Verfahren zur Erzeugung eines Schutzüberzuges an der Oberfläche der
Elektroden von Vakuumröhren. Die Erfindung .betrifft ein Verfahren zur Erzeugung
eines Schutzüberzuges an der Oberfläche .der Elektroden von Vakuumröhren zwecks
örtlicher Biegren@zung der Strömungsvorgänge. Durch derartige Schutzübierzüge können
beispielsweise bei elektrischen ,Glimmlampen alle störenden und Iden Wirkungsgrad
verschlechternden Nelbenlichter unterdrückt werden. An flächigen (ebenen, :gebogenen
oder gewölbten) .Elektroden angebracht, können sie dazu dienen, leuchtende Gebilde
in Form von Schriftzeichen, (figürlichen Darstellungen o:dgl. zu erzeugen. Blei
Quecksilberdampfgleichrichtern verhindern sie das Klettern der Stromaustxlittsstelle
am den Anoden und erhöhen hierdurch Betniefbssicherh eit und Lebensdauer. Das Verfahren
oder Erfindung besteht darin, daß die Oberfläche der Elektroden (z. B. der Kathoden
bei Glimmlampen für Gleichstrom, oder Anoden bei Quecks.ilberdarnpfgleiichrichtern)
an ihren unwlirksamen mit einem .porösen Überzug versehen wird, und daß dieser Überzug
mit Gasen oder Dämpfen getränkt wird, welche dien Spannungsabfall zwischen Elektrode
und Füllgas so weit erhöhen, daß kein Stromaustritt mehr erfolgen kann. Der Überzug
kann aus leitendem oder nicht leitendem Stoff .bestehen. In ersterem Falle verwendet
man zweckmäßlig in bekannter Weise ein Metall mit höherem Kathoden-'bzw. Anodenfall
als das Elektrodenmetall. Auch Kohle (.Graphit, Ruß o. dgl.) und andere Stoffe von
mittlerer Leitfähigkeit sind gut geeignet. Metalllsche Überzüge können auf beliebigem
chemGischem, galvanischem oder mechanischem Wege erzeugt werden. Besonders gut sind
aufgespritzte Metallschichten geeignet, weil diese auch in dickerer Lage stark porös
sind. Als nicht leitende Überzüge dignen sich besonders mineralische Stoffe von
großer Hitzebeständigkeit, doch -sind auch organische (z. B. Lack-) Überzüge !brauchbar.
Diese können in Form von Lösungen oder Aufschwemmungen mit idem Pinseloder der Spritzpistole
oder auch durch Tauchen. aufgeträgen werden. Zweckmäßig werden Kitzebeständige Farbstoffe
bdigemengt oder als Hauptbestandteil des Überzuges verwendet. Derartige Rarlbbstofe
sind z. B. Zinkoxyd (für Weiß), Ultramarin (für Blau).
Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß die
Poren des Überzuges mit Gasen oder Dämpfen getränkt werden. Bei 'Glimmlampen verwendet
man zweckmäßig die gleichen Gase oder Dämpfe, welche (der Edelgasfüllung zur Erleichterung
der Zündung und zur Verringerung der kathodischen
Zerstäubung beigemengt
werden. Zur Tränkung der Poren mit diesen Gasen oder Dämpfen hat sich bei Glimmlampen
folgendes Verfahren bewährt, bei welchem die an sich bekannte Gaselektrolyse und
:die selektive Okklusion an den Elektroden nutzbar gemacht ist. Die Lampe wird in
bekannter Weise .mit Edelgas gefüllt, jedoch wird diesem eine größere Menge Zündgas
beigemengt, als zum Betriebe der Lampe erforderlich ist. Der Überschuß dient zur
Tränkung der Poren der Schutzschicht. Nach -der Füllung verbindet man die Elektroden
mit den Polen. ,einer Stromquelle, deren Spannung zur Einleitung derZündung ausreicht,
wobei man einenWiderstand von einigen i ooo Ohm zwischenschaltet. Nach erfolgter
Zündung überzieht sich :die Kathode (oder bei sehr hohem Vorschaltwiderstand ein
Teil derselben) mit negativem Glimmlicht, und zwar nicht nur an den blanken Stellen,
sondern auch an ihren mit der Schutzschicht überzogenen Teilen. Bei Stromdurchgang
wandern die Edelgase zur Anode, die Zündgase zur Kathode. Bei letzterer tritt gleichzeitig
eine selektive Okklusion der Zündgase in Erscheinung. Während nun an den blanken
Stellen der Kathode das Gas durch Diffusion und durch Konvektionsströme dauernd
erneuert wird, spielt sich im Innern der Poren der Schutzschicht folgender Vorgang
ab: Das Zündgas wandert nach der Kathode hin und wird von dieser okkludiert, wodurch
das Gas in den Poren allmählich immer reiner wird. Beide Vorgänge haben eine Erhöhung
des Kathodenfalles zur Folge. Die Selbstreinigung des Gases in den Poren erfährt
noch dadurch eine Beschleunigung, daß das Elektrod@enmetall an der Basis der Poren
zerstäubt und dabei den Rest der Zündgase rindet. Das zerstäubte Metall schlägt
sich an den Porenwandungen nieder, wodurch die Poren allmählich verengt werden.
