DE3782826T2

DE3782826T2 - Verfahren zur herstellung einer mit einem isolierten und verstaerkten heizdraht versehenen gettervorrichtung.

Info

Publication number: DE3782826T2
Application number: DE8787830445T
Authority: DE
Inventors: Ettore Giorgi
Original assignee: SAES Getters SpA
Current assignee: SAES Getters SpA
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2007-12-17
Also published as: DE3782826D1; EP0320557A1; US4789309A; EP0320557B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten isolierten Getterheizvorrichtung.
Nicht verdampfbare Gettervorrichtungen sind in Fachkreisen bekannt. Eine besondere Getteranordnung, die große Akzeptanz in der Industrie gefunden hat, wird in US-A-3.584.253 beschrieben. Sie umfaßt eine isolierte Heizspirale, die dann mit einem pulverisierten Gettermaterial beschichtet wird. Die Heizspirale ist mit tragenden Zuführungsdrähten ausgestattet, deren Isolierung sich außerhalb des Gettermaterials erstreckt. Das Isoliermaterial ist meistens eine gesinterte Schicht aus elektrophoretisch abgeschiedenem Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;). Dieses Aluminiumoxid ist leider zerbrechlich und sobald mit der Gettervorrichtung hantiert wird und sie in einem Behälter (z. B. Gasentladungsvorrichtung, Vakuumbehälter oder eine mit Edelgas gefüllte Vorrichtung), in dem sie in Gebrauch genommen werden soll, montiert wird, führt jedes Biegen der tragenden Zuführungsdrähte zum Zerbrechen des Isoliermaterials. Dieses Zerbrechen führt außerdem zur Bildung von losen Teilchen, die den Betrieb der Vorrichtung beschädigen oder beeinträchtigen können, innerhalb der die Gettervorrichtung benutzt wird. Da das Zerbrechen und das Ablösen des Isoliermaterials gewöhnlich an der Stelle stattfinden, wo die tragenden Zuführungsdrähte aus dem (gewöhnlich metallischen) Gettermaterial austreten, könnte auch die Gefahr von Kurzschlüssen bestehen.
DE-B-2 406 842 offenbart eine Isolierung für eine Gettervorrichtung mit zwei Löchern, die dazu vorgesehen sind, die Heizzuführungsdrähte fest an einem Stützstab zu halten, der die Spiralelemente der Heizvorrichtung trägt.
Weiterhin wird das Isolierungs-Bauteil mittels einer vergrößerten Spitze des Stützstabes gehalten.
Eine andere bekannte Gettervorrichtung gemäß FR-A-2 260 930 umfaßt einen Heizdraht, der mit einem Überzug aus Al&sub2;O&sub3; ausgestattet ist. Zur Erhöhung der Sicherheit wird dieser beschichtete Heizdraht mit einer Isolierschicht aus, z. B. Al&sub2;O&sub3;, bedeckt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Gettervorrichtung mit einer isolierten Heizvorrichtung zu liefern, die frei von einem oder mehreren Nachteilen früherer isolierter Getterheizvorrichtungen ist, und die, im besonderen, kein Zerbrechen des Isoliermaterials aufweist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Gettervorrichtung mit einer isolierten Heizvorrichtung zu liefern, die nicht zur Bildung von losen Teilchen und zur Ablösung des Isoliermaterials von der Stelle führt, an der die tragenden Zuführungsdrähte aus dem Gettermaterial austreten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Gettervorrichtung mit einer isolierten Heizvorrichtung zu liefern, bei der nicht die Gefahr eines Kurzschlusses besteht.
Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 1 oder 7 beschrieben, durch ein Verfahren erreicht, das folgende Schritte umfaßt:
