DE2202827C3 - Gitterelektrode für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gitterelektrode für elektrische Entladungsgefäße, bei der die Gitterdrähte aus einem Grundmetall mit einer ersten, als Diffusionssperre wirksamen Schicht aus einer hochschmelzenden intermetallischen Verbindung und diese erste Schicht mit einer zweiten Schicht aus Platin überzogen sind.

Eine Gitterelektrode der erwähnten Art ist aus der GB-PS 1177 302 bekannt. Zur Verkleinerung der thermischen Emission ist die Gitterelektrode mit einem Edelmetall aus der VIII. Gruppe des periodischen Systems, vorzugsweise Platin, überzogen. Um die Diffusion des Platins in das Grundmetall des Gitterdrahts zu verkleinern und die Abstrahlungsfähigkeit zu erhöhen, weist sie zwischen dem Grundmetall und dem Überzug eine erste Schicht auf, wobei für die erste Schicht Materialien wie Karbide, Boride oder Suizide hochschmelzender Metalle vorgesehen sind.

Diese bekannte Gitterelektrode hat den Nachteil, daß die Beschichtung mit dem Grundmetall oder bei mehreren Schichten die Beschichtungskomponenten auch unter sich mehr oder weniger rasch Reaktionen eingehen, deren Reaktionsprodukte durch die Aufdampfprodukte der Th-W-Kathode aktivierbar sind. Alle Gitterelektroden, die Karbide als erste Schicht verwenden, haben noch den zusätzlichen Nachteil, daß sich mit dem Grundmetall im Laufe der Zeit Karbide bilden, die zur Versprödung der Gitterelektrode führen.

Aus der US-PS 31 64 740 ist es bekannt, auf den Gitterdraht eine erste Schicht aus Rhodium aufzusintern. auf die eine zweite Schicht aus Platin aufgebracht wird. Bedingt durch die zwischen der ersten und zweiten Schicht auftretende Diffusion ist die thermische Stabilität der Eigenschaften dieser Gitterelektrode nicht befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gitterelektrode zu schaffen, bei der sich die thermische Emission auch bei wesentlich gesteigerter Belastung nicht erhöht und die zugleich eine geringe und reproduzierbare Sekundäremission bei gesteigerter Hochspannungsfestigkeit besitzt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Schicht aus ZrPij oder aus einer Titan-Platin-Verbindung besteht

ιυ Mit Vorteil wird die hochschmelzende, intermetallische Verbindung als Pulver auf die Gitterdrähte aus einem Grundmetall aufgetragen und danach gesintert. Durch die Wahl der Pulverkörnung kann die Oberflächenrauhigkeit genau festgelegt und damit die Sekundäremission der Gitterelektrode gezielt beeinflußt werden.

Ausführungsbeispiel

Stöchiometrische Mengen von Zirkonium und Platin werden im Vakuum zusammengeschmolzen, wobei sich die intcrrnctaüischc Verbindung ZrPij bildet. Die erstarrten Proben dieser intermetallischen Verbindung werden in einem Mörser gebrochen, und anschließend in einer mit einem harten Material wie Wolframkarbid ausgekleideten Mühle bis zur Erreichung der gewünschten Korngrößen, vorzugsweise 3 μιη, gemahlen.

Die Gitterelektrode einer üblichen, bekannten Senderöhre, bestehend aus Molybdän- oder Wolframdrähten, wird zur Entfernung der Oxide bei einer Temperatur

jo zwischen 1000 und 1100⁰C in Wasserstoff geglüht. Darauf werden die Gitterdrähte kataphoretisch mit ZrPt3, dessen Herstellung in Form eines Pulvers vorhergehend beschrieben wurde, vorzugsweise in einer Schichtdicke zwischen 5 und 10 μιη überzogen. Danach

)5 werden die Gitterdrähte mit der aufgebrachten ersten Schicht unter Vakuum oder Schutzgas während 20 Minuten zwischen 1500 und 1600⁰C geglüht, wobei die aufgebrachte erste Schicht unter Beibehaltung der Rauhigkeit gesintert wird Danach werden die mit der gesinterten ersten Schicht versehenen Gitterdrähte elektrolytisch mit einer 3 μιη dicken Platinschicht überzogen und dann zur Entgasung nochmals bei einer Temperatur zwischen 1500 und 1600⁰C unter Vakuum geglüht. Nach erfolgter Entgasung ist die Gitterelektro-

•15 de einbaufertig.

Die derart hergestellten Gitterelektroden zeigen eine wesentlich gesteigerte Haftfestigkeit zwischen der ersten Schicht und dem Grundmetall einerseits und dem Platinüberzug andererseits, die als Folj?e eine gesteiger-

>o te Hochspannungsfestigkeit bewirkt. Diese hohe Haftfestigkeit erhöh», zudem die mechanischen Eigenschaften der Gitterelektrode, so daß sehr feine Gitterelektroden, wie z. B. Maschengitterelektroden hergestellt werden können.

Durch die Wahl der Körnung des auf die Gitterdrähte aufgetragenen ZrPt3-Pulvers kann die Rauhigkeit der Gitterdrahtoberfläche und als Folge davon die Sekundäremission reproduzierbar eingestellt werden.
Weiter werden bei diesen Gitterelektroden höhere spezifische Abstrahlungswerte gemessen und eine höhere thermische Belastbarkeit festgestellt, was eine höhere elektrische Belastung gestattet.

Je nach der gewählten Rauhigkeit der Gitterdrahtoberfläche ließen sich bei 1525 K spezifische Abstrahlungswerte von 20 W/cm² bis 29 W/cm² erzielen. Dies entspricht 63% bis 95% der Abstrahlung eines schwarzen Körpers.

Bei der gleichen Temperatur beträgt die spezifische

Primäremission etwa 1 μΑ/cm². Dies entspricht etwa den Betriebsverhältnissen in elektrischen Entladungsgefäßen.

Diese Prirnäremission erhöht sich auch nach langzeitiger thermischer Überlastung auf 1800 K. nicht

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gitterelektrode für elektrische Entladungsgefäße, bei der die Gitterdrähte aus einem Grundmetall mit einer ersten, als Diffusionssperre wirksamen Schicht aus einer hochschmelzenden intermetallischen Verbindung und diese erste Schicht mit einer zweiten Schicht aus Platin überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus ZrPt3 oder aus einer Titan-Platin-Verbindung besteht.

2. Verfahren zum Herstellen einer Gitterelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der ersten Schicht die pulverförmige intermetallische ZrPt3- oder Titan-Platin-Verbindung kataphoretisch auf die Gitterdrähte in einer Schichtdicke zwischen 5 und 10 μιη aufgetragen wird, daß danach die Gitterdrähte zur Sinterung der aufgebrachten ersten Schicht in einer inerten Atmosphäre oder in Vakuum auf eine Temperatur zwischen 1500 und !600⁰C während 20 Minuten erhitzt werden, daß dann zur Bildung der zweiten Schicht Platin elektrolytisch aufgetragen wird, und daß schließlich die so beschichteten Gitterdrähte bei einer Temperatur zwischen 1500 und 1600⁰C im Vakuum geglüht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin in einer Schichtdicke von 3 μιη aufgetragen wird.