DE1064647B - Metal-ceramic tube with a glow cathode heated by a burner and a getter device and method for gettering such a tube - Google Patents

Metal-ceramic tube with a glow cathode heated by a burner and a getter device and method for gettering such a tube

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Publication number
DE1064647B
DE1064647B DEG17352A DEG0017352A DE1064647B DE 1064647 B DE1064647 B DE 1064647B DE G17352 A DEG17352 A DE G17352A DE G0017352 A DEG0017352 A DE G0017352A DE 1064647 B DE1064647 B DE 1064647B
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DE
Germany
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getter
tube
pill
metal
ceramic
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Pending
Application number
DEG17352A
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German (de)
Inventor
Lewis Andrew Yoder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J7/00Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J7/14Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J7/18Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J21/00Vacuum tubes
    • H01J21/36Tubes with flat electrodes, e.g. disc electrode

Landscapes

  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallkeramikröhre mit einer durch einen Brenner geheizten Glühkathode und einer Gettervorrichtung und ein Verfahren zur Getterung einer solchen Metallkeramikröhre. The invention relates to a metal-ceramic tube with a hot cathode heated by a burner and a getter device and a method for gettering such a metal ceramic tube.

In der Herstellung von Elektronenröhren ist es üblich, in der Röhre ein Getter aus einem aktiven Metall vorzusehen, welches bei Erwärmung verdampft und eine metallische Schicht auf der inneren Wandungsfläche der Röhre bildet. Diese augenblickliche Verdampfung führt zum Freiwerden des aktiven Metalls und zur Anlagerung eines metallischen Belages an den inneren Wandungsflächen der Anordnung. Während es einerseits als zweckmäßig empfunden wurde, der Getteranordnung in oder auf einem Glühdraht einen Heizstrom zuzuführen, wurde andererseits festgestellt, daß bei einem zu großen Strom in diesem Heizungsdraht derselbe abschmilzt und sich gegebenenfalls lose in der Röhre befindet. In Röhren für den Ultrahochfrequenzbereich führen diese Zustände zu einer derart großen Anzahl Störungen, daß derartige Röhren unter Umständen unbrauchbar sind. Beim Gettern von Röhren mit durchscheinender Vakuumhülle tritt diese Schwierigkeit nicht auf, da dort die Möglichkeit besteht, die Zeit, in der das Getter verdampft, zu überwachen. In Röhren mit keramischer und metallischer Vakuumhülle ist die Verdampfung nicht beobachtbar, so daß leicht durch den Bedienenden ein übermäßig großer Strom zugeführt wird. Es ist fernerhin wünschenswert, daß sichergestellt ist, daß sich das verdampfte Metall des Getters nicht an den aktiven Flächen der einzelnen Elektroden der Röhre niederschlägtAufgabe der Erfindung ist es, eine Metallkeramikröhre vorzusehen, bei deren Getterung die obenerwähnten Nachteile vermieden werden.In the manufacture of electron tubes it is common to have a getter made of an active one in the tube Provide metal, which evaporates when heated, and a metallic layer on the inner wall surface the tube forms. This instantaneous evaporation leads to the release of the active one Metal and for the deposition of a metallic coating on the inner wall surfaces of the arrangement. While it was felt to be useful on the one hand, the getter arrangement in or on one To supply filament with a heating current, on the other hand, it has been found that if the current is too large in this heating wire the same melts and is possibly loosely in the tube. In tubes for the ultra-high frequency range, these states lead to such a large number of disturbances that such tubes may be unusable. When gettering tubes with translucent This difficulty does not arise in the vacuum envelope, since there is the possibility of determining the time in which the Getter vaporized, monitor. The evaporation takes place in tubes with a ceramic and metallic vacuum envelope not observable, so that an excessively large current is easily supplied by the operator will. It is also desirable to ensure that the vaporized metal of the getter does not precipitate on the active surfaces of the individual electrodes of the tube. The object of the invention is to provide a metal-ceramic tube to be provided, in the gettering of which the above-mentioned disadvantages are avoided.