Das niedergeschlagene Metall hat infolge der beträchtlichen Menge okkludierten Zündgases
einen so hohen Kathodenfall, daß es einem Isolator gleichkommt. Das Zusammenwirken
dieser drei Vorgänge hat zur Folge, daß das Glimmlicht oberhalb der Schutzschicht
schnell schwächer wird und alsbald ganz verschwindet. Diffundiert mit der Zeit neues
Zündgas in die Poren hinein, so können sich unter Umständen .die beschriebenen Vorgänge
ainigemal wiederholen, es tritt jedoch nach kurzer Zeit ein Zustand ein, bei welchem
die okkludierte Gasmenge so groß wird, daß jede weitere Zündung ausgeschlossen ist.
Würde :man ,die Lampe sofort nach der Füllung einschalten, so würde sie zunächst
nur an den blanken Stellen der Kathode zünden, wo infolge des Überschusses an Zündgas
dieses in verstärktem Maße okkludiert werden müßte. Die Folge davon wäre eine Erhöhung
des Kathodenfalles gerade. an den wirksamen Stellen der Kathode. Die Erhöhung des
Kathodenfalles kann :so groß werden, daß die Lampe wieder verlischt. Aber selbst
wenn sie brennen bleibt, wird das allmählich in die Poren der Schutzschicht nachdringende
Gas an Zündgas verarmt sein, so daß hier die Okklusionsvorgänge zur Erzielung der
beabsichtigten Wirkung nicht :mehr ausreichen. Das erst nach längerer Zeitoberhalb
der Schutzschicht auftretende Glimmlicht bleibt bestehen, .während es an den blanken
Teilen mehr oder weniger verschwindet. Dazu kommt dann noch, daß Metall unterhalb
-der Poren zerstäubt und -allmählich die ganze Schutzschicht durchdringt. Das niedergeschlagene
Metall findet aber nicht mehr genügend Zündgas vor, um durch dessen Bindung kathodisch
unwirksam zu werden, die Schutzschicht wird daher stromleitend und büßt ihre Wirkung
vollständig ein. Diese Übelstände lassen sich vermeiden, wenn man ,die.Lampe nach
der Füllung ;einige Zeit in Ruhe beläßt, ehe man sie einschaltet. Dann dringt das
an Zündgas reiche Füllgas in den Poren bis zurr Katho--denmetall vor, und die »Formierung«
der Schutzschicht vollzieht seich in der gewünschten Weise. Die notwendige Ruhezeit
ist naturgemäß um so größer, je dicker der Überzug ist und je enger dessen Poren
sind. An den Anoden spielen sich ähnliche Vorgänge ab, welche eine analoge Endwirkung
zeitigen, anscheinend aber Beinen langsamen Verlauf nehmen. Vakuumröhren, insbesondere
Glimmlampen, welche- zur Benutzung in beiden Stromrichtungen oder bei Wechselstrom
geeignet sein sollen, werden zweckmäßig formiert, indem man die Stromrichtung von
Zeit zu Zeit umkehrt oder indem man Wechselstrom verwendet. Durch .den Wechsel der
Stromrichtung werden die beschriebenen Vorgänge nicht oder doch nur in ganz ge ringem
Umfange rückgängig gemacht. Das Umpolen hat daher schon insofern einen günstigen
Einfluß auf den Formi@erungsvorgang, als die Zeiten der Stromumkehrung wie Ruhepausen
wirken. Bei Hochvakuumröhren benutzt man einfach Luft zum Formieren der Schutzschicht.
Die Röhren werden nicht so hoch ausgepumpt, als ihrem Endzweck entspricht, und die
Luftreste werden von der Kathode okkludiert.