Anordnen einer Heizer-Unteranordnung in einem Bad mit einer Überzugssuspension, die für die elektrophoretische Abscheidung eines isolierenden Überzugs geeignet ist, wobei die erwähnte Heizvorrichtung einen Heizdraht und zwei tragende Zuführungsdrähte, die aus einem Stück mit diesem Heizdraht geformt sind, umfaßt, jeder tragende Zuführungsdraht mit einem hohlen isolierenden Zylinder mit einer äußeren Oberfläche und einer inneren Oberfläche umgeben ist, dessen innerer Durchmesser größer als der Durchmesser des tragenden Zuführungsdrahtes ist, wobei ein Ende eines jeden isolierenden Zylinders sich in der Nähe zu der Lage der integrierten Ausbildung des tragenden Zuführungsdrahtes mit dem Heizdraht befindet, in einer Tiefe, so daß die Beschichtungssuspension den Heizdraht bedeckt, einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden Keramikzylinders und in das Volumen eindringt, das zwischen dem Durchmesser eines jeden tragenden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des betreffenden Zylinders enthalten ist, dann elektrophoretisches Abscheiden eines isolierenden Überzugs zur Herstellung einer ersten Zone, die den Heizdraht bedeckt, einer zweiten Zone, die in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt ist, die einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden isolierenden Zylinders bedeckt, und einer dritten Zone, die in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt ist, die sich zwischen dem Durchmesser eines jeden tragenden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des betreffenden isolierenden Zylinders erstreckt, so daß eine verstärkte Heizeranordnung hergestellt wird, dann Sintern dieser Anordnung und Beschichten der gesinterten verstärkten Heizeranordnung mit einem nicht verdampfbaren Gettermaterial, das die erste und die zweite Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen isolierenden Überzugs umschließt und einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden isolierenden Zylinders bedeckt.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch deren folgende Beschreibung in bezug auf die Zeichnungen deutlich, wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer Gettervorrichtung mit einer isolierten Heizervorrichtung ist, die dem bekannten Stand der Technik entspricht;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung einer nicht-verdampfbaren Gettervorrichtung ist, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des Abschnittes ist, der von der gestrichelten Linie von Fig. 2 eingeschlossen wird;
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung eines elektrophoretischen Abscheidungsbades ist, das eine Heizer-Unteranordnung enthält, die brauchbar für das Herstellungsverfahren der Erfindung ist;
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung eines alternativen, elektrisch isolierenden Zylinders ist, der brauchbar für die Erfindung ist;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung einer alternativen nicht-verdampfbaren Gettervorrichtung ist, die gemäß der Erfindung hergestellt werden soll.
Zu besseren Verständnis der Erfindung wird sich zuerst auf Fig. 1 bezogen, die eine Querschnittsdarstellung einer nicht-verdampfbaren Gettervorrichtung 100 vom bekannten Stand der Technik ist, wie sie in US-A-3.584.253 beschrieben wird. Die dem bekannten Stand der Technik entsprechende Gettervorrichtung 100 umfaßt einen Heizdraht 102 in Form einer Spirale. Zwei tragende Zuführungsdrähte 104, 104' sind aus einem Stück mit diesem Heizdraht an den Positionen 106, 106' geformt. Ein elektrophoretisch abgeschiedener isolierter Überzug 108 bedeckt den Heizdraht 102 und die unteren Teile 110, 110' der tragenden Zuführungsdrähte 104, 104' an