Vakuumdichte Stromeinführung. Es .sind vielfach Versuche unternommen worden, metallische Stromzuführungen in kieselsäurehaltige Stoffe mit geringem Aus dehnungskoeffizienten, zum Beispiel Quarz, einzuschmelzen. Zum allergrössten Teil blie ben diese Versuche, die bei ihrem Gelingen einen bedeutenden Fortschritt auf sehr vielen Gebieten .der Technik ergeben würden, erfolg los. Das Naheliegendste wäre es, zum er wähnten Zweck Metalldrähte oder Draht gruppen,<B>zum</B> Beispiel in Form von Schläu chen, zu verwenden.
Bei Anwendung von Drähten erwies sich die Festigkeit von Quarz als zu gering, um den Zugspannungen bei Erkalten der Einschmelzung standzuhalten. Bei Verminderung des Drahtdurchmessers würden die hierbei sich bildenden Risse und Spalte zwar kleiner, doch müsste aus elek trischen Gründen bei fortdauernder Ver kleinerung ihres Durchmessers entsprechen- derweise eine immer steigende Zahl von =Drähten genommen werden.
Dabei zeigte sich immer, dass zwar kleinere Risse und Sprünge entstehen als bei Verwendung eines einzigen dickeren Drahtes, diese aber in ihrer Gesamt heit ein eher grösseres Gefahrmoment für die Dichtigkeit ergaben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine vakuumdichte Stromeinführung mit einem in kieselsäurehaltigem Stoff von ge ringem Ausdehnungskoeffizienten einge schmolzenen, aus schwer schmelzbarem Me tall bestehenden, bandförmigen Körper, der ,u in Folienform eine Dicke von höchstens 20 aufweist.
Wie sich aus früheren Versuchen ergab, benetzen Quarz und hochschmelzende, hoch- kieselsäurehaltige Gläser folgende Metalle bezw. Metallegierungen: Tautal, Molybdän, Niob, Wolfram, Wolfram-Molybdänlegierun- gen, Platin und Platin-Iridiumlegierungen, wenn die Metalle durch eine Vorbehandlung, beispielshalber durch Entgasung bei hohen Temperaturen im Vakuum geschmeidig ge- macht worden sind.
Diese Vorbehandlung, die sich bei Kappeneinschmelzungen als gün stig erwiesen hat, kann nun auch bei dünnen Bändchen aus denselben Metallen vorgenom men werden.
Die Benutzung von dünnen Bändchen (Folien) zum erwähnten Zweck er scheint im vornherein nicht aussichtsreich zu sein, da. auch hierbei der kieselsäurehaltige Stoff durch Zugspannungen in noch höherem Masse beansprucht wird, als dies bei Ver wendung von runden Drähten der Fall ist.
Auch eine Variierung der Dimensionen scheint nach den Regeln der Festigkeits lehre nicht aussichtsreich zu sein, da bei Behandlung derselben geometrischen Form auch -bei Änderung der Dimensionen immer die gleichen Zugspannungen zu erwarten wären. Versuche in dieser Richtung ergaben auch erwartungsgemäss bei stetiger Vermin derung der Folienstärke immer die gleichen ungenügenden Resultate, weil au der Grenze von Quarz und Metall dünne Risse entstan den.
Dies mag auch .der Grund gewesen sein, dass sich bis heute bandförmige Metalleinfüh rungen in Quarz, obwohl sie in der Technik lange bekannt waren, nicht eingeführt haben.
Überraschenderweise verschwanden diese Risse aber völlig bei einer gut bestimmbaren endlichen Dicke der Folie, so dass dadurch vollkommen vakuumdichte Einschmelzungen herstellbar wurden. Diese durch Versuche er mittelte Grenzdicke beträgt etwa 20,u. Die Breite der Folie und auch die Ausbildung der Ränder (zugeschärfter oder glatt abgeschnit tener Rand) erwies sich bei richtiger Wahl der Foliendicke von geringer Bedeutung.
Die geringe Dicke der Metallfolien, mit denen sie nach der Erfindung .eine gasdichte Einschmelzung herstellen lässt, verursacht ge wisse technische Schwierigkeiten. Es hat sich zwar gezeigt, da3 beispielshalber eine Folie von 10 ,u Stärke und 5 mm Breite Ströme von über 10 Ampere vertragen kann, ohne zu glühen, und dass wiederholte Temperatur wechsel zwischen Rotglut und Zimmertempe ratur der Dichtigkeit der Einführung nicht schaden.
Es zeigte sich aber, dass die Folie nach längerer .oder kürzerer Zeit an den Stel- len durchbrennt, an denen sie nicht in den kieselsäurehaltigen Stoff, zum Beispiel Quarz, eingeschmolzen ist. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die Folie an ,den Stel len, an denen sie mit Luft in. Berührung kommen kann, vor höheren Temperaturen zu schützen und auch den Luftzutritt nach Mög- lichkeit -zu beschränken.
Dies wird zum Bei spiel dadurch erreicht, dass die dünne Folie an ihren Enden mit etwas stärkeren Blechen, beispielshalber aus Molybdän in innige Berührung gebracht wird, beispielshalber durch Punktschweissung oder durch Einklem men und diese Bleche selber in kieselsäure haltigen Stoff eingequetscht werden unter Bedingungen, unter denen kieselsäurehaltiger Stoff am Metall der Endbleche nicht haftet.
