DE858738C

DE858738C - Powdery, non-evaporating trapping material for electrical discharge vessels

Info

Publication number: DE858738C
Application number: DET2328D
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr-Ing Widmann
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-03-24
Filing date: 1941-03-25
Publication date: 1952-12-08

Description

Pulverförmiger, nicht verdampfender Fangstoff für elektrische Entladungsgefäße In elektrischen Entladungsgefäßen werden häufig nicht verdampfende Gettermetalle, wie z. B. Titan, Zirkon, Tantal oder Thorium, zur Restgasbildung benutzt. Wegen ihrer schweren Verarbeitbarkeit zu Blechen. oder Drähten ist es üblich, sie in Pulverform auf andere Metallteile aufzubringen und anzusintern. Ihre Aufsintertemperatur liegt aber sehr hoch, woraus u. a. folgende Nachteile erwachsen: Die gasbindende Wirksamkeit der Fangstoffe wird sehr stark herabgesetzt, die metallische Unterlage rekristallisiert, und schließlich ist die Verwendungsmöglichkeit dieser Metalle wegen ihrer hohen Aufsintertemperatur sehr beschränkt.Powdered, non-evaporating capture material for electrical discharge vessels In electrical discharge vessels, non-evaporating getter metals, such as B. titanium, zirconium, tantalum or thorium, used to generate residual gas. Because difficult to process into sheet metal. or wires it is common to have them in powder form to be applied to other metal parts and to be sintered. Your sintering temperature is but very high, from which a. the following disadvantages arise: The gas-binding effectiveness the catching material is greatly reduced, the metallic base recrystallizes, and finally, the utility of these metals is because of their high Very limited sintering temperature.

Ferner ist es auch bekannt, die Metalle der seltenen Erden, wie z. B. Cer, Länthan oder auch Cer-Mischmetall, welches hauptsächlich Cer und Lanthan und daneben noch geringere Mengen anderer seltener Erden enthält, als: Fangstoff zu ver-@venden. Diese Metalle sind aber an der Luft sehr unbeständig und schwer verarbeitbar; auch ist ihre Verdampfungstemperatur, die zum Zweck der Bildung eines Metallspiegels erreicht werden muß, sehr hoch, weshalb ihre Verwendung sehr erhebliche Schwierigkeiten bereitet.Furthermore, it is also known to use the rare earth metals such. B. cerium, lanthanum or cerium mixed metal, which is mainly cerium and lanthanum and also contains smaller amounts of other rare earths than: catching material to be used. However, these metals are very unstable and heavy in air processable; also is their evaporation temperature, which is for the purpose of forming a Metal level must be achieved very high, which is why their use is very significant Causes difficulties.

Gemäß der Erfindung besteht ein pulverförmiger, nicht verdampfender Fangstoff aus 1o bis 75 Gewichtsteilen einer 5 bis 95% Aluminium enthaltenden Cer-Aluminium-, Lanthan "Aluminium- oder Mischmetall-Aluminium-Legierung und 9o bis 25 Gewichtsteilen Titan, Tan:tal, Zirkon oder ins.-besondere Thorium, vorzugsweise aus 2o Gewichtsteilender Legierung und So Gewichtsteilen Thorium.According to the invention there is a powdery, non-evaporating one Catch material from 10 to 75 parts by weight of a cerium-aluminum containing 5 to 95% aluminum, Lanthanum "aluminum or mixed metal-aluminum alloy and 9o to 25 parts by weight Titanium, tan: tal, zirconium or in particular Thorium, preferably of 20 parts by weight of alloy and 50 parts by weight of thorium.

Durch Legierung des Cer-Mischmetalls mit Aluminium wird dieses luftbeständig, spröde und daher leicht mörserbar. Wird nun einer solchen pulverförmigen Legierung, wie Mischmetall-Aluminium, ein hochschmelzendes gasbindendes Metall, ebenfalls in Pulverform, zugesetzt und diese Mischung dann gesintert und gemörsert, so kann ein überraschend feines Pulver erhalten werden, das nicht nur gut luftbeständig ist, sondern auch eine unerwartet hohe Getterwirkung hat, wie die folgenden Meßergebnisse zeigen.Alloying the cerium mixed metal with aluminum makes it air-resistant, brittle and therefore easy to mortar. If such a powdery alloy, like mischmetal-aluminum, a high-melting gas-binding metal, also in Powder form, added and this mixture then sintered and pounded, so a surprisingly fine powder can be obtained, which is not only good air-resistant, but also has an unexpectedly high gettering effect, as the following measurement results demonstrate.

