DE1639003B2

DE1639003B2 - Getteranordnung

Info

Publication number: DE1639003B2
Application number: DE1968U0014618
Authority: DE
Inventors: Clair Wilbur Fairview Park Ohio Reash (V St A)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1967-02-02
Filing date: 1968-01-26
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE1639003A1; US3428168A; GB1216892A

Description

Die Erfindung betrifft eine Getteranordnung mit einem einseitig offenen Behälter von U-förmigem Querschnitt, in den verdampfbares Gettermaterial eingepreßt ist, und mit Mitteln zur Festlegung des Gettermaterials im Behälter.

Es ist bekannt, Gettermaterial bei der Herstellung s von Elektronenröhren zu verwenden. Die üblichen Getteranordnungen enthalten einen Behälter, z.B. einen ringförmigen Behälter, mit U-förmigem Querschnitt, in welchen das Gettermaterial eingepreßt ist Das Ganze wird in eine Elektronenröhre, z. B. in eine

ίο Fernsehröhre eingebaut Nach dem Evakuieren der Röhre wird das restliche in ihr verbliebene Gas durch Erhitzen des Getterbehälter entfernt. Beim Erhitzen auf höhere Temperaturen, in der Regel durch Induktionsheizung, wird das Gettermaterial abgeschossen oder

is verdampft Das verdampfte Gettermaterial absorbiert das restliche Gas oder setzt sich mit ihm um, wobei ein festes Kondensat mit niedrigem Dampfdruck entsteht. Auch weitere, während der Lebensdauer der Röhre freiwerdende Gase werden durch das Gettermateria) adsorbiert.

Üblicherweise besteht das Gettermaterial hauptsächlich aus einer Mischung oder Legierung von Metallen, z. B. aus Barium und Aluminium. Das Barium ist der wirksame Bestandteil dieser Mischung. Zum Entfernen von rechtlichen Gasen aus größeren Femsehröhren, insbesondere Farbfernsehröhren, werden verhältnismäßig große Mengen des wirksamen Bariums benötigt. So brauchen Farbfernsehröhren mit drei Elektronenquellen und einer aus Metall bestehenden Maske 125 bis 175 mg Barium. Da die pulverförmige Mischung aus Barium und Aluminium bis zu etwa 50 % Aluminium enthalten kann, werden im ganzen 250 bis 350 mg der pulverförmigen Mischung benöligt. Es ist ferner zweckmäßig, in Farbfernsehröhren exotherme Gettermaterialien zu verwenden. Ein exothermes Gettermaterial kann eine Legierung aus Barium und Aluminium oder eine Mischung dieser beiden Stoffe und zusätzlich etwa die gleiche Gewichtsmenge an pulverförmigem Nickel enthalten. Das Nickel reagiert beim Erhitzen exotherm mit dem Aluminium, wobei eine zusätzliche Wärme zum Verdampfen des Bariums entsteht. Diese selbst erzeugte Wärme setzt die Abschießzeit herab; der aus Nickel und Aluminium bestehende Rückstand ist stabiler als der allein als Aluminium bestehende

Rückstand aus endothermem Gettermaterial.

In einer Farbfernsehröhre kann ein geeigneter Behälter in Kanalringform 250 mg Gettermaterial mit 50 % Barium und 50 % Aluminium enthalten. In der Regel verdampfen beim Abschießen 125 mg Barium, d.h. 100% der vorhandenen Menge. Verwendet man aber ein exothermes Pulvergemisch derselben Kapazität, so muß man wenigstens 500 mg eines Gemisches aus 25 % Barium, 25 % Aluminium und 50 % Nickel verwenden. Hierbei wird vorausgesetzt, daß die vorhandenen 125 mg Barium zu 100% verdampfen. Es wurde nun aber beobachtet, daß beim Einpressen solcher großer Pulve-mengen in die üblichen Behälter nicht die gesamte Menge von Barium verdampft Weiter wurde gefunden, daß beim Abschießen solcher großen Mengen von Gettermaterial das Material springt und hierbei feste Teilchen innerhalb der Röhre abschleudert. Diese abgeschleuderten Teilchen können Kurzschlüsse verursachen oder sonstwie die Wirksamkeit der Röhre schädigen.

