DE635386C

DE635386C - Traegermetall fuer Oxydkathoden

Info

Publication number: DE635386C
Application number: DER88589D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1932-09-01
Filing date: 1933-08-19
Publication date: 1936-09-16
Also published as: FR760106A; AT141277B

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung des Emissionsschichtträgers für Glühkathoden von Elektronenröhren aus Metallegierungen, die besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich des elektrischen Widerstandes, der mechanischen Festigkeit und der Fähigkeit, einen emissionsaktiven Überzug festzuhalten, besitzen.

Es ist bekannt, als Kathodenschichtträger Nickel zu verwenden. Dieses hat sich jedoch insofern nicht bewährt, als es einen verhältnismäßig geringen spezifischen Leitungswiderstand und auch, eine unzureichende mechanische Festigkeit besitzt. Man hat deshalb versucht, eine Verbesserung durch Zusatz von Kobalt zu erzielen und zu diesem Zweck verhältnismäßig große Mengenzusätze von Kobalt zugegeben. Wegen des hohen Preises von Kobalt sind derartige Legierungen ziemlich.

teuer; außerdem lassen sich, derart hochlegierte Metalle schwer verarbeiten. Es ist auch, bekannt, einen weiteren Zusatz von Ferrotitan zu machen, um eine entsprechende Erhöhung sowohl der Festigkeit als auch des elektrischen Widerstandes bereits bei geringeren Kobaltzusätzen zu erzielen. Dabei wählte man jedoch Ferrotitan in solchen Mengen, daß die Legierung einen Eisengehalt besaß, der sich, auf die Dauer nachteilig in bezug auf die Haftfähigkeit der Emissionsschicht geltend machen mußte. An Stelle des Ferrotitans wurde ferner ein Zusatz von Silicium oder Mangan bzw. deren Ferroverbindungen verwendet. Silicium allein erhöht jedoch nur die Haftfähigkeit der Oxydschicht, während sich Mangan im allgemeinen nachteilig auf die Emissionsfähigkeit auswirkte. Es wurde ferner ein Zusatz an Aluminium zwecks Bindung des Sauerstoffs beigefügt, ohne auf die ungünstige Wirkung dieses Zu-Satzes in bezug auf die Haftfähigkeit der Emissionsschicht Rücksicht zu nehmen.

Gegenstand der Erfindung ist eine als Trägernaetall für Oxydkathoden verwendete Legierung aus Nickel, Kobalt, Silicium und weniger als 1 % Titan. Vorzugsweise wird der Titangehalt in Form von Nickeltitan zugesetzt. Falls Ferrotitan als Zusatz gewählt wird, soll darauf Rücksicht genommen werden, daß der Eisengehalt nicht mehr als 2 o/_o und der Alumimumgehalt nicht mehr als 0,2 o/_o beträgt.

Die Zusammenstellung der Legierung erfolgt nach folgenden Gesichtspunkten: Kobalt wird dem Nickel zugesetzt, um sowohl die Festigkeit als auch den spezifischen elektri-

sehen Widerstand zu erhöhen. Infolge des Umstandes/ daß⁷ Kobalt teuet ist und die Verbesserung, dieser Eigenschaften keineswegs mit steigenden Kobaltzusätzen Schritt hält,-wird als dritter Legierungsbestandteil Titaja^ gewählt, jedoch nur in solchen Mengen, daß/ » die dem Titan anhaftenden Beimengungen von^T^ Eisen und Aluminium eine schädliche Wirkung hinsichtlich des Festhaftens des emissionsaktiven Überzuges nicht auszuüben vermögen. Der Zusatz von Silicium erfolgt einerseits zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes und anderseits wegen der günstigen Einwirkung auf die Emissionsfähigkeit und die Haftfestigkeit der Oxydschicht. Die Legierung· enthält also einerseits alle Komponenten, die geeignet sind, um die Werkstoffeigenschaften zu verbessern, wobei anderseits die Anteile der einzelnen Komponenten derart gegeneinander abgewogen sind, daß sie sich in ihrer Wirkung lediglich !unterstützen 'und in keinem Falle entgegenwirken. Von jedem Legierungsbestandteil wird nur eine solche Menge verwendet, daß eine den erhöhten Kosten entsprechende Verbesserung- erzielt wird.

