DE607721C

DE607721C - Verfahren zum Entwickeln von Erdalkalimetall in Entladungsgefaessen

Info

Publication number: DE607721C
Application number: DEA69392D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Wiegand
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1933-05-05
Filing date: 1933-05-05
Publication date: 1935-01-07

Description

Verfahren zum Entwickeln von Erdalkalimetall in Entladungsgefäßen Die reinen Erdalkalimetalle werden bei der Herstellung von Entladungsröhren vielfach verwendet, teils als sogenannte Getterstoffe zur Erzielung eines Hochvakuums, teils zum Aktivieren von Kathoden. Da diese Metalle sehr reaktionsfähig sind, macht es im allgemeinen Schwierigkeiten, sie unmittelbar in die Entladungsgefäße einzubringen. Man hat deshalb z. B. in die Röhre an der Luft beständige Erdalkaliverbindungen eingebracht, die beim Erhitzen unter Bindung des Erdalkalimetalls zerfallen. Man ist auch dazu übergegangen, die Erdalkalimetalle aus den Oxyden und anderen Verbindungen durch Einwirkenlassen von geeigneten Reduktionsmitteln in den Röhren zu entwickeln, z. B. aus Gemischen von Erdalkalioxyden mit Aluminium u. dgl. Bekannt ist auch, die Erdalkalimetalle in Form von an der Luft beständigen Legierungen (mit Magnesium, Aluminium usw.) in die Röhren einzubringen und durch Erhitzen das Erdalkalimetall aus der Legierung zu entwickeln.
Alle diese Verfahren sind zwar an sich brauchbar, weisen aber durchweg besonders hinsichtlich ihrer fabrikationsmäßigen Anwendung gewisse Übelstände auf. Bei der Entwicklung des Erdalkalimetalls aus Verbindungen, z. B. -den Aziden, wird der Pumpprozeß sehr stark verlängert, weil beim Zerfall der Azide große Mengen Stickstoff frei werden. Außerdem stört die Giftigkeit dieser Stoffe und die Möglichkeit, daß aus ihnen hochexplosive Stoffe entstehen können. Auch bei der Entwicklung des Metalls aus Reaktionsgemischen wird im allgemeinen sehr viel Gas frei. Außerdem ist das für diese Zwecke am besten geeignete Gemisch von Erdalkalioxyd und Reduktionsmittel an der Luft nicht beständig, so daß man die einzubringende Mischung mit Schutzschichten aus Paraffin und ähnlichen Stoffen versehen rnuß. Durch diese Schutzstoffe wird wiederum das Pumpverfahren sehr verlängert. Außerdem scheint es, als ob Reste dieser Schutzstoffe, die beim Ausheizen und Entgasen vielfach in den Röhren zurückbleiben, das Aktivierungsvermögen des Erdalkalimetalls herabsetzen. Bei Anwendung von Erdalkalimetalllegierungen stört besonders, daß das Erdalkalimetall nur bei hohen Temperaturen und sehr langsam abgegeben wird, so -daß vielfach der andere Legierungsbestandteil mit vexdampft und Teile der Röhren unzulässig hoch erhitzt werden.
Es hat sich nun herausgestellt, daß es möglich ist, alle diese Mißstände dadurch zu vermeiden, daß man eine Mischung zur Entwicklung des Erdalkalimetalls einbringt, die aus einer an der Luft beständigen Erdalkalimetall-Legierung und einem Stoff besteht, der bei mäßiger Glühtemperatur mit den Metallen der Legierung oder vorzugsweise mit dem mit dem Erdalkalimetall legierten Metall sich unter erheblicher Wärmeentwicklung umsetzt. So kann man z. B..mit sehr gutem Erfolge eine Mischung aus etwa 6o bis 9o Gewichtsteilen einer 15 bis 6ö °/o Erdalkalimetall enthaltenden Aluminiumlegierung und etwa io bis q.o Teilen Eisenoxyd, Chromoxyd, Wolframtrioxyd usw. verwenden. Die Mischungen sind z. B. in der Form gepreßter Pulver an der Luft monatelang beständig und können deshalb ohne Anwendung von Schutzüberzügen in Form von aus Pulvern hergestellten Preßlingen in die Röhren eingebracht werden. Erhitzt man nach dem Entlüften der Röhren die Mischungen auf mäßige Glühtemperaturen, so verbindet sich das Aluminium mit dem zugesetzten Oxyd, und die dabei auftretende Wärme treibt das