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Verfahren zur Bildung von gasabsorbierenden Metallschichten in Vakuumröhren
oder zur Aktivierung von Glühkathoden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung
gasabsorbierender Metallschichten in Vakuumröhren oder zur Aktivierung von Glühkathoden
mit Hilfe von Metallen der Alkali- oder Erdalkalimetallgruppe, die in bekannter
Weise durch Zersetzen chemischer Verbindungen dieser Metalle in dein Vakuumrohr
hergestellt werden.
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Es ist beispielsweise bereits bekannt, zur Herstellung von Erdalkalimetallen
ein Gemisch zu verwenden, das aus einer Verbindung eines dieser Metalle, wie Bariumoxyd,
und metallischem Aluminium oder einem gleichwertigen Metall, wie Magnesium, besteht.
Das Bariumoxyd-Aluminium-Gemisch muß sehr schnell ins Vakuum gebracht werden, da
sich sonst das Bariumoxyd an der Luft unter Aufnahme von Wasser zu Bariumhydroxyd
umwandelt und bei der Endreaktion im Rohr Wasserdampf frei wird, der den größten
Teil des metallischen Bariums wieder chemisch verändert. Zur Vermeidung dieses Nachteils
sind ferner bereits einige Verfahren angegeben worden, bei denen als Ausgangsstoffe
in Luft stabile Verbindungen der Alkali-oder Erdalkalimetalle, wie. die Chromate,
Bichromate, Permaganate und Doppelsalze oder andererseits die Aluminate, Silicate
o. dgl., verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung besteht ein Verfahren zur Bildung von gasabsorbierenden
Metallschichten in Vakuumröhren oder zur Aktivierung von Glühkathoden mit Hilfe
von Metallen der Alkali- oder Erdalkalimetallgruppen, die durch eine Art Thermitreaktion
aus einem Gemisch von Oxyden dieser Metalle und Aluminium oder einem gleichwertigen
Metall in der Röhre selbst gewonnen werden, darin, daß als Ausgangsstoff für die
Thermitreaktion eine Verbindung der Alkali- oder Erdalkalimetalle verwendet wird,
die, wie z. B. Bariumcarbonat, in normaler _ Atmosphäre und bei normaler Temperatur
stabil ist und in die noch offenen Rohre eingebracht wird und die bei ihrer Erhitzung
nur in die für die Thermitreaktion benötigten Oxyde und solche Nebenprodukte zerfällt,
die nicht, wie z. B. Wasser, mit dem Alkali- oder Erdalkalimetall eine störende
Reaktion eingehen. Es ist zwar bekannt, nicht stabile Metallverbindungen mit einem
Reduktionsmittel zu erhitzen. Das Einbringen erfolgt in diesem Fall in einem geschlossenen
Rohr, während beim Erfindungsgegenstand das Rohr offen ist. Bei diesem bekannten
Verfahren ist das Verfahrensprodukt ein Metall mit einem Beiprodukt, während nach
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ein Metalloxyd mit einem Nebenprodukt entsteht.
Beim Verfahren nach der Erfindung findet somit eine Vorstufe im Behandlungsverfahren
statt, die dahin geht, daß ein Zwischenprodukt erzeugt wird, nämlich ein vollkommen
reines Metalloxyd, das seinerseits erst als Ausgangsstoff für die
Verstellung
des Metalls dient. Dieses an-, scheinend -etwas kompliziertere Verfahren bringt
gegenüber -dem bekannten Verfahren den Vorteil, * daß störende Nebenprodukte, insbesondere
Wasser, von dem Entladungsrohr ferngehalten werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht demnach darin, daß das für
die Thermitreaktion benötigte Oxyd der Alkali- oder Erdalkalimetalle aus einer solchen
Verbindung dieser Metalle hergestellt wird, die wie Bariumcarbonat als in normaler
Atmosphäre und bei normaler Temperatur stabiler Ausgangsstoff in die noch offenen
Rohre eingebracht werden kann und bei ihrer Erhitzung nur in die für die Thermitreaktion
benötigten Oxyde und nicht störende Nebenprodukte zerfällt, worauf die dampfförmigen
Nebenprodukte gegebenenfalls abgepumpt werden und die das Alkali- oder Erdalkalimetall
liefernde Thermitreaktion vorgenomiiien wird.
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Der generelle Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber
den bekannten Verfahren besteht darin, daß sowohl die Ausgangsstoffe als auch die
Reduktionästoffe -nur in den geringeren Mengen notwendig sind, die den chemischen
Äquivalenzverhältnissen entsprechen. Ein Überschuß an . Reduktionsstoffen, wie er
bei den bekannten Verfahren benötigt wird, um das Alkali- oder Erdalkalimetall aus
noch andere Elemente enthaltenden Sauerstoffverbindungen freizumachen oder um solche
beim Zerfall der Ausgangsstoffe entstehenden Oxyde zu reduzieren, die für den beabsichtigten
Endzweck- nicht notwendig sind, ist beim Verfahren gemäß - der- Erfin-Jung nicht
notwendig, da bei ihm ohne weitere Maßnahmen nur die für die Thermitreaktion benötigten
Oxyde entstehen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann z. B. mit Bariumcarbonat als
Ausgangsstoff durchgeführt werden. Dasz Bariumcarbonat wird in Mischung mit Aluminiumpulver
in die Rohre eingebracht und zerfällt bei der vor der eigentlichen Reaktion stattfindenden
Erhitzung in Bariumoxyde und Kohlensäure, die von einer Pumpe, _auf-die das Rohr
aufgesetzt wird, sehr schnell abgepumpt wird. Bei weiterer Erhitzung der Rohre kommt
das Bariumoxyd-Aluminiüm-Gemisch, bei etwa azoco° zur Reaktion und liefert das als
Endprodukt des Verfahrens gewünschte metallische Barium. Die Verwendung von Carbonaten
hat insbesondere noch den Vorteil, daß der Zersetzungspunkt bei ihnen so hoch liegt,
dgß die Metallteile der Rohre zunächst auf so hohe Temperaturen, nämlich, wie bereits
angegeben, etwa i r oo°, gebracht werden können, daß sie besonders gut entgast werden.
Die 0 Thermitreaktion tritt erst dann ein, wenn die letzten Spuren der beim Zerfall
des Carbonats entstehenden Kohlensäure abgepumpt sind. Die Verwendung von Carbonaten
hat noch den weiteren Vorteil, daß von chemisch sehr reinen Ausgangsstoffen ausgegangen
werden kann, so daß dementsprechend auch das Endprodukt, bei dem angegebenen Beispiel
das Barium, mit besonders hohem Reinheitsgrad erhalten werden. kann. Bei der Verwendung
von -anderen Ausgangsstoffen, z. B. von Bariumoxyd, mußte man demgegenüber bisher
den Nachteil in Kauf nehmen, daß die Ausgangsstoffe stets stark verunreinigt sind.
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Auch das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Mehrfachmetalloxydverbindungen,
z. B. Erdalkalioxyd-Schwermetalloxyd-Verbindungen, wie Bariumoxyd-@Ticlzeloxyd oder
Bariumoxyd-Kupferoxyd, die sehr luftbeständig sind, ausgeführt werden. Sie zerfallen
bei ungefähr iooo° G im Vakuum in Schwermetall (Nickel-Kupfer), dessenDampfdruck
so hoch liegt, daß er beim normalen Betrieb nicht stört, Sauerstoff, der vor der
Endreaktion abgepumpt wird, und Bariumoxyd, das in der vorbeschriebenen Weise bei
etwa r ioo° mit dem Aluminium zur Reaktion gebracht wird..