CH190259A - Mittelbar geheizte Kathode. - Google Patents
Mittelbar geheizte Kathode.Info
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Description
Mittelbar geheizte Kathode. Um bei mittelbar beheizten Kathoden für die Kathodenheizung die volle Netzspannung unter Vermeidun g von VorsehaItwiderstän- den und Transformatoren ausnutzen zu kön nen, -,braucht man Heizkörper mit .sehr gro ssem Spannungsabfall.
Da für eine Kathode von gegebenen Abmessungen und vorge- sehriebener Arbeitstemperatur stets eine be stimmte Heizwattzahl erforderlich ist, muss bei steigender Heizspannung idie Heizstrom stärke gesenkt werden.
Wählt man als Heiz- körper einen Draht aus Metall, so muss dieser verhältnismässig lang und .dünn sein. Es ist sehr schwierig, derartige Drähte in dem Isolierkörper einer Kathode in Form von gl.a,tttn Drähten: oder in Form von Wendeln unterzubringen und dabei eine auch bei hoher Temperatur ausreichende Isolation zwischen Kathode und Heizfaden zu sichern.
Da die Unterbringung des Heizkörpers in der Ka thode durch Verringern seiner Länge sehr erleichtert wird, wäre es zweckmässig, Stoffe mit höherem spezifischen Widerstand zu be- nutzen. Als solche kommen zunächst Ge mische von Metall- oder Kohlepulver mit iso lierenden Oxyden in Betracht. Heizkörper aus solchen ,Stoffen haben sich jedoch nicht bewährt, da ihre Widerstandswerte sehr ver schieden ausfallen.
Nach der Erfindung wird als Heizwider- stand für mittelbar geh@eizte Kathoden ein keramischer Körper verwendet, der ein Ge misch von leitenden und nichtleitenden Oxy den enthält.
Die Oxyde müssen hoch schmel zen und dürfen unter denBetriebsbedingungen ihre chemische Zusammensetzung nicht än- dern. Schliesslich soll der Sauerstoffgehalt des leitenden Bestandteils ;
geringer sein als er bei Erhitzung in. Luft sein würde. Die günstigen Eigenschaften solcher l xyde be ruhen wahrscheinlich darauf, dass sie sieh mehr oder weniger gegenseitig lösen.
Da .durch wird der Einfluss der Ausgangskorn grösse des leitenden und des nichtleitenden Bestandteils verwischt,
.so @dass die aus den Oxydgemischen hergestellten Widerstands- körp.er unabhängig von der Ausgangskorn- grösse bei gleichem Mischungsverhältnis und gleichen Brennbedingungen auch ,gleiche Wi derstandswerte haben.
Gute Heizwiderstände werden zum Bei spiel aus einer Mischung von niederem T.i- tanoxyd, dessen atomares Verhältnis von Ti : 0 zwischen 1 : 2 und 1 :
1 liegt, mit Berylliumoxyd Be0, Calciumoxyd CaO und insbesondere Magnesiumoxyd Mg0,
einer Mischung von Vanadinoxyd V205 oder von Nioboxyd N'203 mit Aluminiumoxyd A1203 oder Chromoxyd Cr2O3 und einer Mischung von Uranoxyd U02 mit Thoroxyd T102, Zir- konoxyd Zr0,2, Hafniumoxyd Hf02 oder Kie selsäure SiO2 erhalten.
Besonders bewährt hat sich das Gemisch eines niederen Titan oxydes mit Magnesiumoxyd. Es ist selbst verständlich möglich, .gleichzeitig mehrere Stoffeder genannten Art zu verwenden,
zum Beispiel Aluminiumoxyd und Magnesium.- oxyd zusammen mit Titanoxyd oder Alu- miniumoxyd und Mabgnesiumoxyd zusammen mit Titanoxyd ' und Vanadinoxyd oder die Zusammenstellung anders zu wählen, als es oben beispielsweise angegeben ist.
Als isolierender Bestandteil kann auch noch Tautaloxyd Ta20, dienen. Zuschläge von Siliziumoxyd oder andern Flussmitteln geben eine erhöhte mechanische Festigkeit. Der Widerstand der Heizkörper kann will kürIich durch entsprechende Bemessung des Mengenverhältnisses zwischen den leitenden und,den nichtleitenden Bestandteilen gewählt werden.
Der keramische Körper kann zum Beispiel die Form eines Stabes, eines Rohres oder auch einer Wendel haben.
