DE459037C

DE459037C - Verfahren zur Herstellung von Gluehkathoden, welche aus einem gezogenen Draht aus schwer schmelzbarem, mit einem Oxyd von hoher Elektronen-Emissionsfaehigkeit versetztem Metall bestehen

Info

Publication number: DE459037C
Application number: DEI23865D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1923-05-03
Filing date: 1923-07-13
Publication date: 1928-04-26
Also published as: FR27733E; NL16523C

Description

Verfahren zur Herstellung von Glühkathoden, welche aus einem gezogenen Draht aus schwer schmelzbarem, mit einem Oxyd von hoher Elektronen-Emissionsfähigkeit versetztem Ifetall bestehen. Es sind aus der deutschen Patentschrift 200 3oo Glühlampenfäden aus Wolfram bekannt geworden, welche Zusätze aus andere;i Metallen, z. B. auch aus Thorium, enthalten, die geeignet sind, dem Faden durch eine gewisse Sinterung genügende Festigkeit zu verleihen. Diese Fäden sollen z. B. in der Weise hergestellt werden, daß man Wolframpulver mit den Oxyden der anderen Metalle und einem Kohlenstoff enthaltenden Bindemittel mischt, aus dem Gemenge Fäden formt, diese entkohlt und sodann im Vakuum oder in verdünnten inerten Gasen sintert.
Ferner sind Glühkathoden bekannt, welche aus einem gezogenen Draht aus schwer schmelzbaren, mit einem Oxyd von hoher Elektronen - Emmissionsfähigkeit versetztem lIetall bestehen.
Das Neue und Eigentümliche des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein Reduktionsmittel, z. B. Kohlenstoff in fein verteiltem Zustand, in fester Form der :Mischung des Metalles oder des Metalloxydes mit dem Oxyd von hoher Emissionsfähigkeit vor dem Sintern und Ziehen zugesetzt wird. Das Reduktionsmittel muß mit der Mischung des schwer schmelzbaren Metalls mit dein Oxyd von hoher Emissionsfähigkeit sehr innig vermengt werden, und diese Mischung wird hierauf auf mechanischem Wege mit Hilfe der für die Herstellung von gezogenem Wolframdraht gewöhnlich benutzten Verfahren zu Draht verarbeitet. Dieser Draht kann durch geeignete Behandlung zu Elektroden verarbeitet werden, die eine hohe Elektronen-Emissionsfähigkeit besitzen und für die Benutzung als Glühkathoden besonders geeignet sind.
Gewöhnlich wird eine innige Mischung von fein pulverisierten Materialien hergestellt und hierauf die Mischung in eine Stange von etwa einem halben Ouadratzentimeter Querschnitt gepreßt, die auf bekannte Weise gesintert und bearbeitet werden kann. Das mit Thorium versetzte Metall kann auf gewöhnlichem Wege erhalten werden, und diesem mit Thorium versetzten Metall werden etwa 0,5 Gewichtsprozente eines Reduktionsmittels zugesetzt, z. B. in der Form von Lampenruß vom kleinsten spezifischem Gewicht, der möglichst frei von Asche ist.
Für Metall, das 1,5 bis a % Thorium enthält, verwendet man am besten etwa 0,3 % Kohlenstoff. Der Lampenruß und das mit Thorium versetzte Wolfr ampulv er sind sehr gründlich zu mischen; hierauf ist die Mischung durch ein feines Sieb zu sieben und sodann von neuem zu mischen, bevor man sie verwendet. - -Das pulverisierte Thorium und fein verteilten Kohlenstoff enthaltende Wolfram kann in Ingots gepreßt und gesintert werden. Das gesinterte Material wird zu Draht verarbeitet. Es können auch mit Thorium versetzte Wolframoxyde mit einer Menge von pulverisiertem Kohlenstoff vermischt werden, welche genügt, um die Wolframoxyde zu reduzieren und den notwendigen Über schuß von Kohlenstoff zu lassen. Diese Mischung wird in einem Tiegel in Abwesenheit von Luft entzündet, um die Wolframoxyde zu mit Thorium versetztem Kohlenstoff enthaltendes Wolframmetall zu reduzieren.
Der mit diesem Verfahren erhaltene gezogene Wolframdraht weicht in der Erscheinung und in den mechanischen Eigenschaften sehr wenig von dem gewöhnlichen mit Thorium versetzten Wolframdraht ab. Er ist aber geeignet für eine Behandlung, durch die seine Elektronen-Emissionsfähigkeit je Flächeneinheit bei einer gegebenen Temperatur viele Male größer gemacht werden kann, als sie bei mit Thorium versetzten Wolframdrahtes ohne Kohlenstoffzusatz ist. Ein geeigneter Weg zur- Herstellung oder Umformung eines solchen Drahtes in eine Kathode von hoher Elektronen-Emissionsfähigkeit besteht darin, den Draht einer Wärmebehaildlung in einem guten Vakuum bei einer Temperatur von 2 ooo° einige Minuten lang zu unterwerfen. Diese Behandlung bringt ihn in einen hoch aktiven Zustand.
Bei einer Temperatur, die wesentlich höher ist als die Bilclungstemperatur von 2 ooo°, scheint sich das die Elektronen aussendende Material zu verflüchtigen. Wird jedoch die Kathode mit einer Temperatur betrieben, welche die während der Behandlung auftretenden Temperaturen nicht überschreitet, so bleibt die Elektronen-Emission bei einer gegebenen Temperatur der Kathode im wesentlichen konstant.
Nach demselben Verfahren kann man auch Oxyde, die bei ihrer Verbindung mit Metallen und Kohlenstoff oder einem anderen rechizierenden Material eine Elektrode erzeugen, die eine hohe Elektronen-Emissionsfähigkeit besitzt, mit anderen schwer schmelzbaren Metallen als Wolfram verbinden, falls -nur die Verbindung des Kohlenstoffes und des Oxydes von solcher Art ist, daß das Oxyd aktiv gemacht wird.
Die gemäß der Erfindung. hergestellten j#.'Laterialien sind viel gleichförmiger und besitzen eine größere Regelmäßigkeit und Zuverlässigkeit im Betriebe als die früher verfügbaren mit Thoritlm- versetzten Kohlenstoff enthaltenden Elektroden. Es hat sich gezeigt, claß geschmiedetes- Wolfram, das aus rß % Thorium und etwa 0,3 % Kohlenstoff enthaltenden Wolframpulver hergestellt ist, in einem Draht von etwa o,oi bis o,o25 mm Durchmesser gezogen werden kann, und daß ein solcher Draht, wenn er der vorgeschriebenen Behandlung unterworfen und als Kathode in einer Vakuumröhre benutzt wird, eine Elektrorlen-Emissionsfähigkeit besitzt, die einige Male größer ist als diejenige eines ähnlichen Drahtes, der aus demselben finit Thorium versetzten Wolfram hergestellt wurde, dem kein Kohlenstoff zugesetzt worden war.

