DE2328797B2 - Glaskeramisches Material auf der Basis BaO -SiO2, insbesondere für den Isolierkörper in einer Elektronenquelle, sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Glaskeramisches Material auf der Basis BaO -SiO2, insbesondere für den Isolierkörper in einer Elektronenquelle, sowie Verfahren zu seiner Herstellung

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DE2328797B2 DE19732328797 DE2328797A DE2328797B2 DE 2328797 B2 DE2328797 B2 DE 2328797B2 DE 19732328797 DE19732328797 DE 19732328797 DE 2328797 A DE2328797 A DE 2328797A DE 2328797 B2 DE2328797 B2 DE 2328797B2
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Gertraud Agnes Anna Piesslinger
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
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Description

BaO
B2O3
SiO2
ZnO
60-65
20-25
12,5 - 17
0-7,5
sowie durch einen Ausdehnungskoeffizienten von 70 bis 95 χ 10-'/°C(0bis 300"C).
Z Glaskeramisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ZrO2 in einer Menge bis zu 7,5 Gew.-% der Gesamrz'isamrnensetzung als Keimbildner enthält.
3. Verfahren zur Herstellung eines glaskeramischen Materials nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in glasartiger Form als Pulver, gegebenenfalls mit dem pulverisierten Zirkoniumoxid gemischt, das Pulver gesintert und dann während einer genügend langen Zeit in dem Temperaturbereich von 840 bis 9200C erhitzt wird, bis Kristallisation auftritt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein glaskeramisches Material auf der Basis BaO-SiO2, insbesondere zur Anwendung als Isolierkörper in einer Elektronenquelle für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Elektronenquelle enthält: eine gelochte kappenförmige Steuerelektrode, in der eine Kathode mit emittierender Stirnfläche mittels einer Anzahl dünnwandiger Stützglieder befestigt ist, einen Tragzylinder, einen kreiszylindrischen Isolierkörper und einen ringförmigen an der Steuerelektrode befestigten Metallkörper, wobei die äußere Zylinderfläche des Isolierkörpers mit dem ringförmigen Metallkörper verbunden und die innere Zylinderfläche am Tragzylinder mittels eines mit diesem verschmolzenen Stoffes befestigt ist, während die beiden Enden des Tragzylinders aus dem Isolierkörper hervorragen und die Stützglieder der Kathode einerseits an dem Kathodenträger und andererseits an einem Flansch befestigt sind, der an dem in der Nähe der emittierenden Kathodenoberfläche liegenden Ende des Tragzylinders angebracht ist.
Diese Elektronenquelle für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ist in der britischen Patentschrift 11 13 748 beschrieben.
Die Figur zeigt eine solche Elektronenquelle. Dabei bezeichnet 1 den Kathodenträger, der in einer kappenförmigen Steuerelektrode 2 mit einer Austrittsöffnung 19 mittels dreier dünner Stützstreifen 3 befestigt ist, die an einem Flansch 14 eines Tragzylinders 4 festgeschweißt sind. Der Tragzylinder 4 ist in einen isolierenden Zylinderring 5 eingeschmolzen, dessen zylindrische Außenfläche durch Festschmelzen oder mittels einer sogenannten Druckschweißung an dem ringförmigen Metallkörper 6 befestigt ist, der nach der Einstellung des richtigen Abstandes der Kathode von
der Steuerelektrode 2 an den Streifen 7 festgeschweißt ist, die in der zylindrischen Seitenwand der Steuerelektrode 2 ausgespart sind. Die Einstellung dieses Abstandes zwischen Kathode und Steuerelektrode 2 erfolgt vorzugsweise auf bekannte V/eise durch Einstellung der Kapazität der Kathode — Anode 21.
Die Kathode weist einen kappenförmigen Träger 1 auf, wobei sich eine emittierende Schicht auf der geschlossenen Stirnfläche befindet Der Träger 1 ist mit einem Kathodenzylinder 8 versehen, der als Umhüllung dc-s Heizkörpers 9 dient Die Stützstreifen 3 der Kathode sind mit dem Kathodenträger 1 verschweißt
Der Isolierkörper 5 muß sehr strengen Anforderungen entsprechen. Seine Abmessungen müssen genau reproduzierbar sein und er muß einer Temperatur von etwa 8500C ohne Verformung und ohne Abgabe gasförmiger Produkte ausgesetzt werden könne. Er muß bei einer Temperatur unterhalb 10000C eingeschmolzen werden können, weil sonst eine Reaktion mit den Metallteilen auftreten kann. Zu diesem Zweck wurde bereits glaskeramisches Material vorgeschlagen. Für diese Anwendung soll glaskeramisches Material nicht verglasen, weil sonst eine unzulässige Verdampfung und infolgedessen Kathodenvergiftung auftritt
