DE705766C - Verfahren zur Herstellung von Heizkoerpern fuer mittelbar geheizte Kathoden aus einem durktilen, schwer schmelzenden Metall - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Heizkoerpern fuer mittelbar geheizte Kathoden aus einem durktilen, schwer schmelzenden MetallInfo
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Description
Der übliche Heizkörper für Oxydkathoden bestellt aus einer induktionsfreien Kehrwendel
aus Wolframdraht, die mit einem isolierenden Überzug· aus einem Gemisch von AIuminiumoxyd
und ungefähr 2 0/0 Talk oder Kieselerde bedeckt ist. Die Isolation dieser Heizwendel wird bei hohen Temperaturen
brüchig·, so daß Leckströme zwischen der Kathodenhülse und dem Heizdraht übergehen
to können.
Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Heizkörpern wird ein Gemisch
von fein, gemahlenem Aluminiumoxyd und etwa 2 0/0 Talk oder Kieselerde mit einer
Lösung von Nitrocellulose verrührt, so daß sich eine sirupartige Suspension bildet, die
auf die Wolframwendel aufgespritzt wird. Die so überzogene Wendel wird dann 5 bis 10
Minuten lang in einem Wasserstoffofen auf
so 1400 bis 16000 C erhitzt. Bei dieser Temperatur
erhärtet der Überzug auf dem Wolframdraht, der selbst duktil bleibt. Man hat es bisher für erforderlich gehalten, dem Aluminiumoxyd
etwas Talk, Kieselerde oder einen ähnlichen Stoff, der bei ungefähr 14000 C
weich wird, beizumischen, um einen festen Isolationsüberzug bei einer Temperatur zu
erhalten, bei der der Wolframdraht duktil bleibt. Aluminiumoxyd, das frei von Talk
oder Kieselerde ist, sintert und bildet eine zusammenhängende Schicht, wenn es auf
18000C oder mehr erhitzt wird; wenn die
Heizwendeln in einem Wasserstoffofen bis zur Sinterungstemperatur des Aluminiumoxyds erhitzt
wurden, wurde der Wolframheiz draht sehr spröde und praktisch unverwendbar. Trotzdem geht ein bekannter Vorschlag dahin,
als Baustoff für die Isolierschicht einer mittelbar geheizten Kathode die reinen Oxyde dies
Berylliums, Zirkons, Scandiums oder Aluminiums zu verwenden und diese mit Wasser
unter Zusatz von Säure zu einem Brei anzurühren, der auf den Wolframheizdraht aufgespritzt
wird. Hierdurch erzielte man zwar eine hochwertige elektrische Isolation, mußte aber eine Verringerung der Festigkeit des
Kerndrahtes in Kauf nehmen. Es ist ferner bekannt, auf einen Wolframheizdraht ein Gemisch
aus calciniertem Aluminiumoxyd und einer geringen Menge Natriumsilicat aufzu-
tragen und ihn dann in einer Wasserstoffatmosphäre auf iooo'C zu erhitzen. Auch
dieses Verfahren war auf die Erzielung" einer großen Wärmeleitfähigkeit und elektrischen
Isolation abgestellt, ohne Rücksicht auf den Kerndraht.
Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Heizkörpern aus einem duktilen, schwer
schmelzenden Metall, wie z. B. Wolfram, mit ίο einer gesinterten Isolation aus Ahtminiumoxyd
mit höchstens o,5°/o Verunreinigungen in· der Weise, daß der Heizdraht mit einer
Suspension des Aluminiumoxyds in einem geeigneten organischen Bindemittel, z. B. in
is Nitrocellulose, überzogen und in einer möglichst viel Wasserdampf enthaltenden Wasserstoffatmosphäre
bei etwa i8oo° C geglüht wird, bis der Isolierstoff zu einer zusammen
hängenden Schicht zusammensintert. Ver ao suche haben gezeigt, daß der Wolframdraht
unter diesen Bedingungen seine Duktilität beibehält, selbst wenn er mit einer dichten
zusammenhängenden Schicht aus gesintertem reinem Aluminiumoxyd bekleidet ist. as Bei einem praktisch ausgeführten Verfahren
wurde Aluminiumoxyd verwendet, das 0,2u,o
oder weniger Verunreinigungen enthielt. Dieses Oxyd, das im allgemeinen durch Trocknen
von gefälltem Hydroxyd hergestellt wird, ist in Pulverform unter der Bezeichnung »chemisch
reines Aluminiumoxyd« im Handel. Dieses gepulverte Aluminiumoxyd wird zweckmäßig
auf etwa 16000C erhitzt, bis es etwas zusammenschrumpft
und etwas dichter wird; dann wird es etwa 18 Stunden in einer Kugelmühle
zu einem feinen Pulver gemahlen, dessen durchschnittliche Korngröße etwa 0,05 mm und dessen größte Korngröße nicht
mehr als das Dreifache beträgt. Dieses feine Pulver wird in einer Lösung von Nitrocellulose
aufgeschwemmt, die etwa die. Dichte und Zähigkeit von dünnem Sirup hat. Zweckmäßig
wird die Suspension mit der kleinsten Menge von Lösung bereitet, die noch eine glatte gleichmäßige Oxydschicht ergibt, wenn
die Suspension auf den Wolframheizdraht aufgespritzt wird. Diese aufgespritzte Schicht
hat eine Dicke von 0,1 bis 0,2 mm.
