DE2117347A1

DE2117347A1 - Glas

Info

Publication number: DE2117347A1
Application number: DE19712117347
Authority: DE
Inventors: Hendrikus Johan Lodewijk Eindhoven Trap (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-16
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1971-10-28
Also published as: FR2086118B1; US3776743A; GB1319566A; NL7005457A; FR2086118A1

Description

PHN.4815 Va/EVH.

? 1 1 7 *■? A 7 Dipl.-Ing. HORST AUER

An-nelder» U.V. P1k.!?3^!GLOEiUs4?ENFABR1EK0I

Akfe: PHN- 4815
Anmeldung vom* 7.April 1971

Glas.

Die Erfindung bezieht aich auf Gläaer, die aich insbeaondere zur Anwendung in einer Sekundäremisaionaelektrode eignen. Solche Sekundäremiaaionaelektrode beateht aua einem Körper mit zwei parallelen Begrenzungafläohen, der mit einer Anzahl von Kanälen veraehen iat, die gegebenenfalls aenkreoht auf den erwähnten Begrenzungsflächen stehen und an beiden Seiten offen aind. Die Begrenzungaflächen aind beide mit einer elektriach leitenden Sohioht überzogen und zwischen ihnen wird ein Spannungsuntersohied angelegt. Unter der Einwirkung des auf diese Weise erhaltenen elektrischen Feldes bewegen sich Elektronen durch die erwähnten Kanäle von einer Seite der Elektrode zur anderen. Die Wände der Kanäle bestehen aus einem Material mit

1098U/1610

einem passenden Öberflächenwiderstand, das bei der infolge des üblichen SpannungaunterschiedeB auftretenden Elektronengeaohwindigkeit einen Sekundäremissionsfaktor aufweist, der. grosser als 1 ist; dies hat zur Folge, dass für jedes gegen die Wand prallenden Elektron durchschnittlich mehr als ein Elektron zurückerhalten werden.

Es sind einige Verfahren zur Herstellung eines Glaskörpers zur Anwendung in einer derartigen Sekundäremissionselektrode bekannt, welche Elektrode z.B. einen Durchmesser von 3 - 10 cm und eine Dicke von 1 - 2,5 nun aufweist und mit

5 2

10 Oeffnungen pro cm mit einem mittleren Querschnitt von etwa 20/um pro Oeffnung versehen ist.

Hierbei wird von einem Glasrohr ausgegangen, das unter Erhitzung ausgezogen wird. Die erhaltenen Rohre werden zu einem Bündel vereinigt und das Ganze wird wiederum ausgezogen, gebündelt und in einer Lehre zusammengefügt und erhitzt, bis das Wandmaterial der Rohre miteinander verschmolzen ist und die Zwischenräume durch Zusammenfliessen des Materials ausgefüllt sind.

Da es sich schwer vermeiden lässt, dass beim Ausziehen und Zusammenschmelzen die Kanäle beschädigt, deformiert oder verstopft werden, wird vorzugsweise ein Verfahren angewandt, bei dem ein Kern in den Rohren vorhanden iat. Diese Technik bietet ausserdem den Vorteil, dass daa Bündel unter hohem Druck erhitzt werden kann, wodurch das Verschmelzen der Rohre günstig beeinflusst wird. Dieser Kern wird nach Pertigatellung des Glaakörpera der SekundBremi8aioneelektrode entfernt. Einea der

109844/1610

geeignetsten Kernnaterialien besteht aus dünnem Metalldraht z.B. Molybdändraht mit einem Durchmesser von 20/um. Dieser Draht wird mit einer Schicht des gewünschten Glases dadurch überzogen, dass er durch ein Bad des geschmolzenen Glases hindurchgezogen und nach Abkühlung in Stücke geschnitten und gebündelt wird, wonach das Ganze zusammengeschmolzen und anschliessend der Kern auf chemischem Wege entfernt wird.

Aus der offengelegten älteren deutschen Patentanmeldung P ¹953738.3 ist ein Bereich von Glaszusammensetzungen bekannt, die an sich, d.h. ohne Substratglas, zur Herstellung einer Sekundärenissionselektrode nach der obenbeschriebenen Technik verwendet werden können, wobei für den zeitweiligen Kern Metalldraht benutzt wird. Diese Gläser haben zwar, wenn sie in einer oxydierenden Atmosphäre geschmolzen werden, nicht das erforderliche Niveau der elektrischen Leitfähigkeit, aber sie erreichen dieses Niveau durch eine reduzierende Nachbehandlung bei erhöhter Temperatur des fertigen Glaskörpers der Sekundäremissionselektrode.

Der Zuaammenaetzungsbereich der erwähnten Gläser liegt innerhalb der folgenden Grenzen in Gew.^t

SiO₂	30 -	70	PbO	6	- 30
Al₂O₅	0,5 -	10	Bi₂O₅	2	- 45
B₂O₅ -	^ 5		CaO+SrO
Ha₂O	4 6		MgO	0,5	- 7
κ₂ο	< 10		Sb₂O,	■£ 2.

