DE1764684A1 - Cold cathode discharge device - Google Patents
Cold cathode discharge deviceInfo
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- H01J2893/0066—Construction, material, support, protection and temperature regulation of electrodes; Electrode cups
Description
United Kingdom Atomic Energy Authority II, Charles II Street, London S.W.I., EnglandUnited Kingdom Atomic Energy Authority II, Charles II Street, London S.W.I., England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Nr. 33053/67 vom 18. Juli 1967 beansprucht.For this application the priority is taken from the "British." Claimed patent application No. 33053/67 dated July 18, 1967.
(Zusatz zur Patentanmeldung 15 89 012.7 —(Addition to patent application 15 89 012.7 -
Anwaltsakte 66 126)Attorney's file 66 126)
Die Erfindung bezieht sich auf Kaltkathoden-Entladevor richtungen» welche K] ektrouenquo]len bilden. Der Ausdruck "Kaltkathode", wie er in der nachfolgenden Beschreibung ver wendet wird, bedeutet, d.-.iß die Kathode nicht-thermionisch (keine (J-liihkathode) ist.The invention relates to cold cathode discharge devices which form electrical circuits. The expression "Cold cathode", as it ver in the following description means that the cathode is non-thermionic (no (J-liihkathode) is.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung oder Abänderung der Vorrichtung, wie sie im llauptpatent . .In particular, the invention relates to an improvement or modification of the device as described in the main patent. .
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(Patentanmeldung P 15 89 012.7) offenbart 1st. Die ia Hauptpatent offenbarte Kaitkathoden-Entladevorrichtung setzt sich zusammen aus einer Hülle, aus einer Einrichtung, welche die Hülle auf einem niedrigen Gasdruck: hält, aus einer Anode, die innerhalb der Hülle angeordnet ist oder einen Teil der Innenwand der Hülle bildet, aus einer Hohlkathode, die zumindest teilweise aus einem innerhalb der Hülle angeordneten Drahtgewebe besteht, wobei die eine Wand der Kathode Ton kreisförmigem Umriß ist und eine Teilkugelfprmr mit der Konkavseite nach außen, sowie eine zentrale runde Ö|fntf|ig aufweist, aus einer weiteren Elektrode von kreisförmigem Umriß, welche in dieser Öffnung angeordnet ist, um mit dieser Öffnung einen ringförmigen Spalt zu bilden, sowie aus einer Einrichtung, die entsprechende Betriebspotentiale an die Anode, Kathode und weitere Elektrode anlegt. Der sich ergebende Jtrahl hat einen ringförmigen Querschnitt und kann fokussiert werden, um auf ein Objekt über einen ringförmigen Bereich des Objektes aufzutreffen, oder alternativ kann der Strahl auf einen Brennpunkt gebracht werden, um dsijm auf das Objekt in einem kleinen Bereich aufzutreffen.(Patent application P 15 89 012.7) discloses 1st. The cathode discharge device disclosed in the main patent is composed of a casing, of a device which keeps the casing at a low gas pressure, of an anode which is arranged inside the casing or forms part of the inner wall of the casing, of a hollow cathode which consists at least partially of a disposed within the shell wire mesh, wherein the one wall of the cathode tone is circular contour and a Teilkugelfprm r with the concave side towards the outside, as well as a central circular Ö | fntf | ig comprises a circular from a further electrode of Outline which is arranged in this opening in order to form an annular gap with this opening, as well as a device which applies appropriate operating potentials to the anode, cathode and further electrodes. The resulting beam has an annular cross-section and can be focused to strike an object over an annular area of the object or, alternatively, the beam can be focused to impinge on the object in a small area.
