DE666635C

DE666635C - Process for cleaning pressed graphite bodies, which are to serve as electrodes for electrical discharge tubes

Info

Publication number: DE666635C
Application number: DEH140246D
Authority: DE
Original assignee: Hygrade Sylvania Corp
Current assignee: Hygrade Sylvania Corp
Priority date: 1933-06-02
Filing date: 1934-06-02
Publication date: 1938-10-24
Also published as: GB439058A

Description

Verfahren zur Reinigung von gepreßten Graphitkörpern, die als Elektroden für elektrische Entladungsröhren dienen sollen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von gepreßten Graphitkörpern, die als Elektroden für elektrische Entladungsröhren dienen sollen, durch Erhitzung auf Glühtemperatur.Process for cleaning pressed graphite bodies, which are used as electrodes for electric discharge tubes. The invention relates to a method for cleaning pressed graphite bodies, which are used as electrodes for electrical discharge tubes should serve by heating to the annealing temperature.

Die Elektroden für elektrische Entla, dungsröhren müssen vollständig gasfrei und hitzebeständig sein. Gewöhnliche Metalle eignen sich nicht, da die Anode oder das Plattetnelement sowohl während der Herstellung als auch während des Gebrauches verhältnismäßig hohen Temperaturen unterworfen werden. Widerstandsfähige Metalle besitzen, abgesehen von den höhen Gestehungskosten, zahlreiche andere Nachteile. Alle Metallelektroden, neigen zur Verformung und ;ändern ihre Gestalt bei hohen Temperaturen. Dieser Nachteil ist in Radioröhren von großer Bedeutung, da der Zwischenraum. zwischen den verschiedenen Elektroden mit ,größter Genauigkeit aufrechterhalten werden muß. Eine Schwierigkeit .der Metallelektroden biesbeht auch darin, sie vollständig gasfrei zu gestalten und sie vor dem Schmelzen zu schützen. Metallelektroden müssen ferner bei der Entgasung einer Hitzebehandlung im Vakuum oder wenigstens in einem sauerstofffreien Gas unterworfen werden. Es .sind Kohleelektroden bekannt, die durch Brennen von Kohle erzeugt werden. Solche Elektroden sind aber auch gashaltig und außerdem brüchig, porös, und die Oberfläche weist zahlreiche Kerbe und Sprünge auf. Außerdem erfordert auch eine solche Herstellung einen reduzierten Druck in sauerstoffarmer Atmosphäre.The electrodes for electrical discharge tubes must be completely be gas-free and heat-resistant. Ordinary metals are not suitable as the anode or the plate element both during manufacture and during use are subjected to relatively high temperatures. Resistant metals have numerous other disadvantages apart from the high initial costs. All metal electrodes, tend to deform and; change shape at high Temperatures. This disadvantage is of great concern in radio tubes because of the gap. maintained between the various electrodes with the greatest possible accuracy must become. One difficulty with the metal electrodes is that they are completely to make them gas-free and to protect them from melting. Metal electrodes must furthermore during the degassing of a heat treatment in a vacuum or at least in one be subjected to oxygen-free gas. There are carbon electrodes known that are made by Burning coal can be produced. However, such electrodes also contain gas and also brittle, porous, and the surface has numerous notches and cracks. In addition, such a production also requires a reduced pressure in the oxygen-poor The atmosphere.

Eine andere Herstellung von Elektroden besteht darin, daß eine Mischung pulverförmigen Graphits mit einem Bindemittel in einer die Mischung vollständig umschließenden . Form gebacken wird. Die Abführung der Gase geschieht durch besondere Vorrichtungen oder dadurch, daß die Wände der Form aus durchlässigem Material hergestellt oder mit Öffnungen versehen sind. Der Prozeß wird in sauerstoffarmer Atmosphäre durchgeführt. Ein Veredlungsprozeß besteht darin, daß sie unter ungefähr gleichen Bedingungen einer weiteren Erhitzung ausgesetzt werden. Mit diesem bekannten Verfahren ist eine vollständige Entgasung nicht möglich, und diese Elektroden sind deshalb für Radioröhren ungeeignet.Another manufacture of electrodes is that of a mixture powdered graphite with a binder in one the mixture completely enclosing. Form is baked. The discharge of the gases is done by special Devices or in that the walls of the mold are made of permeable material or are provided with openings. The process takes place in a low-oxygen atmosphere carried out. A refining process consists in that they are roughly equal to Conditions are subjected to further heating. With this known method Complete degassing is not possible, and therefore these electrodes are unsuitable for radio tubes.

