DE880181C - Elektrodenelement fuer Vakuumroehren - Google Patents

Description

• Elektrodenelement für Vakuumröhren Diese Erfindung betrifft Elektronenentladungsvorrichtungen, insbesondere .die Herstellung von Elektrodenelementen, wie Kathoden für Vakuumröhren. Kathoden «-erden bekanntlich aus einem Grundstoff, wie Nickel, hergestellt, dessen Oberfläche mit einem im allgemeinen aus einem Erdalkalioxyd bestehenden Elektronenemissionsüberzug versehen wird.
• Bei den hohen Verstärkerfaktoren der heute verwendeten Vakuumröhren muß eine Elektronenemission aus den 'Gittern und Anoden auf,' inimum reduziert werden, weil diese Emission beträchtliche Hintergrundgeräusche und eine Verminderung der Leistungsfähigkeit verursacht. Elektrodenelemente, z. h. eine Kathode, sind für gewöhnlich in Form einer Hülse oder eines Drahtes aus Nickel hergestellt, welches mit aktiven Oxyden, wie Barium-oder Strontiumoxyd, überzogen ist. Das zur Herstellung solcher Kathoden dienende Nickel weist natürlich Abweichungen in der Zusammensetzung auf. Die Zubereitung eines für die Herstellung von Kathoden geeigneten Nickels macht das Schmelzen von Rohblöcken (Ingots) erforderlich. Bei diesem Schmelzvorgang besteht eine Tendenz zur Oxv'dbildung. Es ist in der Praxis daher üblich, teer Schmelze verschiedene Desoxydationsmittel, wie Magnesium, Silicium; Calcium od. dgl. zuzusetzen, um die Bildung von Nickeloxyden auf ein Minimum zu beschränken. Für einen "wirkungsvollen Oxydationsschutz des Nickels ist jedoch die Verwendung eines Überschusses an derartigen Desoxydationsmitteln erforderlich, wobei kleine Mengen desselben in der Charge zurückbleiben. Es ist festgestellt worden, daß die Elektronenemission einer Oxydschichtkathode durch die Gegenwart solcher desoxydierend wirkender Elemente im Nickel, aus dem die Kathode hergestellt wurde, gesteigert wird.
• Der Unterausschuß VIII für metallische Werkstoffe für Radioröhren und Glühlampen -des Ausschusses B-4: für elektrische Heiz-, Widerstands# und verwandte Legierungen der »American Society for Testing Materials« hat@V@rerkstoffe für Kathoden in passive, normale und aktive klassifiziert. Beim passiven Typ ist der Ni.ckelmetallgrundstoff im wesentlichen frei von Silicium, iMagnesium, Titan,, Aluminium und ähnlichen Desoxvdationsmitteln. Dies sind diejenigen Desoxydationsmittel, die für gewöhnlich beim Schmelzen von Nickel verwendet werden, um ein schmiedbares Material zu erhalten, das zu dünnen Blechen von etwa o,oo2 bis 0,:005" Dicke ausgewalzt werden kann. Inaktive Metalle, wie Eisen oder Kobalt, gelten, falls sie nicht im zu großen Mengen anwesend sind, nicht für nachteilig.
• Die Notwendigkeit des Desoxydierens sich während des Schmelzens bildender Nick eloxyde. gleichzeitig aber ein Nickelendprodukt herzustellen, in welchem die üblichen Desoxydationse.lemente nicht enthalten sind, hat in der Praxis dazu geführt, den passiven Elektrodentyp aus elektrolytisch niedergeschlagenem Nickel herzustellen. Die Rohblöcke aus Elektrolvtnickel werden unter Zusatz von Kohlenstoff geschmolzen. Dieser Kohlenstoff wird zugesetzt, um die Oxyde in der Schmelze zu reduzieren und um ein Nickel zu erzeugen, das sich heiß und kalt zu dünnen Blechen auswalzen läßt. Auch in diesem Fall muß das Desoxydationsmittel im Überschuß verwendet werden, so daß bei Beendgung der Schmelze ein Nickel mit einem Gehalt von o,2o bis @o,5o% Kohlenstoff vorliegt. Es ist deshalb notwendig, den Kohlenstoff später durch Erhitzen in Gegenwart von feuchtem Wasserstoff wieder zu beseitigen. Diese Maßnahme ist zeitraubend und kostspielig, außerdem besteht dabei nach Beseitigung des Kohlenstoffs eine Tendenz zur Oxydation des Nickelblechs.