Bei einer Metallkeramikröhre mit einer durch einen Brenner geheizten Glühkathode und einer Gettervorrichtung sind gemäß der Erfindung der Brenner, die Gettervorrichtung und ein am Fuß der Röhre befindlicher, lichtdurchlässiger Keramikteil hintereinander und durch eine gerade Linie verbindbar angeordnet.In the case of a metal-ceramic tube with a hot cathode heated by a burner and a getter device are according to the invention the burner, the getter device and a located at the foot of the tube, translucent ceramic part arranged one behind the other and connectable by a straight line.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Getterung einer solchen Metallkeramikröhre angegeben.In a further development of the invention, a method for gettering such a metal-ceramic tube is provided specified.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die einzige Abbildung zeigt einen Schnitt durch eine Elektronenröhre, bei der die erfindungsgemäße Lehre angewendet ist.The only figure shows a section through an electron tube in which the inventive Teaching is applied.

In dieser Abbildung sind nur die Teile mit Bezugszeichen versehen, die zur Erklärung der Erfindung notwendig sind. Der Hauptaufbau dieser Elektronenröhre besteht aus den Metallteilen 1, 2 und 3 und aus Metallkeramikröhre mit einer durch
einen Brenner geheizten Glühkathode
und einer Gettervorrichtung
und Verfahren zur Getterung
einer solchen Röhre
In this figure, only those parts are provided with reference numbers which are necessary to explain the invention. The main structure of this electron tube consists of the metal parts 1, 2 and 3 and a metal ceramic tube with a through
a burner heated hot cathode
and a getter device
and methods of gettering
such a tube

ίο Anmelder: ίο applicant:

General Electric Company,
Schenectady, N.Y. (V.St.A.)
General Electric Company,
Schenectady, NY (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Β. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76
Representative: Dr.-Ing. Β. Johannesson, patent attorney,
Hanover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Juni 1954
Claimed priority:
V. St. v. America June 9, 1954

Lewis Andrew Yoder1 Esperance, N. Y. (V. St. A/
ist als Erfinder genannt worden
Lewis Andrew Yoder 1 Esperance, NY (V. St. A /
has been named as the inventor

den Isolierteilen 4, 5, 6 und 7, die beispielsweise aus Keramik bestehen können. Die einzelnen Metallteile stellen sowohl Teile des Gehäuses als auch Anschlußteile der Röhre dar.the insulating parts 4, 5, 6 and 7, which can be made of ceramic, for example. The individual metal parts represent both parts of the housing and connection parts of the tube.

Eine aus einer Legierung von Barium, Aluminium oder irgendeiner der sonstigen für Getterzwecke bekannten Zusammensetzung bestehende Pille 8 wird von einem Glühteil 9 getragen. Dieses Glühteil, beim Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Glühdraht, ist mit seinen Enden an die Metallteile 1 und 2 angeschlossen, während in der Mitte dieses Teiles oder wenigstens angenähert an dieser Stelle die Pille 8 befestigt ist. Eine einstellbare Spannungsquelle 13 ist über die Leiter 11 und 12 mit den Metallteilen 1 und 2 verbunden und somit an den Glühdraht 9 und die daran befestigte Getterpille 8 angeschaltet. Der den Glühdraht 9 durchfließende Strom dient der Aufheizung des Glühdrahtes. Diese Aufheizung des Glühdrahtes und nicht der Strom erwärmt die Getterpille (durch Wärmeleitung) bis zum Flüssigwerden derselben. Auf diese Weise wird der Heizstrom der Quelle 13 der Gettervorrichtung zugeführt.One made from an alloy of barium, aluminum, or any of the others known for getter purposes Composition pill 8 is carried by a glow member 9. This glow part, when Embodiment of the invention a filament, is connected with its ends to the metal parts 1 and 2, while in the middle of this part, or at least approximately at this point, the pill 8 is attached is. An adjustable voltage source 13 is connected to the metal parts 1 and 2 via the conductors 11 and 12 connected and thus connected to the filament 9 and the getter pill 8 attached thereto. The den The current flowing through the glow wire 9 is used to heat the glow wire. This heating of the filament and it is not the current that heats the getter pill (by conduction) until it becomes liquid. In this way, the heating current is fed to the source 13 of the getter device.

