Innenspiegel (nicht Getter) bei manchen Röhrentypen

Hallo,

da ich hier in den Texten und im Forum nichts dazu gefunden habe, erlaube ich mir, in diesem Forum nachzufragen.

Ich suche nach Informationen über das Zustandekommen eines hellsilbernen Spiegels bei manchen Röhrentypen. Oft zu beobachten bei EF42 und EF98 sowie manchen EF85/ECH81/ECH84/PCH200.

Ich habe auch eine OVP-EF89 von ITT-Lorenz in der Sammlung, die diesen Spiegel aufweist. Dieser Spiegel hat in der Nähe der Anodenstege bei allen Typen, die einen solchen Spiegel besitzen eine mehr oder minder ausgepräge Lücke. Sehr häufig tritt dieser Spiegel bei Röhren mit einer um das System herum liegenden Abschirmung aus Maschenmaterial auf.

Meine Theorie dazu: Der Spiegel bildet sich beim Alterungsprozeß der Röhre im Werk. Es handelt sich hierbei um Material aus der Kathode, was beim Formieren abgetragen und ionisiert wird. Nicht alle Ionen schaffen es wieder zur Kathode zurück, um dort wieder zum eigentlichen Basismaterial zu rekombinieren. Einige Ionen (viele?) fliegen weiter, angezogen durch das auf Massepotential um das Röhrensystem herum angeordnete Abschnirmnetz hindurch und treffen auf die Glasoberfläche auf. Dort rekombinieren sie mit Streuelektronen auf der Glaswandung zu dem sichtbaren silbrig-metallischen Spiegel.

Ähnlich kann ich mir die dunklen Metallspiegel (auch hier ist nicht der Getter gemeint!) bei manchen Röhrentypen mit dem Verdampfen (Sublimation) von entweder Heizfadenmaterial (Wolfram) oder auch vom Kathodenröhrchen (Nickel) erklären. Der dunkle Spiegel bildet sich sich auch relativ schnell bei Überlastung der Röhrensysteme: Ich habe eine PY83 in der Sammlung, die durch defekte Bauteile einige Zeit an einer hellrot glühenden Anode litt. Dort ist dieser dunkle Spiegel auch zu beobachten, und zwar ziemlich genau gegenüberliegend den heißesten Stellen der Anode. Entweder der heiße sublimierte Metalldampf kondensiert am Glas, weil das eine vergleichsweise kühlere Stelle ist oder auch hier findet eine Ionisierung statt, wobei Streuelektronen an der Glaswandung genügend Potential haben, um diese Ionen anzuziehen. Für die Ionisationstheorie spricht, daß diese Spiegelflecken mit den Jahren an den Stellen zunehmen, an denen im Dunkeln die bereits im Artikel beschriebenen blauen Lichterscheinungen auftreten. Ich schätze aber, daß beide Effekte zum Tragen kommen können.

Daß keine mir bekannte PL95 eine solche Verspiegelung zeigt, obwohl hier deutlich sichtbar Elektronen auf's Glas auftreffen, könnte auf eine andere Glassorte generell bei Endstufenröhren hindeuten, die eine geringe Leitfähigkeit besitzt, sodaß mit weniger Störungen des Regelbetriebes durch Streuelektronen auf der Glaswandung zu rechnen ist (siehe nächsten Abschnitt) Ebenfalls dafür spricht, daß ausschließlich Endstufenröhren dunkle Schlieren und Löcher in der Glaswand bekommen können, was laut H. T. Schmidt auf eine elektrolytische Zerlegung des Glases hindeutet (http://www.hts-homepage.de/Herstellung/Schlieren.html).

Zitat:
(Bei Drahtanoden) muß durch geeignete Maßnahmen das Auftreten von sog. Streuelektronen unterbunden werden. Diese kommen dadurch zustande, daß einzelne Elektronen durch die Anodenmaschen hindurchfliegen, auf die Glaswand oder auf Isolierstellen aufprallen und dort Sekundärelektronen herausschlagen, die zu unliebsamen Verzerrungen anlaß geben. Solche Streuelektronen können aber auch um die Enden der Anode herumliegen und zu störenden Brummerscheinungen , bzw. zu Verstärkungsstörungen und Verzerrungen Veranlassung geben.
Quelle: "Rundfunkröhren, Eigenschaften und Anwendung", Ludwig Ratheiser und K. G. Miemitz, 4. Auflage 1939, S. 20ff
Ich bitte um die geschätzte Meinung der Mitleser und auch um die Erlaubnis, mit den Ergebnissen den Elektronenröhren-Artikel in derdeutschen Wikipedia aufwerten zu dürfen.


