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Procédé permettant de sceller dans le verre un objet en molyb-
Dans les procédés connus permettant de sceller dans des verres alcalins des objets en molybdène, tels que des fils de molybdène, il se produit pendant,le scellement sur la surface du molybdène une couche qui présente une couleur brune. Pour autant qu'on ait essayé de sceller des objets en molybdène dans des espèces de verre exemptes ou sensiblement exemptes d'alcali, on a toujours obtenu jusqu'ici des soudures où la surface du molybdène est recouverte d'une couche d'un gris terne allant jusqu'au brun. La formation de ces couches colorées était jugée très importante pour l'obtention d'une liaison intime entre le molybdène et le verre et,
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pour cette raison, on a favorisé le plus possible la production de cette couche.
Or, il s'est trouvé que ces soudures ne sont pas parfaitement sûres, plus particulièrement lorsqu'elles sont portées longtemps à une température élevée comme c'est le cas pendant le fonctionnement de certains tubes à décharges.
La présente invention concerne le scellement dans le verre d'objets en molybdène et a pour but de perfectionner ces soudures.
Conformément à la présente invention, on porte le molybdène, pendant le scellement de l'objet, à une température assez élevée pour que la surface de l'objet en molybdène scellé soit blanche, c'est-à-dire qu'il ne présente pas la couche colorée.
Il s'est révélé que la couche colorée sur la surface de molybdène qui était jugée très utile autrefois n'est point nécessaire pour obtenir une liaison sure et que, par contre, l'absence de la couche rend la liaison bien meilleure.
De plus, il se trouve qu'on peut éviter la formation de la couche colorée en portant le molybdène, pendant le scellement à une température plus élevée qu'on ne le faisit habituellement jusqu'ici. L'explication probable de ce fait est que, à des températures très élevées, l'oxyde de molybdène créé sur la surface du molybdène disparait en grande mesure de sorte que la pellicule d'oxyde de molybdène résiduelle n'a tout au plus qu'une épaisseur extrêmement mince. Par contre, selon le procédé de scellement utilisé autrefois, la quantité d'oxyde de molybdène produite sur la surface était tellement grande que cet oxyde donnait lieu à la production de la couche colorée précitée sur cette surface.
Le scellement de l'objet en molybdène est facilité lorsqu'on choisit la composition du verre de telle façon que
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la température de ramollissement (c'est-à-dire la température à laquelle la courbe de la viscosité commence à décroître rapidement) soit supérieure à 550 C. En effet, il n'y a alors pas d'inconvénient sérieux à porter l'objet en molybdène à la température élevée nécessaire sans que le verre devienne très liquide à tel point qu'il risque de couler de l'objet en molybdène. On peut régler le point de ramollissement du verre en agissant sur la teneur en oxyde d'aluminium; de préférence, on utilisera une espèce de verre qui contient au moins 15 % d'oxyde d'aluminium.
Il importe de disposer le verre que l'on désire sceller au molybdène non pas sous la forme d'un tube autour de l'objet en molybdène, pour chauffer ensuite le verre avec le molybdène qui se trouve à l'intérieur du tube parce que, de cette manière, on ne peut pas obtenir en pratique une soudure blanche du molybdène. C'est pourquoi, on applique le verre à l'état mou sur la surface du molybdène; à cet effet, on amène le verre à la forme d'une tige ou une forme analogue qu'on peut ramollir par chauffage au voisinage de la surface du molybdène. Puis, on applique le verre mou sur le molybdène. De cette manière, on peut facilement porter lors du scellement, la surface du molybdène à une température assez élevée pour que la couche colorée à éviter ne se produise pas sur cette surface.
Il ya gans dire qu'il faut prendre soin que le coefficient de dilatation du verre ne diffère pas de trop de celui du molybdène. En général, on choisira des coefficients de dilatation de 30.107 à 50.10-7.
La présente invention convient particulièrement bien au scellement de molybdène dans une espèce de verre ayant une teneur en alcali non négligeable (plus de 1 %) parce que les verres exempts d'alcali ont, dans la plupart
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des cas, un trop faible coefficient de dilatation.
