht elektrophoretisch bei gleichzeitiger Elektrolyse mit einer Aluminiumoxydschicht bedeckt wird, daß die so erhaltene poröse Isolierschicht getrocknet wird, daß anschließend der Heizkörper mit einer wässrigen Ammoniumwolframatlösung getränkt wird, daß der Heizkörper anschließend in einer geeigneten Flüssigkeit (z.B. Methanol) gespült wird, daß der Heizkörper erneut getrocknet wird und daß schließlich der Heizkörper in einer aus Stickstoff und Wasserstoff bestehenden Atmosphäre erhitzt und die Isolierschicht gesintert wird.

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