DE1176771B - Focusing aid for electron beam furnaces and methods for their execution - Google Patents

Focusing aid for electron beam furnaces and methods for their execution

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DE1176771B DEA43571A DEA0043571A DE1176771B DE 1176771 B DE1176771 B DE 1176771B DE A43571 A DEA43571 A DE A43571A DE A0043571 A DEA0043571 A DE A0043571A DE 1176771 B DE1176771 B DE 1176771B
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H C Manfred Von Ardenne Dr
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H 05 bBoarding school Class: H 05 b

Deutsche Kl.: 21 h -16/60German class: 21 h -16/60

Nummer: 1176 771Number: 1176 771

Aktenzeichen: A 43571 VIIId /21hFile number: A 43571 VIIId / 21h

Anmeldetag: 13. Juli 1963 Filing date: July 13, 1963

Auslegetag: 27. August 1964Opening day: August 27, 1964

Die Erfindung betrifft eine Fokussierhilfe bei Elektronenstrahl-Schmelzöfen, insbesondere solchen mit Leistungen über 150 kW, und ein Verfahren zu ihrer Ausführung.The invention relates to a focusing aid in electron beam melting furnaces, in particular such with powers above 150 kW, and a method for their execution.

Die Anwendung des Schmelzens mittels Elektronenstrahlen findet immer stärkeren technischen Einsatz. Es sind bisher im wesentlichen zwei verschiedene, bekannte Prinzipien zur Anwendung gekommen. Bei dem ersteren Prinzip befindet sich die Katode in demselben Vakuumraum wie die Schmelze. Bei dem zweiten Prinzip ist der Strahlerzeugungsraum vom Schmelzraum durch Zwischenkammern vakuummäßig entkoppelt. Das erste Prinzip hat den Vorteil des einfacheren Aufbaus der Strahlerzeugung. Nachteilig daran ist, daß der Druck während des Schmelzens über längere Zeit höchstens bis etwa 3 · 10~4 Torr ansteigen darf. Der letztere Nachteil wird durch das bekannte sogenannte Mehrkammerprinzip vermieden. Der Nachteil des Mehrkammerprinzips ist der komplizierte Strahler. Ferner wird in der Literatur die Ansicht vertreten, daß es ein weiterer Nachteil dieses Prinzips ist, daß mit nur einem Strahler nicht genügend hohe Leistung erzielt werden kann. Daher werden häufig mehrere Strahler verwendet. Neben der Erzeugung großer Elektronenströme an sich ist es schwierig, solche hohen Elektronenströme von z. B. 7 bis 60 Ampere bei 3OkV Beschleunigungsspannung, wie sie bei Elektronenstrahlofen häufig zur Anwendung kommen, zu führen. Die Eigenraumladung des Strahles hat eine starke Erweiterung des Strahldurchmessers zur Folge.The application of melting by means of electron beams is finding increasing technical use. So far, essentially two different, known principles have been used. In the first principle, the cathode is in the same vacuum space as the melt. In the second principle, the jet generation space is vacuum-decoupled from the melting space by intermediate chambers. The first principle has the advantage of a simpler construction of the beam generation. A disadvantage that the pressure during melting for a long time may increase to about 3 x 10 -4 Torr at most. The latter disadvantage is avoided by the well-known so-called multi-chamber principle. The disadvantage of the multi-chamber principle is the complicated radiator. Furthermore, the view is taken in the literature that a further disadvantage of this principle is that it is not possible to achieve a sufficiently high output with just one radiator. Therefore, several emitters are often used. In addition to the generation of large electron currents per se, it is difficult to generate such high electron currents of e.g. B. 7 to 60 amps at 3OkV acceleration voltage, as they are often used in electron beam furnaces. The intrinsic space charge of the beam results in a strong expansion of the beam diameter.

Als Raumladungserweiterung X des Elektronenstrahles erhält man für ein ursprünglich paralleles Strahlenbündel mit kreisförmigem Querschnitt:The space charge expansion X of the electron beam is obtained for an originally parallel beam with a circular cross-section:

/2(m)/ 2 (m)

Darin bedeutet r den Radius des Elektronenstrahlquerschnittes, /0 die anfängliche Elektronenstromdichte, UB die Beschleunigungsspannung, Z die Elektronenstrahllänge. R means the radius of the electron beam cross-section, / 0 the initial electron current density, U B the acceleration voltage, Z the electron beam length.