⁶S Bei einer bekannten Getteranordnung der eingangs genannten Art (US-PS 30 23 883) soll dies dadurch verhindert werden, daß der Boden des Behälters nach innen konvex gewölbt ist. Mit einer solchen Ausgestal-

ting des Bodens kann bereits in einem gewissen Maße jas Springen des Gettermaterials und ein Herausschleu· lern fester Teilchen verhindert werden. Allerdings lleibt diese Maßnahme noch erheblich verbesserungsbedürftig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht rin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Getteranj?rdnungen zu vermeiden und eine· Getteranordnun» der gingangs genannten Art zu schaffen, die noch ^umfassender und zuverlässiger ein Springen des "Gettermaterials und ein Herausschleudern von festen ; ,Teilchen beim Verdampfen verhindert.
' \ Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch jelöst, daß die Mittel zur Festlegung des Gettermaterials im Behälter aus zusätzlichen mechanischen fEinbauteilen bestehen, die wenigstens teilweise in das ' Jettermaterial eingebettet sind. Hierdurch konnten in :1er Praxis erhebliche Fortschritte beim störungsfreien Verdampfen von größeren Mengen eingepreßten Gettermaterials erzielt werden. Ein Springen des Gettermaterials beim Erhitzen wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung verhindert Es wurde nämlich gefunden, daß beim Einpreßen größerer Mengen von Gettermaterial, z.B. 500mg einer exothermen Mill schung, das Material in einer zu dicken Schicht ρ vorhanden ist. Das gesamte vorhandene Barium k] verdampft hierbei nicht während der üblichen Erhit- ^t, zungszeit und das Gettermaterial spring» leicht H Verwendet man beispielsweise einen ringförmigen I' Kanal mit einem Durchmesser von 25 oder 36 mm und ^, mit einer Weite von 1,5 mm, so befindet sich in ihm das k zusammengepreßte Pulver in einer zu dicken Schicht. y Beim Erhitzen innerhalb der normalen Zeit von 15 bis % 25 see verdampfen weniger als 100 % des Bariums. Man ^ muß die Anordnung länger als üblich erhitzen, um •ί größere Mengen von Barium zu verdampfen. Längere ( Erhitzungszeiten sind aber andererseits unerwünscht. !·, Verwendet man aber einen weiteren kanalförmigen |. Behälter mit Abständen von beispielsweise 2,5 mm ! zwischen den Seitenwandungen und hält das Pulver durch die erfindungsgemäßen Einbauteile in dieser Lage fest, so verdampfen etwa 100% des vorhandenen Bariums. Die bevorzugten Schichtdicken für das Getterpulver liegen zwischen 0,6 und 0,9 mm, insbesondere zwischen 0,7 und 0,8 mm. Als sehr brauchbar haben sich Getteranordnungen erwiesen, bei welchen das ; zusammengepreßte Gettermaterial eine Schichtdicke ; von 0,75 mm hat.

; Im nachfolgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Getteranordnung mit einem ringförmigen Draht als Einbauteil,
F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Getteranordnung mit einem L-förmigen Einbauteil, und
F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4—4 der F i g. 3. In F i g. 1 ist ein ringförmiger Behälter 10 mit Seitenwandungen U und 12 und einer Bodenwandung

13 dargestellt, die einen kanalförmigen Zwischenraum

14 umschließen. Die Weite des Kanals kann etwa 2,5 mm betragen. Der Behälter kann etwa 500 mg oder mehr von zusammengepreßtem Gettermaterial 16 aufnehmen. Die Schichtdicke des Gettermaterials vor seinem Verdampfen beträgt etwa 0,75 mm. Die Durchmesser der Seitenwandungen und die Weite des Kanals sind so gewählt, daß die Schichtdicke des Gettermaterials zwischen 0,6 und 0,9 mm, vorzugsweise zwischen

0,7 und 0,8 mm liegt.

Das Einbauteil besteht aus einein Drahtring 17 mit einem Querschnitt von 0,4 bis 03 mm, der etwa in der Mitte des Kanals 14 angeordnet ist. Der Ring 17 liegt bei der gezeigten Ausfuhrungsform auf dem Boden dies Kanals. Das Gettermaterial 16 ist in den Kanal über dem Ring zusammengepreßt Der Ring kann natürlich auch in einer anderen Stellung angeordnet sein, z. B. in einem Abstand von dem Boden 13.

