DE2712463A1

DE2712463A1 - Verfahren zum herstellen eines poroesen metallkoerpers fuer eine vorratskathode

Info

Publication number: DE2712463A1
Application number: DE19772712463
Authority: DE
Inventors: Meinhard Guettler; Karl Schnur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2712463C3; DE2712463B2

Description

"Verfahren zum Herstellen eines porösen
Metallkörpers für eine Vorratskathode" Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines porösen Metallkörpers für eine Vorratskathode bei dem ein Metallpulver zu einem Preßling gepreßt wird und dann durch Erhitzen ein Zusammenbacken der Metallkörnchen des Preßlings herbeigeführt wird.
Es sind Vorratskathoden bekannt, die einen porösen Metallkörper besitzen, der als Vorratskörper für ein Emissionsmaterial dient. Die Herstellung solcher poröser Metallkörper geschieht in der Weise, daß ein Metallpulver in die gewünschte Form gepreßt wird und dieser Preßling durch Erhitzen gesintert wird, wobei die Erhitzung in einem Ofen durchgeführt wird. Die in dieser Weise erzielbare Porengleichmäßigkeit ist nicht zufriedenstellend, auch dann nicht, wenn man mit verhältnismäßig großem Aufwand dafür sorgt, daß als Ausgangsmaterial ein Metallpulver mit großer Gleichmäßigkeit der Körnung verwendet wird. Als Metallpulver kommt z.
B. Wolframpulver in Frage, Man hat weiter versucht, die Porengleichmäßigkeit dadurch zu verbessern, daß man das Metallpulver vor dem Pressen mit einem anderen Pulver geringerer Schmelztemperatur vermischt und nach dem Sinterprozeß das zugesetzte Material durch Schmelzen oder Ätzen wieder entfernt. Bei diesem Verfahren läßt sich eine gewisse Verbesserung der Porengleichmäßigkeit erzielen, die jedoch mit dem Nachteil erkauft werden muß, daß sich das zugesetzte Material in den meisten Fällen nicht restlos entfernen läßt und zum anderen mehrere zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich sind.
Es ist weiterhin aus der DT-AS 10 47 322 ein Verfahren zur Herstellung einer Emissionstablette bekannt, bei dem das Emissionsmaterial Bariumaluminat mit einem Wolframpulver gemischt und dann dieses Gemisch gepreßt und gesintert wird.
Die Erhitzung erfolgt zwar mit Hilfe einer Hochfrequenzspule, mit der jedoch lediglich ein Tigel aufgeheizt wird, in welchem die Tablette gesintert wird, bei diesem bekannten Verfahren wird also letztlich die Sinterung hauptsächlich durch Strahlung des Tigels vorgenommen. Darüberhinaus ist dieses Verfahren nur beschränkt anwendbar, da eine Vielzahl von wünschenswerten Emissionsmaterialien nicht von vornherein dem Metallpulver zugesetzt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode mit porösem Metallkörper anzugeben, mit dessen Hilfe ein poröser Vorratskörper mit sehr hoher Porengleichmäßigkeit in sehr kurzer Zeit herstellbar ist.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Preßling aus einem nicht mit Zusätzen versehenen Metallpulver hergestellt wird und die Erhitzung durch Einbringen des Preßlings inseln Hochfrequenzfeld vorgenommen wird.
Die wesentlichen Vorteile des beschriebenen Verfahrens bestehen darin, daß es keine großen Anforderungen an die Korngleichmüßigkeit des Ausgangsmaterials stellt, daß es einfach beherrschbar ist, wenig Arbeitsgänge erfordert, geringen Zeitaufwand benötigt und Vorratskörper mit sehr großer Gleichmäßigkeit und Verteilung der Poren herzustellen gestattet.
Es wird angenommen, daß die hohe Porengleichmäßigkeit dadurch bewirkt wird, daß bei dem Sintervorgang im Hochfrequenzfeld zunächst die kleineren Kornteilchen zu größeren Teilchen zusammenzubacken und dann die größeren Teilchen zusammenzubacken.
Bei Erhitzung durch Strahlungswärme wie z. B. in einem Ofen, tritt offenbar der entgegengesetzte Effekt ein, was zu einer größeren Ungleichmäßigkeit der Poren führt. Der bei dem beschriebenen Verfahren auftretende Effekt kommt auch offensichtlich dann nicht zustande, wenn dem Metallpulver Zusätze beigefügt sind, die bei der Sintertemperatur als Schmelzfluß vorliegen, da offensichtlich dieser Schmelzfluß zwischen den einzelnen Metallpulverteilchen einen zu starken Wärmeausgleich herbeiführt.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Wolframpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 2-10 /u wird zu einem Preßling gewünschter Form gepreßt. Der Preßling wird dann in eine Halterung eingesetzt und z. B. in eine Glasglocke gebracht. Die Glocke wird zunächst mit Stickstoff vorgespühlt und dann mit gereinigtem Wasserstoff gefüllt. Dann werden die Preßlinge in einer Hochfrequenzspule in eine solche Position gebracht, daß sie von dem Hochfrequenzfeld durchsetzt werden. Die Hochfrequenzspule wird vorzugsweise mit einem Strom einer Frequenz von etwa 450 kH betrieben und dadurch die Preßlinge auf Temperaturen zwischen 14000 C bis 24000 C aufgeheizt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde die Aufheizung auf eine Temperatur von ungefähr 19500 C vorgenommen. Bei dieser Temperatur sintern dann die einzelnen Metall teilchen des Preßlings zusammen. Die Aufheizung erfolgt über eine Zeit von etwa 5 Sekunden bis 5 Minuten, insbesondere etwa 60 Sekunden. Nach einer Abkühlzeit wird nochmals mit Stickstoff nachgespühlt und die nunmehr gesinterten porösen Metallkörper aus der Glasglocke entnommen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Herstellen eines porösen Metallkörpers für eine Vorratskathode bei dem ein Metallpulver zu einem Preßling gepreßt wird uni dann durch Erhitzen ein Zusammenbacken der Metallkörnchen des Preßlings herbeigeführt wird dadurch gek-nnzeichnet, daß der Preßling aus einem nicht mit Zusätzen versehenen Metallpulver hergestellt wird und die Erhitzung durch Einbringen des Preßlings in ein Hochfrequenzfeld vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßling auf eine Temperatur zwischen 14000 C und 24000 C, vorzugweise 16000 C bis 22000 C, insbesondere 18500 C bis 0 2050 C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung über eine Zeit von 5 Sekunden bis 5 Minuten, insbesondere etwa 60 Sekunden vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalipulver Wolframpulver verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Preßlings in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, insbesondere in einer Wasserstoffatmosphäre vorgenommen wird.