Für bei Elektronenstrahlofen praktisch vorkommende Werte /0 rund 2 Acm~2, UB gleich 30 kV ergibt sich ein X von rund 3,8 bereits nach einer Länge Z von rund 0,2 m. Für bandförmige Elektronenstrahlen erhält man ähnliche Ergebnisse. Eine solche Elektronenstrahlerweiterung ist für den technischen Einsatz nicht zu vertreten, da Strömungswiderstände und Evakuierungspumpen ökonomisch unerträgliche Ausmaße annehmen würden. Im all- For values / 0 around 2 Acm ~ 2 , U B equal to 30 kV, which occur in practice in electron beam furnaces, an X of around 3.8 results after a length Z of around 0.2 m. Similar results are obtained for ribbon-shaped electron beams. Such an electron beam expansion is not justifiable for technical use, since flow resistances and evacuation pumps would assume economically unbearable proportions. In space-

Fokussierhilfe bei Elektronenstrahl-Schmelzöfen und Verfahren zu ihrer AusführungFocusing aid in electron beam melting furnaces and methods for their execution

Anmelder:Applicant:

Dr. h. c. Manfred von Ardenne,
Dresden-Weißer Hirsch, Zeppelinstr. 7,
Dr. rer. nat. Siegfried Schiller,
Dresden-Weißer Hirsch, Bergbahnstr. 1Dr. hc Manfred von Ardenne,
Dresden-Weißer Hirsch, Zeppelinstr. 7,
Dr. rer. nat. Siegfried Schiller,
Dresden-Weißer Hirsch, Bergbahnstr. 1

Als Erfinder benannt:
Dr. h. c. Manfred von Ardenne,
Dr. rer. nat. Siegfried Schiller,
Dresden-Weißer HirschNamed as inventor:
Dr. hc Manfred von Ardenne,
Dr. rer. nat. Siegfried Schiller,
Dresden-White Deer

gemeinen ist die Strahllänge ohne fokussierende Mittel noch größer als 0,2 m.In general, the beam length without focusing means is still greater than 0.2 m.

Man kann diese Schwierigkeiten umgehen, indem man in entsprechend kleinen Abständen magnetische Linsen anbringt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß insbesondere bei großen Elektronenstrahlofen nicht genügen«! Raum für Absaugstutzen verbleibt, von dem erheblichen technischen und materiellen Mehraufwand ganz abgesehen. Es ist bekannt, die Raumladungswirkung zu kompensieren, indem man in dem Elektronenstrahl positive Ionen erzeugt bzw. in den Elektronenstrahl hineinschießt.One can avoid these difficulties by applying magnetic ones at correspondingly small intervals Attaching lenses. However, this has the disadvantage that not particularly in the case of large electron beam ovens suffice «! There remains space for suction nozzles, from the considerable technical and material additional expenditure not to mention. It is known to compensate for the space charge effect by using the Electron beam generates positive ions or shoots them into the electron beam.

Bei der sogenannten Fadenstrahlbildung wurde durch Überkompensation der Raumladung eine zusätzliche Fokussierung erreicht. Das ist möglich im Druckbereich um 10~2Torr und bei Elektronenstrahlströmen unter 1 Milliampere. Bei Elektronenstrahlofen mit etwa 7 bis 60 Ampere Elektronenstrahlstrom und einer Beschleunigungsspannung von etwa 20 bis 30 kV ist es nicht möglich, denselben Weg wie bei der Fadenstrahlbildung zu gehen, da bei diesen Drucken Hochspannungsüberschläge auftreten und die Streuung am Gas viel zu groß ist. Bei kleineren Elektronenstrahlleistungen von beispielsweise 45 kW ist eine raumladungskompensierende Wirkung durch Ionenbildung an immer vorhandenem Restgas in der Literatur beschrieben worden (vgl. M. von Ardenne, S. Schiller, »Über die Erzeugung von Elektronen-Fadenstrahlen mit hohem Energietransport«, Zeitschrift Techn. Phys., 8 [1960],In the so-called thread beam formation, additional focusing was achieved by overcompensating the space charge. This is possible in the pressure range around 10 ~ 2 Torr and with electron beam currents below 1 milliampere. In electron beam ovens with about 7 to 60 amperes of electron beam current and an acceleration voltage of about 20 to 30 kV, it is not possible to go the same way as with filament beam formation, since high-voltage flashovers occur at these pressures and the scattering on the gas is much too great. At lower electron beam powers of 45 kW, for example, a space charge compensating effect through the formation of ions in residual gas that is always present has been described in the literature (cf. M. von Ardenne, S. Schiller, "About the generation of electron filament beams with high energy transport", journal Techn. Phys., 8 [1960],