den Positionen 106, 106' der integrierten Ausbildung der tragenden Zuführungsdrähte mit dem Heizdraht. Ein nicht-verdampfbares Gettermaterial 112 umschließt den isolierenden Überzug 108 mit Ausnahme der exponierten Teile 114, 114' des Teils des isolierenden Überzugs, der die tragenden Zuführungsdrähte 104, 104' umschließt. Der exponierte Teil 114, 114' liefert eine elektrische Isolierung zwischen den tragenden Zuführungsdrähten 104, 104' und dem nicht-verdampfbaren Gettermaterial 112 und auch zwischen den tragenden Zuführungsdrähten 104, 104' untereinander.
Man wird einsehen, daß jede mechanische Störung der tragenden Zuführungsdrähte 104, 104' direkt auf die exponierten Teile 114, 114' des isolierenden Überzugs 108 übertragen wird. Da der elektrophoretisch abgeschiedene isolierende Überzug sehr zerbrechlich ist, wird eine derartige mechanische Störung das isolierenden Material zerbrechen lassen und zur Bildung von unerwünschten losen Teilchen führen. Diese Teilchen können das Funktionieren der Vorrichtung, in der die Gettervorrichtung benutzt wird, schädigen oder behindern.
Es wird nun detaillierter auf Fig. 2 eingegangen. Dort wird eine nicht-verdampfbare Gettervorrichtung 200 gezeigt, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist. Es wird sich auch auf Fig. 3 bezogen, die eine vergrößerte Ansicht des Teils darstellt, der von den gestrichelten Linien 202 von Fig. 2 umschlossen wird.
Identischen Teilen von Fig. 2 und 3 werden dieselben Detailziffern gegeben. Es wird dort ein spiralförmig gewundener Heizdraht 204 gezeigt, der aus einem beliebigen Material ist, das dazu geeignet ist, sowohl ein Sinterverfahren zu tragen, als auch als Heizvorrichtung bei Durchfluß von elektrischem Strom zu funktionieren. Der spiralförmig gewundene Heizdraht 204 umreißt eine zylindrische Oberfläche 206, die zwei Enden 208, 208' hat. Die zylindrische Oberfläche 208 ist um eine Zentralachse 210 angeordnet. Zwei tragende Zuführungsdrähte 212, 212' von genau gleicher Länge sind aus einem Stück mit diesem Heizdraht 204 geformt und haben den gleichen Durchmesser. Jeder der tragenden Zuführungsdrähte 212, 212' erstreckt sich von dem gleichen Ende 208 der zylindrischen Oberfläche 206 und sie sind parallel zueinander und zu der erwähnten Zentralachse 210. Sie sind außerdem diametral gegeneinander auf der zylindrischen Oberfläche 206 angeordnet. Jeder tragende Zuführungsdraht 212, 212' ist von einem hohlen elektrisch isolierenden Keramikzylinder 214, bzw. 214' aus Al&sub2;O&sub3; umgeben. Jeder Zylinder hat eine äußere Oberfläche 216, 216' und eine innere Oberfläche 218, 218'. Der innere Durchmesser 220 der inneren Oberfläche 218 des Keramikzylinders 214 ist um 1% bis 30% und vorzugsweise 5% bis 20% größer als der Durchmesser 222 des tragenden Zuführungsdrahtes 212. Ähnlich ist es bei der inneren Oberfläche 218' des Keramikzylinders 214' im Verhältnis zum tragenden Zuführungsdraht 212'. Ein Ende 224, 224' eines jeden Keramikzylinders 214, 214' befindet sich in der Nähe zur Position 226, 226' der integrierten Ausbildung der tragenden Zuführungsdrähte 212, 212' mit dem Heizdraht 204. Bequemerweise wird sich nun nur auf Fig. 3 bezogen, aber es wird klar sein, daß eine identische Beschreibung auch für den tragenden Zuführungsdraht 212' und den Keramikzylinder 214' der Fig. 2 gilt. Dort wird ein elektrophoretisch abgeschiedener isolierender Überzug 228 aus Al&sub2;O&sub3; gezeigt, der eine erste Zone 230 umfaßt, die den spiralförmig gewundenen Molybdändraht in einer Dicke von 0,03 bis 0,5 mm und