Als besonders günstig hat sich folgende Zusammensetzung des Legierungsmetalls erwiesen: Nickel 5° bis -8o o/_Oj Kobalt 10 bis 40 0/0, Silicium 1 bis 3 o/_o, Titan nicht über ι 0/0. Die Legierungsbestandteile werden zweckmäßig in einem Tiegel aus Kieselerde oder Zirkon gemischt und in einem Hochfrequenzofen geschmolzen.

Die Zusammenschmelzung von Nickel und Kobalt erfolgt zwecks Vermeidung von Oxydation so schnell wie möglich, dann wird ,Silicium in Stücken beigegeben und schließlich der gewünschte Betrag von Titan hinzugefügt. Es genügt, während des Zusammenschmelzens die Luft durch Verschluß des Tiegels mittels eines gewöhnlichen Deckels fernzuhalten.

Nach dem Schmelzen wird die Legierung sofort in Graphitformen gegossen. Weitere Vorsichtsmaßregeln sind nicht mehr erforderlich, und die weitere Behandlung kann in genau derselben Weise vor sich gehen wie bei einer Eisenlegierung. Anschließend werden die Stangen oder Gußstücke abgekühlt, die Köpfe abgeschnitten und das Gußstück entweder bei einer Temperatur zwischen 900 und 11.00⁰ im Gesenk oder bei 700⁰ frei geschmiedet. Das Arbeitsstück wird dann in 55. heißem Zustande gezogen und in einem Wasserstoffofen bei ungefähr 8oo° stetig abgekühlt und schließlich kalt gezogen und gerollt.

■..Der auf diesem Wege erhaltene Draht wird

in, an sich bekannter Weise mit einer So ^ra '-,aus Strontium oder Bariumoxyd beleriden Emissionsschicht überzogen. Eine Untersuchung der nach diesem Verfahren hergestellten Heizfäden zeigte eine Erhöhung der Elektronenemission und Steigerung der Haftfestigkeit der Oxydschicht und eine längere Lebensdauer. Der spezifische Widerstand im heißen Zustande eines gemäß der Erfindung hergestellten Heizfadens ist etwa i,S- bis 2mal so groß wie der von Nickel. Infolgedessen kann man dem Heizfaden einen größeren Querschnitt geben und'erlangt dadurch den Vorteil, daß der Faden an sich dicker wird und die unvermeidlichen Dickenunterschiede prozentual kleiner ausfallen. Der Heizfaden wird infolgedessen gleichmäßiger. Auch ist die Gefahr der Entstehung von Oberflächenumrissen beim Aufwickeln verringert.

Weitere Versuche haben ergeben, daß ein Zusatz von etwa 5 bis 10 o/_o Molybdän zu dem oben beschriebenen Legierungsmetall eine wesentliche Vergrößerung des Leitwiderstandes ergibt, wobei eine zufriedenstellende Emission und Lebensdauer erhalten wird. Diese Legierung eignet sich auch vortrefflich als Gittermaterial an Stelle von reinem Molybdän.

Claims

Patentansprüche:

1. Trägermetall für Oxydkathoden, be- go stehend aus einer Legierung aus -Nickel, Kobalt, Silicium und weniger als io/_o Titan.

2. Trägermetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt in Form von Nickeltitan zugesetzt wird.

3. Trägermetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt durch Zusatz von Ferrotitan in solchen Mengen erzielt wird, daß der Eisengehalt _iOo nicht mehr als 2 0/0 und der Aluminiumgehalt nicht mehr als 0,2 0/0 beträgt.

4. Trägermetall nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Siliciumgehalt von ι bis 3 0/0 _} einen Nickelgehalt von 50 bis 80.0/0 und einen Kobaltgehalt von 10 bis 40 0/0.

5. Trägermetall nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Molybdänzusatz von 5 bis 10 0/0. _a