S. 97).P. 97).

Bei Strahlerleistungen von 150 kW und mehr zeigten Versuche, daß die Ausnutzung der Raumladungs-With emitter powers of 150 kW and more, experiments showed that the utilization of the space charge

409 658/340409 658/340

3 43 4

kompensation am Restgas 2x1 keinem befriedigenden Elektronenstrahl die Katode 1 verlassen hat, durch-compensation at the residual gas 2x1 has not left a satisfactory electron beam from cathode 1,

und zuverlässigen Ergebnis führt. Um ein über- läuft er eine Fokussierelektrone 3 und anschließendand reliable result. It overflows a focusing electron 3 by one and then

schlagsicheres Arbeiten zu gewährleisten, muß das die Anode 4, durch die er beschleunigt wurde. AnTo ensure impact-proof work, the anode 4, through which it was accelerated, must. At

Vakuum, insbesondere im Strahlerzeugungsraum, den Klemmen 5 wird die Hochspannung zugeführt, sehr gut sein (z. B. 3 · ΙΟ"3 Torr), was mit sehr ge- 5 Der Strahlerzeugungsraum 2 ist über einen Stutzen 6Vacuum, especially in the beam generation space, the terminals 5 will be supplied with the high voltage, be very good (e.g. 3 · ΙΟ " 3 Torr), which is very good

ringer Ionenbildung verbunden ist, und es muß ver- mit der Evakuierungspumpe verbunden. Danachringer ion formation is connected, and it must be connected to the evacuation pump. Thereafter

hindert werden, daß Ionen in den Strahlerzeugungs- durchläuft der Elektronenstrahl die magnetischebe prevented that ions in the beam generation, the electron beam passes through the magnetic

raum gelangen. Eine zu große Anzahl von Ionen Linse 7, eine Elektrode 8 und einen Strömungs-get space. Too large a number of ion lens 7, an electrode 8 and a flow

im Strahlerzeugungsraum führt zu Hochspannungs- widerstand 9 und tritt dann in eine Zwischenkammerin the beam generating space leads to high voltage resistance 9 and then enters an intermediate chamber

Überschlägen. 10 10 ein. Die magnetische Linse 7 dient der üblichenRollover. 10 10 a. The magnetic lens 7 serves the usual

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Nach- Fokussierung des Elektronenstrahles. Die Zwischenteile des Standes der Technik zu vermeiden und kammer 10 besitzt einen Stutzen 11, der mit einer einen Weg zu finden, der es ermöglicht, Elektronen- Evakuierungspumpe verbunden ist. Hat der Elekstrahl-Schmelzöfen nach dem Mehrkammerprinzip tronenstrahl die Zwischenkammer verlassen, durchmit Elektronenstrahlern von einer Leistung über 15 läuft er eine Elektrode 12 und einen Strömungs-150 kW zu betreiben. widerstand 13, um danach in einen Raum 15 zuThe purpose of the invention is to refocus the electron beam. The intermediate parts to avoid the prior art and chamber 10 has a nozzle 11, which with a to find a way that makes it possible to connect electron evacuation pump. Has the electric beam melting furnace according to the multi-chamber principle, the electron beam leaves the intermediate chamber, through with Electron guns of a power above 15 it runs an electrode 12 and a flow 150 kW to operate. resisted 13, then moved to a room 15

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zu finden, gelangen, in dem sich erhöhter Druck und ein durchThe object of the invention is to find means to get in which increased pressure and a through

mit denen eine zuverlässige Raumladungskompen- den Elektronenstrahl zu ionisierendes Gas befindet,with which a reliable space charge compensating electron beam is to be ionized gas,

sation erreicht wird und die Hochspannungsüber- Infolge der vorbeschriebenen Ionisierung bildet sichsation is reached and the high voltage over- As a result of the ionization described above is formed

schlage innerhalb des Strahlerzeugungssystems zu 20 ein Plasma 14. Der Raum 15 erhöhten Druckes istsuggest within the beam generating system at 20 a plasma 14. The space 15 is of increased pressure

vermeiden. über einen Stutzen 16 mit einer weiteren Evakuie-avoid. via a nozzle 16 with a further evacuation

