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DE1223956B - Method for manufacturing a heater for an indirectly heated cathode of an electron tube - Google Patents

Method for manufacturing a heater for an indirectly heated cathode of an electron tube

Info

Publication number
DE1223956B
DE1223956B DEF44917A DEF0044917A DE1223956B DE 1223956 B DE1223956 B DE 1223956B DE F44917 A DEF44917 A DE F44917A DE F0044917 A DEF0044917 A DE F0044917A DE 1223956 B DE1223956 B DE 1223956B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
titanium
oxide
aluminum oxide
heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEF44917A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Heinrich Jarczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Original Assignee
Fernseh GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fernseh GmbH filed Critical Fernseh GmbH
Priority to DEF44917A priority Critical patent/DE1223956B/en
Priority to GB87566A priority patent/GB1078530A/en
Publication of DE1223956B publication Critical patent/DE1223956B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/08Manufacture of heaters for indirectly-heated cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIjHOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/04German class: 21g-13/04

Nummer: 1223 956Number: 1223 956

Aktenzeichen: F 44917 VIII c/21 gFile number: F 44917 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 9. Januar 1965Filing date: January 9, 1965

Auslegetag: 1. September 1966Opening day: September 1, 1966

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Überziehen eines Heizkörpers für thermische Elektronenquellen, insbesondere eines Heizfadens für eine indirekt geheizte Kathode, mit einer schwarzstrahlenden Isolierschicht. The invention relates to a method of covering a heating element for thermal Electron sources, in particular a filament for an indirectly heated cathode, with a black-radiating insulating layer.

Die Vorteile einer schwarzstrahlenden Isolierschicht bestehen unter anderem im folgenden: Während des Betriebes kann eine kleinere Heiztemperatur zur Erhitzung der Kathode auf die vorgeschriebene Emissionstemperatur verwendet werden, so daß weniger Heizleistung benötigt wird. Ferner wird auch die Überheizung des Heizdrahtes beim Einschalten, die für die Lebensdauer bestimmend ist, durch die kleinere Heizleistung verringert. Damit verringert sich die Zahl der Heizfadenbrüche nach längerer Betriebsdauer. Auch werden die Ausfälle durch lokale Uberheizungen des Isolators und dadurch bedingte Durchschläge verringert.The advantages of a black-emitting insulating layer include the following: During during operation, a lower heating temperature can be used to heat the cathode to the prescribed level Emission temperature can be used, so that less heating power is required. Furthermore, will also the overheating of the heating wire when switching on, which is decisive for the service life, by the lower heating power reduced. This reduces the number of broken filaments after a long period of operation. The failures are also caused by local overheating of the insulator and the breakdowns caused by it decreased.

Man hat allgemein als Isolierschicht Aluminiumoxyd verwendet, welches eine hohe mechanische und elektrische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist. Es ist auch bekannt, das Aluminiumoxyd zu färben, um die Wärmeabstrahlung zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden dem Aluminiumoxyd geringe Mengen färbender Stoffe, z.B. Chromoxyde, oder Oxyde anderer Metalle, z. B. Titan, Vanadium, Kobalt oder Eisen, zugesetzt. Bei diesen Verfahren wird die Fähigkeit des Aluminiumoxyds zur Bildung von farbigen Spinellen ausgenutzt. Die Lösbarkeit der Zusätze in Al2O3 geht jedoch nicht so weit, daß ein schwarzer Körper gebildet wird.Aluminum oxide, which has high mechanical and electrical strength and temperature resistance, has generally been used as the insulating layer. It is also known to color the aluminum oxide in order to improve the heat dissipation. For this purpose, small amounts of coloring substances, e.g. chromium oxides, or oxides of other metals, e.g. B. titanium, vanadium, cobalt or iron added. In this process, the ability of aluminum oxide to form colored spinels is used. However, the solubility of the additives in Al 2 O 3 does not go so far that a black body is formed.

Auch ist es bekannt, der Isolierschicht aus Al2O3 mindestens zwei ein schwarzes Gemisch bildende Oxyde, der Elemente Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Molybdän, Rhodium, Wolfram und Tantal in Mengen von höchstens 3e/o zuzusetzen. Da das Aluminiumoxyd ein weißer Strahler ist, können durch diese Zusätze bestenfalls hellgraue Schichten erzielt werden, die keine erhebliche Herabsetzung der Temperatur des Heizers ergeben.It is also known, the insulating layer of Al 2 O 3 at least two black mixture forming oxides of the elements titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, molybdenum, rhodium, tungsten, and tantalum in amounts of at most 3 s / o add. Since the aluminum oxide is a white radiator, these additives can at best result in light gray layers that do not result in a significant reduction in the temperature of the heater.