vorzugsweise in einer Dicke zwischen 0,05 und 0,2 mm bedeckt. Eine zweite Zone 232 des isolierenden Überzugs, der aus einem Stück mit dieser ersten Zone 230 geformt ist, bedeckt die äußere Oberfläche 216 des Keramikzylinders auf eine Strecke von 25% bis 90% seiner Länge und vorzugsweise von 30% bis 60% seiner Länge. Eine dritte Zone 234 des isolierenden Überzugs, die aus einem Stück mit der erwähnten ersten Zone geformt ist, erstreckt sich ebenfalls zwischen dem Durchmesser 222 des tragenden Zuführungsdrahtes 212 und dem inneren Durchmesser des Keramikzylinders 214 auf einen Abschnitt von 80% bis 98% seiner Länge und vorzugsweise von 90% bis 98% seiner Länge. Außerdem wird ein nicht-verdampfbares Gettermaterial 236 gezeigt, das die erste Zone 230 und die zweite Zone 232 des elektrophoretisch abgeschiedenen isolierenden Überzugs aus Al&sub2;O&sub3; vollständig umschließt. Ferner bedeckt das nicht-verdampfbare Gettermaterial 236 die äußere Oberfläche 216 des Keramikzylinders 214 auf eine Länge von 10% bis 80% und vorzugsweise von 20% bis 60% zwischen dem Abschnitt, der von der zweiten elektrophoretisch abgeschiedenen Zone 232 und der dritten elektrophoretisch abgeschiedenen Zone 234 bedeckt wird.
In weitester Hinsicht der Erfindung kann jedes nicht-verdampfbare Gettermaterial verwendet werden, aber es ist vorzugsweise ein poröses nicht-verdampfbares Gettermaterial, das folgendes umfaßt:
a) ein aus Teilchen bestehendes nicht-verdampfbares Gettermaterial, aus der Gruppe ausgewählt, die aus Titan, Zirkon und ihren Hydriden besteht;
b) ein aus Teilchen bestehendes Antisinterungsmaterial, bestehend aus:
I) Graphit,
II) einem Stahl aus Zirkon mit Aluminium, bei dem das Gewichtsprozent von Aluminium zwischen 5 und 30% beträgt;
III) einem Stahl aus Zirkon mit M&sub1; und M&sub2;, wobei M&sub1; aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vanadium oder Niob besteht und M&sub2; aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen und Nickel besteht;
IV) einem Stahl aus Zr-V-Fe, dessen Zusammensetzung in Gewichtsprozent, wenn sie in einem ternären Zusammensetzungsdiagramm in Gewichtsprozent Zr, Gewichtsprozent V und Gewichtsprozent Fe aufgetragen ist, innerhalb eines Polygons liegt, das an seinen Ecken die so definierten Punkte hat:
- 75% Zr - 20% V - 5% Fe - 45% Zr - 20% V - 35% Fe - 45% Zr - 50% V - 5% Fe.
Die folgende Tabelle I zeigt die verschiedenen bevorzugten Verhältnisse zwischen den Längen der Keramikzylinder, die von den unterschiedlichen Bestandteilen bedeckt sind. Tabelle I Länge, gezeigt in Fig. 3 bevorzugt am meisten bevorzugt "b", Strecke der äußeren Oberfläche 216, bedeckt von der zweiten Zone 232 "c", Strecke der äußeren Oberfläche 216, bedeckt von dem nichtverdampfbaren Gettermaterial zwischen den von der zweiten und dritten Zone bedeckten Strecken "e", Strecke der inneren Oberfläche 218, bedeckt von Zone 3 (Beachte: "a" ist die Grundlänge des Keramikzylinders).
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 400, die bei einem Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung einer nicht-verdampfbaren Gettervorrichtung der Fig. 2, 3 brauchbar ist. Die Vorrichtung 400 umfaßt einen Behälter 402, der ein Bad mit der Überzugssuspension 404 enthält, das zum elektrophoretischen Beschichten von Al&sub2;O&sub3; eingerichtet ist. Das Bad mit der Überzugssuspension umfaßt 1250 bis 1750 Gramm Aluminiumoxid des Typs A (38-900) und vorzugsweise 1400 bis 1600 Gramm. Das Bad enthält außerdem 750 bis 1250 Gramm und vorzugsweise 900 bis 1100 Gramm Aluminiumoxid des