CN1013908B - 真空管底座的制造方法及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空管底座的制造方法以及由该方法制成的真空管底座，特别有可能改善金属封口处和之底座的玻璃之间的密封质量。

本方法在于把第一和第二玻璃件(9、10)和金属导体(7)加入于下模(1)，接着，在下模(1)和上模(40)之间使玻璃件(9、10)彼此压紧之前加热玻璃件(9、10)。根据本发明的一个特征，构成一个部分地插进下模(1)的外围件的第一玻璃件(9)是仅仅在未被插入的上部(13)进行直接加热，以及一旦上部(13)已达到所谓工作温度时就把这两块玻璃件(9、10)彼此压紧，以避免此后者与导体(7)所限制的表面之间的持久接触。

Description

本发明涉及一项真空管底座的制造方法及其产品，它特别有可能改进金属封口处和底座玻璃之间的密封质量。

一个真空管例如阴极射线管的良好功能和使用寿命是与真空内实现的真空守恒相关联，因此也是与金属封口处的质量相关联，而金属封口处则把真空管的内部通过玻璃底座与真空管的外部作电气上的连接。

一个或数个封口处的密封性取决于金属和玻璃之间结合的质量，这种结合归因于金属氧化物在玻璃内的溶解，而在金属或导体的表面所形成的金属氧化物则是用来实现封口的。

一般，金属封口是借助于金属丝（例如覆铜的镍铁）来实现的，而氧化铜溶解在液态或近似液态的玻璃中，可保证玻璃在导体铜上的合适增湿作用;玻璃的温度越高，则此金属氧化物的溶解或扩散就进行得越好。

为了底座的成批生产，底通常是在一台转盘转输型机器上进行制造的，这台机器包含分布在转盘周围的若干数目的模具。通过盘的旋转，模具在不同工位前不断地行进，其中，这些模具在下一道工位重新开始之前须经受一道工序，例如装料、预热、造型等……。模具包含一凹模，也叫做下模，它包含若干数目供环形件使用的合模销孔;把导体装进下模，接着又把圆柱形玻璃件装进下模，一个玻璃件是放置在定位环内部，另一个玻璃件是放置在定位环外部的。然后，通常借助于喷嘴对总体进行加热以使一方面，在导体金属表面上引起适当的反应，从而获得导体金属的氧化作用，以及另一方面，使玻璃件以明显均匀的方式达到一种叫做工作温度的温度，即接近于熔化温度。

然后，金属导体由于玻璃件在下模和上模之间的压缩而包裹在熔融的玻璃内，经冷却之后而得到底座的毛坯。接着，此底座毛坯经过再加热和再模压而得到具有给定几何形状的成品。

业已证明相当可观数量的如此实现底座在金属封口水平面上出现密封性缺陷，而本发明的创始人已把这些缺陷的起因归咎于氧化层的不均匀性，按照此不均匀性，金属氧化物是在导体金属的包裹长度附近和包裹长度上形成的。事实上，玻璃-金属结合的质量是与导体表面形成的金属氧化物在液态玻璃内的溶解作用相关联的，在此金属氧化物不完全溶解的情况下，在金属表面，也就是在玻璃和金属之间，留下或多或少易碎的氧化物界面，因此在机械应力或热应力作用下易于破裂;那时玻璃-金属的结合强度是此氧化层厚度的函数。

本发明的目标之一是能实现包埋在玻璃中的金属含有很少量的金属氧化物残余层或甚至没有。这已在本发明的方法中预以获得，尤其是由于在压缩阶段之前避免在导体应包裹的表面受限止部分与一个或另一个玻璃件之间一切持续时间长的接触。

根据本发明，制备真空管底座的一种方法在于：至少把一种金属导体和把安放在导体两面的第一和第二玻璃件装入于已知类型的下模，第一玻璃件是部分地嵌进下模，并组成环绕导体和第二玻璃件的外围部分;接着，该方法包括：加热玻璃件和一个或数个导体，然后在下模和上模之间使玻璃件彼此比压紧以便得到底座的毛坯，而在此毛坯内包埋着导体，上述制备方法其特征在于：至少要加热第一玻璃件，包括仅仅使此玻璃件的上部露置于由高温发生器产生的热量中，以及其特征在于：包括一旦直接地暴露于热量中的上部达到所述工作温度的温度时就使这两块玻璃件彼此压紧，以避免当时在压缩操作之前金属导件和玻璃件之间持续时间长的接触。