Erdalkalimetall in überraschend kurzerZeit ohne störende Gasentwicklung aus dem Preßkörper aus. Dies dürfte aber nicht allein auf die durch die Umsetzung entwickelte Wärme zurückzuführen sein, sondern auch wohl darauf, daß durch diese Umsetzung ein so großer Teil des mit dem Erdalkalimetall legierten Metalls aus der Legierung entfernt worden ist, daß eine an Erdalkalimetall sehr hochprozentige Legierung entsteht, die das Erdalkalimetall leicht abgibt. Durch Zugabe des umsetzungsfähigen Stoffes zu der Legierung wird also einerseits eine zusätzliche Wärmeentwicklung erzielt, andererseits die Umwandlung der wenig Erdalkalimetall enthaltenden und deshalb an der Luft beständigen Legierung in eine solche von höherem Erdalkalimetallgehalt.
Zweckmäßig wählt man die Legierung des Erdalkalimetalls nach Art und Menge so, daß im wesentlichen nur das Legierungsmetall und nicht das Erdalkalimetall auf das Oxyd oder die gewählte Verbindung einwirkt, z. B. eine Mischung von Barium-Aluminium-Legierung und Chromoxyd in der für die Oxydation des Aluminiums erforderlichen Menge. ES kann auch zweckmäßig sein, einen Überschuß des Legierungsnhetalls außerhalb der Legierung der Mischung zuzufügen, z. B. um die Reaktionswärme abzustufen oder den Eintritt der Zündung zu sichern. Zu demselben Zweck kann man die Mischung zum Teil aus einem anderen Reaktionsgemisch als die Hauptmenge wählen, die das Erdalkalimetall entwickeln soll.
Bei dem beschriebenen Verfahren werden an sich keinerlei Fremdgase frei. Es eignet sich deshalb besonders für eine Massen#abrikation.
Die Erfindung ist nicht auf Legierungen der Erdalkalimetalle mit Aluminium beschränkt. Gute Ergebnisse werden z. B. auch erreicht, wenn man Zirkon, Thorium, Skandium, Beryllium und die Metalle der seltenen Erden als Legierungsbestandteil statt Aluminium benutzt. Einige dieser Metalle bilden mit den Erdalkalimetallen keine binären Legierungen. In diesen Fällen kann man ein Metall, das sich an der Umsetzung nicht zu beteiligen braucht, wie z. B. Nickel, zum Zwecke der Herstellung der Erdalkalilegierung zufügen. Ebenso kann man an Stelle der Oxde andere Verbindungen benutzen, sofern bei ihrer Umsetzung keine störenden Fremdgase frei werden, z. B. kommen Sulfide, Halogenverbindungen usw. in Frage. Oxyde, Sulfide usw. werden vor dem Einbringen vorteilhaft hochgeglüht, um ihr Absorptionsvermögen für Gase herabzusetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Entwickeln von Erdalkalimetall in Entladungsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Röhre eine Mischung erhitzt wird, die im wesentlichen einesteils aus einer an der Luft genügend beständigen Legierung von Erdalkalimetall mit einem oder mehreren anderen Metallen und andererseits aus einem oder mehreren Stoffen, wie Oxyden und anderen Verbindungen, besteht, die sich bei Glühtemperatur mit der Legierung unter Wärmeentwicklung derart umsetzen, daß Erdalkalimetall frei wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß solche Legierungen der Erdalkalimetalle gewählt werden, die eine genügend große zusätzliche Wärmeentwicklung bei der Einwirkung auf die zugesetzten Oxyde u. dgl. ergeben, so daß die Verdampfung des Erdalkalimetalls erleichtert wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung des Erdalkalimetalls nach Art und Menge so gewählt wird, daß im wesentlichen nur das Legierungsmetall und nicht das Erdalkalimetall auf das Oxyd o. dgl. einwirkt. q,. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein. Überschuß des Legierungsmetalls außerhalb der Legierung in der Mischung vorhanden ist. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkörper teilweise zwecks Erleichterung der Zündung durch Erhitzung von außen mit Hochfrequenz aus einem viel Wärme entwickelnden Reaktionsgemisch besteht.