DE1030935B - Verfahren zur Herstellung einer metallenen, das Getter enthaltenden Huelle fuer Vakuumroehren und eine nach diesem Verfahren hergestellte Huelle mit Getter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer metallenen, das Getter enthaltenden Hülle für Vakuumröhren und eine nach diesem Verfahren hergestellte Hülle mit Getter.

Gettermaterialien sind solche feste Stoffe, welche die Fähigkeit haben, Gase durch Absorption oder Adsorption zu binden. Es gibt verschiedene bekannte Arten der Benutzung von Gettermaterialien in Vakuumröhren, von denen eine das Verdampfungsgettern und eine andere das Gettern mit festen Körpern ist. Beim Verdampf ungsgettern werden verdampfbare, chemisch aktive Metalle in der Röhre durch Erhitzen beim Entlüften dieser Röhren am Ende oder kurz vor dem Ende des Pumpenvorganges verdampft. Diese Metalle sind meistens Metalle aus der Gruppe der Erdalkalien. Der Metalldampf, der beim Verdampfen entsteht, verteilt sich über den Vakuumraum und kondensiert, wenn er auf einen kälteren Gegenstand in der Röhre trifft. Dieser Dampf reagiert vor, während und nach der Kondensation rasch mit allen Gasresten in der Röhrenhülle mit Ausnahme von Edelgasresten und bildet auf allen kalten Teilen der Röhre, besonders auf der Röhrenwandung, den Getterspiegel. Barium (Ba) ist ein typisches Beispiel für ein Verdampfungsgetter, und Zirkon (Zr) ist ein typisches Beispiel für ein festes Gettermaterial.

Die Materialien Strontium (Sr), Barium (Ba) und Calcium (Ca) eignen sich am besten als Verdampfungsgetter in Hochvakuumelektronenröhren. Barium ist der aktive Bestandteil der meisten bisher hergestellten Verdampfungsgetter. Verdampfungsgetter aus reinem Barium haben den Nachteil, daß ungeschütztes, reines Barium bei Raumtemperatur mit Sauerstoff oder mit Wasserdampf reagiert und dadurch inaktiv wird. Diese Wirkung auf das reine Barium bei Raumtemperatur kann verhindert werden:

1. durch Verwendung eines Getters, welches eine Schutzschicht oder ein Gehäuse benutzt, in dem das reine Barium luftdicht so lange verschlossen bleibt, bis es in der evakuierten Röhre frei gemacht wird;

2. durch Verwendung von Bariumlegierungen, die bei Raumtemperatur inaktiv sind, und

3. durch Erzeugung von Barium in der evakuierten Röhre durch chemische Reaktion zwischen einer stabilen Bariumverbindung und einem desoxydierenden Mittel, um ein Gettermaterial zu bilden, das nicht mehr inaktiv, sondern hochaktiv ist.

Ein großer Nachteil, der bisher bei Verwendung eines Gettermaterials auftrat, welches durch chemische Reaktion zwischen einer Verbindung, die dieses Gettermaterial und ein desoxydierendes Mittel enthielt, erzeugt wurde, besteht darin, daß sich während Verfahren zur Herstellung
einer metallenen, das Getter enthaltenden

Hülle für Vakuumröhren

und eine nach diesem Verfahren

hergestellte Hülle mit Getter

Anmelder:

Varian Associates,
Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M.-Eschersheim, Lichtenbergstr. 7

Robert Charles Schmidt, Redwood City, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

der chemischen Reaktion, bei der das desoxydierende Mittel den Sauerstoff aus der Verbindung aufnimmt, Teile der Verbindung von dem desoxydierenden Mittel abspalten, bevor die Desoxydierung vollendet ist, wobei diese Bestandteile in. Form von Teilchen auftreten, die lose in der Röhre vorhanden sind. Diese losen Rückstände beeinträchtigen, wie die Erfahrung zeigt, die richtige Arbeitsweise der Röhre, besonders, wenn die Röhre starken Beschleunigungen und Verzögerungen ausgesetzt wird, so daß sich dann die Teilchen im Innern der Röhre umherbewegen und den Elektronenstrahl der Röhre stören. Verunreinigungen der Verbindung ergeben ebenfalls Teilchen, die nach dem Verdampfen lose in der Röhre vorhanden sind.