由于以下描述，作为非限制性实施例和4张附图，将对发明有更好的了解，其中：

图1是根据本发明的方法用于实现底座毛坯的一个下模的透视和部分剖面图;

图2是表示装有玻璃件和金属导体的下模的透视和部分剖面图;

图3以一个部分剖面透视图表示上模和装有玻璃件和金属丝的下模，以及形象地说明本发明方法的一个阶段，其中玻璃件是在彼此压紧前进行加热的;

图4为一透视和部分剖面图，它表示含有由本发明方法所获得的一个底座毛坯的下模。

图1表示一个模具的凹下部分1，此凹下部分叫做下模。下模1为通常型和包含一个轴向入口2，在下模1的顶面4的一边有一个喇叭口3。喇叭3是通过在顶面4内实现的第二图形入口5的壁11而得以延长。

一组孔6在喇叭口3内，它们显然是等距离的和平行于轴向钻孔2的轴（图中未绘出）的，并且沿圆周分布。孔6是用于接纳如导体7那样金属导体，在剖面图上仅表示这些孔中的一根导体，且定标记为6a。在模具1的装料过程中，把导体7放进孔6中，以致它们的端部8相比之下超出了下模1的顶面4;每一金属导体7是以通常的方法由一局部插进一个孔6中的托架15所支承。金属导体7是用于埋置在玻璃内以形成金属封口;在描述的非限制性实例中，导体7是覆铜的镍铁型的。

图2表示在装料工序后的下模1，其中，下模1是装有金属导体7的（为了附图比较清晰，仅绘出一根导体），以及装有第一玻璃件9和第二玻璃件10。

在描述的非限制性实例中，玻璃件9、10具有空心的圆柱体形状：第一玻璃件9包含一个大于第二圆周直径D2的第一内径D1，在此圆周上设置含有导体7的孔6，该第二直径D2本身是大于第二玻璃件10的第三外径D3。第一玻璃件9是布置在孔6的外部，导体7是通过孔6的，以便很明显地把第一玻璃件9按轴向开口2的四周而定中心，并把它放在喇叭口3上，以致第一玻璃件9含有一个上部13，相比之下，它高于（下模）顶面4，以及含有嵌进下模1内的一个下部14。第二玻璃件10是嵌进轴向开口2内的，它是布置在用于通过导体7的孔6所形成的圆周内部;第二玻璃件10包含一个第二上部22，相比之下它高于喇叭口3，从而使第一和第二玻璃件9、10呈现面对面的表面S1、S2。

图3形象地说明本发明方法的一个阶段，在此阶段内，玻璃件9、10和导体7是用一个步骤或数步骤进行加热的。在所描述的非限制性实例中，下模1是通过一种这方面已知的方式而安装在一个圆盘上（未绘出），下模1本身环绕着构成轴向开口2的轴的一条中心线16而旋转，例如按箭头17所示的方向旋转。

在下模1的旋转过程中，第一玻璃件9或外部（玻璃）件是借助于一台或数台高温发生器18进行加热的;为了使图3比较清晰，为此在图3上仅绘出一台发生器18。在所描述的非限制性实例中，高温发生器18是由一个传统的喷嘴19所构成，喷嘴产生火焰20，使第一玻璃件9或外部（玻璃）件暴露在此火焰中。喷嘴19是按照加热轴21（明显地平行于下模1的顶面4的平面）来定方向，以致根据本发明的一个特征唯有第一玻璃件9或外部玻璃件的上部13是暴露在火焰20中的。

同时对第二玻璃件10或内部（玻璃）件进行加热，例如借助于产生火焰24的一个第二喷嘴23。第二喷嘴23是配置在下模1的上面;它相对于（下模1的）顶面4来说是倾斜的，并为了加热第二玻璃件10或内部（玻璃）件的第二上部22而进行定方向。金属导体7也同样暴露在由第二喷嘴23所产生的热量中， 但当下模1进行每次旋转过程的时间较短时;以致这些导体7达到的温度不高于第一和第二玻璃件9、10所达到的温度，但仍足以导致金属氧化物层（未绘出）的形成，在所描述的非限制性实例中是由氧化铜所组成的。