Man hat zur Vermeidung dieses Nachteiles angegeben, den Überzug des Heizdrahtes aus einer hochisolierenden Zwischenschicht und einer die Wärme gut abstrahlenden Außenschicht aus einem dunkel aussehenden Stoff, vorzugsweise aus einem Gemisch aus Al2O3 und metallischem Wolfram, auszubilden. Ferner ist Urandioxyd empfohlen worden. Auch ist vorgeschlagen worden, Kobaltoxyd als Dunkelschicht zu verwenden.In order to avoid this disadvantage, it has been specified to form the coating of the heating wire from a highly insulating intermediate layer and an outer layer which radiates heat well from a dark-looking material, preferably from a mixture of Al 2 O 3 and metallic tungsten. Uranium dioxide has also been recommended. It has also been proposed to use cobalt oxide as a dark layer.

Obwohl die Wärmeübertragung auf die Kathode durch die Verwendung der genannten Stoffe alsAlthough the heat transfer to the cathode through the use of the substances mentioned as

Verfahren zum Herstellen eines Heizers für eine
indirekt geheizte Kathode einer Elektronenröhre
Method of manufacturing a heater for a
indirectly heated cathode of an electron tube

Anmelder:
Fernseh G. m. b. H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6
Applicant:
TV G. mb H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Heinrich Jarczyk, ReinheimDr. Heinrich Jarczyk, Reinheim

Außenschicht wesentlich verbessert wurde, konnte die des idealen schwarzen Strahlers nicht erreicht und nur eine Temperaturherabsetzung um maximal 200° C erzielt werden. Dies hängt zum Teil damit zusammen, daß die für die Außenschicht verwendeten Stoffe nicht hinreichend dunkel (schwarz) sind. Ferner ist es bekannt, den Heizfaden zunächst mit einer gesinterten Schicht aus reinem Aluminiumoxyd und einer weiteren Schicht aus Aluminiumoxyd undThe outer layer was significantly improved, could not match that of the ideal black body and only a temperature reduction of a maximum of 200 ° C can be achieved. This is partly due to it together that the fabrics used for the outer layer are not sufficiently dark (black). It is also known to first coat the filament with a sintered layer of pure aluminum oxide and another layer of aluminum oxide and

a5 Wolframoxyd zu überziehen und diese Schicht zu reduzieren, so daß eine dunkle Oberflächenschicht erzielt wird; vorzugsweise besteht diese 'schwarze Schicht aus 10 Vo Aluminiumoxyd und 20% Wolframoxyd. Auch ist vorgeschlagen worden, das reine Aluminiumoxyd mit einer Schicht von Kobaltoxyd zu überziehen.a5 tungsten oxide to coat and this layer too reduce so that a dark surface layer is obtained; preferably this' black one Layer of 10 Vo aluminum oxide and 20% tungsten oxide. It has also been suggested that to coat pure aluminum oxide with a layer of cobalt oxide.

Bei den Verfahren, bei denen Wolfram- oder Kobaltoxyd oberflächlich aufgebracht werden, besteht die Möglichkeit, daß die Reduktion zu weit geht und stellenweise Metallbrücken erzeugt werden, die zu Überschlägen Anlaß geben können.In the case of processes in which tungsten or cobalt oxide is applied to the surface, there is the possibility that the reduction goes too far and metal bridges are created in places, which can give rise to flashovers.

In einer Veröffentlichung wurde auch als schwarzer Stoff für die Außenschicht Ti2O3 erwähnt, jedoch als unbrauchbar verworfen, da sich dieser Stoff in das weiße Titandioxyd umwandeln soll. In a publication, Ti 2 O 3 was also mentioned as a black substance for the outer layer, but discarded as unusable, since this substance is supposed to be converted into white titanium dioxide.

Bei den Untersuchungen der Anmelderin hat sich jedoch ergeben, daß bei Anwendung eines speziellen, neuen Herstellungsverfahrens das Titanoxyd Ti2O3 vorzüglich als Schwärzungsschicht geeignet ist, eine Herabsetzung der Heizertemperatur um 300° C ermöglicht und auch hinreichend beständig ist. Dauerversuche zeigten bis 700 Stunden kein Ansteigen der Heizertemperatur.
Das neue Verfahren zum Herstellen eines Heizers für eine indirekt geheizte Kathode einer Elektronenröhre, bei dem der Heizer mit einer gesinterten Schicht aus reinem Aluminiumoxyd und mit einer
The applicant's investigations have shown, however, that when using a special, new production process, the titanium oxide Ti 2 O 3 is ideally suited as a blackening layer, enables the heater temperature to be reduced by 300 ° C. and is also sufficiently stable. Endurance tests showed no increase in heater temperature up to 700 hours.
The new method of manufacturing a heater for an indirectly heated cathode of an electron tube, in which the heater with a sintered layer of pure aluminum oxide and with a

609 658/316609 658/316

Claims (1)