Claims

PATEN TANSPRÜCI3E: .. i.-Verfahren zur Herstellung von Glühkathoden, welche aus einem gezogenen Draht aus schwer schmelzbarem, finit einem Oxyd von hoher Elektronen-Emissionsfähigkeit versetztem Metall bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reduktionsmittel, z. B. Kohlenstoff, der aus dein Metall oder dem Metalloxyd und <lein Oxyd von hoher Emissionsfähigkeit bestehenden Mischung vor dem Sintern lind Ziehen in fester Form zugesetzt wird. ,
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß pulverisierter Wolfram mit einem mit fein verteiltem Kohlenstoff versetztem Oxyd vermischt wird, das imstande ist, dem Draht beim Erhitzen in Anwesenheit des Kohlenstoffes eine hohe Elektronen-Emissionsfähigkeit zu verschaffen.
3. Verfahren nach Anspruch r und a, dadurch gekennzeichnet, daß Wolframoxyd mit einer Menge von Thorium enthaltenden Material, die groß- genug ist, um Thorium bis zu 2 % des Wolframgewichtes in dem erwähnten Oxyd zu erzeugen, und mit o,3 Gewichtsprozenten von fein, zerstäubtem Kohlenstoff innig gemischt wird, und daß darauf das Wolframoxyd in Wasserstoff zu Wolframpulver reduziert wird.