DD213550A1 - Verfahren zur herstellung kompakter trennsysteme fuer massenspektrometer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kompakter Trennsysteme fuer Massenspektrometer, mit dem auch komplizierte Elektrodenformen exakt gestaltet werden koennen. Das wird erreicht, indem ein Kern au elektrisch leitendem Material mit einem Mantel aus Isoliermaterial umgeben wird und dann die gewuenschten Elektrodenformen aus dem Kernmaterial mittels Drahterodieren herausgearbeitet werden.

Description

Verfahren zur Hers teilung kompakter Trennsy sterne für Ma Bßp η s ρ e k tr ohie. t e r

',Anwendungsgebiet der iärfindunf;

.Die .Erfindung'"be triff b ein Ve rf ehren zur Herstellung komp&icter Tre.nnsysteme für Massenspektrometer·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

V- ^:'^: ' .' '· Γ ' '· ' ' ' ;

lieben den klassischen Tre.nnsy3ty.Gien, die aus Metallelektroden bestehen) die in'-.geeigneten Haltevorrichtungen aus Isolationsmaterial befestigt sind, gibt es Kompaktsysteme, die Dich insbesondere : durch Robustheit und zuverlässige Arbeitsweise auszeichnen«. Zur'Herstellung eines verwindungsfreien AnalysatorsyG-tems für ein liultipolmassenfilter wurde ein Verfahren vorgesciiiagen (i)ü-P3 12 97 360), nach dem ein Rohr aus elektrisch schlecht; leitendem, erweichungsfähigem Material über eine mit paraliellaufenden Hüten versehene Forin aus einem Material mit einem 'höheren: Ausdehnungskoeffizienten gezogen und durch ßr-•wärme'n so: erreicht wird, daß der das Rohr aufbauende Ütoff sich den Nuten der Form anschmiegt· Nach seiner Verfestigung werden die Enden des Rohres abgesprengt, die erkaltete Form Vi/ird aus dem Rohr herc-usgenommen, und die nach innen vorsprlngenden, von ..den Buten geprägten Rohreinbuchtungen werden zu Elektroden metallisiert·

'Nach' einem anderen Vorschlag (DS-l-o 22 15 763) wird ein zylindrischer keramischer Körper mit einem axialen Durchgang für ein lonenfilter eines Massenspektrometer, wobei die V/andung

des Durchgangs teilweise mit Elektroden bildenden metallischen Auflagen versehen ist, hergestellt, indem der Körper einschließ lich seines. Durchgangs, dessen Wandung mindestens eine konvexe hyperbolische Fläche aufweist, in Übergröße extrudiert und dann gepreßt und gebrannt wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel, der Erfindung ist die Herstellung kompakter i'rennsysteme für Massenspektrometer.

des Wesens der E

iSs ist Aufgabe der Erfindung, ein 'Verfahren zur Herstellung solcher Trennsysteme anzugeben, mit dem auch'komplizierte Elektrodenformen exakt gestaltet werden können·

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß ein - vorzugsweise zylindrischer - Kern aus elektrisch leitendem Material mit einem Material, das als Isolator wirkt, umgeben wird und dann mittels Drahterodieren die gewünschten Formen aus demKernmaterial herausgearbeitet werden· Mir den Kern wird ein Material mit einem möglichst niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten benutzt. Das Isoliermaterial ist, dann entsprechend zuwählen, d.h.», es wird ein Material benutzt, dessen linearer Ausdehungskoeffizient dem dea Kernmaterials angepaßt ist· So kommen beispielsweise solche Materialpaarungen in betracht wie Wolfram und Quarz oder liicosil und lücos i1e ins chme1ζ glas.

Um eine möglichst feste Haftung des Isoliermaterials auf dem Kern zu erreichen, empfiehlt es sich» das Isoliermaterial aufzuschmelzen. Dabei kann entweder der gesamte Kern ummantelt werden oder es werden nur bestimmte Abschnitte belegt (z.B. in Form von Ringen). Die Stirnflächen des Kerns sollten frei bleiben, oder sie sind nach dem Aufschmelzen des Isoliermaterials ρ la jizus ehle if en.