Bei einer kreisförmigen Aussparung in der Kathode und einer kreisförmigen Platte oder weiteren Elektrode in der Aussparung, um den Ringspalt zu bilden, ist es unmöglich« einen länglichen Strahl zu erzeugen, der fokussiert werden kann, um einen dünnen, flächenartigen Strahl von Elektronen zu bilden oder ein Objekt einem Elektronenstrahl über einen ?lächenbereieh» der nicht kreis- noch ringförmig ist, ohne Abtastung üet Strahle auszusetzen.With a circular recess in the cathode and a circular plate or another electrode in the recess, In order to form the annular gap, it is impossible to create an elongated beam that can be focused to to form a thin, planar beam of electrons or an object to an electron beam over a? which is neither circular nor ring-shaped, without scanning, creates beams suspend.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kaltkathoden-Entladevorrichtung 2U schaffen, die in der Lage ist, einen Elektronenstrahl von nicht-kreisförmigem Querschnitt zu erzeugen. It is the object of the invention to provide a cold cathode discharge device 2U capable of generating an electron beam of non-circular cross-section.
./eiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Kaltkathoden-Entladevorrichtung, die in der Lage ist, einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der fokussiert werden kann, um einen länglichen bzw. langgestreckten Strahl zu bilden../ Furthermore, the invention aims to create a Cold cathode discharge device capable of generating an electron beam that can be focused, to form an elongated beam.
Ferner soll durch die Erfindung eine Kaltkathoden-Entladevorrichtung geschaffen werden, die in der Lage ist, ein objekt einem Elektronenstrahl über eine nicht-kreisförmige oder eine nicht-ringförmige Fläche des Objektes in dem einen Arbeitsgang, ohne Abtastung des Elektronenstrahls, auszusetzen. The invention is also intended to provide a cold cathode discharge device be created that is able to target an electron beam over a non-circular or exposing a non-annular surface of the object in the one pass without scanning the electron beam.
Erfindungsgemäß v/eist eine Kaltkathoden-Entladevorrichtung eine Hülle auf, ferner Mittel, welche die Hülle auf einem niedrigen G-asdruck halten, eine Anode, die innerhalb der Hülle angeordnet ist oder einen Teil einer Innenwand der Hülle bildet, eine Hohlkathode, die zumindest teilweise aus einem innerhalb der Hülle angeordneten Drahtgewebe gebildet ist, wobei die eine i/and der Kathode eine zentrale nicht-ringförmige Aussparung hat, eine weitere Elektrode von ähnlichem nicht-kreisförmigem Umriß, die in der genannten Aucsparung angeordnet ist, um mit dieser Aussparung einenAccording to the invention, a cold cathode discharge device has a casing, and further means which open the casing keep a low gas pressure, an anode, which is arranged inside the shell or part of an inner wall of the sheath forms a hollow cathode which is formed at least partially from a wire mesh arranged within the sheath is, wherein the one i / and the cathode has a central non-annular recess, another electrode of similar non-circular outline, which is arranged in the said opening to one with this recess
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Spalt von im wesentlichen einheitlicher Breite zu bilden, sowie eine Einrichtung, welche entsprechende Betriebspotentiale an die Anode, Kathode und weiteren Elektroden anlegt.To form a gap of substantially uniform width, as well as a device, which appropriate operating potentials to the Anode, cathode and other electrodes are applied.
Das an die weitere Elektrode angelegte Betriebspotential kann das gleiche wie das an die Kathode angelegte sein, oder es kann relativ dazu positiv oder negativ sein.The operating potential applied to the further electrode can be the same as that applied to the cathode, or it can be positive or negative relative to it.
Die Kathode kann zylinderförmig sein, wobei die genannte Aussparung in einer Endwand der Zylinderform vorgesehen ist. Die Endwand kann mit Bezug auf die Kathode, falls erwünscht, außen konkav sein.The cathode can be cylindrical, said Recess is provided in one end wall of the cylindrical shape. The end wall may, with respect to the cathode, if desired, be concave on the outside.