在所描述的非限制性实例中，内部玻璃件10的第二上部22是在其应参与导体7的包裹的全部长度1上以明显均匀的方式进行加热的。另一方面，至于第一玻璃件9或外部玻璃件，则仅仅将其上部13直接地暴露在由第一喷嘴19所产生的热量中，以致第一玻璃件不是均匀地预以加热，而它的下部14仅提高到较低于其上部13的一个温度。当上部13达到所谓工作温度，显然地是相当于玻璃的熔化温度，上部13由于玻璃的软化而使其自身向下沉陷，以致上部13在顶面4以上的高度减低，并相对于它的初始形状出现的厚度余量25刚好与导体7相接触;因此，导体7是部分地包裹在玻璃内，也就是说，导体7的面向第一玻璃件9或外部玻璃件的表面是与第一玻璃件9的玻璃相接触，并被胶合在此玻璃上，而导体的面向内部的相反表面则仍暴露在外部空气中。

在以往的技术中，部分地包裹在玻璃内的导体（一根或数根）的胶合如下：亦即，导体的面向第一玻璃件9或外部玻璃件的表面是与第一玻璃件9的玻璃相接触，并被胶合在此玻璃上，而导体的面向内部的相反表面则依然暴露在外部空气中。

在以往技术中，一根或数根导体7与第一玻璃件9或外部玻璃件的胶合是借助于举起外部玻璃件9，而得益，例如上推托架15，以便使第一玻璃件9的下部从下模1中抽出;此时，轮到此下部被直接加热，从而使下部的温度也提高到接近于工作温度。根据以往技术的这一方法的优点是使外部玻璃件的总体是提高到工作温度，这是玻璃本身的合适熔焊温度，以致在操作时，由于外部玻璃件和内部玻璃件彼此压紧而将导体包裹，这两玻璃件的玻璃合适地和完全匀称地熔焊在一起。但以往技术的这一方法的主要缺点在于以下情况：当导体与高温的玻璃接触时，导体的温度也同时升高，这颇有助于在导体自由表面上金属氧化物的形成，金属氧化物在自由表面上的这一形成过程只有在导体被完全包裹时才停止，也就是说当这两玻璃件彼此压紧的时候才停止;由此导致：金属氧化物层大量地形成在导体的表面上，此导体早已由金属氧化物层所包裹住，以致可达到一种厚度使其在熔化玻璃中的熔解只是部分的，且让玻璃和金属之间存在一层可破坏玻璃-金属结合质量的脆性层。

采用本发明的方法，此缺陷可借助于以下事实预以避免，即一旦外部玻璃件9的上部13达到工作温度或在此瞬间之后顷刻，也就是说，显然在上部13自身沉陷和接触到导体7的时候，就立刻把外部玻璃件9和内部玻璃件10彼此压紧，使一根或数根导体7整个地被包裹在玻璃内。

外部玻璃件9的下部14不是直接加热的，主要是借助于传导性使下部14的温度升高。因此，本发明的方法在于：调整由第一喷嘴19所产生的和外部玻璃件9的上部13所接受的热通量，以便当上部13到达工作温度时外部玻璃件9的下部14已达到或超过一种所谓软化温度，软化温度约为630～650℃的温度，在此温度下玻璃变得具有足够的可塑性以致可通过机械作用预以变形。

在这些条件下，当上部13达到工作温度时，我们立即把放置有导体7的两块玻璃件9、10彼此压紧。以实行1根或数根导体的包埋。

两块玻璃件9、10的压缩操作是借助于一种在这方面已知类型的叫做上模40的模具来实现的。上模40具有一圆盘的一般形状，其面向下模1的底面41的中心包含一凸起部42，此凸起部显然与喇叭口3的形状是互补的。上模40包含一个钻在凸起部42的周围部分44中的第二组孔43，如图3所示;此第二组孔43是用于通过导体7的未包裹的顶端8。在所描述的非限制性实例中，第二组孔43的端部46（位于凸起部42一边）是由一个使能形成小玻璃球状物的漏斗所组成，通过此端部使导体7在玻璃内的包埋长度得以增加。