Mit freundlichen Grüßen aus Offenburg,
Patrik Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Patrik Schindler
 

Zu Ihren Fragen hinsichtlich verschiedener Spiegel im Inneren von Röhren, möchte ich zur Aufklärung beitragen.

Seit Verwendung von Gettermaterialien zur Verbesserung und Aufrechterhaltung des funktionsnotwendigen Vakuums in Rundfunkröhren, ist eine sichtbare Auswirkung des Getterns – Der Getterspiegel – bei Rundfunkröhren sichtbar. Immer handelt es sich um das Gettermaterial, welches sich beim Erhitzen des Getters im Innern der Röhre niederschlägt. Es werden auch Getter verwendet, die keinen sichtbaren Getterspiegel hervorrufen.

Während der Herstellung einer Rundfunkröhre gibt es zwei Positionen im Fabrikationsablauf, die für einen Getterungsvorgang bedeutend sind:

1) Während des Evakuierens

2) Nach abgeschmolzener Röhre

Zu 1) Während des Evakuierens wird das Material des Getters zu einem Zeitpunkt  (meistens durch HF-Erhitzung) verdampft, bei dem das Vakuum eine bestimmte Höhe bereits erreicht hat. Durch das Verdampfen des Getters verbessert sich das Vakuum schnell und die Röhre kann nach dem Gettern bereits abgeschmolzen werden. Damit wird wertvolle Produktionszeit gewonnen. Auf andere Verfahren zur Verbesserung des Vakuums gehe ich hier nicht weiter ein.

Durch diesen Getterungsvorgang entsteht der deutlich sichtbare Getterspiegel gegenüber dem Getter. Er wird an eine Stelle hingeführt, wo der Getterspiegel keine Beeinträchtigung der Röhrenfunktion hervorruft, meistens in den Dombereich der Röhre oder in den Fußbereich.

Wie es Dämpfe so an sich haben, können sie sich – wenn auch wesentlich feiner verteilt – im gesamten Innenbereich der Röhre verteilen.

Zu 2) Um solche Gettermaterialien, die sich im Inneren eines Systems niedergeschlagen haben, zu entfernen, wird durch eine Erhitzung des Systems (meistens durch HF) eine gezielte Verdampfung dieser unerwünschten Getterniederschläge herbeigeführt. Dies kann dann zu Getterspiegeln führen, wie sie beispielhaft auf Bild Getter EF80 zu sehen sind. Durch Öffnungen in der Anode tritt das verdampfte Gettermaterial aus und schlägt sich gegenüber den Öffnungen in der Anode auf dem Glaskolben nieder.

Eine weitere Möglichkeit zur Bildung eines Getterspiegels wie in Bild Getter EF98 gezeigt,  ist die gezielte Verdampfung von Gettermaterial, welches auf die Anodenaußenseite aufgebracht wurde.

a) Damit werden während des Formierungsprozesses der Kathode evtl. freiwerdende Gase gebunden [2].

b) Ein Getterspiegel hat auch Auswirkungen auf ein HF-Feld [3]. Zur Abschirmung/Dämpfung solcher HF-Felder kann ein solcher Getterspiegel in HF-Röhren eingesetzt werden.

 

Mögliche Verdampfungen während des Betriebs

Während des Betriebs einer Rundfunkröhre kann dann Material verdampfen, wenn es sich bis zur Verdampfungstemperatur des jeweiligen Materials erhitzt. Dies ist besonders bei Leistungsröhren wie z.B.: Endstufenröhren oder Leistungsgleichrichter möglich, die betriebsmäßig hohe Temperaturen erreichen oder wo durch Überlastung die zulässigen Betriebswerte überschritten werden. Hiervon ist besonders eine glühende Anode betroffen. Grundsätzlich wird sich dann jedes Material, welches sich bis in den Bereich der Verdampfungstemperatur erhitzt, im Inneren der Röhre an kühleren Stellen (unterhalb der Verdampfungstemperatur) niederschlagen. Dieses Material ist nicht als silbrig glänzende Schicht erkennbar (wie ein Getterspiegel), sondern sieht mehr aus wie eine graue Einfärbung des Glases.

