DE897606C

DE897606C - Verbundwerkstoff fuer thermisch hoch belastbare Elektroden

Info

Publication number: DE897606C
Application number: DET5303A
Authority: DE
Inventors: Anton Dr Weber
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1951-11-17
Filing date: 1951-11-17
Publication date: 1953-11-23

Description

Verbundwerkstoff für thermisch hoch belastbare Elektroden Die Erfindung (betrifft einen Werkstoff zur Herstellung von Elektroden für elektrische Entlaldungsröhren, insbesondere Elektronenröhren.
Es ist bekannt, betriebsmäßig hochbelasteten Elektroden von elektrischen Entladungsröhren ein großes Wärmea#bstrahlungsvermögen dadurch .zu verleihen, @daß ihre Oberfläche oder zumindest die der Kathode abgekehrte Steite mit möglichst guter Annäherung mixt .den Strahlungseigenschaften des schwarzen Körpers ausgestattet wird. Dies erreicht man, wie gleichfalls bekannt ist z. B. dadurch, daß solche Elektroden aus einem mit Aluminium plattierten Eisenblech hergestellt und nach dem Einbau in das Vakuumgefäß auf etwa 8oo° C erhitzt werden; dabei entsteht (durch eine exotherme Reaktion zwischen .dem Eisen und dem Aluminium eine intermetallische Verbindung von so feinkörnigem Gefüge, daß ihre Oberfläche etwa 8o oder mehr Prozentdes Strahlungsvermögens des schwarzen Körpers aufweist. Außerdem bewirkt diese Reaktion, wenn, sie im Vakuum ausgeführt wird, eine gute Entgasung ider Werkstoffoberfläche. Das Plattieren der Eisenbleche wird dabei nach dem bekannten Warm- oder Kaltwalzverfahren vorgenommen. Bei dem letztgenannten Verfahren wird die durch die Deformation des Werkstoffes auftretende iErhitzung für die Herstellung der gegenseitigen Verbindung der beiden Metalle ausgenutzt. In jedem Fall muß das hart anfallende Walzgut für idie Weiterverarbeitung weichgeglüht werden, ohne .daß sich hierbei bereits die intermetallische Versbindung bildet. Auf das Weichglühen kann nicht verzichtet werden, weil das plattierte Blech sich sonst nicht zu Elektroden verarbeiten läßt. Es ist nun, weiterhin bekannt, daß die unerwünschte vorzeitige Alitiernng, d. h. die Bildung einer intermetallischen Verbindung, vorwiegend FeA13, zwischen dem Aluminiumüberzug und der Unterlage, beim Weichglühen vermieden wird, wenn ein besonders sauerstoffreiches Eisen verwendet wird. Der notwendige Sauerstoffgehalt wurde beispielsweise dadurch sichergestellt, -daß die Eisenschmelze entweder nicht restlos entgast oder sogar .mit Sauerstoff angereichert wird. Die aus technologischen Gründen notwendige Wahl von sauerstoffhaltigem Eisen ist aber in vakuumtechnischer Hinsicht unerwünscht. Dieses Eisen: bedingt nämlich eine zweiseitige Plattierurng mit A1 oder der anderen Seite mit einem anderen vakuumfesten Metall, wie z. B. Ni oder Mo. Das sauerstoffhaltige Eisen führt unter Umständen zu einer Verschlechterung der Emissionsfähigkeit der Glühkathode, wenn :dem nicht durch eine :besonders sorgfältige und daher länger .dauernde Entgasung der Elektrode und ,eine ibesonders wirksame Getterung der Röhre vorgebeugt wird. Es ist daher auch schon vorgeschlagen, worden, die Menge des in der Elektrode enthaltenen sauerstoffhaltigen Eisens dadurch zu beschränken"daß idieElektrode nur auf der mit Aluminium zu überziehenden Seite aus sauerstoffhaltigem Eisen, auf .der anderen.Saite hingegen aus einer vakuumfesten Eisensorte bestehen soll. Es liegt auf der Hand, daß diese Maßnahme zwar die gewünschte Wirkung zu erzielen vermag, aber die Herstellung der Elektroden umständlicher gestaltet und verteuert. Die geschilderten Nachteile wenden; durch die -Erfindung vermieden.
