JPH02258165A - ベリリウム箔気密接合法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野」 本発明は例えば軟Ｘ線の発生あるいは照射装置等におけ
るベリリウム窓の製作に用いることのできるベリリウム
箔気密接合法に関する。

「従来の技術」 特に軟Ｘ線の発生あるいは照射装置における窓材として
は原子量の低いベリリウムの薄い箔が用いられる。この
窓材の周縁をステンレス鋼等の窓の縁にろう付する場合
に従来は、ろう材として純銅が用いられていた。しかし
ろう付温度ｌｌ００度付近では重量で２２％、容量では
１０５％にも達するベリリウムが銅に溶解するから、例
えば厚さ３０μの銅箔をろう材として、同様に３０μの
厚さのベリリウム箔のろう付を行うと、ベリリウム箔は
完全にろう材中に溶解して、ろう付を行うことが出来な
い。またベリリウムの溶損を１０％程度に押さえようと
すると、銅箔の厚さをメツキ層の厚さに相当する３μ程
度にしなければならないから、事実上ろう付けが不可能
である。かつベリリウム箔の表面は繊維状の凹凸面を形
成しているために機械的圧接によって気密を保持するこ
とができない。更に接着剤を用いると、導電性が無いた
めに窓材の帯電によって種々の弊害を生ずる。

このためベリリウムを窓材とする場合に従来は、その厚
みを０．２ｍｍ程度以下にすることが不可能であった。

［−発明が解決しようとする課題」 すなわち軟Ｘ線の透過窓は、これを極めて−（１いベリ
リウム箔で形成しなければならないが、その〕こめには ａ）ベリリウムの溶損量か小さいろう材の選定ｂ）へリ
リウムに対する“ぬれ”の良好なろう材の選定 Ｃ）ろう材による接合条件の選定 ｄ）ベリリウムと被接舎利との熱膨張の差の吸収等を必
要とする。

１課題を解決するだめの手段」 本発明は、被接合体におけるベリリウム箔接合部の表面
をニッケルまたはヘリ９９１２層となして、これに接合
しようとするベリリウム箔と上記ニッケルまたはベリリ
ウム層との間にろう祠のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金等の層を介挿し、真空または不活性雰囲気中てこ
れらを摂氏６／１０度から８００度の温度に加熱すると
共に毎平方糎あたり０．５から］　ＯＫｇの圧力をｆｌ
ｉｉ記被接合体とベリリウム箔との間に加えるものであ
る。

［作用」 すなわちろう材のアルミニウムは延性の大きい金属であ
るから、これを容易に薄い箔とすることができると共に
蒸着イオンブレーティング等の方法で被接４′？部に必
要な厚さだけ容易に付着さＵることも可能である。また
溶融アルミニ・クムのベリリウムの溶解量は融点の近傍
に於いて重量比約１％、容積比的１．５％であり、８０
０℃においても重量比約３％、容積比で４３％に過ぎな
い。

このため前記ａ）に記載したベリリウムの溶損を極めて
小さくすることができると同時にろう材としての性質を
向上するためにシリコン等を添加し、あるいは比重を更
に小さくするためにリチウム等を添加することによりア
ルミニウム合金として用いるごともできる。かつ接合時
に於いてはＩＦｊ平方糎当たりて０５〜］　ＯＫｇの圧
力を加えるから、熔融アルミニウムの凝集を防止して、
ヘリリウ１３の表面に対する“なじみ”を良好にするこ
とか可能で、ｂ）の条件もｌｉＪ冒こされる。なおその
加圧ト：（ 段としては、例えば重錘、やとい棒等による外部からの
加圧、その他ガス圧、熱膨張の利用等適゛１°Ｌの手段
によることができる。よだろう祠のアルミニラ１２とベ
リリウムとの合金にお１）る最低液相／１１１Ｎ度は６
４０度であるから、接合に際してはこの温度以上に加熱
する必要のあることは勿論である。。

更に著しく高温度に加熱するとスパッタその他の悪影響
を伴うから、このような難点を防止するためにＣ）の条
（’ｌとして６４０〜８００℃の範囲を保持する必要が
ある。なお加熱時間は要求される接合強度に応じて任意
に選定されるか、通常は５分から３０分の間で充分であ
る。同時に本発明は被接合体の表面をニッケルまたはヘ
リリウ１、の層となし、この層にろう材のアルミニウム
、箔を介してベリリウム箔を重合するがら、−」二記ニ
ッケルまたはベリリウムの層によって被接合体きベリリ
ウム箔との間の熱膨張の差が吸収されて、１）ｊｊ記ｄ
）の条件が満たされる。なおニッケルおよびベリリウ１
１の熱膨張係数は各々１３．３Ｘ１０’および＋２．４
Ｘ１０”であって、これらは極めて近い値であるから、
ベリリウム箔をこれと熱膨張係数の著しく異なる物体に
接合する場合は、その物体にニッケル板を接合して、こ
のニッケル板にベリリウム箔を接合する。またそのニッ
ケル板の厚さは、熱膨張の差を吸収し得るように通常は
０３ｍｍ程度以上とするが、その形状の選定によっては
これより薄いものを用いることもできる。更にＭｉｊ記
温度６４０〜８００℃において、アルミニウムは６〜２
０％のニッケルを溶解するから、ニッケルとベリリウム
とはアルミニウムによって良好な接合状態となる。なお
ニッケル自体にベリリウム箔を接合する場合はニッケル
層を形成する必要のないことは勿論である。