Zum Vergleich wurden die Getterwirkung des nach der Erfindung zusammengesetzten Fangstoffes Th-Al. Ce und die Getterwirkung von Th und Al., Ce getrennt gemessen, wobei alle Fangstoffe in: Pulverform vorlagen. Der Gasdruck in der Röhre betrug bei sämtlichen Messungen zu Beginn 5 - 1o-= mm. Das mit A1.,Ce-Mischmetall erreichte Höchstvakuum betrug 2,4 - 1o-= mm; mit Thorium wurde 7,8 - io-3 mm und mit dem erfindungsgemäßen Fangstoff 5 - io-5 mm erreicht. Diese gute Getterwirkung erstreckt sich bei dem neuen Fangstoff über ein Temperaturgebiet von. etwa doo bis, 70d° C, währendThorium und Al. Ce-Mischmetall nur etwa von 5oo bis 6oo° C eine gute Getterwirkung zeigen. Die beste Getterwirkung hatte der erfindungsgemäße Fangstoff bei diesen Versuchen bei etwa 4801 C.For comparison, the getter effect of the capture substance Th-Al composed according to the invention. Ce and the getter effect of Th and Al., Ce measured separately, with all capture materials in: powder form. The gas pressure in the tube was 5 - 10 = mm at the beginning of all measurements. The maximum vacuum achieved with A1., Ce mischmetal was 2.4 - 10 = mm; with thorium, 7.8-10-3 mm was achieved and with the catch material according to the invention 5-10-5 mm. This good getter effect extends over a temperature range of. about doo to .70d ° C, while Thorium and Al. Ce mischmetal show a good getter effect only from about 500 to 600 ° C. The catch material according to the invention had the best getter effect in these tests at about 4801 C.

Ferner stellte sich heraus, daß der erfindungsgemäße pulverförmige Fangstoff beim Aufsintern auf Röhrenbestandteilen bereits bei 8oo° C und bei Kupfer als metallische Unterlage schon bei 6oo° C Sintertemperatur gut auf der Unterlage haftet, während Titan, Zirkon, Tantal und Thorium erst oberhalb 1200"C und auf Kupfer wegen seines niedrigen Schmelzpunktes überhaupt nicht aufgesintert «-erden können. Außerdem ist die erforderliche Sinterzeit bei dem neuen Fangstoff sehr kurz (35 bis 0o Sekunden). Neben diesen. zahlreichen Vorteilen hat das Sinterprodukt auch gute wärmeabstrahlende Eigenschaften, und deshalb zieht man es zweckmäßig in an sich bekannter Weise gleichzeitig zur Kühlung der Röhre, z. B. der Anode, heran.It was also found that the powdery of the invention Catch material when sintering on pipe components already at 8oo ° C and with copper As a metallic base, it is good on the base even at a sintering temperature of 600 ° C Adheres, while titanium, zirconium, tantalum and thorium only above 1200 "C and on copper because of its low melting point cannot be sintered on at all. In addition, the required sintering time for the new catch material is very short (35 up to 0o seconds). Besides these. The sintered product also has numerous advantages good heat-radiating properties, and therefore it is appropriate to wear it in known way at the same time for cooling the tube, z. B. the anode.

Die Zusammensetzung der aus Aluminium und Mischmetall bestehenden Legierung ist nicht kritisch, sie kann zwischen 5 und 95% Aluminium enthalten. Die beste Getterwirkung und Schwärzung wird erhalten, wenn die Zusammensetzung der Legierung etwa der Formel Al" Ce entspricht. Durch die Zugabe der hochschmelzenden Metalle, insbesondere von Thorium, zu einer solchen Legierung wird die Schwärzung noch weiter erhöht. Die besten Ergebnisse erhält man mit dem erfindungsgemäßen Fangstoff, wenn mit 2o Gewichtsteilen einer Legierung von der Zusammensetzung Al.. Ce-Mischmetall So Gewichtsteile Thorium zusammengesintert werden.The composition of the existing of aluminum and mischmetal Alloy is not critical, it can contain between 5 and 95% aluminum. the best getter effect and blackening is obtained when the composition of the alloy approximately corresponds to the formula Al "Ce. By adding the refractory metals, especially of thorium, to such an alloy the blackening becomes even more pronounced elevated. The best results are obtained with the catch material according to the invention if with 20 parts by weight of an alloy with the composition Al .. Ce mischmetal So parts by weight of thorium are sintered together.

Der gepulverte Fangstoff kann beispielsweise mit einem organischen Bindemittel versetzt und dann z. B. durch Sprühen, Aufstreichen oder Tauchen auf eineUnterlage, etwa auf dieAnode, aufgebracht werden.The powdered catch material can, for example, with an organic Binder added and then z. B. by spraying, brushing or dipping a backing, such as on the anode, can be applied.

In der Abhildung ist ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung schematisch dargestellt. Mit i sind vier Kathodendrähte und mit 2 die Anode bezeichnet. Diese Anode ist an den mit 3 bezeichneten Stellen mit dem Fangstoff bedeckt, der durch Punkte angedeutet ist. Diese Stellen sind so gewählt, daß die gute Wärmeabstrahlung des Fangstoffes möglichst weitgehend ausgenutzt wird.The illustration shows an example of the application of the invention shown schematically. With i are four cathode wires and with 2 the anode. This anode is covered at the points indicated by 3 with the catch material, the is indicated by dots. These places are chosen so that the good heat radiation of the catch material is used to the greatest possible extent.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Powdered, non-evaporating catch material for electrical discharge vessels, characterized in that it consists of 10 to 75 parts by weight a 5 to 95% aluminum containing cerium-aluminum, lanthanum-aluminum or Mixed metal-aluminum alloy and 9o to 25 parts by weight of titanium, tantalum, zirconium or especially thorium, preferably 20 parts by weight of the alloy and 50 parts by weight Thorium. z. Trapping material according to claim i, characterized in that it is a outwardly heat-radiating surface of an electrode, in particular the anode, covered. 3. catch material according to claim i, characterized in that it is on a base is sintered on. d .. catch material according to claim i, characterized in that it mixed with an organic binder is applied to a base.