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, rungspumpe verbunden, während der GaseintrittThe object of the invention is achieved by connecting the pump while the gas is entering

daß erfindungsgemäß zwischen dem Elektronenstrahl- über ein Einlaßventil 17 geregelt wird,that according to the invention is regulated between the electron beam via an inlet valve 17,

erzeugungsraum und dem Schmelzraum, begrenzt Innerhalb einer weiteren magnetischen Linse 18generating space and the melting space, delimited within a further magnetic lens 18

von Strömungswiderständen, ein Raum erhöhten 25 zur Fokussierung des Elektronenstrahles sind einof flow resistances, a space raised 25 for focusing the electron beam are a

Druckes angeordnet ist. In dem Raum erhöhten weiterer Strömungswiderstand 19 und eine weiterePressure is arranged. In the room further increased flow resistance 19 and another

Druckes werden an einem eingleiteten Gas Ionen er- Elektrode 20 angeordnet. Daran schließt sich derUnder pressure, ions are placed on an introduced gas. This is followed by the

zeugt, und der Druck soll etwa 3 · 10~4 bis IO-3 Schmelzraum 21 mit dem Schmelzgut 22 und dertestifies, and the pressure is about 3 x 10 ~ 4 to IO 3 melting chamber 21 to the melt 22 and the

Torr, je nach benötigter Ionenmenge, betragen. Schmelze 23 in einem wassergekühlten Kupfer-Torr, depending on the amount of ions required. Melt 23 in a water-cooled copper

An den dem Raum erhöhten Druckes abgewand- 30 kristallisator 24 an.Crystallizer 24 adjoins the increased pressure away from the space.

ten Seiten der Strömungswiderstände sind mit einem Der Raum 15 erhöhten Druckes dient erfindungselektrischen Potential beaufschlagte Elektroden an- gemäß als Ionenquelle, aus der Ionen entlang des geordnet. Sie haben die Aufgabe, die erzeugten Strahlweges sowohl in als auch entgegen der Strahl-Ionen in bzw. entgegen der Elektronenstrahlrichtung richtung abgesaugt werden. Um eine genügende Anabzusaugen. Zwischen dem der Katode zugewandten 35 zahl von Ionen abzusaugen, reicht im allgemeinen Strömungswiderstand und dem Strömungswiderstand das Potentialgefälle, das durch die Raumladung des hinter der Anode des Strahlerzeugungssystems ist Elektronenstrahles hervorgerufen wird, und die außerdem eine Zwischenkammer angeordnet, zwi- Diffusion der Ionen. Erfindungsgemäß kann man sehen der und der Anode, jedoch in unmittelbarer diesen Ionenstrom durch zusätzliche Felder, welche Nähe der Anode, eine ihr gegenüber auf Potential 40 durch die Elektroden 12 und 20 erzeugt werden, verbefindliche Elektrode angeordnet ist, die ein Ein- stärken. Die im Raum 15 gleichzeitig erzeugten langdringen der durch den Elektronenstrahl erzeugten samen Elektroden wandern nach den Wänden. Die Ionen in den Strahlerzeugungsraum verhindert. ΌΊζ Ionen werden infolge des Potentialgefälles vom Ionen werden in dem Raum erhöhten Druckes an Elektronenstrahlrand zur Strahlachse auf die Achse dem eingelassenen Gas durch den Elektronenstrahl 45 des Strahles gezogen, so daß relativ wenige Rekombierzeugt. Bei bestimmten Betriebsverhältnissen ist es nationen an den Wänden der Strömungswiderstände durchaus möglich, die vorbeschriebenen Elektroden 13 und 19 auftreten. Ähnliche Verhältnisse gelten entlang des Elektronenstrahlweges fortzulassen und für einen rechteckigen Elektronenstrahlquerschnitt. lediglich das natürliche Potentialgefälle längs des Der Druck im Raum 15 ist durch Regulieren des Elektronenstrahles und die Diffusionswirkung der 50 Einlaßventils 17 einstellbar. Er beträgt etwa 3 · 10~4 Ionen auszunutzen. bis 10-3Torr, je nach erforderlicher Ionenerzeugung.th sides of the flow resistances are provided with an electrode to which the increased pressure is applied according to the invention serves as an ion source from which ions are ordered along the. They have the task of sucking the generated beam path both in and against the beam ions in or against the electron beam direction. To get enough suction. Between the number of ions facing the cathode, the flow resistance and the flow resistance generally suffice with the potential gradient that is caused by the space charge of the electron beam behind the anode of the beam generating system, and which also has an intermediate chamber between diffusion of the ions. According to the invention, one can see the anode and the anode, but in the immediate vicinity of the anode through additional fields, which are arranged near the anode, an electrode connected to it at potential 40 by the electrodes 12 and 20, which reinforce it. The long penetration of the seed electrodes generated by the electron beam simultaneously generated in space 15 migrate to the walls. The ions are prevented in the beam generating space. As a result of the potential gradient, ions are drawn from the ions in the space of increased pressure at the edge of the electron beam to the beam axis on the axis of the admitted gas by the electron beam 45 of the beam, so that relatively little recombining is generated. Under certain operating conditions, it is entirely possible for the electrodes 13 and 19 described above to appear on the walls of the flow resistances. Similar relationships apply along the electron beam path and for a rectangular electron beam cross-section. only the natural potential gradient along the pressure in space 15 can be adjusted by regulating the electron beam and the diffusion effect of the inlet valve 17. He is to take advantage of about 3 x 10 ~ 4 ions. to 10- 3 Torr, depending on the required ion generation.