Die Erfindung schafft ein glaskeramischas Material mit einer Zusammensetzung, die es zur Anwendung als Isolierkörper in einer Elektronenquelle der oben beschriebenen Art besonders geeignet macht. Das Material weist sogar bis zu 9400C keine Verformung auf. Dieses Material ist gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung in Gew.-% innerhalb der folgenden Grenzen:
BaO
B2O,
SiO2
ZnO
60-65
20-25
12,5 - 17
0-7,5
sowie durch einen Ausdehnungskoeffizienten von 70 bis 95 χ 10-7/°C(0bis 3000C).
Durch ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten sind diese Zusammensetzungen im kristallisierten Zustand daher besonders gut zum Miteinanderverbinden von Metallen mit Ausdehnungskoeffizienten zwischen 80 und 120 · 10-'geeignet.
Bei einer Ausführungsform der oben beschriebenen Elektronenquelle besteht der Ring 6 aus Kupfer-Nickel mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 120 · 10-' und der Zylinder 4 aus Nickel-Eisen mit einem
w Ausdehnungskoeffizienten von 80 · 10 '.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Material außerdem Zirkoniumoxid bis zu 7,5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung als Keimbildner.
Zur Herstellung eines derartigen Ringes wird von pulverisiertem Glas mit einem Bindemittel, ohne ZrO2, ausgegangen, wobei dieses ZK>2 nötigenfalls gesondert in Pulverform zugesetzt wird, wobei das Ausgangsmaterial in einer Lehre gesintert und dann während einer genügend langen Zeit im Temperaturbereich von 840
ho bis 920°C erhitzt wird, bis Kristallisation auftritt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele von Zusammensetzungen glaskeramischer Materialien näher erläutert. Diese Materialien wurden auf oben beschriebene Weise hergestellt, wobei die
b5 Bestandteile BaO, B-O1, SiO) und gegebenenfalls ZnO vorher in einer oxidierenden Atmosphäre auf einer Temperatur von 14000C elektrisch in einem Platintiegel in Mengen von I kg zugleich geschmolzen wurden. Die
Einführung erfolgte allmählich.
Die Zusammensetzung 1 des Gemenges der nachstehenden Tabelle ist z. B.:
79,5 Gewichtsteile BaCO3
41,0 Gewichtsteile Borsäure
15,0 Gewichtsteile Quarzmehl
5,0 Gewichtsteile Zinkoxid.
Nachdem das Material geschmolzen war, wurde es auf rotierenden Walzen trockengesintert, zerquetscht
und in einem Porzellantopf gemahlen. Die Fraktion bis zu 75 μπι wurde abgesiebt
Gegebenenfalls wurde die angegebene Zirkoniumoxidmenge mit einer Teilchengröße bis zu 40 μπι in einem Porzellantopf zugemischt Das Gemisch wurde mit Polymethylmethacrylat in Amylacetat als Bindemittel gemischt, während einer Stunde in einer Graphitlehre bei 640° C gesintert und dann eine Stunde lang auf 880° C erhitzt wodurch kristalline Erzeugnisse erhalten wurden.
Zusammensetzung in Gew.-7 2 3 4 Zeichnungen 5 6
1 64 64 62 64 64
BaO 62 23 23 23 23 23
B2O3 23 13 13 15 13 13
SiO2 15 5 5 - - -
ZnO 5 5 _ 5 5
Zusatz in % der Gesamt 5
zusammensetzung ZrO2
A KXlO7 (30-300 C) - - 96 -
Glas 94,5 87 79 88 89 91,5
Kristallin 84 Hierzu 1 Blatt

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Glaskeramiscbes Material, das sich insbesondere zur Anwendung als Isolierkörper in einer Elektronenquelle für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem eignet, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung in Gew.-% innerhalb der folgenden Grenzen:
DE19732328797 1972-06-23 1973-06-06 Glaskeramisches Material auf der Basis BaO -SiO2, insbesondere für den Isolierkörper in einer Elektronenquelle, sowie Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2328797C3 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115652A1 (de) * 1980-04-23 1982-03-18 Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven Elektronenstrahlererzeugungssystem und kathodenstrahlroehre mit einem derartigen elektronenstrahlerzeugungssystem

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DE2328797C3 (de) 1980-08-14
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BR7304586D0 (pt) 1974-09-05
FR2189333B1 (de) 1976-11-12
NL7208609A (de) 1973-12-27
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