• Wir haben nunmehr gefunden, daß Rohblöcke aus elektrolytisch abgeschiedenem Nickel zur Herstellung eines schmiedbaren, heiß oder kalt bearbeit-: baren Metalls ohne Zusatz eines der üblichen Desoxydationsmittel, deren Gegenwart -im Nickelenderzeugnis unerwünscht ist, und ohne Zusatz von Kohlenstoff im Überschuß geschmolzen werden kann. Wir erreichen dies durch Zugabe von seltenen Erdmetallen, wie sie in der als sogenanntes Mischmetall bekannten Legierung vorhanden sind. Die Zusammensetzung des Mischmetalls ist Schwankungen unterworfen, es besteht jedoch allgemein gesprochen und im wesentlichen aus ;4% Cer, 30°/o Lanthan, 300% Didym, etwas Ytterbium und Eisen. Die Lanthan- und Didvmanteile des Mischmetalls ;können kleine Mengen anderer seltener Erdmetalle enthalten.
• Erfindungsgemäß werden die Rohblöcke des elektrolytisch abgeschiedenen Nickels in der üblichen Weise geschmolzen; .die normale Arbeitsweise wird bis zu dem Punkt befolgt, an dem das Metall völlig geschmolzen ist. An diesem Punkt setzen wir der Schmelze kleine !Mengen von Mischmetall zu. Im gegenwärtigen Zeitpunkt der Praxis haben wir i Gewichtsteil Mischmetall auf etwa i3oo Gewichtsteile, der Schmelze :angewandt. Diese Ziffer kann selbstverständlich variiert werden. Wenn das Schmelzen der Blöcke derart ausgeführt ist, daß normalerweise nur eine minimale Menge von Nickeloxyden entstehen würde, kann die Zugabe von Mischmetall kleiner sein. Größere Mengen von Mischmetall bis zu mehr als 3 Gewichtsteilen können zugesetzt werden. Die- der Charge zugesetzten seltenen Erdmetalle reduzieren die Nickeloxyde zu Nickel, und die dabei entstehenden Erdmetalloxyde verschwinden aus dem Schmelzbad. SpektographischeAnalysen des Gusses und des bearbeiteten Metalls weisen Spuren von Cer und Lanthan auf. Falls eisenhaltiges Mischmetall verwendet wird, bleibt das Eisen gleichfalls im Nickel, und zwar in Mengen von etwa o,i2 maximal o,2o%: im Enderzeugnis zurück. Die Gegenwart derartiger Eisenmengen oder Spuren von Cer und Lanthan im Endergebnis ist ohne nachteilige Wirkung, und auf diese Weise hergestelltes Nickel ist in vollem Ausmaße zur Herstellung von passiven Kathodenelementen geeignet.
• Auf diese Weise hergestelltes Nickel enthält, abgesehen von der gegebenenfalls zuzurechnenden kleinen Eisenmenge, nicht mehr Verunreinigungen, als in den Nickelroliblöcken vorhanden waren. Es ist schmiedbar, leicht zu verarbeiten und zu glühen, wobei eine Glühbehandlung, wie sie bei einem Nickel mit hohem Kohlenstoffgehalt erforderlich ist, nicht notwendig ist.
• An Stelle des Zusatzes der seltenen Erdmetalle in Form von Mischmetall können die gewünschten Mengen von Erdmetallen, wie Cer, Lanthan und Di,dym, auch direkt zugegeben werden. In diesen Fällen würde das erzeugte Nickel keine kleinen Verunreinigungen durch Eisen enthalten.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrodenelement für Vakuumröhren auf Basis der Eisen-Nickel-Kobalt=Metallreihe, dadurch gekennzeichnet, daß es Spuren von Cer und Lanthan enthält.
2. 2. Elektrodenelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es weniger als o,2% Cer und weniger als o,2 % Lanthan enthält.
3. 3. Elektrodenelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es Spuren von seltenen Erdmetallen enthält.
4. 4.. Verfahren zur Herstellung von Elektrodenelementen für Vakuumröhren, dadurch gekennzeichnet, daß: der Schmelze eines hierzu dienenden @l@letalls der Eisen-Nickel-Kobalt-Reihe, und zwar dem geschmolzenen Metall, sogenanntes Mischmetall- zugesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß dem geschmolzenen Metall Cer und Lanthan zugesetzt wird.
6. 6. Elektrodenelement für Vakuumröhren, bestehend aus Nickel, welches Spuren von Cer und Lanthan enthält.
7. 7. Elektrodenelement für Vakuumröhren, bestehend aus Nickel, welches weniger als o,i2@°/o Cer und weniger als 0,2 °i0 Lanthan enthält. B.
8. Verfahren zur Herstellung von Elektrodenelementen für Vakuumröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nickelschmelze gebildet und dem geschmolzenen Nickel Cer und Lanthan -zugesetzt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem geschmolzenen Nickel Tischmetall im Verhältnis von i bis io Gewichtsteilen Mischmetall auf 1300 Gewichtsteile Nickel zugesetzt werden. io. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelementes für Vakuumröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze eines Metalls der Eisen-Nickel-Kobalt-Reihe hergestellt und dem geschmolzenen Metall seltene Erdmetalle zugesetzt werden.