DE413559C

DE413559C - Kathode fuer Vakuumroehren

Info

Publication number: DE413559C
Application number: DESCH60436D
Authority: DE
Original assignee: GLIMMLAMPEN FA DEUTS GmbH; JOHANNES MICHAEL SCHMIERER
Current assignee: GLIMMLAMPEN FA DEUTS GmbH; JOHANNES MICHAEL SCHMIERER
Priority date: 1921-01-15
Filing date: 1921-01-15
Publication date: 1925-05-12

Description

Kathode für Vakuumröhren. Bei vielen Arten von Vakuumröhren ist eine örtliche Begrenzung der Stromaustrittsstelle an den Kathodenerforderlich. Beispielsweise ist bei den meisten Glirnmlichtröhren oder -lampen eine Unterdrückung der Nebenlichter, insbesondere auf der Rückseite der Kathoden oder an den Zuleitungen, vorteilhaft sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus Schönheitsgründen, bei Oszillographen erhöht sie die Empfindlichkeit. Bei Glimmlampen kann die örtliche Begrenzung der negativen Glimmschicht auch Selbstzweck sein, z. B. wenn es sich darum handelt, leuchtende Zeichen oder zeichnerische Darstellungen zu erzeugen.
In allen diesen Fällen behalf man sich bisher in der Weise, daß man die fraglichen Stellen der Kathoden und ihrer Zuleitungen mit Auflagen .aus isolierendem Stoff abdeckte. Man verwendete z. B. Auflagen aus Ton, Porzellan, Glas, Glimmer u. dgl. Diese haben aber den Nachteil, daß sie sich der Elektrodenoberfläche, besonders bei gewölbten Elektroden, schlecht anschmiegen, zum Teil erschweren sie durch ihren Gasgehalt das Auspumpen der Röhren, in den meisten Fällen verursacht ihre Anordnung größere Schwierigkeiten in der Herstellung usw. Schmelzüberzüge haben den Übelstand, daß sie mit der Zeit rissig werden, stellenweise abplatzen und hierdurch ihre Wirksamkeit verlieren. Lackanstriche sind nicht anwendbar, weil sich Reste des Lösungsmittels allmählich verflüchtigen und das Vakuum verschlechtern. Man hat auch versucht, die Kathoden aus mehreren Metallen mit verschiedenem Kathodenfall zusammenzusetzen, doch hat sich auch dieses Hilfsmittel nicht bewährt.
Gemäß der Erfindung wird eine örtliche Begrenzung der Stromaustrittsstellen dadurch erzielt, daß das Kathodenmetall an den Stellen, wo die Strömung unterdrückt werden. soll, ran der Oberfläche durch chemische oder elektrochemische Behandlung in eine nichtleitende Verbindung übergeführt wird. Bei Vakuumröhren für ZVechselstromspeisung wird der isolierende Überzug naturgemäß nur ,an den Stellen erzeugt, die bei beiden Stromrichtungen unwirksam sein sollen. Das gleiche gilt für Vakuumröhren, deren Speisung mit Gleichstrom in beiden Richtungen möglich sein soll.
Zur Herstellung des isolierenden Überzuges können verschiedene Verfahren eingeschlagen werden. Sind die wirksamen Teile der Kathoden bearbeitete (gehobelte, gefräste, gebohrte, geschnittene, gestanzte) Flächen, so unterwirft man zweckmäßig die gesamte Kathode der chemischen oder elektrochemischen Behandlung, durch welche die Oberfläche sich mit der isolierenden Schicht überzieht, und arbeitet die wirksamen Stellen nachher heraus. Auch kann man die isolierende Schicht an den erforderlichen Stellen nachträglich (z. B. durch Abschleifen) :entfernen. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man die wirksamen Stellen der Kathode zunächst mit einer Schutzschicht abdeckt und diese nach der chemischen Behandlung wieder,entfernt. Beruht die chemische Behandlung auf der Einwirkung van Flüssigkeiten, so kann man diese z. B. mittels eines Pinsels oder mittels eines Stempels nur an den unwirksamien Stellen der Kathode auftragen. Auf die gleiche Weise kann die isolierende Schicht mittels geeigneter Reagentien an den wirksamen Stellen; der Kathode .entfernt oder reduziert werden.
Ein weiteres einfaches Verfahren besteht darin, daß man die Kathode aus zwei ver= schiedenen Metallen zusammensetzt, wovon nur das eine durch die chemische Behandlung oberflächlich in eine isolierende Verbindung übergeht. Die Zusammensetzung aus verschiedenen Metallen kann auf mechani; schem Wege erfolgen, indem die einzelnen Teile miteinander durch Verschraubung, Vernietung, Verkeilung, Schweißung, Lötung o. dgl. verbunden werden, oder aber das eine Metall wird :als Überzug, des anderen verwandt. Auch lassen sich beide Verfahren; miteinander vereinigen. Beispielsweise kann man Halter, Befestigungsteile und Zuleitungen aus Metallen verfertigen, die durch die chemische Behandlung mit einer Schutzschicht versehen werden und die eigentliche Kathode an ihren unwirksamen Stellen mit. dem gleichen Metall überziehen. Dieser Oberzug kann auf chemischem, galvanischem oder mechanischem Wege erzeugt werden. Wird die Kathode an ihren wirksamen Stellen durch die chemische Behandlung gleichfalls angegriffen, so kann man die entstehende Verbindung zweckmäßig durch ein chemisches Verfahren entfernen, welches die an den unwirksamen Stellen gebildete Schutzschicht nicht beschädigt.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Erzeugung des isolierenden t berzuges besteht in der oberflächlichen Oxydation des Metalles an den unwirksamen Stellen der Kathode. Diese Oxydation kann durch Erwärmung in atmosphärischer Luft bewirkt werden, wenn als Schutzmetall beispielsweise Eisen, Zink, Magnesium oder deren Legierungen benutzt werden.
Besteht die Kathode an ihren wirksamen Stellen beispielsweise aus Kupfer, welches durch Erwärmung gleichfalls oxydiert wird, so kann man das entstandene Kupferoxyd am einfachsten durch Erhitzung der Kathode im i Vakuum reduzieren. Bei ,anderen Metallen hilft Erhitzung in reduzierenden Gasen, z. B. Wasserstoff. Besteht die Kathode an ihren wirksamen Stellen aus Aluminium, welches durch Erwärmung nicht oxydiert wird, so ist eine Nachbehandlung der Kathode nicht nötig.
Die Herstellung von Vakuumröhren mit derartigen Kathoden läßt sich beträchtlich vereinfachen, wenn man die chemische Behandlung in der Röhre selbst vornimmt. Beispielsweise kann man eine Röhre, deren Kathoden an ihren wirksamen Stellen aus Eisen oder deren Befestigungsteile, Zuleitungen usw. gleichfalls ,aus Eisen bestehen oder hiermit überzogen sind, in fertigem Zustande an die Luftpumpe ansetzen, das Eisen durch äußere Heizung der Röhre oxydieren und dann die Röhre noch in heißem Zustande leerpumpen. Durch dieses Verfahren wird die Herstellung der Röhre wesentlich beschleunigt und verbilligt, indem die Hitze vollkommener ausgenutzt wird. In dem Fall, daß wirksame Teile der Kathode aus Kupfer bestehen ,oder hiermit überzögen sind, reduziert sich das etwa gebildete Oxyd im Vakuum von selbst, wenn die Temperatur, bei der gepumpt wird, 300" übersteigt. Die Fertigstellung der Kathoden und das Auspumpen der.Röhre kann daher auch hier in einem einzigen Arbeitsrgang bewerkstelligt werden.