Alternativ kann die Kathode* eine Zylinderform haben, wobei die genannte Aussparung in einer Längswand der Zylinderform vorgesehen wird. Vorzugsweise wird die Aussparung in der Längswand der Zylinderform in einem Teilstück der Wand vorgesehen, welches mit Bezug auf die Kathode außen konkav ist,Alternatively, the cathode * can have a cylindrical shape, said recess being provided in a longitudinal wall of the cylindrical shape. The recess is preferably in the longitudinal wall the cylindrical shape is provided in a section of the wall which is concave on the outside with respect to the cathode,
Die Kathode braucht nicht unbedingt ein« rechtzylindrische Form zu haben, sondern kann auch von jeder beliebigen gewünschten Querschnittsform sein, z.B. rechteckig.The cathode does not necessarily need a right cylindrical one But can also be of any desired cross-sectional shape, e.g., rectangular.
Eine geerdete Abschirmungselektrode kann vorgesehen werden, um einen Teil dieser Kathode, falle erwünscht, eu umfasaen.A grounded shield electrode can be provided to encompass a portion of this cathode if desired.
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Eine Kaltkathoden-Entladevorrichtung nach der Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher "beschrieben, und zwar zeigtA cold cathode discharge device according to the invention will now be illustrated by way of example Drawing in more detail "described, namely shows
Fig. 1 einen teilweise schematischen Querschnitt durch die Vorrichtung,1 shows a partially schematic cross section through the device,
Fig. 2 eine Draufsicht von unten auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, währendFig. 2 is a plan view from below of part of the device of Fig. 1, while
Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Kathode wiedergibt.FIG. 3 shows a modified embodiment of that shown in FIG reproduces cathode shown.
Nach Fig. 1 weist die dort gezeigte Vorrichtung eine Hülle auf, die durch ein annähernd zylindrisches Rohr 1 aus wärmebeständigem Glas gebildet wird, einen Durchmesser von etwa 22 cm und eine Länge von etwa 30 cm hat und an den Enden durch Aluminiumplatten 2 und 3 mit O-Ring-Dichtungen (nicht dargestellt) geschlossen ist, wobei sie mit der Achse vertikal gehalten ist. Beide Platten 2 und 3 sind geerdet und bilden im Betrieb der Vorrichtung Anoden.According to Fig. 1, the device shown there has a shell, which is through an approximately cylindrical tube 1 made of heat-resistant Glass is formed, has a diameter of about 22 cm and a length of about 30 cm and ends at the ends Aluminum plates 2 and 3 with O-ring seals (not shown) is closed, being held with the axis vertical. Both plates 2 and 3 are grounded and form the during operation Device anodes.
Eine Kathode 4 wird innerhalb der Hülle durch ein leitendes Rohr 5 gehalten, das sich nach unten von einem Kathodenverbinder 6 mit einer Bohrung 7 für Wasserkühlung erstreckt. Der Kathodenverbinder 6 ist an einem abnehmbaren Teilstück 8 der Platte 2 mittels eines isolierenden Zylinders 9 befestigt. Durch dasA cathode 4 is held within the envelope by a conductive tube 5 extending downward from a cathode connector 6 extends with a bore 7 for water cooling. The cathode connector 6 is on a removable section 8 of the plate 2 fixed by means of an insulating cylinder 9. By the
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Teilstück 8 und zwar konzentrisch zum Rohr 5» erstreckt sich ein leitendes Rohr 10, welches eine geerdete Abschirmung bildet. Section 8 , concentric to the pipe 5 ', extends a conductive pipe 10 which forms a grounded shield.