Es hat sich nun gezeigt, dass dies erreicht werden kann mit Endstücken aus Molybdän- blech, die bei Temperaturen über<B>1700'</B> ent gast worden sind, wenn die Einschmelzung dieser Endbleche mit geringem Temperatur überschuss über dem Erweichungspunkt des kieselsäurehaltigen Stoffes vorgenommen wird.
ES hat sich weiterhin gezeigt, dass die Übergangsstelle zwischen den Endblechen und der .dünnen Folie einen Gefahrpunkt bil det. Infolge thermisclher Kontraktion der Endstücke oder auch durch mechanische Be- anspruchung rissen die Folien vorzugsweise an dieser Stelle. Man kann dies dadurch ver hüten, dass, an den Enden die Folie doppelt oder mehrfach genommen wird, wodurch ein mechanisch fester Übergang geschaffen wird.
Einen guten thermischen und mechanischen Schutz der gefährdeten Enden kann man auch dadurch erreichen, dass man die Enden der als Stromleiter verwendeten dünnen Folie in Hohlräumen des Einschmelzmate- rials enden lässt, die mit bei Zimmertempera tur festem Metall ausgegossen sind.
Vacuum tight current introduction. Many attempts have been made to melt metallic power leads into silicic acid-containing substances with a low expansion coefficient, for example quartz. For the most part, these attempts, which, if successful, would result in significant progress in many areas of technology, remained unsuccessful. The most obvious would be to use metal wires or wire groups for the purpose mentioned, <B> for example </B> in the form of tubes.
When using wires, the strength of quartz turned out to be too low to withstand the tensile stresses when the seal cools down. If the wire diameter was reduced, the cracks and gaps that formed would be smaller, but for electrical reasons, if their diameter continued to decrease, an ever increasing number of wires would have to be used.
It has always been shown that although smaller cracks and fissures occur than when using a single, thicker wire, overall these resulted in a rather greater risk of leakage.
The present invention is a vacuum-tight power supply with a silica-containing substance of ge low expansion coefficient is melted, made of difficult to melt Me tall, band-shaped body, u in film form has a thickness of at most 20.
As shown from earlier experiments, quartz and high-melting, high-silica glasses wet the following metals or: Metal alloys: Tautal, molybdenum, niobium, tungsten, tungsten-molybdenum alloys, platinum and platinum-iridium alloys, if the metals have been made pliable by pretreatment, for example by degassing at high temperatures in a vacuum.
This pretreatment, which has proven to be beneficial for cap melt-downs, can now also be used for thin ribbons made from the same metals.
The use of thin ribbons (foils) for the aforementioned purpose does not seem to be promising from the outset, because. Here, too, the silica-containing substance is subjected to tensile stresses to an even greater extent than is the case when using round wires.
Even a variation of the dimensions does not seem to be promising according to the rules of strength theory, since the same tensile stresses would always be expected when treating the same geometric shape, even when changing the dimensions. As expected, tests in this direction always gave the same unsatisfactory results with a steady decrease in film thickness, because thin cracks arose on the boundary between quartz and metal.
This may also have been the reason why band-shaped metal inlets in quartz, although they were known in the art for a long time, have not been introduced to this day.
Surprisingly, however, these cracks disappeared completely when the film had a finite thickness that was easily determinable, so that completely vacuum-tight melts could be produced as a result. This limit thickness determined by tests is about 20, u. The width of the film and the formation of the edges (sharpened or smoothly cut edge) turned out to be of little importance if the correct choice of film thickness was made.
The small thickness of the metal foils with which they can produce a gas-tight seal according to the invention causes certain technical difficulties. It has been shown that, for example, a foil 10 .mu.m thick and 5 mm wide can withstand currents of over 10 amperes without glowing, and that repeated temperature changes between red heat and room temperature do not damage the tightness of the inlet.
It turned out, however, that after a longer or shorter period of time the film burns through at the points where it has not melted into the silica-containing substance, for example quartz. It has proven to be expedient to protect the film from higher temperatures at the points where it can come into contact with air and also to limit the access of air as far as possible.
This is achieved, for example, in that the ends of the thin film are brought into intimate contact with somewhat thicker metal sheets, for example made of molybdenum, for example by spot welding or by pinching and these sheets themselves are squeezed into silica-containing material under conditions under where silicic acid does not adhere to the metal of the end plates.
It has now been shown that this can be achieved with end pieces made of molybdenum sheet which have been degassed at temperatures above 1700 when the melting of these end sheets has a slight temperature excess above the softening point of the silicic acid Substance is made.
It has also been shown that the transition point between the end plates and the thin film forms a danger point. As a result of thermal contraction of the end pieces or as a result of mechanical stress, the foils tore at this point. This can be prevented by taking the film twice or more at the ends, which creates a mechanically solid transition.
Good thermal and mechanical protection of the endangered ends can also be achieved by letting the ends of the thin foil used as the conductor end in cavities in the sealing material which are filled with metal that is solid at room temperature.