DE512867C

DE512867C - Process for the production of high vacuum incandescent cathode tubes

Info

Publication number: DE512867C
Application number: DEW66681D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Lamp Co
Current assignee: Westinghouse Lamp Co
Priority date: 1924-07-26
Filing date: 1924-07-26
Publication date: 1930-11-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung' des bekannten Verfahrens zur Herstellung von Hochvakuumgluhkathodenröhren mit aus Erdalkalimetallkarbonaten hergestelltem Oxyd-Überzug der Kathode, in denen nach Erzeugung eines Vorvakuums durch die üblichen Mittel, z. B. Pumpen, in bekannter Weise ein Hochvakuum durch Verdampfen eines gasabsorbierenden Stoffes, wie Magnesium, erzeugt wird.The invention relates to a development 'of the known method for producing High vacuum glow cathode tubes with an oxide coating made from alkaline earth metal carbonates the cathode, in which, after a fore-vacuum has been generated by the usual means, e.g. B. Pumps, in a known manner High vacuum created by vaporizing a gas-absorbing substance such as magnesium will.

Gemäß der Erfindung wird bei Röhren, bei denen die Umwandlung des Erdalkalimetallkarbonatüberzuges in einen Erdalkalioxyd-Überzug innerhalb der Röhre durch Erhitzen und nach dem Evakuieren erfolgt, diese Umwandlung bewirkt, nachdem das Hochvakuum durch den absorbierenden Stoff hergestellt ist. Es werden dann die durch die Umwandlung abgegebenen Kohlenoxyde durch Anlegen einer Spannung ionisiert und danach entfernt, zweckmäßig durch den vorher verdampften gasabsorbierenden Stoff, wie Magnesium. According to the invention, in tubes in which the conversion of the alkaline earth metal carbonate coating This conversion takes place in an alkaline earth oxide coating inside the tube by heating and after evacuation after the high vacuum is established by the absorbent material. It will then be the result of the conversion released carbon oxides ionized by applying a voltage and then removed, expediently by the previously vaporized gas absorbent such as magnesium.

Die Erfindung ist teilweise schematisch in der Abbildung dargestellt, welche eine Elektronenröhre und Einrichtung zur Behandlung derselben gemäß der Erfindung zeigt. Die mit Oxydüberzug versehene Kathode der Elektronenröhre 2 wird vorzugsweise aus einem Platiniridiumband oder -draht passender Größe hergestellt, der mit einer Mischung der Karbonate des Bariums und Strontiums überzogen ist. Zur Herstellung des Überzuges wird eine Suspension, bestehend aus reinem pulverisiertem Bariumkarbonat und reinem pulverisiertem Strontiumkarbonat, das in Wasser hineingetan ist, hergestellt. Von dem ersteren Karbonat nimmt man z. B. 9 g und mischt sie mit 10 g des letzteren und fügt etwa 18 ecm Wasser nach und nach hinzu, bis eine Suspension gleichmäßiger Dichte erhalten ist. Diese Suspension wird dann gleichmäßig auf das Band oder den Draht aufgebracht. Der Draht wird dann langsam durch einen elektrischen Röhrenofen gezogen, wo er in einer inerten Atmosphäre von Kohlenstoffdioxyd erhitzt wird, damit der Überzug durch Backen veranlaßt wird, auf den Draht zu haften, ohne die Karbonate dabei zu zersetzen. Der so gebildete überzogene Draht ist in der Luft beständig und kann neben einem geeigneten Gitter und einer Elektrode zwecks Einführung in eine Röhre montiert werden zur Herstellung einer Elektronenröhre. The invention is shown partially schematically in the figure, which shows an electron tube and Figure 9 shows means for treating the same according to the invention. The oxide-coated cathode of the Electron tube 2 is more preferably made of platinum iridium ribbon or wire Made with a mixture of the carbonates of barium and strontium is covered. To produce the coating, a suspension consisting of pure powdered barium carbonate and pure powdered strontium carbonate that put in water. From the former carbonate one takes z. B. 9 g and mixes it with 10 g of the latter and gradually adds about 18 ecm of water until a suspension of uniform density is obtained. This suspension will then applied evenly to the tape or wire. The wire is then slowly passed through an electric tube furnace drawn, where it is heated in an inert atmosphere of carbon dioxide so that the Baking coating is made to adhere to the wire without the carbonates in it to decompose. The coated wire thus formed is stable in the air and can next to a suitable grid and an electrode for insertion into a tube be assembled to manufacture an electron tube.