Mittels Drahterodieren ist-es möglich, auch komplizierte ?ormen einschließlich solcher Kurvensegmente wie Kreis, Parabel, Ellipse und Hyperbel, zu gestalte»; Bei Einsatz elektronisch gesteuerter Maschinenanlagen ist dieser Bearbeitungsöchritt mit hoher Präzision realisierbar· So ist es z#3# möglich, vier ajrmmetX¹Isehe konvexe Hyperbeln herzustellen, die durch das Isoliermaterial fest fixiert werden, aber nach dem Drahterodieren voneinander isolierte Elektroden darstellen. JSs sind also Trennsysterae sowohl für Monopole als auch für Multipole herstellbar·

Es ist vorteilhaft, in die Oberfläche des Kerns Hüten einzubringen und zwar an den stellen, an denen die entstehenden Elektroden voneinander getrennt sein sollen, d.h.·, an den Stellen,: an denen der Draht bei dem JSrodierprozeß die Enden der entstehenden einzelnen Elektroden erreicht, der Draht also "freilaufen" kann· Bas Anbringen solcher Nuten muß vor dein Aufschmelzen des Isoliermaterials erfolgen· Das gilt auch für andere mechanische Bearbeitungen des Kerns, ζ·Β. die Vorbereitung von Kontaktstellen (Bohrungen)*

Die durch das iJrahterodieren hergestellten Flächen können noch durch anschließendes Polieren, z.B* elektrolytisches Polieren, in ihrer Oberflächengüte verbessert v/erden·

Bin nach dem beschriebenen Verfahren hergestelltes Trennsystem ist verwindungsfrei und robust und bedarf keiner weiteren Justierung·

Aus führungsbeispieI

Es zeigen:

Pigur ^;1- Drauf sieht j ,Seitenansicht und einen Schnitt eines mn t Bohrungen und Hüten versehenen Kerns mit aufgeschmolzenem Iso-1iermaterial und

Figur 2 Seitenansicht und einen 3chnitt eines fertigen Trennsystems..

Den Kern 1 bildet ein Zylinder aus Nicosil mit einer zentralen

J3okru.ng. I.n . die Oberfläche des Zylinders werden vier mn 9ü° gegeneinander vernetzte IJuten 3 init quadratischem Profil eir'gefrast, außerdem werden in zwei Ebenen je vier Bohrungen 4jeweils zwischen den Kuten 3 angebracht» Auf diesen so vorbereiteten Kern 1 worden drei Ringe 5 aus Hicosileinöclinielzglas aufgeschmolzen. Die bleichen, wo sich die Bohrungen 4 befinden, bleiben frei. Letztere werden nach dein Aufschmelzen des Quar-zses plan geschliffen« kit Hilfe einer programmgesteuerten Maschire wird, ausgehend von der axialen Bohrung des ICernBi , erodiert, ils werden vier hyperbelfürmice L'Üektroden, 6 herausgearbcitet· Zwei sich jeweils gegenüberliegende Elektroden 6'·werden durch Kontaktbrücken 7, die sich im quarsmantel 5 befinden, leitend miteinander verbunden« Damit ist ein Quadrupol-Kompakttrennsystein mit vier syiaiuetrischen hyperbelfGrilligen Elektroden 6, die vom Isoliermaterial ;; fixiert sind, entstanden, απ die Elektroden 6 können die .notwendigen-Spannungen entweder an die Stirnflächen oder an die freiliegenden Mantelflächen über die vorgesehenen Gewindebohrungeh 4 mittels ürahtschraubverbindungen oder auch durch Kontaktfedern gelegt werden«

Claims (1)

1. a'j?findu np;s an s pru ch

   1v Verfahren zur Herstellung kompakter Trennsyateme für /.-. ^:'^; Massenspektrometer, dadurch gekennzeichnet, daß ein

   ^ern aus elektrisch leitendem Material mit elqexu Mantel aus Isoliermaterial \imgeben wird und mittels Drübtero- . diere.n die gewünschten ,Jlektrodenformen au,3 dem Kernmaterial herausgearbeitet werden·

   2« Verfahren .nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß decs

   Kernmaterial einen möglichGt niedrigen linearen .ais- ; .;. dehnungskpeffizienten bes itzt·

   3. Veriahreo¹nach lunkt 1 und 2, dadurch ^kennzeichnet, daß Violfram oder l\iicosil eingesetzt werden.

   4» Verfahren nach Punkt 1 ₅ dadurch gekennzeichnet, daß r.ls? lsollermaterli.'.l ein Jtoi'i¹ ausgewäht \;ird, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient dem des Kernmaterials anc^paßt iat·

   5* 'Verfahren nach Punkt 1-4, dadurch sekennzeicJ.inet, daß -f. Quarz .oder licosileinschrnelzglas benutzt wird,

   6* Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kerhoberflache an den ο bellen Hüten eingebracht werden, an : denen die zu bildenden Elektroden voneinander gebrennt sein [: -sollen» . .:

   T*. .'. Verfahren nach Punkt 1. dadurch gekennzeichnet, daß in die

   Oberfläche deo Kernü Bohrungen für die vorgesehenen !,ontekte , eingebracht werden»

   8, .Verfahren, nacr. Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch-das Brahterodieren gebildeten ii'lüchen poliert werden.

   ^: Hierzu 2 Blatt; Zeichnungen.