DE2909958A1 - Sinterwerkstoff - Google Patents

Sinterwerkstoff

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Ulrich Herrmann
Karl Schnur
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
    • H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/09—Mixtures of metallic powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal

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Description

  • Sinterwerkstoff
  • Die Erfindung betrifft einen Sinterwerkstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung.
  • Es ist bereits ein aus zwei Metallkomponenten bestehender Sixlterwerkstoff bekannt (DE-OS 27 27 187.0). Dieser Sinterwerkstoff besteht aus Wolframpulver, das mit Iridiumpulver vermischt und anschließend gepreßt wird Ferner ist ein Sinterwerkstoff bekannt (DE-OS 27 20 553;4), der aus einem aus Wolframpulver gepreßten porösen Körper besteht, welcher mit einem eine Iridiumverbindung enthaltenden Lösungsmittel getränkt ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Sinterwerkstoff sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, der sich durch eine verringerte Elektronenaustrittsarbeit auszeichnet und der sich auch in großen Mengen mit gleichmäßig guten Eigenschaften herstellen läßt.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Ereindung gelöst. Herstellungsverfahren sowie vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Der erfindungsgemäße Sinterwerkstoff-zeichnet- sich dadurch aus, daß die ummantelte und die nicht ummantelte Metallkom ponente sehr gleichmäßig verteilt sind. Dies bietet Vorteile insbesondere bei der Verwendung des Sinterwerkstoffs als Material für Vorratskathoden, z.B. bei Wanderfeldröhren Eine im Vergleich zu bekannten Sinterwerkstoffen geringere Elektronenaustrittsarbeit führt dazu, daß der Sätti gungsknickpunkt des infolge thermischer Elektronenemission erzeugten Kathodenstroms bereitsbei geringerer Heizleistung der Kathode erreicht wird. Demzufolge kann einerseits im Interesse einer hohen Lebensdauer der Kathode die Betriebstemperatur herabgesetzt werden; andererseits kann bei Beibehaltung der Betriebstemperatur ein wesentlich.höherer Kathodenstrom erzielt werden.
  • Unter Bezug auf die Zeichnung wird die- Erfindung näher erläutert.
  • Die Figur zeigt' in schematischer Darstellung einen Sinterwerkstoff, der aus einer ersten und-einer zweiten Metallkomponente besteht. Die erste Metallkomponente liegt einerseits in Form nicht ummantelter Körner 1 vor, andererseits in Form von-Eörner 2, welche mit einem aus einer zweiten Metallkomponente bestehenden Mantel 3 umgeben sind.
  • Die Körner 1 und 2 bestehen aus Wolfram, während der die Körner 2 umgebende Mantel 3 aus einem Edelmetall besteht.
  • Als geeignete Edelmetalle für den Mantel 3 kommen Metalle der Platingruppe, insbesondere Iridium in Frage.
  • Ein Sinterwerkstoff mit besonders guten Eigenschaften besteht aus einem Anteil des ummantelten Bestandteils von 5 - 50 %, vorzugsweise 25 % (Volumprozent') und einem Anteil des nicht ummantelten Bestandteils von 50 - 95 %, vorzugsweise 75 * (Volumpr6zent).
  • Zur Herstellung des Sinterwerkstoffs wird Wolframpulver mit einer 5 - 20 %igen, vorzugsweise 10%igen Lösung von Hexachloridiumsäurehydrat benetzt. Als Lösungsmittel wird ein Alkohol, insbesondere Isopropanol verwendet'. Zur Bei seitigung des Lösungsmittels wird das benutzte Wolframpulver zunächst getrocknet. Anschließend.wird das Wolframpulver bei einer Temperatur zwischen 8000 und 12000 C, insbesondere 10000 C, geglüht. Der Glühvorgang verläuft in einer Schutzgasatmosphäre, als Schutzgas kommt insbesondere Wasserstoff in Betracht.
  • Die Glühzeit kann eine bis fünfzehn Minuten dauern. Zweckmäßig liegt die Glühzeit jedoch zwischen fünf und zehn Minuten.
  • Das auf diese Weise ummantelte Wolframpulver wird-anschliéssend mit nicht ummanteltem Wolframpulver gemischt.
  • Durch Pressen wird anschließend auf an sich bekannte Weise aus dieser Mischung ein Sinterwerkstoff hergestellt. Dieser Sinterwerkstoff eignet sich besonders gut als Material für eine Vorratskathode von Elektronenröhren. Bei Triolen und Wanderfeldröhren, beispielsweise, ermöglicht eine derartige Vorratskathode die Reduzierung der Heizleistung und die Verlängerung der Lebensdauer.
  • Bei Magnetrons ist dagegen bei unveränderter Heizleistung ein höherer Impulsstrom erzielbar.

Claims (14)

  1. PatentansDrüche 1. Aus mindestens zwei Metallkomponenten bestehender Sinterwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste mit einer zweiten Metallkomponente ummantelten Metallkom ponente nicht.ummantelten Bestandteilender ersten Metallkomponente beigemischt ist.
  2. 2. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallkomponente aus Wolfram und die Ummantelung aus einem Edelmetall bestehen.
  3. 3. Sinterwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus einem Metall der Platingruppe besteht
  4. 4. Sinterwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung ausIridium besteht.
  5. 5.- Sinterwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des ummantelten Be- Bestandteils 5 - 50 %, vorzugsweise 25 % und der Anteil des nicht ummantelten Bestandteils 50 - 95 %, vorzugsweise 75 % beträgt.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Sinterwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) die pulverförmige zu ammantelnde erste Metallkomponente wird in eine Lösung einer Verbindung der zweiten Metallkomponente eingetaucht und von dieser benetzt; b) die benetzte Metallkomponente wird bis zur Verdunstung des Lösungsmittels getrocknet; c) nach dem Trocknen wird die benetzte Metallkomponente geglüht; d) nach dem Glühvorgang wird die ummantelte erste Metallkomponente mit nicht ummantelten Bestandteilen der ersten Metallkomponente vermischt und zu einem Sinterkörper gepreßt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung der zweiten Metallkomponente Hexachloridiumsäurehydrat verwendet wird
  8. 8 Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine 5 - 20%ige, insbesondere 1O%ige Lösung der zweiten Metallkomponente verwendet wird
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,- dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Alkohol, insbesondere Isopropanol verwendet wird.
  10. 10. Verfåhren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorgang in einer Schutzgasatmosphäre stattfindet.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoff als Schutzgas verwendet wird.
  12. 12s Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorgang bei einer Temperatur von 8000 bis 12000 C, insbesondere 10000 C stattfindet.
  13. 13.Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorgang 1 bis 15 Minuten, insbesondere 5 bis 10 Minuten dauert.
  14. 14. Verwendung des Sinterwerkstoffs nach den AtspDüchen 1 bis 5 als Vorratskathode für Elektronenröhren.
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