DE2534468B2 - Verfahren zum herstellen eines gitters fuer elektronenroehren - Google Patents

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch vermeidet.

gekennzeichnet, daß der metallische Gitterkern (5) Die Erfindung, die diese Aufgabe löst, besteht darin,

aus einem Drahtnetz von der Form eines an den daß ein metallischer Gitterkern zwischen zwei relativ

zwei Enden offenen, hohlen Zylinders besteht, an massiven Körpern gehalten wird, die eine gute

dessen zwei Enden je ein relativ massiver Körper (1, 25 thermische Leitfähigkeit besitzen, und daß ein kohlen-

2) angeordnet ist, während der metallische Gitter- stoffhaltiges Gas über diesen metallischen Gitterkern

kern (5) aufgeheizt wird. geleitet wird, während der metallische Gitterkern

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- dadurch auf der für die Abscheidung von pyrolytischem zeichnet, daß einer (1) der zwei relativ massiven Graphit erforderlichen Temperatur gehalten wird, daß Körper (1, 2) sich auf einem hohlzylindrischen 30 man einen elektrischen Strom durch ihn hindurch-Träger (9) befindet, der durch den von dem schickt.

Drahtnetz (5) gebildeten hohlen Zylinder hindurch- Die Temperatur kann einfach dadurch eingestellt

tritt. werden, daß die Stärke des hindurchfließenden Stroms

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- bemessen wird. Der pyrolytische Graphit scheidet sich zeichnet, daß der hohlzylindrische Träger (9)35 lediglich auf den Teilen des Gitterkerns zwischen zwei wassergekühlt ist. relativ massiven Körpern ab, da die relativ massiven

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Körper selbst nicht die Temperatur erreichen, die Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein metalli- erforderlich ist, um eine Abscheidung von pyrolytischem scher Gitterkern (5) verwendet wird, dessen zwei Graphit auf ihnen zu bewirken. Die Schicht des Endbereiche, die zu den relativ massiven Körpern (1, 40 kohlenstoffhaltigen Gases, die mit dem heißen Gitter-2) benachbart sind, je mit einem elektrisch leitenden kern in Berührung kommt, zerfällt, und deshalb wird Schirm (3,4) versehen sind. pyrolytischer Graphit nur an den erwünschten, örtlich

begrenzten Bereichen abgeschieden. Dies ermöglicht

einen sparsamen Verbrauch von Heizenergie und

45 verhindert unterschiedslose Ablagerung des pyrolyti-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen sehen Graphits in den Umgebungsbereichen, wo er

eines an seiner Oberfläche aus einer Schicht aus nicht erwünscht ist und wo sich sein Vorhandensein

pyrolytischem Graphit bestehenden Gitters für Elektro- nachteilig erweisen könnte,

nenröhren. Wegen der örtlich begrenzten Kühlwirkung auf die

Pyrolytischer Graphit ist eine Form von molekular 50 Endbereiche des Gitterkerns, die benachbart zu den geordnetem Kohlenstoff, der durch Dampfabscheidung zwei relativ massiven Körpern liegen, ist die Ablageerzeugt wird, die sich aus dem Zerfall eines heißen, rung hier stark reduziert und verschwindet praktisch kohlenstoffhaltigen Gases ergibt. Obwohl dieser Stoff vollständig an den Berührungspunkten zwischen den häufig als pyrolytischer Graphit bezeichnet wird, relativ massiven Körpern und dem Gitterkern. Es gibt handelt es sich nicht um Graphit im kristallographischen 55 also einen Übergang zwischen Bereichen des Gitter-Sinn. Die Eigenschaften von pyrolytischem Graphit kerns, die mit pyrolytischem Graphit überzogen sind, werden in dem Artikel »Pyrolytischer Graphit« von W. und Bereichen, die nicht überzogen sind.
H. Smith und D. H. Leeds beschrieben, der in Vorzugsweise ist der metallische Gitterkern ein »Modem Materials«, herausgegeben von B.W. G ο η - Drahtnetz von der Form eines an den zwei Enden s e r, Band 7, Seite 139 bis 221, New York und London, 60 offenen hohlen Zylinders, an dessen zwei Enden je ein 1970, veröffentlicht wurde. Die besonderen Eigenschaf- relativ massiver Körper angeordnet ist, während der ten von pyrolytischem Graphit machen ihn insbesonde- metallische Gitterkern aufgeheizt wird,
re zur Verwendung als Gitter in Elektronenröhren z. B. Vorzugsweise befindet sich auch einer der zwei. Hochleistungssenderöhren, geeignet. Die Schwierigkeit, relativ massiven Körper auf einem hohlzylindrischen pyrolytischen Graphit zu bearbeiten, ist wohlbekannt. 65 Träger, der durch den von dem Drahtnetz gebildeten Es handelt sich um eine spröde und stark anisotrope Zylinder hindurchtritt.