Typs DYNAMIT. Es werden außerdem 25 bis 75 Gramm und vorzugsweise 40 bis 60 Gramm trockenes Magnesiumnitrat zugegeben. Es werden 1600 bis 2000 cm³ und vorzugsweise 1700 bis 1900 cm³ 95%igem Ethylalkohols zusammen mit 1000 cm³ bis 1500 cm³ und vorzugsweise 1150 bis 1350 cm³ destillierten Wassers zugegeben. Schließlich werden 115 bis 155 cm³ und vorzugsweise 125 bis 145 cm³ eines "nassen Binders" zugegeben. Der nasse Binder kann geeigneterweise durch Lösen von Aluminium-Drehspänen in einer Aluminiumnitratlösung hergestellt werden entsprechend Verfahren, die Fachleuten bekannt sind. Eine Heizerunteranordnung 406 wird dadurch hergestellt, daß man einen spiralförmig gewundenen Molybdänheizdraht 408 nimmt, der eine zylindrische Oberfläche 410, die zwei Enden 412, 412' hat, umreißt, wobei die zylindrische Oberfläche 410 um ein Zentralachse 414 angeordnet ist. Zwei tragende Drähte 416, 416' von genau gleicher Länge sind außerdem aus einem Stück mit diesem Heizdraht 408 geformt, haben den gleichen Durchmesser, der sich vom Ende 412 der zylindrischen Oberfläche parallel zu der erwähnten Zentralachse erstreckt und sie sind diametral gegeneinander angeordnet. Jeder tragende Zuführungsdraht wird von einem hohlen elektrisch isolierenden Keramikzylinder 418, 418' aus Al&sub2;O&sub3; umschlossen. Der Keramikzylinder hat die äußeren Oberflächen 420 bzw. 420' und die inneren Oberflächen 422, 422', deren innerer Durchmesser 1% bis 30% und vorzugsweise 5% bis 20% größer als der Durchmesser der tragenden Zuführungsdrähte 416, 416' ist. Das eine Ende 424, 424' des Keramikzylinders 418, 418' befindet sich in der Nähe zur Position 426, 426' der integrierten Ausbildung der tragenden Zuführungsdrähte mit dem Heizdraht.
Die Abmessungen der auf diese Weise hergestellten Heizerunteranordnung sind in der unteren Tabelle II angegeben. Tabelle II KONSTRUKTIONSEINZELHEITEN ABMESSUNGEN Höhe der zylindrischen Oberfläche 410 (Höhe der Heizspirale) Länge des tragenden Zuführungsdrahtes 416, 416' Durchmesser des tragenden Zuführungsdrahtes 416, 416' Länge des Keramikzylinders 214, 214' äußerer Durchmesser des Keramikzylinders 214, 214' innerer Durchmesser des Keramikzylinders 214, 214' (innerer Durchmesser des Zylinders/Drahtdurchmesser) · 100
Die Heizerunteranordnung 406 wird dann in die Vorrichtung 400 gestellt, die die Überzugssuspension 406 in einer Tiefe enthält, bei der die Überzugssuspension den Heizdraht bedeckt und jeden der Keramikzylinder auf eine Strecke von 25% bis 90% seiner Länge und vorzugsweise von 30% bis 60% seiner Länge bedeckt und die außerdem in das Volumen eindringt, das zwischen dem Durchmesser eines jeden tragenden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des betreffenden Zylinders enthalten ist, auf eine Strecke von 90% bis 98% seiner Länge.
Dann wird eine Gleichspannung von 75 Volt zwischen dem Heizdraht und einer kreisförmigen Elektrode (nicht abgebildet), die die Unteranordnung 406 umschließt, für eine Zeitdauer von 30 Sekunden angelegt, um einen isolierenden Überzug aus Al&sub2;O&sub3; abzuscheiden und dadurch eine erste Zone, die den spiralförmig gewundenen Molybdänheizdraht in einer Dicke zwischen 0,05 und 0,3 mm bedeckt, herzustellen, eine zweite Zone, aus einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die die äußere Oberfläche eines jeden Keramikzylinders auf eine Strecke von 30% bis 60% seiner Länge bedeckt und eine dritte Zone herzustellen, aus einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die sich zwischen dem Durchmesser eines jeden tragenden Zuführungsdrahtes und dem äußeren und dem inneren Durchmesser des betreffenden Keramikzylinders auf eine Ausdehnung von 90% bis 98% seiner Länge erstreckt, und auf diese Weise eine verstärkte Heizeranordnung herzustellen. Die untere Tabelle 111 zeigt die Abmessung für eine hergestellte verstärkte Heizeranordnung. TAbelle III KONSTRUKTIONSEINZELHEITEN ABMESSUNGEN ermittelte % von "a" Dicke des elektrophoretischen Überzugs auf dem spiralförmigen Heizdraht