Die Kathode 4 weist ein rechtzylindrisches Teilstück 11 mit flachen Teilstücken 12 und 13 am oberen bzw. unteren Ende auf. Das Teilstück 13 der Kathode 4 hat eine zentrale nichtkreisförmige Öffnung. Eine flache Platte von ähnlichem nichtkreisförmigem Umriß, die eine weitere Elektrode 14 bildet, wird in der Öffnung im Teilstück 13 der Kathode 4 durch einen leitenden Stab 15 gehalten, so daß ein Spalt 16 von gleichmäßiger Breite zwischen der Elektrode 14 und dem Teilstück 13 verbleibt. Der Stab 15 verläuft durch eine IsolierbuchseS im Teilstück 12 der Kathode 4 hindurch.The cathode 4 has a right-cylindrical section 11 with flat sections 12 and 13 at the upper and lower ends, respectively on. The section 13 of the cathode 4 has a central non-circular opening. A flat plate of similar non-circular outline which forms another electrode 14, is held in the opening in the portion 13 of the cathode 4 by a conductive rod 15, so that a gap 16 of more uniform Width between the electrode 14 and the section 13 remains. The rod 15 runs through an insulating bushing S im Section 12 of the cathode 4 through.
Wie aus Pig. 2 hervorgeht, hat der Spalt 16 beim besonderen, hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung eine annähernd quadratische Form. Die Kante der Aussparung im Teilstück 13 der Kathode 4 und die Kante der weiteren Elektrode H sind an den Ecken 17 abgerundet, so daß der Spalt 16 überall eine im wesentlichen gleichmäßige Breite hat. In einigen Fällen können kleine Aluminiumdübel in Abständen in den Spalt 16 rundherum eingedrückt werden, um die Breite gleichmäßig zu halten.Like from Pig. 2 shows, the gap 16 has the special, embodiment of the device described here an approximately square shape. The edge of the recess in the section 13 of the cathode 4 and the edge of the further electrode H are rounded at the corners 17, so that the gap 16 everywhere has a substantially uniform width. In some cases, small aluminum dowels can be spaced into the gap 16 be pressed all around to keep the width even.
Nach Fig. 1 besteht das TeilstUck 11 der Kathode 4 aus einem Edelstahl^ewebe oder einem feuerfesten Drahtgewebe, undAccording to Fig. 1, the part 11 of the cathode 4 consists of a stainless steel fabric or a fire-resistant wire mesh, and
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die Teilstücke 12 und 13 sowie die Elektrode H bestehen aus einer feuerfesten Metallplatte, z.B. einer Tantalplatte. Alternativ können das Teilstück 13 und die Elektrode 14 auch aus einem Edelstahlgewebe oder einem feuerfesten Drahtgewebe gebildet werden. In diesem Falle können die Kanten des Teilstücks 13 und der Elektrode 14-, welche den Spalt 16 bilden, dadurch geglättet werden, daß an ihnen Ringe von entsprechender Form angeschweißt werden.the sections 12 and 13 and the electrode H exist from a refractory metal plate, e.g. a tantalum plate. Alternatively, the section 13 and the electrode 14 can also can be formed from a stainless steel mesh or a fireproof wire mesh. In this case the edges of the section 13 and the electrode 14, which form the gap 16, are smoothed by the fact that rings of corresponding Form to be welded.
Der Stab 15 besteht aus einem feuerfesten Metall, wenn auch alternativ der Stab 15 durch eine Halterung ersetzt werden kann, .eiche durch einen Zylinder aus Edelstahl-Drahtgewebe gebildet wird, wobei diese Alternative v;egen der verminderten Wärmeeinwirkung an einem Gewebe möglich ist.The rod 15 is made of a refractory metal when Alternatively, the rod 15 can be replaced by a holder, formed by a cylinder made of stainless steel wire mesh This alternative is possible because of the reduced exposure to heat on a tissue.
Energie wird von einer Quelle 19 abgeleitet, die einen Autotransformator bzw. Einspulentransformator aufweist, der eine variable Spannung an die Primärwicklung eines Hochspannungstransformators liefert, deseen Ausgang durch einen Zweiweggleichrichter gleichgerichtet wird. Die Verbindung nach dem Kathodenverbinder 6 erfolgt über in Reihe geschaltete Widerstände 20 und 21, wobei der Widerstand 21 veränderbar ist. Die Verbindungsstelle der Widerstände 20 und 21 ist mit dem Stab verbunden. Der Stromkreis enthält außerdem ein Amperemeter und ein Voltmeter (nicht dargestellt).Energy is derived from a source 19 which is an autotransformer or single coil transformer having a variable voltage to the primary winding of a high voltage transformer supplies, deseen output is rectified by a full wave rectifier. The connection after the Cathode connector 6 takes place via series-connected resistors 20 and 21, the resistor 21 being variable. the Junction of resistors 20 and 21 is connected to the rod. The circuit also includes an ammeter and a voltmeter (not shown).