Substanz, obwohl die Technik, Rohlinge aus pyrolyti- Weiterhin ist vorzugsweise dieser hohlzylindrische

schein Graphit unter Verwendung von Strahlabtragung Träger wassergekühlt. Bei der Verwendung des Gitters

in einer Elektronenröhre kann der obenerwähnte Übergang zwischen mit pyrolytischem Graphit überzogenen und nicht überzogenen Bereichen zu einem elektrischen Durchbruch führen, der auf Unvolikommenheiten der Oberfläche beruht, die sich aus der extremen Dünnheit des Überzuges aus pyrolytischem Graphit ergeben. Das ist insbesondere der Fall, wenn das Gitter bei hohen Spannungen im Vakuum betrieben wird.

Vorzugsweise wird der Übergangsbereich mit einem elektrisch leitenden Schirm versehen, der sich im Falle eines zylindrischen Gitters vollständig um die äußere Oberfläche des Zylinders herum erstreckt.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines Gitters, das nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung hergestellt wurde,

F i g. 2 einen Ausschnitt hieraus.

Das Gitter 5 wird zwischen zwei relativ massiven Kupferkörpern 1 und 2 gehalten. Das Gitter 5 besteht aus einem zylindrischen Drahtnetz, das an seinem unteren Ende (wie gezeichnet) offen ist und das ar> seinem oberen Ende (wie gezeichnet) durch eine Kappe 6 teilweise verschlossen ist. Das Gitter 5 ist aus parallelen, vertikal verlaufenden metallischen Drähten zusammengesetzt, die an ihrem Platz in der dargestellten Weise durch eine flache Drahtspirale zusammengehalten werden. Der massive Kupferkörper 2 ist mittels einer Klammer 8 an einer Grundplatte 7 befestigt. Der massive Kupferkörper 1 ist an einem zylindrischen Träger 9 befestigt, der hohl ist und eine innere, am Ende offene Röhre 10 besitzt, durch die ein fluides Kühlmittel, wie z. B. Wasser hindurchströmen kann.

Ein ringförmiger Schirm 3 bzw. 4 ist an jedem Ende des Gitters 5 vorgesehen. Diese Schirme 3 und 4 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material und dienen dazu, den Übergangsbereich abzuschirmen, der an jedem Ende des Gitters 5 auftritt, wenn pyrolytischer Graphit auf ihm abgeschieden wird.

Soweit es bisher beschrieben wurde, besteht das Gitter 5 lediglich aus einem metallischen Drahtnetzkern. Um auf ihm eine Ummantelung aus pyrolytischem Graphit aufzubauen, wird ein elektrischer Strom durch ihn hindurchgeschickt, um ihn aufzuheizen. Das wird dadurch bewerkstelligt, daß eine Spannungsdifferenz zwischen der Grundplatte 7 und dem hohlzylindrischen Träger 9 aufrechterhalten wird. Der Heizstrom kann entweder Gleich- oder Wechselstrom sein und dient dazu, den Gitterkern auf eine Temperatur zwischen 1600⁰C und 2600⁰C, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 1750⁰C aufzuheizen. Natürlich ist die Temperatur an den zwei Enden des Gitters 5, die benachbart zu den massiven Kupferkörpern 1 und 2 liegen, wesentlich niedriger, was auf der örtlich beschränkten Kühlwirkung beruht.

Lediglich die vertikalen Drähte des Gitterkerns leiten einen wesentlichen Betrag des elektrischen Stromes, da sich die einzelnen Spiralwindungen nahezu auf einheitlichem Potential befinden. Daher sind lediglich die vertikalen Drähte direkt geheizt und die Spirale wird durch Wärmeleitung von den vertikalen Drähten erwärmt. Die Spirale wird gleichmäßiger aufgeheizt (was einen gleichförmigeren Überzug von pyrolytischem Graphit ergibt), wenn die vertikalen Drähte einen geringen Abstand aufweisen.

Alternativ hierzu kann ein rautenförmiges Maschengitter verwendet werden, bei dem die Spiralen, die die Maschen bilden, unter gleichen Winkeln aber mit entgegengesetztem Windungssinn verlaufen, so daß sie sich gleichförmig aufheizen.