3 43 4 zweiten Schicht überzogen wird, die durch,Reduktion dioxyd unter Bildung von freiem Sauerstoff und drei- oder thermische Zersetzung in eine dunkle Schicht wertigem Titanoxyd (Ti2O3). Dieses dreiwertige übergeht, besteht erfindungsgemäß darin, daß Titan- Titanoxyd ist ein tiefschwärzer Körper, der sehr dioxyd (TiO2) als zweite Schicht aufgetragen wird günstige Strahlungseigenschaften besitzt und an der und durch Erhitzen im Vakuum oder in einer Wasser- 5 Unterlage aus; Aluminiumoxyd gut haftet. Die Restoffatmosphäre in schwarzes, dreiwertiges Titan- duktion kann auch in Gegenwart von Wasserstoff oxyd (Ti2O3) umgewandelt wird. vorgenommen werden, wobei eine Temperatur vonThe second layer is coated by reducing the oxide with the formation of free oxygen and tri- or thermal decomposition into a dark layer of valuable titanium oxide (Ti 2 O 3 ). According to the invention, this trivalent transition consists in the fact that titanium titanium oxide is a deep black body, the very dioxide (TiO 2 ) is applied as a second layer, has favorable radiation properties and on and by heating in a vacuum or in a water-based 5 base; Aluminum oxide adheres well. The residual atmosphere in black, trivalent titanium can also be converted in the presence of hydrogen oxide (Ti 2 O 3 ). be made, with a temperature of Es ist zweckmäßig, wenn die Titandioxydschicht, 1000° C günstig ist. Sie verläuft dann naturgemäßIt is useful if the titanium dioxide layer is favorable at 1000 ° C. It then runs naturally welche auf die mit dem gesinterten Aluminiumoxyd schneller. .which on those with the sintered alumina faster. . überzogenen Heizwendel . durch Tauchen oder io p . . *coated heating coil. by diving or io p . . * Sprühen aufgebracht wird, im Vakuum bei 1000° C ratentansprucn:Spraying is applied, in a vacuum at 1000 ° C rate claims: mehrere Stunden lang durch Abgabe von Sauerstoff Verfahren zum Herstellen eines Heizers fürfor several hours by releasing oxygen method of making a heater for in Ti2O3 umgewandelt wird. eine indirekt geheizte Kathode einer Elektronen-is converted into Ti 2 O 3 . an indirectly heated cathode of an electron Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungs- röhre, bei dem der Heizer mit einer gesintertenIn an embodiment of the invention tube, in which the heater with a sintered gemäßen Verfahrens wird gewendelter Wolframdraht 15 Schicht aus reinem Aluminiumoxyd und dannAccording to the method, coiled tungsten wire is 15 and then layer of pure aluminum oxide durch ein- oder mehrmaliges Tauchen in eine Suspen- mit einer zweiten Schicht überzogen wird, dieby dipping one or more times in a suspension layer with a second layer which sion von Aluminiumoxyd in einem geeigneten Binde- durch Reduktion oder Zersetzung in eine dunklesion of aluminum oxide in a suitable binder by reduction or decomposition into a dark one mittel und nachträgliches Trocknen und Brennen mit Schicht übergeht, dadurch gekennzeich-medium and subsequent drying and firing passes over with a layer, thereby marked einer Sinterschicht aus reinem Aluminiumoxyd über- net, daß Titandioxyd (TiO2) als zweite Schichta sintered layer of pure aluminum oxide covered over the titanium dioxide (TiO 2 ) as the second layer zogen. Dieser Schichtkörper wird dann in einem eine 20 aufgetragen wird, das durch Erhitzen im Vakuumpulled. This laminate is then applied in a 20 that is heated in a vacuum Suspension von Titandioxyd in möglichst feiner Ver- oder in Wasserstoffatmosphäre in schwarzes drei-Suspension of titanium dioxide in the finest possible mixture or in a hydrogen atmosphere in a black three- teilung enthaltenden Medium mit einer zweiten wertiges Titanoxyd (Ti2O3) umgewandelt wird.division containing medium is converted with a second valuable titanium oxide (Ti 2 O 3 ). Schicht überzogen. Layer covered. Zur Reduktion wird der Heizkörper im Vakuum In Betracht gezogene Druckschriften:To reduce this, the radiator is placed in a vacuum. Publications considered: bei 1000° C erhitzt; dabei zersetzt sich das Titan- 25 Deutsche Auslegeschrift Nr. 1126 520.heated at 1000 ° C; the titanium decomposes in the process. 609 658/316 8.66 © Bundesdruckerei Berlin609 658/316 8.66 © Bundesdruckerei Berlin
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1126520B (en) * 1958-04-29 1962-03-29 Rca Corp Electrically insulating cover for a heating wire of an indirectly heated cathode of an electron tube and process for its production

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1126520B (en) * 1958-04-29 1962-03-29 Rca Corp Electrically insulating cover for a heating wire of an indirectly heated cathode of an electron tube and process for its production

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