借助于下模1和上模40的压缩操作是一种传统的操作，它的实现方法是使下模1和上模40彼此接近，直到上、下模分别通过它们的顶面4和底面41而相互贴合时为止。在压缩作用下，第二玻璃件10的第二上部22倾向于扩大直至它与第一玻璃件9相贴合为止;同时第一玻璃件9通过上模40的周围部分44以在这方面已知的方式朝着喇叭口3推进（在图3上未绘出）。同时使导体7插入第二组孔43中，以便完全裹住位于此第二组孔43和喇叭口3之间的导体部分。

图4示出一个下模1，它含有上述的压制操作后所得底座毛坯50。导体7是包埋在玻璃内的，且构成成金属封口处60，导体7的顶端8是用来放置在一个真空管内部的（未绘出）。

底座毛坯50具有一种传统形状，它类似于以往技术的方法所得的底座毛坯的形状。然而，应当指出在此制造阶段，底座毛坯50可能具有一个缺陷，即在于以下事实：两块玻璃件9、10（如图2和3所示）可能是彼此不完全地熔焊的。事实上，采用本发明的方法以及如前所解释的那样，由于第一玻璃件9或外部玻璃件的下部14不是直接地预以加热的，它可以提高到一种等于或高于软化温度的温度，但低于使玻璃能很好地进行自熔焊的工作温度。主要因为在底座毛坯50的位于喇叭口3附近的下区51，以及由一方面来自第二玻璃件或内部玻璃件10和另一方面来自第一玻璃件9的下部14所形成的玻璃结合，使这两块玻璃件9、10之间的熔焊是不完美的。

但是，只要例如在卸去下模1之后，将底座毛坯50再加热使其大体上达到工作温度，就可简单地弥补上述这一缺陷。底座毛坯50的再加热不管怎样已进入本方法的传统的后续工序的范围，以便赋予底座毛坯50的最终底座形状。

这样，本发明的方法带来了一个次要的缺点，但另一方面提供了一个很重要的优点，即在于玻璃和金属之间的结合取得了可观的改善。事实上，如果说由第一玻璃件9或外部玻璃件的下部件14所达到的软化温度不是有利于玻璃本身的熔焊，那末此软化温度却足以使玻璃成为导体7的型腔，以便用来自第二玻璃件10的玻璃把导体7完全地包裹，并停止在导体7的已被包裹的所有表面上金属氧化物的形成;这样结果得到了厚度均匀的以及适宜于获得在玻璃内的完全扩散的金属氧化物层，从而实现了高质量的玻璃-金属的结合。

Claims (7)

1、一种真空管底座的制造方法，在于把生产至少一种金属导体(7)和把安放在导体(7)两面的第一和第二玻璃件(9、10)装入于已知类型的下模(1)中，第一玻璃件(9)是部分地插进下模(1)，并组成环绕导体(7)和第二玻璃件(10)的一个外围件，接着该方法在于加热玻璃件(9、10)和导体(7)，然后在下模(1)和上模(40)之间使玻璃件(9、10)彼此压紧以便得到底座的毛坯(50)，此毛坯内埋置导体(7)，所述制造方法的特征在于：为至少第一玻璃件(9)的加热，包括仅仅使第一玻璃件(9)的上部(13)暴露于由高温发生器(18)所产生的热量中，以及其包括一旦直接地暴露于热量中的第一玻璃件(9)的上部(13)己达到所谓工作温度的温度时就使这两块玻璃件(9、10)彼此压紧，以避免在压缩操作之前金属导件(7)和玻璃件(9、10)之间持续时间长的接触。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于：包括调整由高温发生器（18）所产生的热通量，以便当上部（13）到达工作温度时，使插进下模（1）内的第一玻璃件下部（14）达到或超过所述的软化温度。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于：包括加热导体（7）和两块玻璃件（9、10），而不改变它们对于下模（1）的相对位置。

4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：还包括把底座毛坯（50）从下模（1）取出之后，再加热底座毛坯（50）以便其温度升高到工作温度。

5、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：加热发生器（19）是一喷嘴。

6、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：导体（7）的表面是铜制的。

7、一种如权利要求1所述的方法制造的真空管的用玻璃制成的底座，包含至少以密封方式穿过玻璃的一种导体（7），其特征在于：埋置在玻璃内的导体（7）的表面是没有金属氧化物的。

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