Claims

PATENT-ANSpRÜcHE: i. Kathode für Vakuumröhren, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den Stellen, an welchen keine Entladung stattfinden soll, mit einer festhaftenden. Isolierschicht von Metallverbindungen, welche durch Oberflächenbehandlung der betreffenden Stellen erzeugt wird, überzogen ist.
2. Kathode nach Anspruch i, welche gelegentlich oder periodisch (bei -\Vechselstromspeisung) als Anode wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht nur an Stellen angebracht ist, welche bei beiden Stromrichtungen unwirksam sein sollen.
3. Verfahren zur Herstellung von Kathoden nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Metallverbindung durch chemische oder elektrochemische Oberflächenbehandlung der an unwirksamen Stellen aus @entsprechendem Metall bestehenden Kathode erzeugt wird. ..
Kathode nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihren wirksamen Stellen aus einem Stoff besteht, der bei .der Behandlung nach Anspruch 3 nicht angegriffen wird.
5. Kathode nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihren wirksamen und unwirksamen Stellen aus Stoffen besteht, die durch Behandlung nach Anspruch 3 angegriffen werden, wobei aber nur die an wirksamen; Stellen entstandene Verbindung durch weitere chemische oder elektrochemische Behandlung zerstört oder in wirksamen Zustand zurückgeführt wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Ka,-thoden nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische oder elektrochemische Behandlung zur Erzeugung der isolierenden Metallverbindung in einer Oxydation besteht. ;. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation durch Erwärmung in atmosphärischer Luft hervorgerufen. wird. B. Kathode nach den Ansprüchen i bis ; , dadurch gekennzeichnet, daß sie an unwirksamen Stellen aus Eisen, Zink, Magnesium oder deren Legierungen besteht oder hiermit überzogen ist und daß diese Metalle oder Legierungen durch Erwärmung an ihrer Oberfläche oxydiert «erden. g. Kathode nach den Ansprüchen i bis 8, deren wirksame Stellen aus einem Stoff bestehen, welcher durch Erwärmung gleichfalls oxydiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das an den wirksamen Stellen gebildete Oxyd durch Erwärmung in einem reduzierenden Gas oder im Vakuum reduziert wird. i o. Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren mit Kathoden nach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Behandlung in der Röhre selbst vorgenommen wird. i i. Verfahren nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Behandlung und das Auspumpen in einem einzigen Arbeitsgang vorgenommen wird.