On peut reconnaître le scellement achevé conforme à l'invention par le fait que la surface de l'objet en molybdène scellé est blanche, c'est-à-dire que la surface du molybdène offre un aspect métallique et présente la couleur du molybdène pur. Ces soudures sont très sûres même aux températures élevées, c'est-à-dire que la liaison entre le verre et la surface du molybdène est très solide de sorte que la soudure est parfaitement étanche aux gaz et le reste aussi même lorsqu'on la porte longtemps à une température élevée.
La description qui va suivre et qui se rapporte à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
Le verre utilisé pour le scellement peut avoir, par exemple, la composition suivante:
SiO2 55 %
B2O3 15 % A1203 20 %
MgO 3 %
ZnO 2
Na2O 5 %
Cette espèce de verre a un coefficient de dilatation de 41.3 x 10-7 et une température de ramollissement d'environ 670 C. De ce verre, on fait une tige ayant, par exemple, un diamètre de 3 à 4 mm. L'objet en molybdène à sceller peut être constitué, par exemple, par un fil. Ce fil de molybdène est porté au blanc dans une flamme de gaz d'éclairage à laquelle sont amenés de l'oxygène et de l'air.
Une extrémité de la tige de verre est étroitement rapprochée du fil de molybdène et chauffée dans la flamme jusqu'à ce
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que le verre se ramollisse. Puis, on applique le verre mou sur le fil de molybdène qu'on fait tourner, pendant l'application du verre, à la main ou mécaniquement autour de son axe longitudinal. De cette manière, on garnit les fils de molybdène d'une couche de verre qui peut avoir, par exemple, une épaisseur de 1 à 2 mm et une longueur de quelques cm. La température à laquelle il faut porter le molybdène pour éviter la production d'une couche colorée sur la surface du molybdène peut facilement être ajustée expérimentalement en réglant les quantités d'oxygène et d'air amenées à la flamme.
On a constaté cependant que le fil de molybdène ne devait pas être porté à une température trop élevée car il se produit alors à nouveau une couche colorée sur la surface du molybdène.
La couche de verre disposée sur le fil peut être scellée de la manière bien connue à un objet en verre. Dans le cas où le fil de molybdène doit faire office de conducteur d'alimentation d'une lampe à incandescence ou d'un tube à décharges, on peut introduire le fil revêtu de la couche de verre dans l'extrémité d'un tube de verre, puis. on pince à chaud cette extrémité. De la sorte, on obtient une embase munie d'un pincement.
Ce tube de verre peut être constitué par exemple, par du verre ayant la composition suivante:
SiO2 77.3 %
B2O3 15. 6 %
Na2O 5. 8 %
K20 0. 8 %
Al2O3 0.5 %
On peut utiliser cette embase de la manière bien connue, pour la fabrication de tubes à vide tels que deslampes à incandescence, des tubes émetteurs, des tubes à
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rayons cathodiques, des redresseurs, etc.
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Process for sealing a molyb object in glass
In the known methods for sealing molybdenum objects, such as molybdenum wires in alkaline glasses, during the sealing on the surface of the molybdenum a layer which has a brown color occurs. As far as attempts have been made to seal molybdenum objects in glass species free or substantially free from alkali, so far we have always obtained welds where the surface of the molybdenum is covered with a layer of gray. dull to brown. The formation of these colored layers was considered very important for obtaining an intimate bond between molybdenum and glass and,
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for this reason, the production of this layer was promoted as much as possible.
However, it has been found that these welds are not perfectly safe, more particularly when they are brought to a high temperature for a long time, as is the case during the operation of certain discharge tubes.
The present invention relates to the sealing in the glass of objects made of molybdenum and its aim is to improve these welds.
According to the present invention, the molybdenum is brought, during the sealing of the object, to a temperature high enough so that the surface of the sealed molybdenum object is white, that is to say that it does not present not the colored layer.
It has been found that the colored layer on the molybdenum surface which was considered very useful in the past is not necessary to obtain a secure bond and that, on the other hand, the absence of the layer makes the bond much better.