Das Problem der losen Teilchen tritt auch auf,

wenn ein reines Gettermaterial, z. B. Barium in einer Schutzschicht oder Hülle, z. B. in einem Eisenrohr eingeschmolzen ist, um es bei Raumtemperatur zu schützen. In diesem Fall wird das Rohr an bestimmten Punkten geschwächt, so daß das erhitzte Barium im Innern der Vakuumröhre infolge des Dampfdruckes das Eisenrohr durchbricht. Beim Aufsprengen des Eisenrohres werden Eisenteilchen des Eisenrohres losgebrochen, bewegen, sich in der Vakuumröhre frei herum und stören den Elektronenstrahl. Es ist auch außerordentlich schwierig, das Barium in seiner reinen Form zu erhalten, bis es als Dampf in die Röhre eintrifft, da sich bei der Verarbeitung Oxyde bilden, die

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Rückstände ergeben, welche wiederum als Teilchen daß die Lage 6 über die erste Lage 5 greift und das nach den Gettern auftreten. Blech 1 auf diese Weise eine Zirkonhülle bildet, welche Ein Ziel der Erfindung ist es, eine neue, verbesserte, eine dicht geschlossene Naht 7 und offene Enden 3 ein Getter enthaltende Hülle und ein Verfahren zu und 4 aufweist. Das zweimal gefaltete Zirkonblech 1 deren Herstellung zu schaffen. 5 mit dem mit Bariumkarbonat überzogenen Band 2 Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine ein darin, wird dann U-förmig gebogen, wobei die Naht 7 Getter enthaltende Hülle zu schaffen, die so ausgebil- auf der Außenseite des U liegt. Das Biegen der Hülle det und angeordnet ist, daß die Bildung von losen mit der Naht 7 auf der Außenseite bringt die Falten 5 Teilchen verhindert wird, die sich beim Getterungs- und 6 in enge Berührung, so daß die Nahtöffnung 7 Vorgang ergeben, und in der Vakuumhülle umher- io noch dichter geschlossen wird. Die Enden 3 und 4 der bewegen können. U-förmigen Hülle 11 werden dann aufwärtsgebogen, Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine neue und die Hülle 1 wird an zwei Stellen 8 und 9, wo das Gettervorrichtung anzugeben, die aus Gettermate- überzogene Band 2 endet, zwischen den Enden 3 und 4 rialien einschließlich Gettermaterialverbindungen be- der Hülle eingequetscht, um die Enden der Hülle zu steht, wobei diese Vorrichtung das Entweichen von 15 verschließen. Diese Anordnung 11 bildet dann eine bebestimmten Bestandteilen oder Elementen in die Röhre vorzugte Ausführungsform des neuen Getters gemäß ermöglicht, während andere Elemente oder Bestand- der Erfindung. Die aufwärtsgebogenen Enden 3 und 4 teile zurückgehalten werden. dienen als Befestigungspunkte für das Getter. Die Das Verfahren zur Herstellung einer metallenen, Enden, 3 und 4 können vor dem Biegen oder gleichdas Getter enthaltenden Hülle für Vakuumröhren 20 zeitig damit zusammengequetscht werden. Wenn die besteht gemäß der Erfindung, daß das Getter auf ein Enden des Getters vor dem Biegen verschlossen wer-Blatt aus festem Metall mit parallelen Rändern ge- den, dann ist die Naht noch etwas dichter, als wenn bracht, der eine Rand über das Getter gefaltet, dann die Enden nach dem Biegen verschlossen werden, der gegenüberliegende Rand über den zuerst gefalte- Aus Fig. 2 und 3 geht hervor, wie das Getter 11 in ten Teil geschlagen wird, und schließlich die Enden 25 einer Vakuumröhre 12 mittels Drahtstützen 13 und 14 des Blattes z. B. durch Schweißen abgedichtet werden, montiert ist, die auch als Leiter oder Anschlüsse so daß eine Hülle mit einer überlappenden, eng an- dienen, um dem Getter 11 den Heizstrom zuzuführen, liegenden Näht der Ränder und geschlossenen Enden Das Getter 11 ist mit den Leitern 13 und 14 an seinen entsteht. Enden 3 und 4 verschweißt, wobei diese Schweißstelle Weitere Merkmale und Kennzeichen des Erfin- 30 die Enden des Getters vollständig abdichten. Da die dungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung Schweißstellen die Enden des Getters abdichten, kann eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf der Vorgang des Zusammenquetschens des Getters an die Zeichnungen. den Punkten 8 und 9 im Bedarfsfall weggelassen wer-Fig. 1 a bis Ig zeigen schematisch das Verfahren den-. Die Enden des Getters können auch zugeschweißt zur Herstellung einer das Getter enthaltenden Hülle; 35 werden, bevor das Getter in der Vakuumröhre 12