Die Verdampfung der Getterpille 8 erfordert einen Mindestwert an Strom, der den Glühdraht durchfließt. Weil jedoch die Verdampfungstemperatur von einer Reihe nicht ohne weiteres erfaßbarer Größen abhängt, wie z. B. von der genauen Zusammensetzung derThe evaporation of the getter pill 8 requires a minimum value of current that flows through the filament. However, because the evaporation temperature depends on a number of variables that cannot be easily ascertained, such as B. on the exact composition of the

909 610/328909 610/328

Claims (4)

Getterpille und der Zusammensetzung und genauen Bemessung der Halterungsvorrichtung für die Getterpille, ändert sich dieser Minimumwert für den Heizstrom von Getterpille zu Getterpille und somit auch von Röhre zu Röhre. Es bestünde an sich die Möglichkeit, der Getterpille ausreichend Strom zuzuführen, um diese mit der größtmöglichen Wärmemenge für die Verdampfung zu versorgen. Dies erfordert jedoch die Anwendung eines derart hohen Stromes für die Glühvorichtung, daß ein Abschmelzen des Getterträgers bzw. Glühdrahtes 9 verursacht würde, was unerwünscht ist. Es ist daher wünschenswert, einerseits ausreichend Strom zur Verdampfung des Getters zuzuführen, andererseits aber zu vermeiden, daß ein zu großer Strom zugeführt wird. In Röhren, die einen völlig oder auch nur teilweise aus Glas bestehenden Röhrenkolben besitzen, stellt dies kein sonderlich großes Problem dar, da der Bedienende den Augenblick überwachen kann, in dem das Getter verdampft. In Röhren jedoch, die eine Ganzmetallhülle und/oder eine Keramikhülle besitzen, kann die Verdampfung nicht ohne weiteres beobachtet werden. In einer Röhre, bei der das erfmdungsgemäße Verfahren Anwendung finden soll, besteht deshalb gemäß dem Erfiudungsgedanken der Keramikzylinder 6 aus einer lichtdurchlässigen Keramik. Dieser Zylinder ist in nicht verdeckter Lage zu dem Brenner 10 angeordnet, so daß beim Aufglühen des Brenners durch den durchfließenden Strom ein Gliihlicht an der äußeren Oberfläche des Zylinders 6 beobachtet werden kann. Während des Beobachtens dieses Glühlichtes hat dann der Bedienende fortschreitend die Ausgangsspannung der Quelle 13 zu erhöhen, bis der Strom im Glühteil 9 von derart hinreichend großem Wert ist, daß die Pille 8 aufgeheizt wird und eine Verdampfung eintritt. Da diese Gettevpille in der unmittelbaren Xähe der inneren Oberfläche des Zylinders 6 angeordnet sein soll, wird auf diesem ein metallischer Belag niedergeschlagen. Dieser metallische Belag ist derart hinreichend lichtundurchlässig, daß das durch den Zylinder 6 anfangs sichtbare Glühlicht weitgehend abgeschwächt, wenn nicht sogar ganz ausgelöscht wird. Wenn das Getter verdampft ist, was durch das \>rschwinden des Glühlichtes erkennbar wird, hat der Bedienende dann die Spannung der Welle 13 zu reduzieren und die Verbindungen zur Röhre zu lösen. Bei Anwendung dieses Verfahrens weisen höchstens die Glühdrähte Zerstörungserscheinungen oder Brüche auf, deren Abschmelztemperatur kleiner oder gleich der Schmelztemperatur der zugehörigen Getterpille ist. Dieses erfindungsgemäße Verfahren wurde bei der Erprobung in der Massenfertigung als sehr geeignet befunden und ermöglicht es, die Röhrenausfälle, die in nicht sachgemäßer Getterung begründet sind, bei der Fertigung wesentlich zu reduzieren. Während des Getterungsvorganges ist es von großer Bedeutung, daß der Metalldampf, der von der Getterpille aus verpufft, nicht auf den aktiven Oberflächen der Röhrenelektroden kondensiert. Bei der Herstellung von Miniaturröhren, z. B. des vorstehend an Hand der einzigen Abbildung beschriebenen Typs, tritt dieses Problem besonders deutlich hervor, da dort wegen der sehr kleinen Abmessungen der Entladungsanordnungen das Getter an einer in der unmittelbaren Elektrodennähe gelegenen Stelle angeordnet werden muß. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Kathodenheizung während des Getterungsvorganges ebenfalls zu heizen. Dadurch werden die Kathode und die anderen in der unmittelbaren Nähe der Kathode gelegenen Elektroden auf einer derart hohen Temperatur gehalten, daß der Metalldampf nicht an diesen erwärmten Teilen, sondern nur an den kühleren Teilen der Entladungsanordnung kondensieren kann. ίο Durch Eintauchen der gesamten Entladungsanordnung in eine Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, lassen sich des weiteren die den Röhrenkolben bildenden Teile der Entladungsvorrichtung zusätzlich noch relativ kühl halten, so daß der Metalldampf aus diesem Grunde im wesentlichen an diesen Teilen kondensiert. Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem Eintauchen der Entladungsanordnung in eine Kühlflüssigkeit während des Getterungsvorganges ergibt, besteht darin, daß die Enden des Getterträgers bzw. Glühdrahtes 9 relativ kühl gehalten werden. Da die Getterpille 8 jedoch in der Mitte des Getterträgers 9 angeordnet ist, befindet sie sich an einer Stelle, die am weitesten von der Kühlung entfernt ist. Folglich befindet sich die Getterpille 8 an der heißesten Stelle des Getterträgers 9 und benötigt aus diesem Grunde nur einen minimalen Strom für die Verdampfung. Es zeigt sich auch, daß durch diesen zusätzlichen Verfahrensschritt, gemäß dem eine Kühlflüssigkeit im vorstehenden Sinne Anwendung findet, bedeutend weniger Getterträgerteile 9 beim Getterungsvorgang zerstört werden. Patentansprüche:Getter pill and the composition and precise dimensioning of the holding device for the getter pill, this minimum value for the heating current changes from getter pill to getter pill and thus also from tube to tube. It would in itself be possible to supply the getter pill with sufficient current in order to supply it with the greatest possible amount of heat for evaporation. However, this requires the use of such a high current for the glow device that the getter carrier or glow wire 9 would melt, which is undesirable. It is therefore desirable, on the one hand, to supply sufficient current for evaporation of the getter, but on the other hand to avoid an excessively large current being supplied. In tubes that have a tube bulb that is completely or only partially made of glass, this does not represent a particularly great problem, since the operator can monitor the moment in which the getter evaporates. However, in tubes that have an all-metal shell and / or a ceramic shell, the evaporation cannot be easily observed. In a tube in which the method according to the invention is to be used, therefore, according to the concept of the invention, the ceramic cylinder 6 consists of a translucent ceramic. This cylinder is arranged in a non-covered position with respect to the burner 10, so that when the burner is glowing due to the current flowing through it, an incandescent light can be observed on the outer surface of the cylinder 6. While observing this incandescent light, the operator then has to gradually increase the output voltage of the source 13 until the current in the glow part 9 is of such a high value that the pill 8 is heated up and evaporation occurs. Since this Gettevpille is to be arranged in the immediate vicinity of the inner surface of the cylinder 6, a metallic coating is deposited on this. This metallic coating is sufficiently opaque to such an extent that the incandescent light initially visible through the cylinder 6 is largely attenuated, if not even extinguished completely. When the getter has evaporated, which can be recognized by the fading of the incandescent light, the operator then has to reduce the voltage of the shaft 13 and loosen the connections to the tube. When using this method, at most the filaments show signs of destruction or breaks, the melting temperature of which is less than or equal to the melting temperature of the associated getter pill. This method according to the invention was found to be very suitable when tested in mass production and makes it possible to substantially reduce the tube failures which are due to improper gettering during production. During the gettering process it is of great importance that the metal vapor which evaporates from the getter pill does not condense on the active surfaces of the tube electrodes. In the manufacture of miniature tubes, e.g. B. of the type described above with reference to the single figure, this problem is particularly evident, because there, because of the very small dimensions of the discharge arrangements, the getter must be arranged at a location in the immediate vicinity of the electrode. According to the invention, it is therefore proposed