Gemäß der Erfindung wird der fertige Graphitkörper in Gegenwart einer oxydierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 120o° erhitzt und .auf dieser Temperatur so lange gehalten, bis derglühende Gasmantel, der während der Erhitzung die Elektroden umgibt, vollständig verschwindet. Diese G1 temperatur wird durch hochfrequenzelekt p~°: magnetische Induktion erreicht. Die in calez Röhre befestigte Elektrode wird unter Beisein von Luft als Träger des Sauerstoffes erhitzt. Diese Erhitzung wird unterbrochen; wenn der Körper glühende Teilchen abgibt: Dadurch erhält man eine vollständig gasfreie Graphitelektrode, von der alle Kohlenwasserstoffverbindungen und andere kohlenstoffhaltige Materialien entfernt sind, wie es für Radioröhren notwendig ist. Die erforderliche Entgasungszeit ist außerordentlich kurz; und die Herstellung solcher Elektroden nach dem Verfahren der Erfindung ist einfach und billig.According to the invention, the finished graphite body in the presence of a oxidizing atmosphere to a temperature of heated to about 120o ° and. kept at this temperature until the glowing gas jacket, which during the heat surrounding the electrodes disappears completely. This G1 temperature is achieved by high-frequency elect p ~ °: magnetic induction. The in calez tube The attached electrode is heated in the presence of air as a carrier of oxygen. This heating is interrupted; when the body gives off glowing particles: by doing this a completely gas-free graphite electrode is obtained, from which all hydrocarbon compounds and other carbonaceous materials are removed, as is the case for radio tubes necessary is. The required degassing time is extremely short; and the Manufacture of such electrodes according to the method of the invention is simple and cheap.

Zur Reinigung von Graphit ist weiter ein Verfahren bekannt, nach welchem gemahlener Rohgraphit mit pulverisierter Kohle gemischt mittels elektrischem Stromes auf Temperaturen von zäoo bis 3 550o° erhitzt ziemlich reinen Schuppengraphit ergibt. Solcher Graphit kann aber nicht als Elektrode -verwenden werden, sondern muß erst unter Verwendung von Bindemitteln zu einem Elektrodenkärper gepreßt werden, wodurch wieder Verunreinigungen in den Graphit kommen und den ganzen Reinigungsprozeß überflüssig machen.For cleaning graphite, a method is also known according to which ground raw graphite mixed with pulverized coal by means of electric current When heated to temperatures of zoo to 3,550o °, it results in fairly pure flake graphite. Such graphite cannot be used as an electrode, but must first are pressed using binders to form an electrode body, whereby Impurities come back into the graphite and the entire cleaning process is superfluous do.

Der hauptsächlichste Vorteil, welcher durch das Verfahren der Erfindung erhalten wird, liegt darin, daß es zum erstennial möglich ist, einen synthetischen Graphitkörper .herzustellen, der sowohl im Innern als auch an der Oberfläche genügend frei von nicht graphitierten oder amorphen Köhleteilchen und eingeschlossenen Kohlenwasserstoffen ist.The main advantage obtained by the method of the invention is obtained, lies in the fact that it is possible for the first time to use a synthetic To produce graphite bodies that are sufficient both on the inside and on the surface free of non-graphitized or amorphous carbon particles and trapped hydrocarbons is.