Fig. 2 und 3 zeigen in zwei Ansichten die in einer montiert wird.

Vakuumröhre montierte, das Getter enthaltende Hülle. I_m folgenden wird die Arbeitsweise des Getters Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- während der Evakuierung und der Getterung beform des Erfindungsgegenstandes wird die Technik schrieben. Bei der Entlüftung bei der die Röhre durch der Erzeugung eines reinen Verdämpfungsgetter- 40 das Röhrchen 15 evakuiert wird, fließt ein Heizstrom materials durch chemische Reaktion zwischen einer durch das Getter 11 über die Leitungen 13 und 14; bei stabilen Verbindung und desoxydierenden Mitteln etwa 700° C spaltet sich das Bariumcarbonat (BaCO₃) benutzt. Zu diesem Zweck wird Bariumkarbonat in Bariumoxyd (BaO) und Kohlendioxyd (CO₂). (BaCO₃) verwendet. Es sei bemerkt, daß es auch Das Köhlendioxyd wird abgesaugt; das Kohlenandere bekannte Getterverbindungen gibt, die an 45 dioxyd, welches nicht abgesaugt wird, wird von den Stelle von BaCO₃ verwendet werden könnten, z.B. Getterstoffen bei höheren, Temperaturen aufgenommen. Bariumberylliat (BaBeO₂), Bariumaluminat und Später, bei etwa 1100° C, gibt das Bariumoxyd seinen Strontiumkarbonat (SrCO₃). Sauerstoff an das Zirkon in dem Band und der Hülle Bei der vorliegenden Ausführungsform des Erfin- ab, und das Barium verdampft. Zu diesem Zeitpunkt dungsgegenstandes wird Zirkon mit dem Barium- 50 fallen Teile der Bariumverbindung, deren Sauerstoff karbonat zusammen verwendet, um die gewünschte nicht entfernt worden ist, von dem überzogenen Reinigungswirkung in der weiter unten erläuterten Zirkonband ab. Bisher würden diese Teilchen durch Weise zu erhalten. Auch kann Tantal an Stelle von die Hitze wegbewegt und nicht desoxydiert worden Zirkon benutzt werden. . sein und würden in vielen Fällen die Arbeitsweise In Fig. 1 a bis 1 g ist ein kleines rechtwinkliges 55 der Röhre behindern. Gemäß der Erfindung werden Blech 1, z. B. aus Zirkon, dargestellt, welches die Ab- die Teilchen in der Zirkonhülle so lange gehalten, bis messungen 15 · 1,9 mm² und eine Dicke von 0,05 mm sie reagieren und Sauerstoff und Bariumdampf abhat. Dieses rechteckige Blech ist in der Längsrichtung geben. Das Barium entweicht im Dampfzustand aus etwa auf ein Drittel seiner Breite gefaltet oder um- der Zirkonhülle durch die dicht geschlossene, aber gebogen. Ein kleines Band 2 aus Zirkon ist mit 60 nicht dampfdichte Näht 7 und diffundiert durch die Bariumkarbonat überzogen, welches die Form eines Röhre 12. Es schlägt sich auf den kälteren Teilen der weißen Pulvers hat, das vorher mittels eines Binde- Röhre 12 nieder und absorbiert alle Gasreste. In mittels, z. B. Nitrozellulose, die im Amylacetat gelöst diesem Zeitpunkt wird die Röhre abgezogen. Da die worden war. Dieses mit Barium überzogene Zirkon- Naht 7 klein und dicht ist, kann nur der Bariumdampf band 2 wird in Längsrichtung in die Falte des Zirkon- 65 entweichen; alle Rückstände in Pulver- oder Teilchenbleches 1 mitten zwischen den Enden dies Bleches 1 form werden in der Zirkonhülle zurückgehalten und eingelegt und reicht bis kurz vor die Enden desselben. können daher nicht in den Röhrerikörper entweichen Das kurze Ende oder der umgefaltete Teil 5 des und die Ausbildung des Elektronenstrahles stören. Bleches 1 wird dann über den Rand 2 angedrückt. Das Das Getter 11 ist in der Röhre 12 so montiert, daß Blech 1 wird nochmals in Längsrichtung gefaltet, so 70 der Bariumdampf, der durch die Naht 7 austritt, in