Mit HiHe der Erfindung ist es möglich, die Raum- Ist im Schmelzraum 21 das Vakuum sehr hochWith the aid of the invention it is possible that the vacuum in the melting chamber 21 is very high

ladung des Elektronenstrahles zu kompensieren bzw. (z. B. ΙΟ"4 bis 10~5 Torr), so muß in den Raum 15to compensate for the charge of the electron beam or (e.g. ΙΟ " 4 to 10 ~ 5 Torr), so must be in the room 15

überzukompensieren und damit die für die Metall- mehr Gas eingelassen werden als in dem Falle, woto overcompensate and thus allow more gas for the metal than in the case where

urgie außerordentlich wichtigen Elektronenstrahl- 55 der Druck im Schmelzraum 21 z. B. 10~3 Torr ist.The extremely important electron beam 55 the pressure in the melting chamber 21 z. B. 10 ~ 3 Torr.

öfen nach dem Mehrkammerprinzip mit nur einem Der praktisch vorkommende Druck im SchmelzraumFurnaces based on the multi-chamber principle with only one The practically occurring pressure in the melting chamber

Strahler und Leistungen über einhundertfünfzig kW 21 liegt zwischen 10~2 und 10~5 Torr. Da derEmitters and outputs over one hundred and fifty kW 21 are between 10 ~ 2 and 10 ~ 5 Torr. Since the

zu bauen. Strömungswiderstand eines Rohres proportional derto build. Flow resistance of a pipe proportional to

An Hand eines Ausführungsbeispieles und der Wurzel aus dem Molekulargewicht ist, ist es zweck-Zeichnung soll der Gegenstand der Erfindung näher 60 mäßig, ein schweres Gas, z. B. Argon, zu verwenden, erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine prinzi- Erfindungsgemäß wird durch die Elektrode 8 verpielle Darstellung des Elektronenstrahlerzeugungs- hindert, daß die Ionen in den Strahlerzeugungssystems sowie die Einrichtungen gemäß der Erfin- raum 2 gelangen. Diese Ionen würden einmal Überdung entlang des Elektronenstrahlweges bis zum schlage hervorrufen, zum anderen würden sie durch Schmelzraum. 65 den bekannten Zerstäubungseffekt die Katode 1On the basis of an exemplary embodiment and the root of the molecular weight, it is purposeful drawing the object of the invention should be closer 60 moderately, a heavy gas, z. B. argon, to use, explained. The drawing shows a principle according to the invention is played by the electrode 8 Representation of the electron gun prevents the ions from entering the gun as well as the facilities according to the Erfin- space 2 arrive. These ions would become overloaded once along the electron beam path up to the point of impact, on the other hand they would penetrate Melting room. 65 the well-known atomization effect the cathode 1

Der Elektronenstrahl wird auf bekannte Art und stark beschädigen. Die Elektrode 8 kann erfindungs-The electron beam is known to cause severe damage. The electrode 8 can

Weise aus einer Katode 1 erzeugt, die sich in einem gemäß sowohl positives als auch negatives PotentialWay generated from a cathode 1, which is in a according to both positive and negative potential

Strahlerzeugungsraum 2 befindet. Nachdem der gegenüber der Anode 4 haben.Beam generating space 2 is located. After having the opposite of the anode 4.