またアルミニ・ンム箔の変わり１こアルミニ・ンム合金
を用いるときは、これを微粉末としてあらかじめベリリ
ウム箔の接合部に溶着しておくこと等らできる。

第１図は本発明の方法による接合部分の断面図で、ベリ
タウ１１箔１の表面は前述のように凹凸面を形成し、ま
た被接合材にろう付されたニソケル板２の表面は平滑で
あるか、ごれらの間隙はその間に介挿したろう材のアル
ミニ・りＪ−ｙ　７’ｌ　３て１１ｈ′ｄたされて良好
な耐真空性をイ］゛する。このアルミニラｌ、箔３にお
けるベリリウム箔１に近い部分４はへリリウＪえとの合
金を形成ｊ７、ニッケル板２に近し冒事分５はニッケル
との合金を形成して更にベリリウムＩとニッケル２とが
特に接近した部分６はへリリウムとニッケルおよびアル
ミニラ１３の三元合金を形成する。更にベリリウム１お
よびニッケル２の表面に近い部分には少量のアルミニウ
ムが溶は込んでいると共にベリリウ１＼１とニッケル２
とが直接対向した部分７はアルミニウノ・の拡散に上り
液相拡散接合が１ｊわれで一体化する。

「実施例　１−１ 第２図は本発明の実施例に用いられる各部分の斜視図で
、外径２５ｍｍ、内径１０ｍｍ、厚さ６ｍｍのステンレ
ス鋼リング８に銀ろうのリング９を介して外径１６ｍｍ
、内径１０ｍｍ、また厚さ０．３ｍｍのニッケル板１０
をろう付１ノし、その−Ｌに外径１５ｍｍ、内径１１ｍ
ｍ、厚さ００１ｍｍのアルミニウノ、箔１１Ｊ：りなる
ろう材を介して径１６ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍのベリリ
ウム箔１２を重合する。このような重合体にＩ　ＯＫｇ
の重錘を乗せた状態で］０３Ｐａの真空炉に収容し６６
０〜７００℃で３０分間加熱する。このようにしてベリ
リウム箔Ｉ２を窓材とする軟Ｘ線透過窓を形成すると、
その耐真空性はｌＯ°Ｐａ以−ヒであり、また導電抵抗
は０．０２Ωであるから、軟Ｘ線の透過窓として極めて
充分な性能を得ることができる。

なお被接合材がオーステナイト系ステンレス鋼の場合は
、通常のＸ線透過窓を製作する場合のように０２〜０．
３ｍｍの厚さを有するベリリウム板を純銅のろう材で接
合し、その上にアルミニウム７１をろう材として本発明
の方法でベリリウム箔の接合を行うことができる。すな
わち銅がベリリウノ、を溶解してヘリリウノ、銅となり
、これがオーステナイト系ステンレス鋼と類似の総合熱
膨張係数を持ら、ろう自体が熱膨張の差に対する吸収体
となるものでおる。

［実施例　２」 上記実施例におけるアルミ−１ウノ、箔の代わりに、ヘ
リリウＪ−，，７＋の接合部に／１００メノノ：Ｊ以下
のアルミンリコンろうの粉末を配置し、６２０度の温度
における真空中で溶解して付着させる。ずなイつら他の
点は前記実施例１と同様の処理によって良好なＸ線窓を
得ることができるもので、この方法は処理が簡単である
。

「発明の効果」 −１−述のように本発明の方法は、アルミニウド箔をろ
う材とするために、ベリリウム箔の溶損が少なく、しか
も加圧によってベリリウムとニッケル等の間がアルミニ
ウムで満たされて気密の保持が行われると共１こアフレ
ミニーｒンノ、とベリリウノ、ま）こはニッケルの間の
合金化によって強力な接合が得られる。またへリリウｌ
えの凸部とニッケルとの間は拡散接合が行われる。更に
真空、水素または不活性雰囲気中で接合されるからベリ
リウム、アルミニウム等が酸化ｄ′るごとかなく、ニッ
ケル板またはベリリウム薄板を介在させることによって
、ベリリウム箔の損傷も容易に防止される。

なお液相拡散接合においては、接合部の各面を（１・滑
にして低融点金属のろう材を介挿し、加圧、加熱により
これを拡散させるために、その接合部にろ−）祠か残留
づるわそれかムい。また本発明の方法においては、接合
しようとするベリリウム箔の表面に凹凸がある状態でア
ルミ工コウノ、箔を挾んで加熱並びに加圧を行うから、
第１図のようにろう付の状態の部分と拡散接合の様相を
呈する部分とが接合面に混在する。更に第１図にお１ノ
るニッケル板２をヘリリウノ・板に置換した場合は、そ
の表面に凹凸が存在し、アルミニラｌ−，７１３にお（
）る下部５はベリリウムとアルミニウムとの合金となる
が、その作用はニッケル板の場合と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による接合部の断面図、第２図は
本発明実施例の所用部品を分解した斜視図である。 なお図において、１はベリリウム箔、２はニッケル板、
３はアルミニウム箔、６は箔３の薄い部分、 材、 ７は７ｉ３の欠除部、 ０はニッケル板、 ８は鋼リンク、 （９はろ−） １はアルミニウノ、箔、 ２はへリリウノ、箔である。。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被接合体におけるベリリウム箔接合部の表面をニッケ
   ルまたはベリリウム層となして、これに接合しようとす
   るベリリウム箔と上記ニッケルまたはベリリウム層との
   間にアルミニウムを含む金属の層をろう材として配置し
   、真空または不活性雰囲気中でこれらを摂氏６４０度か
   ら８００度の間の温度に加熱すると共に毎平方糎当たり
   ０．５から１０Ｋｇの圧力を前記被接合体とベリリウム
   箔との間に加えることを特徴とするベリリウム箔気密接
   合法