 

Glaskorrosion

Die Glaskorrosion [1] ist eine Erscheinung, die sich dann bildet, wenn das Glas bestimmte Temperaturen überschreitet und eine hohe Spannung (Feldstärke) zu einen Stromfluss im Bereich des leitfähiger gewordenen Glases (bei höheren Temperaturen) führt und sich dadurch das Glas langsam zersetzt (Glaselektrolyse). Dies ist im Bereich von anodenspannungsführenden Durchführen in Quetschfüßen sowie in dem von Ihnen beschriebenen Fall der überlasteten PY83 möglich.

Ausschließen können Sie eine Bildung von Innenschichten auf den Glaskolben in Rundfunkröhren durch Sekundärelektronen.

 Das von Ihnen beobachtete schwach bläulich schimmernde Licht im Innern von Rundfunkröhren entsteht bei ungenügendem Vakuum. Dabei treffen Elektronen auf Gasreste und erzeugen diese Lichterscheinung (Ionisation). Auch hier ist eine Bildung von Innenschichten auf dem Glaskolben auszuschließen.



Literatur

[1] Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, Espe/Knoll, Julius Springer - 1936

[2] DP598763, Verfahren zur Formierung von Hochemissionskathoden

[3] RPB 18/19, Radio-Röhren, H.G.Mende, Franzis Verlag, 2. Auflage

Format editiert. Martin Renz Anlagen:

• Getter-EF80 (33 KB)
• Getter-EF98 (36 KB)

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Eisenbarth,

vielen Dank für die ausführliche Antwort. Ich erlaube mir auf einige Punkte etwas näher einzugehen. Sobald ich mir die von Ihnen übersendete Literatur zu Gemüte geführt habe, werde ich mich nochmal melden.

Grundlegende Arbeitsweise von Gettern sind mir bekannt. Allerdings ist mir nicht bekannt, daß sich die Dämpfe von Gettern überall verteilen sollen. Laut [1] wird das Gettern aus verschiedenen Gründen zeitlich so weit als möglich nach hinten gelegt und vorher vermittels Pumpen und Hitze auf allen Systemteilen Gasreste ausgetrieben. Danach wird die Getterpille durch HF abgeschmolzen.

Zitat: "Im Röhrenkolben wird an geeigneter Stelle eine kleine Blechwanne, in welcher sich der Gettterstoff bedindet, so angebracht, daß sich beim Verdampfen kein Gettermaterial auf Isolationsteilen oder innerhalb des Systems niederschlagen kann. [...] Im letzten Stadium wird der Getterbehälter [...] erhitzt, bis der Getterstoff verdampft und sich auf die gegenüberliegende Kolbenwand niederschlägt."

Es wird zwar im Text nicht explizit erwähnt, aber man vermeidet nach dem Gettern eine unnötige Erwärmung der restlichen Systemteile, um das eben aufwendig hergestellte Vakuum nicht durch neuerliche Gasausbrüche wieder zu verschlechtern.

Weiterhin sind die Silberspiegel sind nicht von der gleichen Färbung wie der eigentliche Getter, was darauf hindeutet, daß es sich nicht um wieder abgeschiedenes Gettermaterial handelt.

Zuletzt, und das ist für mich der weitaus wichtigere Grund, wenn man eine Röhre belüftet, so bildet der eigentliche Getter durch chemische Reaktion einen milchig weißen, zuweilen auch von der Glaswand abbröckelnden Belag, während die Silberspiegel erhalten bleiben.

Ebenfalls trifft die Erklärung mit Gettermaterial auf der Außenseite der Anode nicht zu: Der Silberspiegel weist ja gerade an der Stelle der Anode eine Unterbrechung auf. Das ist auf dem EF98-Bild nicht so schön zu erkennen, es gibt einige andere Röhrentypen, bei denen dies besser zu tage tritt (http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Roehre_ef42_innenspiegel.jpg). Es ist allerdings wahr, daß gerade bei Leistungsröhren die Anodenplattierung Getterfähigkeiten durch Zusatz von z. B. Zirkonium besitzen kann (Getter Materials for Electron Tubes, "Electronics" 10/1950), dieser wird aber nicht verdampft. In vielen (nicht allen) Hochspannungsgleichrichtern (EY, DY...) ist eine Zirkoniumpille für den Vakuumerhalt zuständig und kein klassischer Abdampfgetter auf der Glaswandung), das ist aber herstellerspeizifisch.