Die Anode 3 kann aus Molybdän bestehen. Sie wird aber vorzugsweise aus Nickel hergestellt, weil Xickel billiger ist und vielleicht auch bis zu einem geringeren Grade bei Erhitzung als ein die restlichen Gase beseitigen-The anode 3 can consist of molybdenum. But it is preferably made of nickel, because Xickel is cheaper and perhaps to a lesser extent when heated than one to eliminate the remaining gases-

des Mittel wirkt. Das Gitter 4 kann aus gleichem Material wie die Anode bestehen. Ehe die Elektroden in die Röhre 5 eingeführt und darin abgeschlossen werden, wird ein kleines Stück Magnesium oder ein chemisch ähnliches Metallstückchen oder -band 6 an die Anode angeheftet. Bei einer kleinen Röhre braucht das Magnesiumstück nicht mehr als etwa t mg schwer zu sein. Das Magnesium kann in jeder geeigneten Weise, z. B. durch Anschweißen oder Falzen, an die Anode angeheftet werden. Ist der Sockel 7 mit den durch ihn gehaltenen Teilen 1, 3 und 4 in der Röhre eingeschmolzen, so wird letztere in bekannter Weise von Gasen entleert, bis eine Atmosphäre von etwa 1 bis 15 Mikronen Druck im Innern der Röhre verbleibt. Je höher das Vakuum ist, desto geringer ist die erforderliche Magnesiummenge. Die Röhre wird dann abgeschmolzen, oder es kann auch das Magnesium durch darin induzierte Hochfrequenzströme verdampft werden, während die Röhre noch mit der Entleerungspumpe verbunden ist. Nach dem Abschmelzen der Röhre 5 und der Erhitzung der Anode 3 zwecks Verdampfung des Magnesiums, Austreibung der eingeschlossenen Gase und Beseitigung der restlichen und eingeschlossenen Gase mittels des verdampften Magnesiums, ist es dann erforderlich, den Faden ι zu erhitzen, um die darauf befindlichen Karbonate in Oxyde umzuwandeln. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Strom von genügender Stärke, der z. B.of the remedy works. The grid 4 can consist of the same material as the anode. Before the electrodes are inserted into the tube 5 and terminated therein, a small piece of magnesium or a chemically similar piece of metal or band 6 the anode attached. In the case of a small tube, the piece of magnesium is not needed being more than about t mg heavy. Magnesium can be used in any suitable way, z. B. by welding or folding, to be attached to the anode. Is the socket 7 with the parts 1, 3 and 4 held by it melted in the tube, so is the latter evacuated of gases in a known manner until an atmosphere of about 1 to 15 microns of pressure remains inside the tube. The higher the vacuum, the lower the amount of magnesium required. The tube is then melted off, or it the magnesium can also be vaporized by high-frequency currents induced in it, while the tube is still connected to the evacuation pump. After melting the tube 5 and the heating of the anode 3 for the purpose of evaporation of the magnesium, expelling the trapped Gases and elimination of the remaining and trapped gases by means of the vaporized Magnesium, it is then necessary to heat the thread ι in order to remove the Convert carbonates into oxides. This is achieved by having a Current of sufficient strength that z. B.

einer Batterie 8 entnommen wird, durch den Faden hindurchgeschickt wird, um ihn bis zur Zersetzungstemperatur der Karbonate zu erhitzen. Die Batterie 8 kann über einen Schalter 12 und einen Regelwiderstand 13 durch Zuleitungen 9 und 11 mit dem Faden verbunden werden. Der Faden wird dann zweckmäßig auf eine helle Rotglut etwa ¹Za Stunde erhitzt, und gleichzeitig wird er vorzugsweise am negativen Ende durch eine Leitung mit dem Gitter verbunden, und es wird zwischen dem Faden und der Anode mittels einer Batterie 15 eine Spannungsdifferenz von 60 bis 90 Volt aufrechterhalten. Die Verbindung zwischen Batterie 15 und dem Faden bzw. der Anode 3 geschieht über einen Schalter 17, Widerstand 16 und Leitungen 18 und 11. Als Widerstand 16 kann eine ίο-Watt-Wolframfadenlampe genommen werden. Das Kohlenstoffdioxyd, das von dem Faden 1 abgetrieben wird, wird durch Elektronenzusammenstoß ionisiert und wird dadurch anscheinend in einen Zustand versetzt, in dem es leichter durch die Magnesiumschicht oder das Oxyd auf der Innenwandung der Röhre beseitigt oder absorbiert wird. Die Reaktionen, die bei der Beseitigung des Kohlenstoffdioxyds stattfinden, vollziehen sich wahrscheinlich wie folgt:a battery 8, is passed through the thread in order to heat it up to the decomposition temperature of the carbonates. The battery 8 can be connected to the thread via a switch 12 and a variable resistor 13 through leads 9 and 11. The thread is then expediently heated to a bright red heat for about ¹ hour, and at the same time it is preferably connected to the grid at the negative end by a line, and a voltage difference of 60 to 90 is established between the thread and the anode by means of a battery 15 Maintain volts. The connection between battery 15 and the thread or the anode 3 is made via a switch 17, resistor 16 and lines 18 and 11. A ίο-watt tungsten filament lamp can be used as resistor 16. The carbon dioxide that is driven off the filament 1 is ionized by electron collision and is thereby apparently placed in a state in which it is more easily removed or absorbed by the magnesium layer or the oxide on the inner wall of the tube. The reactions that take place in removing the carbon dioxide are likely to take place as follows:

2 Mg + CO, = C + 2 MgO2 Mg + CO, = C + 2 MgO

MgO + C0"₂ = MgCO₃. ^s MgO + C0 " ₂ = MgCO _3. ^S

Infolge der elektrischen Entladung durch das Kohlenstoffdioxyd, das hierbei ionisiert wird, während des vorstehenden \^erfahrens wird ein Teil des genannten Kohlenstoffdioxyds in Kohlenstoffmonoxyd umgewandelt, da, wie bekannt, eine elektrische Entladung in Kohlenstoffdioxyd zu einer Bildung von Kohlenstoffmonoxyd Veranlassung gibt. Eine elektrische Entladung in Kohlenstoffmonoxyd gibt Veranlassung zur Bildung von etwas Kohlenstoffdioxyd, so daß eine Gleichgewichtsmischung von Kohlenstoffmonoxyd und Kohlenstoffdioxyd sich zu bilden geneigt ist. Der nach der Gleichung CO₂ = CO + O freigegebene Sauerstoff wird durch die in dem Behälter befindliche Magnesiumschicht beseitigt gemäß der GleichungAs a result of the electrical discharge through the carbon dioxide, which is ionized in the process, part of the said carbon dioxide is converted into carbon monoxide, since, as is known, an electrical discharge in carbon dioxide gives rise to the formation of carbon monoxide. An electrical discharge in carbon monoxide gives rise to the formation of some carbon dioxide, so that an equilibrium mixture of carbon monoxide and carbon dioxide tends to form. The oxygen released according to the equation CO ₂ = CO + O is eliminated by the magnesium layer in the container according to the equation

Mg +O = MgO.Mg + O = MgO.

Die gebildete Gasmischung wird nicht sofort durch das Magnesium beseitigt und bleibt eine kurze Zeit in der Röhre, wo sie auf die Aussendefähigkeit des Fadens eine günstige Wirkung ausübt. Bei der Fortsetzung der Elektronenentladung werden jedoch die Gase schließlich auf eine vernachlässigbare Menge heruntergebracht, wie dies sich durch die Abnahme des Gitterstromes zeigt. Dieser Vorgang findet anscheinend gemäß der Gleichung 2 CO = CO₂ + C statt, wobei das in der Mischung befindliche und das gebildete CO₂ durch das gebildete Magnesiumoxyd gemäß der oben angegebenen entsprechenden Gleichung beseitigt wird oder nochmals in C O und O zersetzt wird, welch letztere Gase, wie oben artgegeben, beseitigt werden.The gas mixture formed is not immediately eliminated by the magnesium and remains in the tube for a short time, where it has a beneficial effect on the ability of the thread to emit. As the electron discharge continues, however, the gases are ultimately brought down to a negligible amount, as shown by the decrease in the grid current. This process apparently takes place according to the equation 2 CO = CO ₂ + C, with the CO 2 in the mixture and the CO ₂ formed being eliminated by the magnesium oxide formed in accordance with the corresponding equation given above or again being decomposed into CO and O, which latter Gases are removed as specified above.

Es hat sich ergeben, daß durch die Anwendung des im obigen beschriebenen Verfahrens zur Beseitigung von restlichen Gasen in einer elektrischen Vakuumvorrichtung nicht nur ein sehr gutes Vakuum in der Vorrichtung hergestellt wird, sondern auch eine bessere und gleichmäßigere Elektronenaussendung durch den mit Oxyd überzogenen Faden sich ergibt.It has been found that by using the method described above to remove residual gases in an electric vacuum device not only a very good vacuum is established in the device, but also a better one and more uniform emission of electrons through the oxide-coated thread itself results.

Claims

Claim:

Process for the manufacture of high vacuum incandescent cathode tubes with oxide coating of the cathode made from alkaline earth metal carbonates, in which after production a fore-vacuum by the usual means, e.g. B. Pumps, a high vacuum by evaporation of a gas-absorbing substance, such as magnesium, is produced, characterized in that

in tubes in which the conversion of the alkaline earth metal carbonate coating into an alkaline earth oxide coating inside the tube by heating and after evacuation occurs, this conversion takes place after the high vacuum is established by the absorbent material, and that then the carbon oxides given off by the conversion ionized by applying a voltage and by getto tertiary substances, e.g. B. be removed by the previously evaporated magnesium.

For this purpose ι sheet of drawings