Bei positivem Potential werden die Ionen abgestoßen, bei negativem Potential herausgezogen. Da der Abstand Katode 1 bis Linse 7 bzw. Elektrode 8 klein ist (z. B. 50 bis 100 mm), spielt die Raumladungsverbreiterung auf diesem Gebiet keine große Rolle.With a positive potential the ions are repelled, with a negative potential they are pulled out. There the distance between cathode 1 and lens 7 or electrode 8 is small (e.g. 50 to 100 mm), the space charge broadening plays a role does not matter much in this area.

Dagegen beträgt beispielsweise der Abstand der beiden magnetischen Linsen 7 und 18 beim Elektronenstrahlofen mit etwa 1000 kW Leistung 700 mm.In contrast, the distance between the two magnetic lenses 7 and 18 is, for example, in the electron beam furnace with about 1000 kW power 700 mm.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Fokussierhilfe bei Elektronenstrahl-Schmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elektronenstrahlweg ein durch Strömungswiderstände (13 und 19) begrenzter Raum (15) erhöhten Druckes zwischen Strahlerzeugungsraum (2) und Schmelzraum (21) angeordnet ist.1. Focusing aid in electron beam melting furnaces, characterized in that in the electron beam path is a space (15) delimited by flow resistances (13 and 19) Increased pressure between the jet generation space (2) and melting space (21) is arranged. 2. Fokussierhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche auf Potential be-2. Focusing aid according to claim 1, characterized in that additional loading on potential findliche Elektroden jeweils hinter den Strömungswiderständen (13 und 19) und vor der Anode (4) angeordnet sind.sensitive electrodes behind the flow resistances (13 and 19) and in front of the anode (4) are arranged. 3. Fokussierhilfe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anode (4) und dem Raum (15) erhöhten Druckes, jedoch in unmittelbarer Nähe der Anode (4), eine gegenüber der Anode (4) auf Potential befindliche Elektrode (8) angeordnet ist.3. Focusing aid according to claim 1 and 2, characterized in that between the anode (4) and the space (15) of increased pressure, but in the immediate vicinity of the anode (4), a is arranged opposite the anode (4) at potential electrode (8). 4. Verfahren zur Ausführung einer Fokussierhilfe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsdruck in dem Raum (15) etwa 3 -10-* bis 10~3 beträgt und daß als Betriebsgas vorzugsweise Argon verwendet wird.4. A method for performing a focusing aid according to claim 1 to 3, characterized in that the operating pressure in the space (15) is about 3 -10- * to 10 -3 and that argon is preferably used as the operating gas. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 880483, 2423 729,
005 859;Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2,880,483, 2,423,729,
005 859; »Zeitschrift für Optik«, H. 1/3, 1953, S. 116."Zeitschrift für Optik", H. 1/3, 1953, p. 116. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 409 658/340 8.64 © Bundesdruckerei Berlin409 658/340 8.64 © Bundesdruckerei Berlin
DEA43571A 1963-07-13 1963-07-13 Focusing aid for electron beam furnaces and methods for their execution Pending DE1176771B (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2423729A (en) * 1939-02-22 1947-07-08 Ruhle Rudolf Vaporization of substances in a vacuum
US2880483A (en) * 1957-06-11 1959-04-07 Stauffer Chemical Co Vacuum casting
US3005859A (en) * 1958-04-24 1961-10-24 Nat Res Corp Production of metals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2423729A (en) * 1939-02-22 1947-07-08 Ruhle Rudolf Vaporization of substances in a vacuum
US2880483A (en) * 1957-06-11 1959-04-07 Stauffer Chemical Co Vacuum casting
US3005859A (en) * 1958-04-24 1961-10-24 Nat Res Corp Production of metals

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