Aus diesem Grunde halte ich die Erklärungen für nicht zutreffend - bitte nicht persönlich nehmen. :-)

Die Dämpfung von HF Feldern ist ein interessanter Einwand, allerdings leuchtet mir der Praxisnutzen nicht so recht ein. Wenn ich abschirmen möchte, so wird eine hauchdünne schicht von Feldern mühelos durchdrungen. Und zur Dämpfung...die Geräteentwickler sind bestrebt, die Dämpfungen möglichst gering und damit die Kreisgüten möglichst hoch zu halten. Weiterhin müßten diese Verspiegelungen dann ja auch bei gleichen Röhrentypen grundlegend vorhanden sein, was auch nicht der Fall ist. Haben Sie Literaturhinweise für diese Anwendung?


Zu den grauen Einfärbungen, das deckt sich mit meinen Theorien.


Glaskorrosion, die beschriebene PY hat ausschließlich die beschriebene graue Färbung durch Abdampfung von größtenteils Anodenmaterial. Wie hier Glaskorrosion auftreten soll, ist mir nicht klar. Glaskorrosion sind aber die beschriebenen braunen Schlieren. Der Verweis auf hohe Temperaturen erklärt auch das ausschließliche Auftreten bei Leistungsröhren, das hatte ich nicht berücksichtigt. Vielen Dank für diesen fehlenden Fakt!


Ich hatte nicht behauptet, daß sich Innenschichten durch Sekundärelektronen bilden, sondern durch deren Hilfe. Ansammlungen von (Sekundär) Elektronen auf schlecht leitfähigem Glas bilden (starke) Potentialfelder aus, die ihrerseits freie Metallionen anziehen können, sodaß sich bei manchen Röhrentypen diese Silberspiegel bevorzugt an diesen Stellen niederschlagen können.

Ich spreche nicht von Leuchterscheinungen inmitten des Röhrensystems. Das ist in der Tat ein Hinweis auf schlechtes Vakuum, was sich in der Regel aber auch durch entsprechende Schrumpfung des Getterspiegels zeigt. Nein, ich meine tatsächlich das Auftreten von leuchtenden Bereichen direkt auf der Innenseite der Glaswandung. Diese sind enorm dunkel und sind z. B. bei Leistungsröhren besser zu sehen (weil mehr Elektronen durch höhere Anodenströme in der Röhre unterwegs sind). Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Elektronenröhre#Anodenmaterial

Vielen Dank nochmal für die ausführliche Antwort!


[1] Herbert G. Mende, Radio-Röhren (RPB Band 18/19) S. 95ff

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Die beschriebenen Vorgänge können alle Ursache für Beläge auf Röhrenkolben sein. In diesem Fall handelt es sich jedoch eindeutig um Aluminium (Al).

Quelle des Aluminiums ist das verwendete Anodenmaterial. Im Kriege wurde in Europa aufgrund der Nickelknappheit aluminiumplattiertes Eisen (Fe) als Anodenmaterial entwickelt. Dieses plattierte Blech hat zudem den Vorteil beim Erhitzen an Luft, Inertgas oder Vakuum durch Bildung von FeAl₃ Kristallen eine rauhe, schwarze Oberfläche zu bilden. Dadurch werden die Wärmeabstrahleigenschaften der Anode noch besser als bei carbonisiertem Nickel (Ni). Es gab sogenanntes "P2-Eisen", das auf beiden Seiten Al-platiert war und "PN-Eisen", das auf einer Seite Ni-plattiert und auf der anderen Al-plattiert war. Diese Bleche wurden nach dem Kriege sowohl weiterhin in Europa, als auch in USA verwendet.

Nach Aussen müssen diese Bleche gebürstet werden, um die Oberfläche zu verbessern. Nach innen dürfen P2-Eisenbleche nicht gebürstet werde, um die Oxidschicht des Al nicht zu zerstören und die Verdampfung des Al zu fördern, denn das würde die Kathodenemission stören. PN-Bleche sind innen sowieso mit Nickel belegt.

