DE720064C

DE720064C - Verfahren zur vakuumdichten Einfuehrung von Stromzufuehrungen usw. in die Wandung eines aus keramischem Werkstoff gefertigten Entladungsgefaesses

Info

Publication number: DE720064C
Application number: DES121397D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Vatter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1936-02-05
Filing date: 1936-02-05
Publication date: 1942-04-23

Description

Verfahren zur vakuumdichten Einführung von Stromzuführungen usw. in die Wandung eines aus keramischem Werkstoff gefertigten Entladungsgefäßes Es ist bereits bekannt, für die Wandungen von Vakuumgefäßen keramische Werkstoffe zu verwenden. Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Wandungen solcher Gefäße, abgesehen von den Stromzuführungen, ausschließlich aus Keramik herzustellen. Die Stromzuführungen werden bei diesen Gefäßen mit Hilfe geeigneter Gläser in die keramische Wandung eingeschmolzen. Durch die Verwendung von Glas an den Stromzuführungsstellen haben jedoch derartige Entladungsgefäße insbesondere deshalb empfindliche Nachteile, weil sie mechanisch und thermisch schwache Stellen aufweisen. Man ist daher bereits dazu übergegangen, die Stromzuführungen unter Vermeidung von Glas in die keramische Wandung der in Rede stehenden Gefäße einzusetzen. Es ist dabei aber wegen der Verschiedenheit in den Ans,dehnungskoeffizienten der keramischen Stoffe einerseits und der Metalle andererseits schwierig, vakuumdichte Verbindungen auch bei wechselnden Betriebstemperaturen zu verhalten. Es biesteht zwar der Ausweg, daß man für die Stromzuführungen hierbei bestimmte Metalllegierungen verwendet, deren Wärmeau sdehnungskoeffizient dem der Keramik angepaßt ist; indessen ist man dann nicht mehr frei in der Wahl der Metalle für solche Stromzuführungen.
Es ist auch bereits bekannt, bei elektrischen Entladungsgefäßen keramische Teile miteinander oder mit Metallen unter Verwendung eines Weichlotes zu verlöten. In diesem Falle wird auf dem zu lötenden keramischen Teil zunächst eine keramische Unterglasur hergestellt, auf die man dann eine Metallglasur aufträgt. Für die Metallglasur werden Edelmetalle, vorzugsweise Platin, verwendet. Derartige Lötungen eignen sich jedoch nicht für die Herstellung elektrischer Entladungsgefäße, die bei der Evakuierung die Entgasungstemperatur aushalten müssen; denn bei dieser Entgasung- entstehen infolge der Verwendung eines Weichlotes Undichtigk-eiten, die durch das Herausdampfen einer leichter flüchtigen Komponente hervorgerufen werden. Auch die keramische Unterglasur hält im allgemeinen die Entgasungstemperaturen nicht aus.
Nach einem anderen vorgeschlagenen Verfahren erfolgen die Stromzuführungen bei elektrischen Entladungsgefäßen über metallische Kappen, die unter Verwendung eines Hartlotes mit der Keramik verlötet -werden. Derartige Stromzuführungen sind zwar thermisch und mechanisch äußerst widerstandsfähig, sie haben aber die Unannehmlichkeit, daß man auf verhältnismäßig genaue MOP)-haltigkeit der Metallkappen achten muß, abgesehen davon, däß es nicht in allen Fällen möglich ist, Metallkappen anzuordnen.
Durch die vorliegende Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden, indem bei einem Verfahren zur vakuumdichten Einführung von Stromzuführungen usw., bei dem in der Wandung eines aus keramischem Werkstoff gefertigten Entladungsgefäßes in der Gefäßwandung etwa dem äußeren Durchmesser der einzuführenden Zuleitungen usw. angepaßte Bohrungen vorgesehen werden, und nach dem Einset-ren der Zuleitungen usw. diese mit einer aufgebrachten Metallschicht durch Lötung verbunden werden, auf die diese Bohrungen umgebenden Teile der Außenwandung eine Schicht aus Eisen aufgebracht wird und diese mit den Zuleitungen hart verlötet wird. Nach der weiteren Erfindung soll der Eisenbelag in der Weise hergestellt werden, daß Eisenpulver in fein verteilter Form, beispielsweise in Alkoholsuspendiert, auf die zu lötenden keramischen Teile durch eines der bekannten Verfahren, beispielsweise durch Aufstreichen oder Aufspritzen, aufgetragen wird. Durch einen Erhitzungsprozeß, der zweckmäßig in Vakuumöfen vorgenommen wird, erfolgt dann ein Festsintern dieser Metallschichten. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung von Temperaturen zwischen 226o und I270° C gut lötfähige Metallschichten entstehen. Zur Vereinfachung des Verfahrens und damit zur Verbilligung der Herstellung kann man diesen Sintervorgang gleichzeitig- mit dem Lötvorgang vornehmen. Es empfiehlt sich, bei der Kombination dieser Arbeitsprozesse in einer inerten Atmosphäre zu arbeiten.