Das Einbauteil kann auch andere Formen haben. Man kann beispielsweise dünnwandige, winkelige Einbauteile mit verschiedenen Querschnitten verwenden. Flansche und andere Formen mit vorzugsweise einem waagerechten und einem senkrechten Schenkel sind gut brauchbar. Die Länge des waagerechten Schenkels kann etwa die Hälfte der Kanalweite betragen. Die Höhe des senkrechten Schenkels kann ebenfalls etwa die Hälfte der Kanalweite betragen. Dann legt sich das Einbauteil so in den Kanal ein, daß der waagerechte Schenkel auf dem Boden des Kanals ruht und eine Kante in Berührung mit einer Seitenwandung steht, wobei der andere Schenkel mittig im Kanal nach oben vorragt Der senkrechte Schenkel braucht nicht über das Pulver hervorzuragen, sondern endet vorzugsweise unter der Oberfläche des zusammengepreßten Pulvers. Es können aber auch andere Formen und Arten von einsetzbaren Bauteilen verwendet werden.

Die Fig.3 und 4 zeigen ein Einbauteil 18 mit einem L-förmigen Querschnitt. Dieses Einbauteil hat einen waagerechten Schenkel 19 und einen senkrechten Schenkel 20. Der waagerechte Schenkel 19 kann eine Länge von etwa der Hälfte der Weite des Kanals 14 haben, so daß er sich selbst zentriert. In diesem Falle ist die Länge des waagerechten Schenkels etwa 1,2 bis 1,3 mm. Der waagerechte Schenkel kann sich auf jeder Seite des senkrechten Schenkels befinden, bei der hier gezeigten Ausführungsform auf der Innenseite. Die Länge des senkrechten Schenkels ist kleiner als die Schichtdicke des Gettermaterials. Das Einbauteil kann vor dem Einfüllen des Pulvers in den Behälter gebracht werden.

Derartige einsetzbare Einbauteile brauchen in der Regel nicht dauerhaft mit dem Behälter verbunden zu sein, in der Regel ist es nicht notwendig, sie durch Schweißen oder auf andere Weise mit den Wandungen oder dem Boden des Behälters zu verbinden, obwohl man dies auch tun kann. Das eingepreßte Gettermaterial in Pulverform hält das Einbauteil bis zum Erhitzen an seiner Stelle. Während und nach dem Abschießen halten das Aluminium oder der Rückstand aus Aluminium und Nickel das Einbauteil fest. Man kann aber das Einbauteil auch mit dem Behälter verbinden, um es während des Einbringens und Zusammenpressen des Pulvers an seiner Stelle zu halten.

Das Einbauteil kann auch ein Teil des Behälters sein. Man kann z. B. einen Teil des Behälterbodens so falzen, daß ein schmaler, scharfer Kamm entsteht. Die Kante dieses Kammes braucht nicht über die Oberfläche des eingepreßten Pulvers hervorzuragen.

Das Einbauteil kann von beliebiger Art und beliebiger Form sein, wenn es hierbei verhindert, daß das Gettermaterial beim Erhitzen springt und feste Teilchen abschleudert. Hier soll keine Theorie aufgestellt werden, wodurch das Springen des Gettermaterials verhindert werden kann. Es ist aber möglich, daß das Einbauteil die einzelnen Teilchen des pulverförmigen Gettermaterials aneinanderrückt und dadurch eine Bewegung, ein Springen oder ein Abschleudern von festen Teilchen

verhindert. Zusätzlich kann auch ein Einbauteil in der Mitte zwischen den Seitenwandungen des Behälters einen Träger für das sonst ungesttttzte Gettermaterial bilden.

Das Einbauteil hat in der Regel die gleiche Form wie der Behälter. Wenn der. Behälter ringförmig ist, so ist das Einbauteil ebenfalls ringförmig. Für verschiedene Behälterformen können verschiedene Einbauteile verwendet werden.

Getteranordnungen der vorliegenden Art wurden beim Abschießen geprüft. Die ringförmigen Behälter aus rostfreiem Stahl hatten einen mittleren Durchmesser von etwa 27 mm, die Kanalweite betrug etwa 2,5 mm. Eingefüllt wurden etwa 500 mg Gettermaterial aus einer exothermen, oben beschriebenen Mischung von Nickel, Aluminium und Barium. 27 dieser Getteranordnungen ohne Einbauteile wurden durch Induktionsheizung abgeschossen. Bei einem Erhitzen von 20 see wurden in allen Fällen 100 % des Bariums verdampft, d.h. die Gesamtmenge von 125mg. In allen Fällen bis auf einen wurde aber ein Springen des Rückstandes beobachtet.