Da die synthetischen Graphitkö.rper als Anode für Hochleistungsröhren Verwendung finden sollen, .so müssen sie verschiedene Eigenschaften besitzen, von denen die beiden wichtigsten sind, daß die Graphitelektrode vollständig frei von eingeschlossenen kohlehaltigen Produkten, wie Kohlenwasserstoff o. dgl., ist und da,ß auch die Oberfläche der Graphitelektrode im wesentlichen vollständig frei von losen Kohleteilchen ist. Der biedeutends.te Nachteil der bekannten Graphitelektroden liegt darin, daß eine ziemliche Anzahl solcher losen Kobleteilchen vorhanden sind. Sowohl natürlicher Graphit als künstlicher Graphit ;enthalten eine beträchtliche Menge von nicht graphitiertem oder ,amorphem Koh- .,, lenstoff, welcher, wenn er ,auf der Ober$:ächa der- Elektroden vorhanden ist, das Arbeitender Radioröhre durch Reduktion der kathodis:chen Emission und Vergrößern des Abstandes zwischen den Elektroden. stark beeinträchtigt. Um: diese Eigeaischaft zu erhalten, muß die . Elektrode einem Hochfrequenzfeld in einer Atmosphäre, welche .einen überschwß ,an. Sauerstoff hat, unterworfen werden. äelb:st die bloße Gegenwart einer geringen @eiige von Sauerstoff würde die gewünschten Ergebnisse nicht liefern.Since the synthetic graphite body is used as an anode for high-performance tubes Are to be used, so they must have different properties from The two most important of which are that the graphite electrode is completely free of included carbonaceous products such as hydrocarbon or the like. Is and there, ß the surface of the graphite electrode is essentially completely free of is loose coal particles. The significant disadvantage of the known graphite electrodes is that there are quite a number of such loose coble particles. Both natural graphite and man-made graphite; contain a considerable amount Amount of non-graphitized or amorphous carbon, which, if , on the upper surface of the electrodes is present, the working of the radio tube through Reduction of the cathodic emission and increasing the distance between the electrodes. severely impaired. In order: to maintain this kind of self-interest, the. Electrode one High frequency field in an atmosphere that abounds in one. Has oxygen be subjected. Äelb: st the mere presence of a small amount of oxygen would not produce the desired results.

Nach irgendeinem der bekannten Verfahren wird .eine Gräphitelektrode hergestellt. Eine solche Graphitelektrode ienthält, wie erwähnt, Gase. Der Grund hierfür dürfte darin liegen, daß das Graphitierungsverfahren eine unvollkommene und nicht gleichmäßige Kristallisation ergibt, so daß wirksamer Kohlenstoff im Innern der Elektrode eingeschlossen ist. Die gründlichste Wärmebehandlung, die im Vakuum und in ununterbrochenen, aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten stattfinden müß, befreit nicht vollkommen ,alle die verborgenen und eingeschlossenen Kohlenstoffe.A graphite electrode manufactured. As mentioned, such a graphite electrode contains gases. The reason this is probably due to the fact that the graphitization process is an imperfect one and results in non-uniform crystallization, so that effective carbon inside the electrode is enclosed. The most thorough heat treatment in a vacuum and must take place in uninterrupted, successive procedural steps, does not completely liberate all the hidden and trapped carbons.

In .dem vorliegenden Verfahren wurde jedoch gefunden, daß, wenn solch eine synthetische Graphitelektröde unter Luftzutritt öder auch in einem sauerstoffhaltigen Gas einer Wärmebehandlungunterzogen wird, bei der der Körper fast weißglwhend wird, nicht nur die Elektrode vollkommen ,gasfrei wird, sondern auch ihr Gefüge sich derart ;ändert, daß die Zersetzung auf einen vernachlässigbaren Grad. .sinkt.In the present process, however, it was found that if such a synthetic graphite electrode with admission of air or also in an oxygen-containing one Gas is subjected to a heat treatment in which the body becomes almost white, not only does the electrode become completely gas-free, but also its structure ; that changes the decomposition to a negligible degree. .sinks.

Dias Verfahren ist nicht an eine besondere Temperatur gebunden, obwohl vorzugsweise die Elektrode zur Weißglut oder auf ungefähr i zoo° C erhitzt wird, am besten in freier Luft mittels eines Hochfrequenzstromes. Die synthetische Graphitelektrode wird in irgendeiner bekannten Weise der Wirkung eines Hochfrequenzstromes ausgesetzt, dessen Frequenzen am besten in ,einem Bereiche liegen, der den Betriebsbedingungen entspricht und als der Radiofrequenzbereich bekanntist.The procedure isn't tied to a particular temperature, though preferably the electrode is heated to incandescence or to around i zoo ° C, preferably in the open air by means of a high-frequency current. The synthetic graphite electrode is exposed in any known way to the action of a high-frequency current, whose frequencies are best in, a range that the operating conditions and is known as the radio frequency range.