Die leitenden niederen Metalloxyde gehen beim Brennen in Luft leicht in nichtleitende höhere Oxyde über. Um leitende Körper zu erhalten, ist es ,daher erforderlich, in redu zierender Umgebung zu brennen. Man kann dann auch von den nichtleitenden oder schlecht leitenden höheren Oxyden, zum Bei spiel U508, ausgehen und sie beim Brennen in Idas leitende niedrige Metalloxyd verwan deln.
Die weitgehende Aufteilung .des lei tenden Werkstoffes in dem nichtleitenden kann noch dadurch begünstigt werden, @dass nacheinander erst in oxydierender und ,dann in reduzierender Umgebung gebrannt wird. Die unterschiedlichen Polaritäten der Mi- schungsbestan.dteile, zum Beispiel Magnesium- oxyd und Titanoxyd,
führen in oxydierender Umgebung bei hoher Temperatur zu einem völlig andern Körper, zum Beispiel dem .gut isolierenden Magnesiumtitanat. Behandelt man diesen Körper jetzt nachträglich in redu- zierender Umgebung, so wird :
das reduzier bare Oxyd, also zum Beispiel das Titan- dioxyd Ti02 des M.agnesiumtitanats, zu einem leitenden niederen Oxyd reduziert,
das nun in äusserst feinem Zustande in dem oxy- dischen Körper verteilt ist. Durch Wahl einer entsprechenden Temperatur bei dem reduzierenden Brennen kann der Wider standswert der fertigen Widerstandskörper noch in geringen Grenzen geändert' werden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Mittelbar ,geheizte Kathode, insbesondere für hohe Ileizspannungen,dadurch gekenn zeichnet, dass ,der Heizwiderstand ein kera mischer Körper ist, der ein Gemisch von lei tenden und nichtleitenden, hochschmelzenden und unter den Betriebsbedinb-ungen ihre che mische Zusammensetzung nicht ändernden Oxyden enthält, wobei der Sauerstoffgehalt des leitenden Bestandteils geringer ist,als er hei Erhitzung in Luf t sein würde. UNTERANSPR t) CHE 1. Kathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass der Heizwiderstand niederes Titanoxyd, dessen atomares Ver hältnis von Ti : 0 zwischen .1 : 2 und 1 :1 liegt, und ein solches isolierendes Oxyd enthält, das basischer ist als Ti- tanoxyd. 2. Kathode nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass ,der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 3. Kathode nach Unteranspruch ,1, dadurch gekennzeichnet, .dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 4.Kathode nach Unteranspruch 1, ,dadurch ekennzeichnet, dass der Heizwiderstand g<B>o</B> keramische Beinre bgungen enthält. 5. Kathode nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, dass der Heiz@4derstand ein niederes Titanoxyd, dessen atomares Verhältnis von Ti : 0 zwischen 1 : 2 und 1 : 1 liegt, und ein Erdalkalioxyd ent hält. 6.Kathode nach Unteranspruch <B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand ein niederes Titanoxyd und Magnesium- Oxyd enthält. 7. Kathode .nach Unteranspruch 5, :dadurch gekennzeichnet, dass ,der Heizwiderstand ein. niederes Titanoxyd und Beryllium- oxyd enthält. B.Kathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vanadinoxyd V203 und ein solches iso lierendes Oxyd enthält, das basischer ist als Vanad.noxyd. 9. Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 10.Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 11. Kathode nach Unteranspruch 8, ;dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand keramische Beimengungen enthält. 12.Kathode nach Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vanadinoxyd V203 und Aluminiumoxyd enthält. 1.3. Kathode nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Vana.dinoxyd V203 und Chromoxyd ent hält. 14.Kathode nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und ein solches isolie- rendes Oxyd enthält, das basischer ist, als Nioboxyd. 15. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch :gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält.16. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 17. Kathode nach Unteranspruch 14"daduroh gekennzeichnet, dass :der Heizwiderstand keramische Beimengungen enthält. 18.Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass .der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und Aluminiumoxyd ienthält. 19. Kathode nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Nioboxyd Nb203 und Chromoxyd enthält. 20.Kathode nach Patentanspruch, :dadurch gekennzeichnet, dass :der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und ein solches isolieren des Oxyd enthält, das basischer ist als Uranoxyd. 21. Kathode nach Unteranspruch 20, :dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere leitende Oxyde enthält. 22.Kathode nach Unteranspruch 20"da:durch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand mehrere isolierende Oxyde enthält. 2.3. Kathode nach Unteranspruch 2,0, dadurch. gekennzeichnet, dass .der Heizwiderstand keramisohe Beimengungen enthält. 24. Kathode nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und Thoroxyd enthält.25. Kathode nach Unteranspruch 20, .dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand Uranoxyd U02 und Hafniumoxyd ent hält.
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