Nun erklärt sich der Silberspiegel in den Röhren. Je nach Blechtype und Schwärzungsverfahren kann dieser Spiegel unterschiedlich sein. Bei zu hoher Erhitzung in der Röhre kann überschüssiges Al verdampfen. Ich kann nicht sagen, ob das vor allem bei vorher oder in der Röhre geschwärzten Blechen passiert ist. Fest steht, das die Anode auf jeden Fall zur Entgasung und/oder Schwärzung mit Hochfrequenz-Wirbelstrom erhitzt werden muß.
Der Spiegel auf der Glaswand ist dann das Abbild der Anode oder des sie umgebenden Abschirmbleches oder Abschirmgitter.
Das kann innerhalb einer Firma bei einer Röhrentype bei verschiedenen Chargen unterschiedlich gemacht worden sein, erst recht bei verschiedenen Herstellern.

Natürlich kann das Al auch durch Überlastung der Anode später beim Betrieb der Röhre verdampfen.

Rüdiger Walz

Literatur: Dr. Werner Espe, Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1960, Band I, Seite 457ff. 

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Aus meinem Bestand habe ich einmal 2 Röhren vom Typ EF80 zum "Fototermin" gebeten. Beides sind gebrauchte Röhren mit 6 bzw. 7mA Anodenstrom im Arbeitspunkt. Hersteller ist Valvo, Chargen-Code auf Glaswand: Lt5 D8A (verspiegelt), Lt6 D8H (klar).


Links mit Aluminium-Verspiegelung wie von Herrn Walz beschrieben, rechts mit transparenter Glaswand den Blick auf das System freigebend. Gut sichtbar die verschiedene Farbe der Spiegel vom Getter und Aluminium. Der Innenaufbau beider Röhren ist soweit sichtbar identisch. Offensichtlich wurde in beiden gezeigten Röhren verschiedenes Anodenblechmaterial verwendet.

Grüße,
Bernhard Nagel

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Walz,

Ihre Erklärung ist hochinteressant und bis auf einige kleine Punkte schlüssig. Danke! Ich möchte hier niemandem auf die Nerven gehen, aber ich hinterfrage manche Aussagen, weil ich auf eine eindeutige Klärung der Thematik hinarbeiten möchte.

Woran machen Sie diese "Eindeutigkeit", daß es sich um Aluminium handelt fest? Auf welchen der beiden besprochenen Verspiegelungstypen beziehen Sie sich?

Wenn die Anode Quelle des Metallspiegels wie bei dem hervorragenden Muster von Herrn Nagel (vielen Dank!) ist, dann müßte doch der Metallspiegel primär an den Anodenstegen der EF80 auftreten, zumal Sie sagen, daß die Inneneiten unbehandelt belassen werden, um unnötige Verdampfung zu unterbinden. Tatsächlich tritt der Silberspiegel ausschließlich dort auf, wo keine Anodenstege sind; dies ist auf dem Bild von Herrn Nagel auch einwandfrei erkennbar und wurde von mir auch im Originaltext erwähnt. Meiner Meinung nach kann der Spiegel daher nicht von Anodenmaterial stammen.

Daß der Belag von verdampfenden Metall des Abschirmmaschennetzes stammt, kann auch mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden: Wenn ich mir verschiedene Röhren mit dieser Art von Spiegel ansehe, dann fällt im Randbereich des Spiegels ein Muster auf (ist auch auf dem Bild von Herrn Nagel gut zu sehen). Dieses Muster kann nur zustandekommen, wenn die Metallisierung von innen, quasi durch das Abschirmgitter hindurchfliegt.

Schade, so erklärt sich nicht erschöpfend, wie dieser Spiegel zustandekommt. Daß dieser aus Al besteht müßte chemisch verifiziert werden, allerdings fehlen mir hierzu die Mittel. Definitiv ist es ein Material, was chemisch auch an der Atmosphäre stabil bleibt, Al wäre daher durchaus eine Erklärung.

Grüße,
Patrik Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Sie haben recht, Herr Schindler, die Formulierung "eindeutig" kann man puristisch nur nach chemischer Analyse des Spiegels tätigen. Allerdings gibt es nicht viele Materialen in einer Radioröhre, die einen hell-silbernen, an der Atmosphäre stabilen Belag bilden können.