Gleiche Getteranordnungen, aber mit einem eingebauten Drahtring mit einem Querschnitt von 0,4 bis 0,5 mm und mit derselben Menge Gettermaterial wurden geprüft. 20 dieser Anordnungen wurden' abgeschossen, wobei in keinem Falle ein Springen des Rückstandes und ein Abschleudern von Festteilchen beobachtet wurde. Das Barium wurde zu 100% verdampft.

Eine andere Gruppe von ähnlichen Behältern wurde mit Einbauteilen mit L-förmigen Querschnitt nach den F i g. 3 und 4 versehen. Beim Abschießen von 100 dieser Anordnungen wurde in keinem Falle ein Springen des Rückstandes oder ein Abschleudern von Festteilchen beobachtet.

Bisher wurden im wesentlichen ringförmige Behälter beschrieben. Die Einbauteile können auch in anders geformten Behältern untergebracht werden.

Einbauteile können auch in solchen Behältern verwendet werden, die schräge Seitenwandungen haben und das verdampfte Material in eine bestimmte Richtung entweichen lassen. Solche Behälter haben in der Regel einander parallele Seitenwandungen, die im unteren Teil senkrecht verlaufen. Der obere Teil einer oder beider Seitenwandungen ist in einem Winkel zu der senkrechten Kanalachse abgebogen, so daß das verdampfte Material nach innen oder nach außen abgelenkt wird. Die Einbauteile sind in dem unteren Teil des Kanals innerhalb des zusammengepreßten Gettermaterials angeordnet. Ein Behälter braucht natürlich nicht kreisrund zu sein, sondern kann auch eine ovale oder eine andere Form haben, unabhängig davon, ob die Enden des Kanals miteinander verbunden sind odei nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungea

Claims

Patentansprüche:

1. Getteranordnung mit einem einseitig offenen \ Behälter von U-förmigem Querschnitt, in den verdampfbares Gettermaterial eingepreßt ist, und mit Mitteln zur Festlegung des Gettermaterials im Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus zusätzlichen mechanischen Einbauteilen (17,18,119,20) bestehen, die wenigstens teilweise in das Gettermaterial (16) eingebettet sind.

2. Getteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauteile (17,18, 19, 20) sich innerhalb des eingepreßten Gettermaterials (16) befinden.

3. Getteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ringförmige Einbauteile (17, 18,19,20) in einem ringförmigen Behälter (10).

4. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauteil aus einem zwischen den Seitenwandungen (11, 12) eines ringförmigen Behälters (10) angeordneten Drahtring (17) besteht.

5. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem ringförmigen Behälter (10) angeordnete Einbauteil (18) einen L-förmigen Querschnitt hat, wobei der eine waagerechte Schenkel (19) auf dem Behälterboden (13) liegt und der andere Schenkel (20) etwa senkrecht vom Behälterboden (13) nach oben ragt.

6. Getteranordnung nach Ansruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Schenkel (19) eine Länge von etwa der Hälfte der Behälterweite und der senkrechte Schenkel (20) eine Höhe von weniger als der Schichtdicke des Gettermaterials (16) hat.

7. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, duß der Behälter (10) und die Einbauteile (17, 18, 19, 20) aus rostfreiem Stahl bestehen.

8. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Seitenwandungen (U, 12) des Behälters (10) in einem Winkel zur Senkrechten abgebogen ist.

9. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauteile aus einem Stück mit dem Boden (13) des Behälters bestehen und wenigstens einen Teil des Behälters (10) in zwei Abteilungen unterteilen.

10. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gettermaterial (16) eine Schichtdicke von 0,6 bis 0,9 mm aufweist.

11. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch exothermes, Barium enthaltendes Gettermaterial.

12. Getteranordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein 25 Gew.-% Barium, 25 Gew.-% Aluminium, Rest Nickel enthaltendes Gettermaterial.

13. Getteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 500 mg Gettermaterial vorgesehen sind.