In addition, it has been found that the formation of the colored layer can be avoided by bringing the molybdenum, during sealing, to a higher temperature than has usually been done heretofore. The probable explanation for this fact is that at very high temperatures the molybdenum oxide created on the molybdenum surface largely disappears so that the residual molybdenum oxide film at most only has extremely thin thickness. On the other hand, according to the sealing process used in the past, the quantity of molybdenum oxide produced on the surface was so large that this oxide gave rise to the production of the aforementioned colored layer on this surface.
The sealing of the molybdenum object is facilitated when the composition of the glass is chosen such that
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the softening temperature (that is to say the temperature at which the viscosity curve begins to decrease rapidly) is greater than 550 C. In fact, there is then no serious drawback to wearing the molybdenum object at the necessary high temperature without the glass becoming very liquid to such an extent that there is a risk of leaking from the molybdenum object. The softening point of the glass can be adjusted by acting on the aluminum oxide content; preferably, a kind of glass will be used which contains at least 15% aluminum oxide.
It is important to have the glass that you want to seal with molybdenum not in the form of a tube around the molybdenum object, to then heat the glass with the molybdenum which is inside the tube because , in this way, a white molybdenum solder cannot be obtained in practice. Therefore, the glass is applied in the soft state on the surface of the molybdenum; for this purpose, the glass is brought into the shape of a rod or a similar shape which can be softened by heating in the vicinity of the surface of the molybdenum. Then, the soft glass is applied to the molybdenum. In this way, during sealing, the surface of the molybdenum can easily be brought to a temperature high enough so that the colored layer to be avoided does not occur on this surface.
There is no saying that care must be taken that the coefficient of expansion of glass does not differ too much from that of molybdenum. In general, we will choose expansion coefficients from 30.107 to 50.10-7.
The present invention is particularly suitable for sealing molybdenum in a species of glass having a significant alkali content (greater than 1%) because alkali free glasses have, in most cases,
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cases, too low a coefficient of expansion.
The completed sealing according to the invention can be recognized by the fact that the surface of the sealed molybdenum object is white, i.e. the surface of the molybdenum has a metallic appearance and has the color of pure molybdenum. . These welds are very safe even at high temperatures, i.e. the bond between the glass and the molybdenum surface is very strong so that the weld is perfectly gas-tight and also remains so even when it is wears for a long time at a high temperature.
The description which will follow and which relates to a particular embodiment, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be put into practice.
The glass used for sealing can have, for example, the following composition:
SiO2 55%
B2O3 15% A1203 20%
MgO 3%
ZnO 2
Na2O 5%
This kind of glass has an expansion coefficient of 41.3 x 10-7 and a softening temperature of about 670 C. From this glass, a rod is made having, for example, a diameter of 3 to 4 mm. The molybdenum object to be sealed may consist, for example, of a wire. This molybdenum wire is heated to white in an illuminating gas flame to which oxygen and air are brought.
One end of the glass rod is pulled tightly to the molybdenum wire and heated in the flame until
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that the glass softens. Then, the soft glass is applied to the molybdenum wire which is rotated, during the application of the glass, by hand or mechanically around its longitudinal axis. In this way, the molybdenum wires are lined with a glass layer which may have, for example, a thickness of 1 to 2 mm and a length of a few cm. The temperature to which the molybdenum must be heated to avoid the production of a colored layer on the surface of the molybdenum can easily be adjusted experimentally by adjusting the amounts of oxygen and air brought to the flame.
It has been found, however, that the molybdenum wire should not be heated to too high a temperature because a colored layer then again occurs on the surface of the molybdenum.
The glass layer disposed on the wire can be sealed in the well known manner to a glass object. In the case where the molybdenum wire is to act as a supply conductor for an incandescent lamp or a discharge tube, the wire coated with the glass layer can be introduced into the end of a tube of glass, then. this end is hot pinched. In this way, a base provided with a pinch is obtained.
This glass tube can be constituted, for example, by glass having the following composition:
SiO2 77.3%
B2O3 15. 6%
Na2O 5.8%
K20 0. 8%
Al2O3 0.5%
This base can be used in the well known manner, for the manufacture of vacuum tubes such as incandescent lamps, emitter tubes, vacuum tubes.
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cathode rays, rectifiers, etc.