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Die Evakuierung der Hülle erfolgt mittels einer Öl-Diffusionspumpe 22, die du.rch eine Drehpumpe (nicht dargestellt) unterstützt wird, wobei die Verbindung nach den Pumpen aus einem Auslaßrohr 23 besteht, welches durch ein abnehmbares Teilstück 24 der Platte 3 hindurch verläuft. Um den Druck zu messen, ist ein "Pirani-Messer" (nicht dargestellt) mit der Auslaßleitung 23 unmittelbar außerhalb der Hülle verbunden. Ein Gas wird von einem Graszufuhrzylinder 25 über einen Zweistufen-Druckregulator und ein Nadelventil 26 einem Einlaßrohr 27 zugeführt, welches ebenfalls durch das Teilstück 24 der Platte 3 hindurch verläuft. Der Druck in der Hülle wird dadurch gesteuert, daß die Gasströmung bei kontinuierlich arbeitenden Pumpen eingeregelt wird.The envelope is evacuated by means of an oil diffusion pump 22, which is supported by a rotary pump (not shown), the connection being made after the pumps an outlet pipe 23 which extends through a removable section 24 of the plate 3 therethrough. To the pressure to measure is a "Pirani knife" (not shown) with the outlet line 23 is connected immediately outside the envelope. A gas is supplied from a grass supply cylinder 25 via a two-stage pressure regulator and a needle valve 26 fed to an inlet tube 27 which also passes through the section 24 of the plate 3 extends therethrough. The pressure in the envelope is controlled by regulating the gas flow in continuously operating pumps.
Es gibt verschiedene Wege·, auf welchen die Vorrichtung betrieben werden kann, wobei einige davon im Nachfolgenden beschrieben werden.There are several ways in which the apparatus can be operated, some of which are described below to be discribed.
Im ersten Falle wird die Hülle auf einen Druck von annähernd 5 · 10-3 Torr evakuiert und darin mit Helium unter einem Druck von annähernd 3 · 10"*2 Torr gefüllt. Ein negatives Potential von annähernd 2,75 kV wird an die Kathode 4 angelegt, wobei der Widerstand 21 auf Null eingestellt wird, so daß der Elektrode 14 das gleiche Potential wie der Kathode 4 zugeführt wird. Wenn ein Ausgasen der Kathode 4 stattgefunden hat, wird dem Heliumdruck die Möglichkeit gegeben, langsam anzusteigen. Dies erfolgt durch Einregelung des Ventils 26.In the first case, the envelope is evacuated to a pressure of approximately 5x10-3 Torr and filled therein with helium at a pressure of approximately 3x10 "* 2 Torr. A negative potential of approximately 2.75 kV is applied to the cathode 4 is applied, the resistor 21 being set to zero, so that the electrode 14 is supplied with the same potential as the cathode 4. When the cathode 4 has outgassed, the helium pressure is given the opportunity to increase slowly Valve 26.
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Eine Hohlkathodenentladung entwickelt sich, "begleitet von einem Strom von Elektronen, die durch den Spalt 16 hindurchgelangen. Infolge der Form des Spaltes 16 bildet der Elektronenatrom einen Strahl 28 von hohlem quadratischem Querschnitt.A hollow cathode discharge develops "accompanied by a stream of electrons passing through the gap 16. Due to the shape of the gap 16, the electron atom forms a beam 28 of a hollow square Cross-section.