Der so behandelte Wolframdraht wird nun getrocknet, und zwar- erhitzt man ihn zweckmäßig
für kurze Zeit auf 100° C und dann
in einem elektrischen Ofen in einer Wasserstoff atmosphäre S bis 10 Minuten lang auf
etwa 18000C. Zu diesem Zwecke werden
die überzogenen Heizwendeln zweckmäßig in Molybdänschiffchen gelegt, die durch die
Wasserstoffatmosphäre hindurchgeschoben werden. Diese Wasserstoffatmosphäre wird,
während die Heizdrähte erhitzt werden, sehr feucht, praktisch so feucht wie möglich, gehalten.
Zum Anfeuchten lal.it man den Wasserstoff durch Wasser von etwa 50 bis 55° C
hindurchströmen. Bei der Erhitzung in dieser sehr feuchten Wasserstoffatmosphäre bleibt
der Wolframdraht duktil, und die Teilchen
des reinen Aluminiumoxyds sintern zu einer dichten zusammenhängenden Schicht zusammen,
die an dem Draht haftet. Dem freien Auge erscheint diese Schicht glatt und gleichförmig, während unter dem Mikroskop
die Teilchen des Aluminiumoxyds als zu einer zusammenhängenden Schicht zusammengesintert
erscheinen. Beim Sintern schmelzen die Teilchen nicht und fließen nicht zusammen,
sondern sie werden nur an ihrer Oberfläche etwas weich und backen zusammen. Bei der
Sintertemperatur werden Alkalimetalle und ähnliche Verunreinigungen aus dem AIu-'
miniumoxyd praktisch ausgetrieben, und es entsteht auf dem duktilen Draht eine Iso- ·«
liersGhicht, die im wesentlichen aus reinem Aluminiumoxyd besteht und eine sehr geringe
elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Wenngleich duktiler Wolframdraht als Kerndraht bevorzugt wird, kann man auch
Molybdän oder ein anderes duktiles Metall mit hohem Schmelzpunkt verwenden. Anstatt
reines Aluminiumoxyd mit Nitrocellulose zu mischen und auf den Draht aufzuspritzen,
kann es auch mit Mehlkleister gemischt und zu einem Stab geformt werden, der sich als
Kern für die Wendel eignet. Ein solcher Stab, der bei 18oo° C oder mehr in sehr
feuchtem Wasserstoff erhitzt wird, ist sehr fest. Ein Heizkörper aus einer nach dem
erstbeschriebenen Verfahren hergestellten Heizwendel und einem nach dem obigen Verfahren
hergestellten Kernstäbchen ist sehr widerstandsfähig und hat den Vorteil, daß sowohl der Kern als auch der Überzug aus '00
reinem Aluminiumoxyd besteht.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Herstellung von Heiz- >°5 körpern für mittelbar geheizte Kathoden aus einem duktilen, schwer schmelzenden Metall, wie z. B. Wolfram, mit einer gesinterten Isolation aus Aluminiumoxyd mit höchstens 0,50/0 Verunreinigungen, da- no durch gekennzeichnet, daß der Heizdraht mit einer Suspension des Aluminiumoxyds in einem geeigneten organischen Bindemittel, z. B. Nitrocellulose, überzogen und in einer möglichst viel Wasserdampf enthaltenden Wasserstoffatmosphäre bei etwa 18000C geglüht wird, bis der Isolierstoff zu einer zusammenhängenden Schicht gesintert ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch no gekennzeichnet, daß zur möglichsten Anreicherung mit Wasserdampf der im Sinter-ofen verwendete Wasserstoff vorher durch Wasser von 50 bis 550C geleitet wird.
- 3. Heizkörper für mittelbar geheizte Kathoden, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach dem Verfahren gemäß Anspruch ι hergestellte Heizwendel um einen stabförmigen isolierenden Kern gewickelt ist, der aus einem Gemisch von reinem Aluminiumoxyd mit Mehlkleister besteht und bei etwa 18000C in einer sehr viel Wasserdampf enthaltenden Wasserstoffatmosphäre gesintert ist.m-.pi r-T. r.KiHir οκτ itf der iir:n:nsDiu γκπιιπι
Applications Claiming Priority (1)
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US699708A US2043720A (en) | 1933-11-25 | 1933-11-25 | Thermionic cathode heater and method of making it |
Publications (1)
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DER91957D Expired DE705766C (de) | 1933-11-25 | 1934-11-23 | Verfahren zur Herstellung von Heizkoerpern fuer mittelbar geheizte Kathoden aus einem durktilen, schwer schmelzenden Metall |
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DE (1) | DE705766C (de) |
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1933
- 1933-11-25 US US699708A patent/US2043720A/en not_active Expired - Lifetime
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1934
- 1934-11-23 DE DER91957D patent/DE705766C/de not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US2043720A (en) | 1936-06-09 |
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