die Röhre hinein gerichtet ist, so daß er sich nicht auf Teilen der Röhre 12 niederschlägt, wo er die Arbeitsweise der Röhre beeinträchtigen könnte.

Infolge der neuartigen Ausbildung dieses Getters mit den überlappenden Nähten am äußeren Rand des umgebogenen Getters ist die Naht sehr dicht. Da aber das Getter durch den Strom erhitzt wird, der es durchfließt, um das Gettermaterial in Dampfform frei zu machen, dehnt sich das Getter infolge der Erwärmung leicht aus, und dies bewirkt, daß die Naht sogar noch dichter wird und daß daher die Wirkung der Naht noch verbessert wird.

Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einer Zirkonhülle und einem Bariumkarbonatverdampfungsgettermaterial beschrieben worden ist, können auch, wie oben erwähnt, andere Gettermaterialien an Stelle der Hülle und an Stelle des Verdampfungsgettermaterials verwendet werden. Die Hülle braucht nicht aus einem Gettermaterial zu bestehen. Es ist auch klar, daß das Blech nicht notwendigerweise so gefaltet werden muß, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Hüllen oder Behälter können auch in anderer Art gefaltet werden, solange sie nur nicht dampfdicht, aber so weit geschlossen sind, daß sie Rückstände und Teilchen festhalten.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer metallenen, das Getter .enthaltenden Hülle für Vakuumröhren, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter auf ein Blatt aus festem Metall mit parallelen Rändern gebracht, der eine Rand über das Getter gefaltet, dann der gegenüberliegende Rand über den zuerst gefalteten Teil umgeschlagen wird und schließlich

die Enden des Blattes, z. B. durch Schweißen, abgedichtet werden, so daß eine Hülle mit einer überlappenden, eng aneinander liegenden· Naht der Ränder und geschlossenen Enden entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt aus einem des oxydier enden Metall, z. B. Zirkonblech, besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gefaltete Hülle in eine solche Krümmung gebogen wird, daß sich die Naht auf der Außenseite der gekrümmten Hülle befindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter aus einem Gemenge eines desoxydierenden Metalls und einer Verbindung des getternden Metalls mit einer nichtmetallischen Komponente besteht.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter aus Bariumkarbonat besteht.

6. Nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellte Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß an die Enden der Hülle eine Spannungsquelle zur Zuführung eines Heizstromes angeschlossen ist.

7. Ein nach dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellte Hülle mit Getter, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in elektrischen Entladungsröhren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 807 972, 859 341;
USA.-Patentschriften Nr. 2 054 030, 2 146 374;
»Getterstoff^ und ihre Anwendung in der Hoch-Vakuumtechnik« von M. Littmann, 1938, S. 33.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen