DE875691C - Verfahren zur Gewinnung festhaftender Schichten grossen Waermeabstrahlungsvermoegens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung festhaftender Schichten großen Wärmeabstrahlungsvermögens Es ist bekannt, Elektroden zwecks Erhöhung ihrer ZVärrneabstrahlfähigkeit reit einem Kohleüberzug zu bedecken (karbonisieren). Zu dem gleichen Zweck hat man auch Elektroden aus hochschmelzenden Metallen, beispielsweise aus Tantal, bei hohen Temperaturen im elektrischen Ofen der Wirkung einer CO- oder CO.,-Atmosphäre ausgesetzt. Dabei bildet sich eine Oberflächenschicht aus dem Karbid des betreffenden Grundmetalles (karburieren). Weitere Verfahren, zu Elektroden hohen Wä rineabstrahlungsvermögens zu gelangen, bestehen in dein Äufbringen von Metalloxyden mittels Pinsel, Spritzpistole oder Elektrophorese auf die Elektroden. Dabei hat sich gezeigt, die Verwendang hindemittelfreier Aufschlämmungen nur zu einem geringen Haftvermögen des Metalloxydes auf dem Grundmetall führt. Die Überzüge sind nicht griffest. Bei Verwendung von Bindemitteln für Vakuumröhrenelektroden erscheinen solche als vorteilhaft, die beim Glühen im Vakuum größtenteils verbrennen, wie beispielsweise Kollodium. Eine dem Einbau der Elektroden in die Röhre vorausgehende Vorentgasung beseitigt jedoch in diesem Falle die Bindestoffe, so daß im Endzustand doch wieder ein Belag geringen Haftvermögens zurückbleibt.
• Zu- besonders fest haftenden Schichten großen `Värmeabstrahlungsvermögens auf Elektroden, die in elektrischen Entladungsgefäßen verminderten Druckes oder von Hochvakuum Verwendung finden, 'gelangt man erfindungsgemäß dadurch; daß man Kupfer galvanisch verchromt- und das Chrom in einem gasförmigen Medium oxydiert. Dabei wird mit Vorteil von einem Gas Gebrauch gemacht, das lediglich mit dem Chrom, nicht aber mit dem Kupfer in Reaktion tritt. Auf diese Weise wird ein außerordentlich hoher Grad von Haftfestigkeit zwischen dem Chromoxydfiberzug und dem kupfernen Grundmetall erzielt. In besonders zweckmäßiger Weise läßt man die Oxydation des Chroms in strömendem, feuchtem Wasserstoff bei Temperaturen von 7oo bis iooo° vor sich gehen: Innerhalb dieses Temperaturgebietes wird das Chrommetall durch den Wasserdampf mit genügender Geschwindigkeit oxydiert, während das Kupfer vollkommen blank bleibt. Ausreichend sind H2 O-Partialdrücke im H2 von o,i bis 0,3 Torr. Bei höheren H20-Partialdrücken im H2, beispielsweise 2o mm Torr, ist die Oxydationsgeschwindigkeit wesentlich größer und sind kleinere Gasmengen erforderlich: Es genügt, den Wasserstoff mittels Hindurchleiten durch Wasser von Zimmertemperatur zu sättigen. Es ist ferner von Vorteil, das Anheizen und Abkühlen des verchromten Kupfers auf die bzw., von der Oxydationstemperatur in trockenem Wasserstoff auszuführen. Wichtig für eine gleichmäßige Oxydation. und Farbe ist dabei eine sorgfältige Reinigung (Entfettung) der Oberfläche der galvanischen Verchromung.
• In Verbindung mit einer gleichzeitigen Vorentgasung des verchromten Kupfers durch Glühen im Vakuum läßt sich die Oxydation auf einfache Weise durchführen, indem man die verchromten Kupferteile im Hochvakuum auf die Oxydationstemperatur aufheizt und durch Öffnen eines mit dem Vakuumofen in Verbindung stehendenWasservorratsgefäßes die Oxydation bei einer bestimmten Wasserdampftensiön durchführt. Anschließend können die oxydierten Metallteile nach Wiederherstellung des Vakuums in ein und demselben Arbeitsgang vorentgast werden.