Welche Form von Gitter auch verwendet wird, es muß Vorsorge für eine Anpassung an eine Bewegung der Endkontakte getroffen werden, die aufgrund der Wärmeausdehnung des Gitterkerns auftritt.

Ein kohlenstoffhaltiges Gas, wie z. B. Acetylen, wird über den heißen Gitterkern geleitet und hierdurch zum Aufheizen und Zerfallen gebracht, was eine Abscheidung von pyrolytischem Graphit in der Form eines molekular geordneten Überzugs auf der Oberfläche des Gitterkerns bewirkt.

Fig.2 zeigt schematisch diesen Überzug und den Übergangsbereich, der dort auftritt, wo die Dicke des Überzuges 11, der den Gitterkern 5 bedeckt, an Punkten, die in der Nähe des massiven Kupferkörpers 2 liegen, bis auf Null zurückgeht. In diesem Übergangsbereich ist die Qualität des Überzuges schlecht, da er bei einer zu niedrigen Temperatur abgeschieden wird, und anstelle einer glatten Außenfläche entsteht eine rauhe und narbige Oberfläche.

Wenn das so hergestellte Gitter bei hohen Spannungen z. B. in einer Senderöhre, verwendet werden soll, könnte das Vorhandensein einer solchen Rauheit Anlaß zu einem elektrischen Durchbruch im Vakuum geben. Um diese Schwierigkeiten zu verringern, wird das Gitter mit den ringförmigen Schirmen 3 und 4 versehen, die in der dargestellten Weise fest an den Enden der Elektrode befestigt sind. Jeder ringförmige Schirm 3, 4 ist mit einem Lippenteil 12 versehen, der einen kleinen Abstand von der Oberfläche des Gitters 5 aufweist, um für sie eine elektrische Abschirmung zu liefern.

Da diese ringförmigen Schirme 3 und 4 während des Abscheideschrittes zu den massiven Kupferkörpern 1 und 2 dicht benachbart sind, wird auf ihnen praktisch kein pyrolytischer Graphit abgeschieden, da ihre Temperatur auf einem ziemlich niederen Wert gehalten wird. Es ist klar, daß es durch das Aufzeizen des Gitterkerns 5 mittels eines ihn unmittelbar durchfließenden elektrischen Stromes so eingerichtet werden kann, daß der Übergang zwischen den von pyrolytischem Graphit ummantelten und den nicht ummantelten Bereichen innerhalb des Teiles des Gitters 5 liegt, der beim normalen Betrieb der Elektronenröhre durch die ringförmigen Schirme 3 und 4 gegen die Einflüsse eines Hochspannungs-Durchbruches abgeschirmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. zu bearbeiten, in gewissen Anwendungsfällcn erfolg-

   Pateutansprüche; reich ist.

   Ein Verfahren der eingangs angeführten Art ist z, B.

   '(. Verfahren zum Herstellen eines an seiner aus der DT-AS 11 94 988 bekannt.
   Oberfläche aus einer Schicht aus pyrolytischem 5 Bisher wurden Gitter für Elektronenröhren dadurch Graphit bestehenden Gitters für Elektronenröhren, hergestellt, daß ein ziemlich großes Volumen von dadurch gekennzeichnet, daß ein metalli- kohlenstoffhaltigem Gas vorgeheizt wurde, aus dem der scher Gitterkern (5) zwischen zwei relativ massiven pyrolytische Graphit auf ein geeignetes Substrat, etwa Körpern (1, 2) gehalten wird, die eine gute ein metallisches Gitter, abgeschieden wurde. Der Wärmeleitfähigkeit besitzen und daß ein kohlen- io pyrolytische Graphit wird jedoch nicht nur auf dem stoffhaltiges Gas über diesen metallischen Gitter- Substrat abgelagert, sondern auch unterschiedslos auf kern (5) geleitet wird, während der metallische den Umgebungsbereich der Kammer, in der das Gitterkern (5) dadurch auf der für die Ablagerung Substrat überlicherweise angebracht ist. Vgl. auch den von pyrolytischem Graphit erforderlichen Tempera- Artikel »Pyrolytischer Graphit« von W. H. S m i t h und tür gehalten wird, daß ihn ein elektrischer Strom 15 D.H. Leeds, Seiten 141 bis 150, insbesondere Seidurchfließt, te 147, Abs. 2.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zeichnet, daß die Temperatur dadurch eingestellt Herstellungsverfahren für Gitter mit einem Überzug wird, daß der Betrag des hindurchfließenden aus pyrolytischem Graphit zu schaffen, das diese elektrischen Stromes bemessen wird. 20 bekannten Nachteile in besonders einfacher Weise