Es stellte sich heraus, dass, wenn der fertige, der obenerwühnten reduzierenden Nachbehandlung unterworfene Glaskörper

10984^/1610

BAD ORIGINAL

nicht schnell zu einer fertigen Sekundäremissionselektrode weiter verarbeitet wurde, sondern einige Zeit (einige Wochen) an der Luft aufbewahrt wurde, eine unzulässig starke Aenderung des Oberflächenwiderstandes des Materials auf der Innenseite der Kanäle auftrat.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Klasse von Gläsern zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweisen.

Die Gläser nach der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass ihr Zusammensetzungsbereich in Gew.'fo innerhalb der folgenden Grenzen liegt:

SiO₂ 20-48 PbO 25-55Ϊ _Inagesamt

23 ^ -* B₂O₃ <3 Na₂O 4 4' K₉O 45

MgO 7 ν insgesamt Sb₂O, C 2

2-8

Beispielsweise werden in der nachstehenden Tabelle vier GlSser nach der Erfindung (Nr. 2, 3, 5 und 6) mit ihrer Erweichungstemperatur S, d.h. die Temperatur, bei der die Viskosität 10⁷' Poises beträgt, in ⁰C und dem Wert von log X sofort nach der reduzierenden Behandlung bei optimaler Temperatur angegeben. Das SymbolXstellt den spezifischen Oberflächenwiderstand in &/a Oberfläche dar. Auch geht aus der Tabelle die Aenderung des Oberflächenwiderstandes $ς , 4? hervor, wobei t die Zeit in Stunden darstellt. Schlieaslich erwähnt die Tabelle noch zwei Zusammensetzungen 1 und 4 mit einer unzulässigen Aenderung des Widerstandswertes.

1 0 9 8 IiU/ 1 6 1 Π

Nr.

Zusammensetzung in Gew.^

SiO₂

Al₂O₅

Na₂O

K₂O

PbO

Bi₂O₅

Sb₂O₅

Li₂O

S

logX

1.dX
X dt

1

31,5

0,4

1,4

1,5

64,2

-

1,0

-

(⁰C)

(t«o)

147

2

31,4

0,4

1,4

1,5

.51,2

13,1

1,0

-

553

12,45

8,5

3

25,3

0,4

1,6

41,9

28,2

1,0

-

562

7,95

4,5

■ 4

43,9

1,1

5,7

6,7

24,8

19,2

0,6

-

574

7,34

44,9

5

46,0

1,2

3,9

-

26,0

20,1

0,6

2,2

630

11,3

19,8

6

46,9

1.2

-

26,5

20,5

0,7

4,2

586

11,3

15,0

615

11,3

Molybdändraht mit einer Sicke von 20/um vixd zusammen mit einem ihn umgebenden Rohr aus einem der Gläser 2, 3, 5 oder 6 durch einen senkrechten Ofen hindurchgefühlt, wobei der Draht schneller als das Rohr bewegt wird. Gerade vor dem Austreten aus dem Ofen werden Draht und Rohr verschmolzen, wobei die Glasschicht eine Dicke von 20/um erhält. Der überzogene Draht wird auf eine mit Einkerbungen versehene Trommel aufgewickelt. An der Stelle der Einkerbungen wird die Drahtspule nachher durchgeschnitten. Die erhaltenen Fasern werden gebündelt, in eine Lehre gesetzt und dann unter Druok erhitzt, bis die Fasern zusammengeschmolzen und die Zwischenräume ausgefüllt sind. Die Bündel werden zu Platten mit einer Dicke von 1,5 Bm gesägt.

Ansohlieseend werden die MolybdBndrähte auf elektrolytisches Weg« in einem aohwaoh alkalischen Bad gelöst, das Ammoniak und latriumhypoohlorit enthält, wobei eine Klemmen-■pannung von 6 V angelegt und die Stromrichtung mit einer Periode τοπ 10 Sekunden umgekehrt wird. Dann wizd der erhaltene Glaskörper

109844/1610

gründlich gespült, getrocknet, während 2 Stunden auf eine Temperatur zwischen 300 und 400^eC in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzt und schliesslich auf beiden Seiten durch Aufdampfen mit Metallüberzügen versehen.

1 0 9 8 A ü / 1 6 1 0

Claims

PATENTATiG RUEGHE:

1. Glas, das Bleioxyd, Wismutoxyd, Siliciumdioxyd und Aluminiumoxyd enthält und das sich nach Einstellung der Oberflächenleitfähigkeit durch Erhitzung in einer reduzierenden Atmosphäre zur Anwendung in einer Sekundäremisaionselektrode eignet, dadurch gekennzeichnet j dass seine Zusammensetzung in Gew.fi innerhalb der folgenden Grenzen liegt:

linsgesamt Bi₂O₅ 10 - 35) ⁴⁵ - ⁷⁰

CaO+SrO< 8 MgO £7

2. Sekundfiremiaaionselektiode, deren Glaskörper aus einem Glas nach Anspruch 1 besteht.

SiO₂ 20 - 48 Al₂O₅ 45 B₂O₅ * 3 Na₂O ^⁴I K₂O ^ 5 .insgesamt
2-8 Li₂O )

109844/1610