Die Erhitzung der Kohlenelektrode kann auch auf andere Weise stattfinden, z. B. in einem elektrischen Widerstandsofen, iiz dem der Kohlenkörper selbst als Widerstand benutzt wird, unter Beisein von Sauerstoff, oder in einem gasbeheizten Muffelofen unter Üiberschuß von Sauerstoff oder Beisein an- ; derer sauerstoffhaltiger Stoffe oder Gase, die den Körper umgeben. Wichtig ist nur, daß die Elektrode auf einer genügend hohen Temperatur -unter Beissein eines S.auerstofftnägers gehalten. wird, um alle nicht graphitierten Stoffe von der Oberfläche und aus dem Innern des Körpers zu entfernen.The heating of the carbon electrode can also take place in other ways, z. B. in an electric resistance furnace, iiz which the carbon body itself as Resistance is used in the presence of oxygen, or in a gas-heated one Muffle furnace with excess oxygen or presence; those more oxygenated Substances or gases that surround the body. It is only important that the electrode is on at a sufficiently high temperature - kept in the presence of an oxygen absorber. is to remove all non-graphitized substances from the surface and from the inside of the Body to remove.

Da die Elektrode unter Zutritt von Luft behandelt wird, so sinken die Herstelliingskosten .der. Elektrode selbst im Vergleich mit j den gewöhnlichen Metallelektroden im Vakuum. Weiterhin kann die fertige synthetische Graphitelektrode, wenn sie einem Hochfrequenzstrom zur Erhitzung auf Weißglut ausgesetzt ist, mit viel weniger Sorgfalt behandelt werden, sofern es ihre Zersetzung betrifft, als die bisher üblichen Graphit- oder Kohlenelektroden.Since the electrode is treated with air, so sink the manufacturing costs. the. Electrode itself in comparison with j the ordinary Metal electrodes in a vacuum. Furthermore, the finished synthetic Graphite electrode, when exposed to a high frequency current for heating to incandescent heat, with much less care should be taken, as far as their decomposition is concerned, than the previously common graphite or carbon electrodes.

Es wurde festgestellt, daß die synthetische Graphitelektrode, wenn sie der oben beschriebenen Hitzebehandlung unterworfen wird, von einer meist blauen, glühen,deii-# Schicht umgeben ist und nach der Beendigung der Behandlung sogar ein verändertes Aussehen zeigt. Selbst dem unbewaffneten Auge erscheint die fertige Elektrode als ein gleichmäßiges kristallinisches Gefüge. Während der Durchführung des Verfahrens ist das Glühen um die Elektrode verhältnismäßig beständig, wenn aber leuchtende Teilchen von. der Elektrode wegfliegen, dann ist es ein Zeichen, daß die Behandlung zu Ende geführt ist und daß alle nicht graphitierten Teile entfernt sind.It was found that the synthetic graphite electrode if it is subjected to the heat treatment described above, of a mostly blue, glow, the layer is surrounded and even a after the end of the treatment shows changed appearance. Even to the unarmed eye the finished one appears Electrode as a uniform crystalline structure. During the implementation of the process, the glow around the electrode is relatively persistent, but when luminous particles of. fly away from the electrode, then it is a sign that the treatment has been completed and that all non-graphitized parts have been removed are.

Wenn solch eine Elektrode in einer elektrischen Entladeröhre befestigt ist, dann benötigt sie vor dem Abschließen der Röhre keine weitere Behandlung, wodurch die Herstellungskosten weiter verringert werden. Der größte Vorteil der Erfindung besteht. jedoch in der Tatsache, daß eine Röhre mit einer Elektrode, die nach dem oben beschriebenen Verfahren behandelt wurde, sich für höhere Leistungen eignet, wie sie z. B. Senderöhren o. dgl. erfordern, ohne Gefahr zu laufen, daß die Elektrode selbst unter hohen Temperatgtn Gas .abgibt.When such an electrode is fixed in an electric discharge tube no further treatment is required before the tube is closed, which means the manufacturing cost can be further reduced. The greatest advantage of the invention consists. however, in the fact that a tube with an electrode, which after the the procedure described above has been treated, is suitable for higher performance, how they z. B. transmission tubes o. The like. Require without running the risk that the electrode Gives off gas even at high temperatures.

Claims

PATRNTANSPRÜCIII? i. Process for cleaning pressed graphite bodies, to serve as electrodes for electric discharge tubes by heating at annealing temperature, characterized in that the graphite body in the presence of a oxidizing atmosphere to a temperature of about i zoo ° C and heated to this Temperature is kept until the glowing gas jacket, which is during the heating surrounding the electrode disappears completely. z. Method according to claim i, characterized characterized in that the body by high frequency electromagnetic induction Annealing temperature is brought. 3. The method according to claim i, characterized in that that the electrode fixed in the tube in the presence of air as a carrier of the Oxygen is heated. q .. The method according to claim i, characterized in that that heating the body. is interrupted when the body is glowing particles gives away.