Der Strahl 28 eignet sich insbesondere für einen Schweißvorgang, bei welchem die Kanten einer rechteckigen metallischen Kappe 29 an eine metallische Grundplatte 30 angeschweißt werden sollen. Die Kappe 29 kann einen Teil einer Hülle für eine Halbleitervorrichtung bilden. Zur Ausführung des Schweißvorganges wird die Grundplatte 30 auf einem metallischen Träger 31 angebracht und auf diese Weise als Anode angeschlossen. Beim Richten des Strahls 28 auf die Kappe 29 wird die gesamte Kante der Kappe 29 in einem Arbeitsgang verschweißt, ohne daß es notwendig ist, die Kappe 29 zu bewegen oder den Strahl 28 eine Abtastbewegung ausführen zu lassen.The beam 28 is particularly suitable for a welding process in which the edges of a rectangular metallic Cap 29 to be welded to a metallic base plate 30. The cap 29 may be part of a case for a semiconductor device form. To carry out the welding process the base plate 30 is attached to a metallic carrier 31 and connected in this way as an anode. When judging of the beam 28 on the cap 29, the entire edge of the cap 29 is welded in one operation, without it being necessary to to move the cap 29 or to scan the beam 28.
Im zweiten Fall ist der Vorgang im allgemeinen der gleiche, außer, daß das verwendete Gas Argon ist, wobei der Druck, bis zu welchem die Hülle anfänglich evakuiert wird, und die Betriebsdrücke niedriger sind. Der Widerstand 21 wird auf einen geringen ./ert eingestellt, so daß die Elektrode 14 an einem negativen Potential mit Bezug auf die Kathode 4 liegt. Ein ,'Jtrahl 28 wird erzielt, wobei die Kathode 4 an einem negativenIn the second case the procedure is generally the same except that the gas used is argon, the pressure being from to to which the envelope is initially evacuated and the operating pressures are lower. The resistor 21 is on a low ./ert set, so that the electrode 14 at a negative potential with respect to the cathode 4 is. A beam 28 is obtained with the cathode 4 at a negative
Potential von 6 kV liegt und ein Argondruck von 10 Torr verwendet wird.Potential of 6 kV and an argon pressure of 10 torr is used will.
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Im dritten Falle wird die Hülle evakuiert und wie im ersten Falle mit Helium gefüllt. Bei einem Heliumdruck von 18 · 10""2 Torr, einer Einstellung des Widerstandes 21 auf Null und einem negativen Potential von annähernd 2,75 kV an der Kathode 4 erfolgt eine Glimmentladung. Dieee wird nicht von einem Elektronenstrahl begleitet, und das Ergebnis der Entladung besteht darin, daß die Potentialdifferenz zwischen dem Träger 31 und der Kathode 4 auf annähernd 300 Volt abfällt.In the third case, the envelope is evacuated and, as in the first case, filled with helium. At a helium pressure of 18 · 10 "" 2 Torr, a setting of the resistor 21 to zero and a negative potential of approximately 2.75 kV at the cathode 4, a glow discharge takes place. This is not accompanied by an electron beam, and the result of the discharge is that the potential difference between the support 31 and the cathode 4 drops to approximately 300 volts.
Durch Erhöhung des Viertes des Widerstandes 21 auf annähernd 1800 0hm wird die Glimmentladung begrenzt. Diese Art von Betrieb demonstriert auf diese Weise, daß ein Verändern des Potentials der Elektrode 14 relativ zur Kathode dazu verwendet werden kann, eine Glimmentladung zu begrenzen und daher zu steuern, die sonst unter bestimmten Betriebsbedingungen in Erscheinung treten würde. Dadurch kann die Lebensdauer der Kathode 4 verlängert werden, und zwar durch Reduzierung der Erwärmung, und es wird dadurch außerdem möglich, den Elektronenstrahl zum Zwecke der Ausführung eines Schweißvorganges impulsartig an- und abzuschalten.By increasing the fourth of the resistor 21 to approximately 1800 ohms, the glow discharge is limited. These Kind of operation in this way demonstrates that changing the potential of the electrode 14 relative to the cathode can be used to limit a glow discharge and therefore to control that otherwise under certain operating conditions would appear. As a result, the life of the cathode 4 can be extended by Reduction of heating, and it also makes it possible to use the electron beam for the purpose of performing a Switch the welding process on and off in pulses.