Die mir zur Verfügung stehenden E 80er Röhren mit Verspiegelung zeigen diese rundherum, sodaß ich den Effekt, dass der Spiegel an den Anodensegmenten (ich nehme an, das meinen Sie mit "Anodenstegen") eine Lücke aufweist nicht begutachten kann. Diese Lücke an den Segmenten wäre natürlich ein gravierendes Gegenargument gegen die Anoden als Quelle, denn dann müßte der Spiegel dort besonders stark ausgeprägt sein. Dort, wo das Loch im Abschirmgitter auf den Fotos von Herrn Nagel ist, müßte er besonders dünn sein, da die Anodensegmente rechts und links angeordnet sind.

Das unterschiedliche Auftauchen des Spiegels zeigt, daß er offensichtlich nicht absichtlich im Fabrikationsprozess erzeugt wurde, sondern durch Temperatur- und Materialeigenschaftsschwankungen entstand. Er scheint aber auch keinen negativen Effekt auf die Leistungsfähigkeit der Röhren gehabt zu haben, sonst wäre er strikt vermieden worden.

Er muß von den Stellen der Anoden oder anderen Bauteilen kommen, die die höchste Temperatur erfahren haben. Gegenüber Haltestegen der Anode z.B. wäre weniger Verspiegelung zu erwarten, da die Stege wämeableitend wirken. 

Auch ein Verdampfen vom Abschirmgitter ist denkbar. Da es sehr dicht an der Glaswandung liegt, kann sich sein Muster dort abbilden, sofern nur wenig verdampft.

Ich werde dazu weiter recherchieren.

Grüsse

Rüdiger Walz

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Walz,

das mit den Materialien ist eine heikle Sache - da kenne ich mich nur sehr theoretisch aus. Von daher halte ich die Aluminiumtheorie als durchaus schlüssig.

Daß Sie die Lücke an den Anodensegmenten nicht begutachten können ist schade. Ich habe vorhin nochmal in meinem EF80-Karton gekramt und dort auch einige Exemplare gefunden, die diese Verspiegelung auch nur ganz hauchdünn aufweisen, als wäre nur ganz wenig Al verdampft und niedergeschlagen worden. Hier sind die Muster besonders gut zu erkennen. Andererseits habe ich auch Exemplare gefunden, die tatsächlich einen derart massiven Spiegel aufweisen, daß man kaum sieht, daß er an den Anodensegmenten dünner ist.

Ich denke auch nicht, daß hier Absicht seitens der Hersteller dahintersteckt. In Sachen höchste Temperatur...wenn eine Röhre wie die EF80 im HF-Feld geglüht wird, dann sollte das Abschirmnetz drumherum eigentlich das Gros der Energie abbekommen und besonders heiß werden. Das deckt sich aber nicht mit der Beobachtung, daß die Spiegelstellen ein Negativ des Abschirmnetzmusters sind. Es sei denn, das Glas wurde punktuell so heiß, daß sich das Al auf den kühleren Stellen (gegenüberliegend den kleinen Löchern des Netzes) bevorzugt niederschlug. Ob das wirklich so fein aufgelöst sein kann, weiß ich leider nicht. Daß es vom Abschirmgitter kommt, könnte also sein. Falls Bedarf an Bildern besteht, kann ich diese gerne nachliefern.

Ich werde am Wochenende eine Handvoll defekte EF80 schlachten und via Magnet feststellen, ob das Abschirmblech (ausschließlich) aus Aluminium ist, bzw. mich kundig machen, wie man das chemisch sonst noch nachweisen kann.

Danke für die interessanten Einblicke!

Grüße,
Patrik Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hier habe ich noch 2 definitiv ungebrauchte EBF89 für einen weiteren Vergleich der Verspiegelung herangezogen.

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Schindler,

hier noch ein weiterer Hinweis auf mögliche Innenspiegel:

Bei einigen Rundfunk-HF-Röhren ist die Anode nur in zwei Teilstücken vorhanden, die genau gegenüber den breiten Seiten einer Rechteck-Kathode angeordnet sind. Dadurch werden die inneren Röhrenkapazitäten deutlich reduziert. Durch den offenen Systemaufbau können leicht Elektronen bis zur Glaswand gelangen (auch durch eine vorhandene Maschengitterabschirmung) und dort zu Aufladungen an der Glaswand führen und Sekundärelektronen auslösen. Um dies zu verhindern werden bei derartigen Systemaufbauten leitende Schichten (besonders im Anodenbereich) im Glaskolben aufgebracht. Diese leitenden Schichten können aus Gettermaterial [Bild 1] oder aus durchsichtigem Material bestehen [Bild 2), wie es z.B. bei magischen Bändern (EM84 etc.) verwendet wird. Die leitende Schicht wird vor der Systemmontage in den Glaskolben aufgebracht und anschließend das System in den Glaskolben geschoben.