Die Erfindung ist in der Zeichnung durch einige Ausführungsbeispiele erläutert.
In Fig. i ist ein einanodiger Gleichrichter därgestellt, dessen Wandung i aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist. Die Zuführungen zu der Anode 2 und zu der Kathode 3 erfolgen durch enge Bohrungen, die in den keramischen Teilen q. und 5 vorgesehen sind. Alle keramischen Stellen, die gelötet werden sollen, sind gemäß der Erfindung metallisiert. Das Lot ist in Ringform an die zu lötenden Stellen gebracht und trägt jeweils die Bezeichnung 6. Bei der Erhitzung während des Lötprozesses durchdringt das flüssige Lot die metallisierten Stellen und stellt eine vakuumdichte Verbindung zwischen den keramischen Teilen her. Gleichzeitig erfolgt beim Lötprozeß ein luftdichter Abschluß an den Stromeinführungsstellen bei den keramischen Teilen 4. und 5. Der vakuumdichte Abschluß des Gefäßes erfolgt schließlich nach dem Auspumpen durch Schließen des Metallröhrchens 7.
In Fig. 2 ist ein derartig gelötetes und evakuiertes Entladungsgefäß, und zwar ein zweianodiger Gleichrichter, dargestellt. Die Zuführungen zu den Anoden 2 i sind hier durch Bohrungen geführt, die in den keramischen Teilen 22 vorgesehen sind. Die Zuführungsdrähte sind durch die Lötung an den Stellen 23 luftdicht eingeführt. In gleicher Weise sind die Zuführungen zu der Kathode 24 an den Stellen 25 luftdicht eingeführt. Die einzelnen keramischen Wandungsteile sind an den Stellen 26 miteinander - verlötet. Das Pumpröhrchen 27 ist nach der Evakuierung des- Gefäßes abgeschmolzen. Zur Abschmelzung dieses Pumpröhrchens kann man beispielsweise Silber verwenden. Bei elektrischen Entladungsgefäßen mit flüssiger Kathode empfiehlt es sich dann, an diesem Pumprölirchen eine weitere, nach dem Gefäßinnern zu liegende Quetsch-oder Schweißstelle vorzusehen. Durch diese Maßnahme wird eine Amalgambildung durch den Quecksilberdampf sicher vermieden.
Die Fig.3 stellt eine Dreielektrodenröhre dar, die in der bei den Fig. i und 2 beschriebenen Weise hergestellt worden ist. Durch die keramischen Teile 31 und 32 sind die Zuleitungen zu der Kathode geführt. Der keramische Teil 33 enthält eine Bohrung für die Aufnahme der Gitterzuführung. Die Anode 3.1 ist durch die Herstellung einer Metallschicht auf der Innenwandung des Gefäßes gebildet. Diese Metallschicht kann ebenfalls nach der Erfindung erzeugt werden und gleichzeitig mit der Metallisierung der übrigen zu lötenden keramischen Teile erfolgen. Mit 35 ist wieder das nach der Evakuierung abgeschmolzene Pumpröhrchen bezeichnet.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere zur Massenherstellung, da eine lediglich durch die Fassungsgrenze des Ofens begrenzte Anzahl von Vakuumgefäßen gleichzeitig metallisiert _und gelötet werden kann. Durch den Fortfall-besonderer Verschlußkappen o. dgl. ist die sorgfältige und mühsame Beachtung aller Schwundmasse vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur vakuumdichten Einführung von Stromzuführungen usw. in die Wandung eines aus keramischem Werkstoff gefertigten Entladungsgefäßes, bei dem in der Gefäßwandung etwa dem äußeren Durchmesser der einzuführenden Zuleitungen usw. angepaßte Bohrungen vorgesehen werden und nach dem Einsetzen der Zuleitungen usw. diese mit einer aufgebrachten Metallschicht durch Lötung verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die diese Bohrungen umgebenden Teile der Außenwandung einte Schicht aus Eisen aufgebracht und diese mit den Zuleitungen hart verlötet wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Vakuumgefäßen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbringung des Eisenbelages auf die Durchführungsstellen der keramischen Wandung Eisenpulver in fein verteilter Form, z. B. in Alkohol suspendiert, aufgetragen und vorzugsweise iin Vakuumofen bei einer Temperatur zwischen 126o und I270° C auf der keramischen Unterlage festgesintert wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern und der Lötvorgang gleichzeitig und zweckmäßig in einer inerten Atmosphäre erfolgen.