Die Vorrichtung kann mit anderen Gasen, beispielsweise Sauerstoff, betrieben werden. In diesem Falle ist es jedoch erwünscht, wenn auch nicht wesentlich, die Kathode 4 einem saueratoffbeständigen Material herzustellen.The device can be operated with other gases, for example oxygen. In this case, however, it is it is desirable, although not essential, to manufacture the cathode 4 from an oxygen-resistant material.
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Die Vorrichtung kann auch für verschiedene andere Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise zur Wärmebehandlung, zum Schmelzen oder für eine Zonenverfeinerung, wobei das Erhitzen, insbesondere das Erhitzen eines feuerbeständigen Materials, eingeschlossen ist.The device can also be used for various other purposes, such as for heat treatment, for Melting or for zone refinement, where the heating, in particular the heating of a fire-resistant material, is included.
Je nach dem, für welchen Zweck die Vorrichtung verwendet wird, können einige Abänderungen oder zusätzliche Merkmale möglich oder erwünscht sein.Depending on the purpose for which the device is used, some modifications or additional features be possible or desirable.
Eine Abänderung^ form der Kathode 4, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, wird in Fig. 3 wiedergegeben, die eine Kathode 32 mit einer im allgemeinen kreisförmigen, rechtzylindrischen Form zeigt, mit einem Teilstück 33, v/elches durch eine sich in Längsrichtung erstreckende Eindrückung gebildet wird. Die Kathode 32 ist in einer Hülle ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Hülle angeordnet, so daß die Längsachse der Zylinderform in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegt. Es kann notwendig sein, die Form der Hülle 1 der Fig. 1 abzuändern, damit sie sich der Kathode 32 anpaßt.A modification of the cathode 4, as shown in FIG. 1 is shown in Fig. 3 showing a cathode 32 having a generally circular, right cylindrical shape Form shows, with a section 33, v / elches through a indentation extending in the longitudinal direction is formed. The cathode 32 is in a sheath similar to that shown in FIG Sheath arranged so that the longitudinal axis of the cylindrical shape lies in a substantially horizontal plane. It may be necessary to modify the shape of the envelope 1 of FIG. 1, so that it adapts to the cathode 32.
Die gekrümmte Fläche 34 der Kathode 32 besteht aus einem Gewebe oder einem perforierten Material, wie beispielsweise aus Tantal, und das Te lstück 33 ist aus einem Maschen- bzw. Gewebematerial oder einem perforierten Material oder aus einem dünnen Platten-Vollmaterial hergestellt, wie beispielsweise ausThe curved surface 34 of the cathode 32 is made of a fabric or a perforated material such as made of tantalum, and the Te lstück 33 is made of a mesh or fabric material or a perforated material or from a made of thin plate solid material, such as
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Edelstahl oder Tantal oder einem anderen feuerbeständigen Metall. Die Endplatten 35 der Kathode 32 werden aue dfi Metallblech, z.B. Edelstahl, Tantal oder einem anderen feeerbeständigen Metall hergestellt. Das Teil8tück 33 der Kathode ist mit einer nicht-kreisförmigen Öffnung 36 versehen- In der Öffnung, oder nahe derselben, ist eine weitere Elektrode 37 angeordnet, die mit der öffnung 36 einen Spalt 58 bildet. Die Kathode 32 kann an dem Rohr 5 der Fig. 1 mittels eines dünnen rohrförmigen Stutzens 39 befestigt werden, der durch Heftschweißung an der Kathode 32 befestigt ist. Die weitere Elektrode 37 ist mit der Energiezufuhr über den Verbinder 40 verbunden.Stainless steel or tantalum or some other fire resistant Metal. The end plates 35 of the cathode 32 are aue dfi Sheet metal, e.g. stainless steel, tantalum or another fee-resistant Made of metal. Part 33 of the cathode is provided with a non-circular opening 36- In A further electrode 37, which forms a gap 58 with the opening 36, is arranged next to the opening, or close to it. The cathode 32 can be attached to the tube 5 of FIG. 1 by means of a thin tubular connecting piece 39 are attached, which is attached to the cathode 32 by tack welding. The other Electrode 37 is energized through the connector 40 connected.