Gemäß :der Erfindung dient als Werkstoff für thermisch hoch ;belastbare Elektroden, von elektrischen Entladungsgefäßen, insbesondere Elektronenröhren, ein Eiisenblech, das .neben einem Kohlenstoffgehalt von o,oi ... 9,5% einen Gehalt von a,oii ... i0/9 metallischem Aluminium als Be-, ruhigungs.zusatz zur Schmelze aufweist, dadurch besonders sauerstofffrei ist- und nach mechanischer Aufrauhung im Sandstrahlgebläse im Kaltwalzverfahren auf einer Seite oder auf !beiden .Seiten mit einer dünnen Aluminiumschicht von beispielsweise 15 ,u Didke plattiert worden ist. Überraschenderweise läßt sich dieser Werkstoff nach dem Plattieren anstandslos weichglühen, ohne :daß sich die intermetall.ische Verhindung !bildet oder tdie Aluminiumschicht abblättert.
Außer Aluminium können dem Eisen auch noch andere die Vakuumeigenschaften des Werkstoffes verbessernde Metalle, wie o,foti ... i % Beryllium oder Titan zugesetzt werden. Zum Aufrauhen ist möglichst scharfkantiger Sand, vorzugsweise Karborundum, zu verwenden, dessen Reste von der Blechoberfläche nur mit mechanischen Reinigungsmitteln, wie z. B. Bürsten oder durch Klopfen, keinesfalls aber .mit einer Flüssigkeit zu entfernen sind. Eine für die Verwendung als Elektrodenwerkstoff hinreichend fest auf der Unterlage haftende Aluminiumschicht wird bereits durch einen Abwalzgrad erreicht, der geringer ist, als er unter sonst .gleichen Verhältnissen ibeim Plattieren von. sauerstoffhaltigem Eisen üblich ist.
Das so hergestellte Verbundblech weist vorzügliche vakuumtechnische @Eigenschaften auf, so daß eine Vergiftung der Emissionsschicht der Kathode auch ohne besondere Vorbeugungsmaßnahmen unterbleibt -und die Entgasung keine Schwierigkeiten bereitet. Außerdem läßt sich die gemäß der Erfindung verwendete Eisensorte mit Al urvd/oder Be/Ti-Gehalt schon bei verhältnismäßig :niedrigen Temperaturen von vorzugsweise etwa 55o° C weichglühen, bei :denen die vorzeitige Alitierung mit Sicherheit nicht eintritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbundwerlkstoff -für thermisch hoch belastbare !Elektroden, insbesondere Anoden, von elektrischen Entladungsgefäßen, vorzugsweise Elektronenröhren, bestehend aus einem Eisenblech, das praktisch sauerstofffrei ist und aus einem in der Schmelze durch Zusatz bzw. Gehalt von o @opr ... i%, Aluminium beruhigtem Eisen. .mit o,o-r . . . o,50/9 Kohlenstoffgehalt besteht und :nach mechanischer Aufrauhung im Sandstrahlgebläse auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit einer dünnen Aluminiumschicht von beispielsweise 15 ,u Dicke im Kaltwaazverfahren überzogen ist.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, idaß das Eiisen außer Aluminium auch noch oder nur Beryllium und/oder Titan, und zwar vorzugsweise in einer Gesamtmenge von etwa o,ai ... i % enthält.
3. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch z, :dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung im Sandstrahlgebläse mit Hilfe von scharfkantigen Karborundkörnern erfolgt. q..
Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch, i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundblech, vor der Verformung zu Elektroden bei einer Temperatur von etwa 55o° C weichgeglüht wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, :daß auf die Bearbeitung im Sandstrahlgebläse ausschließlich eine Trockenreinigung, vorzugsweise mit Hilfe von Bürsten und oder :durch mechanische Erschütterung, folgt.