Die verstärkte Heizeranordnung wird dann in einem Wasserstoffofen bei einer Temperatur von 1600 bis 1700ºC für eine Zeit von 3' bis 10' zur Herstellung einer gesinterten verstärkten Heizeranordnung gesintert. Die gesinterte verstärkte Heizeranordnung wird dann mit einem nicht-verdampfbaren Gettermaterial gemäß irgendeiner in Fachkreisen bekannten Technik überzogen. Das nicht-verdampfbare Gettermaterial ist vorzugsweise porös und umfaßt:
a) ein aus Teilchen bestehendes nicht-verdampfbares Gettermaterial, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Titan, Zirkon und ihren Hydriden besteht;
b) ein aus Teilchen bestehendes Antisinterungsmaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
I) Graphit;
II) einem Stahl aus Zirkon mit Aluminium, bei dem das Gewichtsprozent von Aluminium 5-30% beträgt;
III) einem Stahl aus Zirkon mit M&sub1; und M&sub2;, wobei M&sub1; aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vanadium oder Niob besteht und M&sub2; aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen und Nickel besteht;
IV) einem Stahl aus Zr-V-Fe, dessen Zusammensetzung in Gewichtsprozent, wenn sie in einem ternären Zusammensetzungsdiagramm in Gewichtsprozent Zr, Gewichtsprozent V und Gewichtsprozent Fe aufgetragen ist, innerhalb eines Polygons liegt, das an seinen Ecken die so definierten Punkte hat:
- 75% Zr - 20% V - 5% Fe - 45% Zr - 20% V - 35% Fe - 45% Zr - 50% V - 5% Fe.
Das nicht-verdampfbare Gettermaterial umschließt vollständig die erste und die zweite Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen isolierenden Überzugs aus Al&sub2;O&sub3;&sub1; wobei es die äußere Oberfläche eines jeden Keramikzylinders auf eine Strecke mitten zwischen dem Abschnitt bedeckt, der von der zweiten elektrophoretisch abgeschiedenen Zone und der dritten elektrophoretisch abgeschiedenen Zone bedeckt wird.
Es wird klar sein, daß die Keramikzylinder aus Al&sub2;O&sub3; verschiedene Formen haben können, wie z. B.: Fig. 5 zeigt einen alternativen Keramikzylinder aus Al&sub2;O&sub3;, bei dem der zylindrische Teil 502 mit einem zusätzlichen zylindrischen Flügelteil 504 versehen ist. Fachleute werden alternative Abwandlungen verwirklichen können, die im Anwendungsbereich der Erfindung liegen. Die äußere Oberfläche könnte z. B. mit vertikalen oder spiralförmigen Rinnen versehen werden, die sich entweder auf die zylindrische Oberfläche ausdehnen oder von der zylindrische Oberfläche hervortreten. Der zylindrische Teil 504 könnte ein einzelner zylindrischer Teil sein oder könnte eine Vielfalt von Flügelteilen darstellen, die in unterschiedlichen Abständen entlang der Länge des Zylinders vorgesehen sind.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer alternativen nicht-verdampfbaren Gettervorrichtung 600 der vorliegenden Erfindung, die in jeder Hinsicht mit der Gettervorrichtung von Fig. 2 identisch ist mit der Ausnahme, daß die Heizeranordnung eine lineare Form anstatt einer spiralförmigen Form hat.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer nicht verdampfbaren Gettervorrichtung, das die Schritte umfaßt:

I. Anordnen einer Heizer-Unteranordnung in einem Bad mit einer Überzugssuspension, die für die elektrophoretische Abscheidung eines isolierenden Überzugs geeignet ist, wobei die Heizer-Unteranordnung umfaßt:

A. einen Heizdraht; und

B. zwei tragende Zuführungsdrähte, die aus einem Stück mit diesem Heizdraht geformt sind;

wobei jeder Zuführungsdraht mit einem hohlen isolierenden Keramikzylinder mit einer äußeren Oberfläche und einer inneren Oberfläche umgeben ist, dessen innerer Durchmesser größer als der Durchmesser des Zuführungsdrahtes ist, wobei ein Ende eines jeden Keramikzylinders sich in der Nähe zu der Lage der integrierten Ausbildung des Zuführungsdrahts mit dem Heizdraht befindet,

in einer Tiefe, so daß die Beschichtungssuspension:

a) den Heizdraht bedeckt;

b) einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden Keramikzylinders bedeckt; und

c) in das Volumen eindringt, das zwischen dem Durchmesser eines jeden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des jeweiligen Keramikzylinders enthalten ist;

II. elektrophoretisches Abscheiden eines isolierenden Überzugs zur Herstellung von:

a) einer ersten Zone, die den Heizdraht bedeckt;

b) einer zweiten Zone, in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden isolierenden Zylinders bedeckt; und

c) einer dritten Zone, in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die sich zwischen dem Durchmesser eines jeden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des jeweiligen isolierenden Zylinders erstreckt,

so daß eine verstärkte Heizeranordnung hergestellt wird;

III. Sintern der verstärkten Heizeranordnung zur Herstellung einer gesinterten verstärkten Heizeranordnung; und

IV. Überziehen der gesinterten verstärkten Heizeranordnung mit einem nicht verdampfbaren Getter-Material,

wobei das nicht verdampfbare Getter-Material die erste und zweite Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen isolierenden Überzugs umschließt und einen Teil der äußeren Oberfläche eines jeden isolierenden Zylinders bedeckt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der innere Durchmesser des isolierenden Zylinders 1 bis 30% größer als der Durchmesser des Zuführungsdrahtes ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der innere Durchmesser des isolierenden Zylinders 5 bis 20% größer als der Durchmesser des Zuführungsdrahtes ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen, isolierenden Überzugs mit einer Dicke von zwischen 0,03 und 0,5 mm abgeschieden wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen, isolierenden Überzugs auf der äußeren Oberfläche eines jeden isolierenden Zylinders auf einer Strecke von 25 bis 90% seiner Länge abgeschieden wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die dritte Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen, isolierenden Überzugs zwischen dem Durchmesser eines jeden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des jeweiligen Keramikzylinders auf einer Strecke von 80% bis 98% seiner Länge abgeschieden wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer porösen, nicht verdampfbaren Gettervorrichtung, das die Schritte umfaßt:

I. Anordnen einer Heizer-Unteranordnung in einem Bad mit einer Überzugssuspension, die für den elektrophoretischen Überzug von Al&sub2;O&sub3; geeignet ist, wobei diese Heizer-Unteranordnung umfaßt:

A. einen spiralförmig gewundenen Molybdän-Heizdraht, der eine zylindrische Oberfläche mit zwei Enden begrenzt, wobei die zylindrische Oberfläche um eine zentrale Achse angeordnet ist; und

B. zwei tragende Zuführungsdrähte von im wesentlichen gleicher Länge, aus einem Stück mit diesem Heizdraht geformt und mit dem gleichen Durchmesser, die sich von dem gleichen Ende der zylindrischen Oberfläche und parallel zu dieser zentralen Achse erstrecken, die diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, wobei jeder Zuführungsdraht von einem hohlen elektrisch isolierenden Al&sub2;O&sub3;-Keramikzylinder umgeben ist, der eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, dessen innerer Durchmesser 5 bis 20% größer als der Durchmesser des Haltebleidrahtes ist, wobei ein Ende eines jeden Keramikzylinders sich in der Nähe der Lage der integrierten Ausbildung des Zuführungsdrahtes mit dem Heizdraht befindet;

auf eine Tiefe, so daß die Beschichtungssuspension:

a) den Heizdraht bedeckt;

b) jeden Keramikzylinder auf einer Strecke von 30% bis 60% seiner Länge bedeckt; und

c) das Volumen einstellt, das zwischen dem Durchmesser jedes Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser des jeweiligen Keramikzylinders auf eine Strecke von 90 bis 98% seiner Länge enthalten ist;

II. elektrophoretisches Abscheiden eines isolierenden Überzugs aus Al&sub2;O&sub3; zum Herstellen von:

a) einer ersten Zone, die den spiralförmig gewundenen Molybdän-Heizdraht auf einer Dicke von zwischen 0,05 und 0,2 mm bedeckt;

b) einer zweiten Zone, in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die die äußere Oberfläche eines jeden Keramikzylinders auf einer Strecke von 3000 bis 6000 seiner Länge bedeckt; und

c) einer dritten Zone, in einem Stück mit dieser ersten Zone geformt, die sich zwischen dem Durchmesser eines jeden Zuführungsdrahtes und dem inneren Durchmesser eines jeweiligen Keramikzylinders auf einer Strecke von 90% bis 98% seiner Länge erstreckt, so daß eine verstärkte Heizeranordnung hergestellt wird;

III. Sintern der verstärkten Heizeranordnung in einem Wasserstoffofen bei einer Temperatur von 1600 bis 1700ºC für eine Zeit von 3 bis 10 min zur Herstellung einer gesinterten verstärkten Heizeranordnung;

IV. Beschichten der gesinterten verstärkten Heizeranordnung mit einem nicht verdampfbaren Getter-Material, enthaltend:

a) ein aus Teilchen bestehendes nicht verdampfbares Getter-Material, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Titan, Zirkon und ihren Hydriden besteht;

b) ein aus Teilchen bestehendes Antisinterungsmaterial, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:

i) Graphit;

ii) einem Stahl aus Zirkon mit Aluminium, bei dem die Aluminium-Gewichtsprozente von 5 bis 30% betragen;

iii) einem Stahl aus Zirkon mit M&sub1; und M&sub2;, wobei M&sub1; ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Vanadium oder Niob besteht und M&sub2; ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Eisen und Nickel besteht;

iv) einem Stahl aus Zr-V-Fe, dessen Zusammensetzung in Gewichtsprozent, wenn sie in einem ternären Zusammensetzungsdiagramm in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe aufgetragen ist, innerhalb eines Polygons mit seinen Ecken liegt, wobei die Punkte definiert sind durch: - 75% Zr - 20% V - 5% Fe - 45% Zr - 20% V - 35% Fe - 45% Zr - 50% V - 5% Fe,

wobei das nicht verdampfbare Getter-Material vollständig die erste und zweite Zone des elektrophoretisch abgeschiedenen isolierenden Überzugs aus Al&sub2;O&sub3; umschließt und die äußere Oberfläche eines jeden Keramikzylinders auf einer Strecke von 20% bis 60% zwischen der Strecke bedeckt, die durch die zweite elektrophoretisch abgeschiedene Zone und die dritte elektrophoretisch abgeschiedene Zone bedeckt wird.