Solche Beschichtungen sind daran zu erkennen, dass deutliche Schleifspuren von der oberen Glimmerbrücke in der aufgebrachten Schicht zu sehen sind, die beim Einschieben des Systems in den Glaskolben entstehen.

Die deutlichen Schleifspuren sind bei genügender Lupenvergrößerung (ca. 10fach, Binokular oder Stereomikroskop) bei günstigem Lichteinfall zu erkennen.

Auf den vor der Systemmontage aufgebrachten Schichten können Schichten überlagert sein, die sich während des Evakuierens (HF-Erhitzung, Gettern) oder nach dem Abschmelzen durch weitere Gettervorgänge bilden.

 

Freundliche Grüße von Gerhard Eisenbarth

 

Bild 1 – Auschnitt EF98

Bild 2 – Ausschnitt EF91

Anlagen:

• Bild1 (46 KB)
• Bild2 (93 KB)

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Ich habe inzwischen Antwort von einem ehemaligen Ingenieur aus der Röhrenfertigung zu diesem Thema:

"P2-Eisen diente zur besseren Wärmeableitung. Das aufplatierte Alu wurde während des Pumpvorganges durch HF-Glühen "umgesetzt". Die Oberfäche schwärzte sich und erhielt dabei eine Rauhigkeit, die  zur besseren Wärmeableitung auch gewollt war.
Um die Vergiftung der Katode durch abdampfendes Materiel zu vermeiden, wird diese während des Pumpvorganges ( ca. 20 min.) 100% überheizt. Damit ist gewährleistet, dass die Katodenoberfäche wärmer als alle anderen Systenteile ist und folglich Niederschläge nur an den kältesten Orten, der Kolbenwand, möglich sind."

Das würde erklären, warum der Spiegel seinen Ursprung in der Kathode zu haben scheint.

Rüdiger Walz

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Walz,

das ist in der Tat ein interessanterHinweis und bestätigt die Aluminiumtheorie (welche ich leider zeitlich noch nicht experimentell bestätigen konnte).
Die Plattierung und Umsetzung von Aluminium zur Rauhigkeitserhöhung ist mir bekannt. Allerdings wird meines Kenntnisstandes nach nur die Anode außen plattiert. Das wiederum spricht dafür, daß die Verspiegelung an den Anodensegmente am Stärksten auftreten muß - was aber nicht der Fall ist.

Eine mögliche Erklärung wäre, daß die Anode durch die Schwärzung viel Wärme abstrahlt und dadurch auch den Glaskolben derart aufheizt, daß sich dort nichts niederschlägt. Das erklärt allerdings nicht schlüssig, wie die Verspiegelung bei vollabgeschirmten Röhren wie der von Herrn Eisenbarth am 12.8. fotografisch eingebrachten EF80 zustandekommt.

Es bleibt also weiter spannend. Vielen Dank nochmal für die Mithilfe!

P. Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Eisenbarth,

vielen Dank für die Erwähnung der Schleifspuren. Das ist sicher ein weiterer Punkt, der zu beachten wäre. Allerdings trifft dieser nicht grundlegend zu - das ist bei einer Betrachtung verschiedener Röhrentypen zu erkennen. Augenscheinlich gibt es aber mehrere Faktoren, die einen Innenspiegel begünstigen.

Allerdings muß ich widersprechen daß es sich um Gettermaterial handelt. Der Getter wird erst aktiviert, wenn das System bereits an der Pumpe hängt. Dann ist es aber nicht mehr möglich, Schleifspuren abzubilden, da Kolben und System zu diesem Zeitpunkt bereits miteinander verschmolzen sind.

P. Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Dieser Beitrag erreichte mich im admin-de über das Kontaktformular. Ich nehme an, dass er von Interesse ist und hänge die Analyse im Anhang an.
Martin Renz

Hallo liebes Radiomuseum-Team,
ich habe vor kurzem einen für mich interessanten Forumsbeitrag gelesen, der von Patrik Schindler ins Leben gerufen wurde.
Dort ging es um die Frage, aus welchem Material der Innenspiegel bei manchen Röhrentypen besteht. Man ist aber dort noch zu keinem endgültigem Ergebniss gekommen.
Da ich die Möglichkeit habe, mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) die Elemente von Materialien zu bestimmen, habe ich dieses mit dem kompletten "Innenleben" einer EF89 einmal gemacht (Ergebnis siehe PDF-Anhang).
Vielleicht haben ja Patrik Schindler und die anderen Diskussionspartner noch Interesse an meinem Ergebnis.
Bei Fragen und Anregungen wenden Sie sich bitte gerne an mich.Mit freundlichen Grüßen
Uwe Pilgrim

Ich gebe die email-Adresse von Herrn Pilgrim gerne an Mitglieder weiter, möchte sie hier im öffentlichen Bereich aber  nicht veröffentlichen. Anlagen:

• Materialanalyse EF89 (13 KB)

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Vielen Dank an Herrn Pilgrim für die Analysenergebnisse. Sie geben interessante Aufschlüsse. Für die Nicht-Chemiker müssen die Werte vielleicht ein wenig erläutert werden.

Spiegel innere Röhrenwand:

Si (Silizium), Ca (Calcium) und K (Kalium) kommen aus dem Glas. Der Eisengehalt (Fe) ist mit 0,4 % für ein Glas nicht aussergewöhnlich. Die Abwesenheit von Al (Aluminium)  zeigt, dass offensichtlich beim Herstellprozess nicht Alummium verdampft. Der hohe Anteil an Barium (Ba) deutet darauf hin, dass beim Formieren der Kathode Barium verdampft ist und sich auf dem Glas niedergeschlagen hat. Das belegen  auch die entstehenden Schatten im Belag.

Getter EF 89 oxidiert

auch hier wieder hohe Werte Si, Ca, K aus dem Glas. Der Getter besteht, wie erwartet aus Ba (Barium).

Kathode EF 89

Hier sieht man hohe Nickel (Ni) Werte vom Trägerröhrchen der indirekt beheizten Kathode. Beschicht wurde dieses Röhrchen mit einem Barum (Ba), Strontium (Sr) und Calcium (Ca) Salzgemisch. Die Konzentrationsverhältnisse entsprechen den in Lehrbüchern genannten Mischungen.

Gitter EF 89

Hier wurde offensichtlich eine Nickel (Ni) - Molybdän (Mo) Legierung für den Gitterdraht verwendet. Geringe Mengen Barium (Ba) deuten auf Niederschlag von der Kathode hin.

Anode Al plattiertes Eisen

Erwartungsgemäß findet man hier Eisen (Fe) und Aluminium (Al)

Maschenanode

Sie besteht aus reinem Eisen (Fe) mit üblichen technischen Legierungsbestandteilen wie Mangan (Mn), Chrom (Cr) und Nickel (Ni)

Damit scheint ziemlich klar, das der Belag auf der Glaswandung von der Aktivschicht der Kathode stammt.

Rüdiger Walz

 

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Das ist ja eine sehr schöne Überraschung, daß sich hier tatsächlich noch ein Ergebnis abgezeichnet hat. Daher zuallererst sehr vielen Dank an den Einsatz von Herrn Pilgrim und die Aufarbeitung von Herrn Walz!

Vielen Dank auch an Herrn Renz für die Weiterleitung und die anderen Diskussionsteilnehmer für Theorien und Fakten.

Herr Renz, wenn es Herrn Pilgrim nicht zuviel Aufwand ist, wäre eventuell zusätzlich interessant, aus welchen Materialien sich die Spiegel zusammensetzen, welche erst im Laufe des Betriebes einer Röhre entstehen und eher grau anzusehen sind und erst in höherer Konzentration silbrig wirken. Zu sehen oft an E/PCC85 im Strahkegel der Anodenlöcher oder auch an PCF80(2) im Bereich der Heizung der Triode. Wenn er sagt, daß das recht viel Aufwand ist, verstehe ich das völlig. Wäre halt das Tüpfelchen auf dem i.

P. Schindler

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.