DE1089077B

DE1089077B - Verfahren zur Abdichtung von kupfernen Vakuumgefaessen fuer Elektronenroehren

Info

Publication number: DE1089077B
Application number: DEB23826A
Authority: DE
Inventors: Richard Magner; Dr Karl Fritz
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Priority date: 1953-01-17
Filing date: 1953-01-17
Publication date: 1960-09-15

Description

Verfahren zur Abdichtung von kupfernen Vakuumgefäßen für Elektronenröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtun- von kupfernen Vakuumgefäßen für Elektronenröhren. Bei verschiedenen Ausführungen von Elek- tronenröhren besteht das den Innenraum der Röhre gegen die Außenluft abgrenzende Gefäß aus relativ kompakten Metallkörpern, durch die die erforderlichen Stromzuführungen isoliert und vakuumdicht eingeführt werden. Die für diese Gefäße verwendeten Metalle, insbesondere Kupfer, sind hochwertige Erzeugnisse und werden zwecks Erzielung der erforderlichen Vakuumdichtigkeit hauptsächlich im Hochvakuum,erschrnolzen. Diese besondere Herstellungsart trägt dazu bei, daß das Material sehr teuer ist und die Kosten der mit diesen Materialien gefertigten Elektronenröhren stark belastet.
Es wurde verschiedentlich versucht, nicht im Vakuum geschmolzene und daher billigere Kupfersorten für diese Zwecke zu verwenden. Das Kupfer wurde, um es lunkerfrei zu machen, durch mechanische Bearbeitung weitgehend verdichtet. Doch führten solche Maßnahmen nicht zu einem befriedigenden Erfolg. Auch durch Anbringen galvanisch erzeugter Niederschläge, wie Vernickeln oder Versifbern, wurde keine wesentliche Verbesserung im Dichtigkeitsverhalten der Metalle erzielt, da ja galvanische Niederschläge an sich nicht ausreichend dicht sind.
Es wurde nun gefunden, daß man normales Elektrolytkupfer für Zwecke der HWhvakuumtechnik einwandfrei verwendbar machen kann, wenn man es ge- mäß der Erfindung mit einer dünnen Auflage von Silber in Stärke von 2 bis 4 #t v ersieht und danach im Hochvakuum bei Temperaturen von 900 bis 950' C glüht und gleichzeitig entgast.
Es ist an sich bekannt, daß Kupfer, das selbst nicht vakuumdicht zu sein brauche: durch einen einige Mikron starken Überzug aus einem mit Kupfer leicht verbindbaren Metall, beispielsweise Silber, vakuumdicht gernacht werden kann. Dfe auf diese Weise erzielte Vakuumdichtigkeit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich verbessert.
Nach der Erfindung wird nur auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalbdes Schrnelzpunktes von Silber, aber oberhalb der Temperatur Iiegt, bei der das von Silber und Kupfer gebildete -'Eutektikum schmilzt (778- C).
Ein weiteres Merk-mal der Erfindung, das für den Erfolg des Verfahrens von ausschlaggebender Bedeutun- ist, besteht darin, daß die Erwärmung durch t> el Glühen im Hochvakuum erfolgt, wobei gleichzeitig ent-ast wird. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß sich während des Aufheizeas im Hochvakuum zunächst bei,Rotglut die Verunreinigungen der Kupferoberfläche zersetzen, da ein äußerer Dampfdruck fehlt und das Kupfer selbst abgibt. Bei Temperaturen oberhalb des eutektischen Punktes (778' C) entsteht dann an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Silber eine entektische Lösung, in die der gesamte Silberüberzug Übergeht. Diese eutektische Lösung dringt in das Kupfer ein, das dabei so weit umkristallisiert wird, wie #ie eutektische Lösung eindringt. Es hat sich gezeigt, daß dadurch die im Kupfergefüge eingeschlossenen Gasmengen frei werden. Gleichzeitig werden auf diese Weise die in den oberen Kupferschichten vorhandenen Poren abgedichtet.
Erfolgt dieser Vorgang im Hochvakuum, dann wird das adsorhiert gewesen,- Gas restlos entfernt, und man erreicht durch diese Behandlung des Kupfers ein Material mit gleich guten Eigenschaften wie ein im Hochvakuum erschmolzenes Kupfer. Entscheidend für die Vakuumdichtigkeit des Materials ist eine dichte, einige hundertstel Millimeter tief reichende Schicht. Versuche zeigten, daß die Methode absolut zuverlässig ist.
Zweckmäßig geht man in der Weise vor, daß das Rohkupfer in die gewünschte Form durch zerspannende Formgebung gebracht wird. Nach einer mechanischen und chemischen Reinigung wird im Silberbad versilbert. Die einzelnen Teile werden danach gegebenenfalls gleich mit Zugabe von etwas Silberlot zusammengebaut und beim Glühen im Hochvakuum zuzi gleich miteinander verlötet. 5 Wenn nach der zerspannenden Formgebung der Kupferrohlinge, je nach der Form des Körpers, noch Walz-, Preß- oder Ziehflächen erhalten bleiben, dann ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ratsam, solche Flächen durch kurzzeitige Verkupferung im Kupferbad mit einer dünnen Kupferschicht zu versehen, da es sonst vorkommen kann, daß das Silber zusammenfließt und das Grundmetall ausleckt, indem sich eine eutektische Lösung aus Kupfer und Silber in winzigen Perlen bildet. Das hat zur Folge, daß die Bearbeitungskonturen des Kupferkörpers angegriffen, gleichsam abgenutzt werden und eine Nacharbeit unumgänglich wird. Bei galvanisch verkupferten Walz-, Preß- oder Ziehflächen tritt diese Erscheinung nie auf. Da eine zu dicke Silberschicht einen ähnlichen unerwünschten Effekt des Zusammenfließens bringen kann, sollen die galvanisch erzeugten Silberschichten -nicht stärker als 4 [t sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Abdichtung von kupfernen Vakuumgefäßen für Elektronenröhren mittels einer metallischen Auflage, die bei einem im Vakuum durchgeführten Glühprozeß mit dem Grundmetall Eutektika mit niedrigem Schmelzpunkt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrolytkupfer mit einer dünnen Auflage von Silber in Stärke von 2 bis 4 #t versehen und danach im Hochvakuum bei Temperaturen von 900 bis 950' C geglüht und leichzeitig entgast wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Walz-, Preß- oder Ziehflächen der Gefäße diese vor dem Aufbringen der Silberauflage mit einer dünnen, galvanisch erzeugten Kupferschicht versehen werden. In Betracht gezogene Druckschriften- - Deutsche Patentschriften Nr. 727 337, 706 380, 645 871; E s p e und K n o 11, »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 70, 72 und 73.