Es versteht sich, daß die ,Betriebsweise der Kathode 32 und der weiteren Elektrode 37 gleich derjenigen der Kathode und der weiteren Elektrode der Fig. 1 ist, und die an die Kathode 32 und die weitere Elektrode 3 angelegten Potentiale können die gleichen, wie oben beschrieben, sein. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen der Konstruktion der Fig. 3 und der Kathode 4 und der weiteren Elektrode 14 der Fig. 1 liegt in der Form und der Konstruktion der Kathode und v/eiteren Elektrode.It will be understood that the mode of operation of the cathode 32 and the further electrode 37 is the same as that of the cathode and the further electrode of FIG The potentials applied to the cathode 32 and the further electrode 3 can be the same as described above. One and only essential difference between the construction of FIG. 3 and the cathode 4 and the further electrode 14 of FIG. 1 lies in the shape and construction of the cathode and v / more Electrode.
Es versteht sich, daß die durch die Kathoden 4 und 52 und die weiteren Elektroden 14 und 37 gebildeten Spalte von irgendeiner gewünschten Form sein können, um einmhohlen Elektronenstrahl von beliebiger gewünschter Querschnittsforai jraIt will be understood that the cathodes 4 and 52 and the gaps formed by the further electrodes 14 and 37 can be of any desired shape to form a hollow electron beam of any desired cross-sectional shape jra
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erzeugen, z.B. eine im wesentlichen rechteckige ?orm, eine elliptische For«, eine Spitzbogenform, eine mehrseitige Form oder eine unregelmäßige Form. Der hohle Strahl kann auf einen Brennpunkt, falls erwünscht, gebracht werden oder sich entlang einer Linie bündeln.create, e.g. a substantially rectangular shape, a elliptical shape, a pointed arch shape, a multi-sided shape or an irregular shape. The hollow beam can focus on one Focus, if desired, or bundle along a line.
In einigen Tällen nag es vorgezogen werden, eine separate Energieaufuhr für die llektroden t4 oder 37 vorzusehen, so daß sie auf einem positiven oder einem negativen Potential relativ zur Kathode 4- oder 32 gehalten werden können. In jedem falle kann aber die Glimmentladung beschränkt werden, wenn daß Potential relativ aur Kathode 4- groß genug gemacht wird. In some cases it may be preferred to have a separate one Provide energy supply for the electrodes t4 or 37 so that they can be kept at a positive or a negative potential relative to the cathode 4 or 32. In any case but the glow discharge can be restricted if the potential is made large enough relative to the cathode 4-.
Bine geerdete Abschirmungselektrode kann angeordnet werden, um die Kathode 4- zu umhüllen und den Elektronenverlust nach der Jandang der Hülle zu reduzieren.A grounded shield electrode can be arranged to cover the cathode 4- and prevent electron loss after the Jandang to reduce the shell.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder In Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also concerns and relates to modifications of the embodiment outlined in the appended claim 1 especially to all features of the invention that are used individually - or in combination - throughout the description and drawings are disclosed.
PatentansprücheClaims
109840/0UO109840 / 0UO
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
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| GB5520665 | 1965-12-30 | ||
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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Families Citing this family (8)
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- 1968-07-17 DE DE19681764684 patent/DE1764684A1/en active Pending
Also Published As
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