• Die erzeugten Chromoxydschichten dürfen eine bestimmte Dicke nicht überschreiten, sonst erfolgt Rissigkeit und Abblättern. Die Farbe der Schichten ist dunkel bis schwarzgrün. Die Wärmeabstrahlung von Kupferanoden, die mit solchen griffesten Chromoxydschichten überzogen sind, ist mindestens doppelt so hoch wie bei Kupferanoden, die mit Chromoxyd bestrichen sind. Die Belastbarkeit beträgt ungefähr 4,5 bis 5 Watt/cm2 gegenüber 2 bis 2,5 Watt bei den mit Chromoxyd bestrichenen Kupferanoden. Dabei wurde als Grenze der Belastbarkeit eine solche Temperatur (zwischen 8oo bis 85o°) festgelegt, bei der innerhalb etwa 1/2 Std. noch keine störende Kupferverdampfung bemerkbar ist. Solche hochbelastbaren Kupferanoden haben sich zusammen mit Oxydkathoden in Versuchsröhren als vakuumtechnisch absolut einwandfrei erwiesen. Die überraschend hohe Belastbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Elektroden wie auch die praktisch vernachlässigbare Leitfähigkeit der dabei gewonnenen hochisolierenden Chromoxydschicht-lassen die Erfindung als besonders wichtig erscheinen für die Herstellung von Elektroden in Röhren, die der Erzeugung von kurzen und ultrakurzen Wellen dienen. Hier ist infolge der meist sehr geringen Ausdehnung der Elektroden deren Erwärmung sehr stark. Die Abfuhr dieser Wärme stößt ganz allgemein auf Schwierigkeiten, die dann einen besonders hohen Grad erreichen, wenn es sich um Ultrakurzwellenröhren handelt, bei denen ein praktisch allseitig von elektrisch leitenden Flächen begrenzter Hohlraum als Resonator dient und wenigstens einen Teil der Elektroden umgibt. Die Verwendung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektroden als Gitter, insbesondere als Beschleunigungsgitter; oder/und nicht durchbrochene Elektroden, insbesondere Anoden oder Auffangelektroden, schafft hier wesentliche Abhilfe. Dies gilt vorzugsweise für den Fall, daß Elektroden sowohl innerhalb des Hohlraumresonators angeordnet sind als auch von Metallflächen des Hohlraumresonators gebildet werden. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter auf der den inneren Elektroden zugewandten Seite des Resonators aufgebrachter Überzug aus Chromoxyd nimmt die von den Elektroden abgestrahlte Wärme auf und kann dann, da die Flächen, die diesen Überzug tragen, mit ihrer Außenseite entweder unmittelbar an die äußere Atmosphäre grenzen oder durch metallische Brücken in gutem Wärmekontakt mit der an die äußere Atmosphäre angrenzenden, vorzugsweise metallischen Hülle der Röhre stehen, in einfachster Weise nach- außen abgeführt werden. Die gleichzeitige Eigenschaft des Chromüberzuges, ein guter Isolator zu sein, ist dabei insofern von Nutzen, als die ultrahochfrequenten Wechselströme in diese Schicht nicht eintreten und somit diese Schicht zur Dämpfung der ultrahochfrequenten Wechselströme überhaupt nicht beiträgt.
• An Stelle von Kupfer als Grundmetall kann auch Silber treten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung festhaftender Schichten großenWärmeabstrahlungsvermögens auf Elektroden, die in elektrischen Entladungsgefäßen verminderten Druckes oder von Hochvakuum Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer galvanisch verchromt und das Chrom in einem gasförmigen Medium oxydiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Oxydation des Chroms in einem Gas, das lediglich mit dem Chrom, aber nicht mit dein Kupfer in Reaktion tritt.
3. 3. Verfahren nachAnspruch 2, gekennzeichnet durch die Oxydation in strömendem, feuchtem Wasserstoff bei Temperaturen von 7oobis iooo°.
4. 4- Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen H2 O-Partialdruck im H2 größer als o,i bis 0,3 Torr.
5. 5. Verfahren mach den Ansprüchen i bis d., dadurch gekennzeichnet, däß das Anheizen und Abkühlen des verchromten Kupfers auf die bzw. von der Oxydationstemperatur in trockenem Wasserstoff vorgenommen wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß das verchromte Kupfer im Hochvakuum bis zur Oxydationstemperatur aufgeheizt und die Oxydation selbst durch Öffnen eines mit dem Vakuumofen in Verbindung stehenden Wasservorratsgefäßes bei einem bestimmten Wasserdampfdruck durchgeführt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß imAnschluß an dieOxydation eine Vorentgasung des mit oxydiertem Chromüberzug versehenen Kupfers im Vakuum erfolgt. ä. Die Verwendung von nach dem Verfahren gemäß Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche hergestellten Elektroden bei Ultrakurzwellenröhren mit Hohlraumresonator als Gitter, insbesondere Beschleunigungsgitter, oder/und nicht durchbrochene Elektroden, insbesondere Anoden oder Auffangelektroden, vorzugsweise für den Fall, daß Elektroden innerhalb des Hohlraumresonators angeordnet sind bzw. von Teilen der Metallflächen des Hohlraumresonators gebildet werden.