that the cathode heater also be heated during the gettering process. As a result, the cathode and the other electrodes located in the immediate vicinity of the cathode are kept at such a high temperature that the metal vapor cannot condense on these heated parts, but only on the cooler parts of the discharge arrangement. ίο By immersing the entire discharge assembly in a coolant such as B. water, the other parts of the discharge device forming the tubular bulb can also be kept relatively cool, so that the metal vapor for this reason essentially condenses on these parts. Another advantage that results from immersing the discharge arrangement in a cooling liquid during the gettering process is that the ends of the getter carrier or glow wire 9 are kept relatively cool. However, since the getter pill 8 is arranged in the center of the getter carrier 9, it is located at a point which is furthest away from the cooling. As a result, the getter pill 8 is located at the hottest point of the getter carrier 9 and for this reason requires only a minimal current for evaporation. It is also shown that this additional process step, according to which a cooling liquid is used in the above sense, significantly fewer getter support parts 9 are destroyed during the gettering process. Patent claims: 1. Metallkeramikröhre mit einer durch einen Brenner geheizten Glühkathode und einer Geitervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner, die Gettervorrichtung und ein am Fuße der Röhre befindlicher, lichtdurchlässiger Keramikteil hintereinander und durch eine gerade Linie verbindbar angeordnet sind.1. Metal-ceramic tube with a hot cathode heated by a burner and a slide device, characterized in that the burner, the getter device and a translucent ceramic part located at the foot of the tube are arranged one behind the other and connectable by a straight line. 2. Metallkeramikröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gettervorrichtung aus einem elektrisch heizbaren Glühteil und einer daran befestigten Getterpille besteht.2. Metal-ceramic tube according to claim 1, characterized in that the getter device consists of an electrically heatable glow part and a getter pill attached to it. 3. Verfahren zur Getterung einer Metallkeramikröhre nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aufgeheizt und daß dann ein zunehmender Strom durch das Glühteil der Gettervorrichtung geschickt wird, bis das von außen wahrnehmbare Glühen des Brenners infolge des Getterniederschlages auf dem lichtdurchlässigen Keramikteil verschwindet.3. A method for gettering a metal-ceramic tube according to Claims 1 and 2, characterized in that that the cathode is heated and that then an increasing current through the glow part the getter device is sent until the externally perceptible glow of the burner as a result of the getter precipitate on the translucent ceramic part disappears. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkeramikröhre während des Getterungsvorganges in eine Kühlflüssigkeit eingetaucht wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the metal-ceramic tube during the Gettering process is immersed in a cooling liquid. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 906 250, 876 436;
Considered publications:
German Patent Nos. 906 250, 876 436;
E s ρ e - K η ο 11. Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik, 1936, S.310;E s ρ e - K η ο 11. Materials science of high vacuum technology, 1936, p.310; Littmann, Getterstoffe und ihre Anwendung in der Hochvakuumtechnik, 1938, S. 57.Littmann, Getter materials and their application in high vacuum technology, 1938, p. 57. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 610/328 8. 59 © 909 610/328 8. 59
DEG17352A 1954-06-09 1955-06-10 Metal-ceramic tube with a glow cathode heated by a burner and a getter device and method for gettering such a tube Pending DE1064647B (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE876436C (en) * 1941-04-01 1953-05-11 Radio Electr Soc Fr Sealed discharge tubes
DE906250C (en) * 1938-03-29 1954-01-28 Rca Corp Process for producing free alkaline earth metal

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FR68266E (en) 1958-04-28
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