DE696923C - Verfahren zur Getterung von Vakuumschaltern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Getterung von Vakuumschaltern Es ist in der Vakuumtechnik bekannt, das Vakuum dadurch zu verbessern, daß man sogenannte Getterstoffe zur Verdampfung bringt. Die bekanntesten Getterstoffe sind Magnesium und die Erdalkalimetalle, auch Aluminium, Thorium und Zirkonium sind für diesen Zweck bereits verwendet worden. Die Getterunggeht gewöhnlich in der Weise vor sich, daß man den zu verdampfenden Getterstoff während des Herstellungsprozesses der Röhre im Innern dieser, beispielsweise auf einer Elektrode, etwa der Anode, anbringt und dann nach erfolgter Evakuierung und Abschmelzung etwa durch Wirbelstromerhitzung verdampfen läßt. Es ist ferner bekannt, bei der Getterung von Entladungsgefäßen das Getter in Form eines Bandes oder Streifens an der Anode anzuordnen und durch Elektronenbombardement zu verdampfen. Man- hat auch bereits eine der Elektroden elektrischer Entladungsgefäße, beispielsweise die Anode oder das Steuergitter, aus einer Legierung zwischen Zink, Kupfer und Nickel hergestellt, aus der durch die Erhitzung während der Evakuierung der Gefäße von einer bestimmten Temperatur ab ein Teil des Kupfers und des Zinks herausdestilliert wird und als Getter wirkt. Diese Verfahren sind dann anwendbar, wenn die im Innern der Röhre auftretenden Temperaturen verhältnismäßig gering sind, so daß durch diese Temperaturen der Dampfdruck nicht so groß wird, daß der Metalldampf an der Entladung teilnehmen kann. Wendet man diese Verfahren dagegen bei der Herstellung von Gefäßen an, in deren Innern während des Betriebes stellenweise hohe Temperaturen auftreten, beispielsweise bei Vakuumschaltern, so besteht die Gefahr einer starken Verdampfung des Getterstoffes und unter Umständen einer Ionisierung des Dampfes, so daß eine Lichtbogenbildung auftreten kann, die zu einer Zerstörung des Vakuumschalters führt.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Getterung von Vakuumschaltern, das darin besteht, daß die an sich als Getterstoffe bekannten Metalle mit verhältnismäßig niedrigem Dampfdruck, wie Kupfer oder Aluminium, als Pulver in den-pumpfertigen Schalter eingebracht werden und daß der Getterprozeß nach dem Abziehen des Schalters von der Pumpe durch. beim Schälten auftretende Entladungserscheinungen ausgelöst wird. Dieses Verfahren zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus, da besondere Maßnahmen zur Anordnung der Getterstoffe im Schalter und zum Verdampfen der Getterstoffe nicht notwendig sind. Darüber hinaus hat dieses Verfahren aber auch noch den Vorzug; daß ohne Schwierigkeiten Metalle mit geringem Dampfdruck, wie Kupfer und Aluminium, als Getter benutzt werden können und daß beim Gettern eine Erhitzung der unter Umständen wärmeempfindlichen Wandung$-:: teile des Gefäßes vermieden wird. Die Wir-' kungsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung beruht darauf, daß, solange im Innern des Schalters noch lein Höchstvakuum herrscht, beim Schalten Unterbrechungsfunken auftreten, die einen Teil des Getterpulvers zum Verdampfen bringen. Besondere Maßnahmen zur Erhitzung des Getters werden dadurch überflüssig.. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Getterprozeß nach einer Verschlechterung des Vakuums wiederholt werden kann. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig, durch Schütteln des Schalters ein wenig von dem auf dem Boden des Schalters liegenden pulverförmigen Getterstoff auf die Elektrode zu bringen und durch Schalten eine Lichtbogenentladung auszulösen.
• Die Herstellung eines Vakuumschalters etwa nach dem Verfahren der Erfindung geht in folgender Weise vor sich: Zunächst werden die einzelnen Metall- und keramischen Teile in an sich bekannter Weise miteinander verlötet. Ist das Gefäß so weit fertig, daß es nunmehr gepumpt werden kann, so wird beispielsweise durch den Pümpstutzen hindurch mittels einer Sonde oder aber durch Einblasen mit einer Kanüle Kupferpulver bestimmter Menge in das Innere des Schalters gebracht, z, B. eingeblasen: Der Schalter wird dann in bekannter Weise evakuiert und von der Pumpe abgeschmolzen. Legt man nunmehr die beiden Kontakte des Schalters an eine entsprechende Spannung und entfernt sie voneinander, so wird, da noch kein Höchstvakuum herrscht, beim Schalten ein Unterbrechungsfunken auftreten, der einen Teil des niedergeschlagenen Kupferpulvers zur Verdampfung bringt. Es hat sich gezeigt, daß der Lichtbogen bevorzugt an den feinen Spitzen, die das Kupferpulver auf dem Untergrund bildet, ansetzt. Diese sind infolge ihrer losen Berührung mit dem Untergrundthermisch fast ganz isoliert und verdampfen daher unter Bildung von Metalldampf sehr hoher Temperatur äußerst rasch und vollständig. Besonders Kupferdampf ist bei den hohen auftretenden Temperaturen (3000°) hochaffin gegenüber unedlen Gasen und Dämpfen, so daß eine vorzügliche Getterung erreicht wird. Durch Öffnungsfunken wird also ein Getterprozeß herbeigeführt. Das Rohr bekommt schon nach wenigen Schaltungen ein Höchstvakuum, das sonst ohne das Pulver nur durch etwa zooo Schaltungen und mehr erreicht ,'würde. Durch energisches Schütteln der Röhre ':kann man erreichen, daß ein Teil des über-'flüssigen Pulvers wieder auf die Elektroden gelangt, wobei dann der Gettervorgang wiederholt wird. Dieser Prozeß kann nach längerer Betriebsdauer wiederholt werden, wenn einmal, z. B. durch Überlastung, das Vakuum sich verschlechtert haben sollte.
• Es hat sich in der Praxis auch gezeigt, daß pulverförmiges Kupfer keine leitenden Brücken bildet, so daß der Isolationswert des Vakuumgefäßes in vollem Umfange aufrechterhalten bleibt: Auch Aluminium in Pulverform läßt sich für die genannten Zwecke gut verwenden, da es in kaltem Zustande einen verhältnismäßig niedrigen Dampfdruck hat und seine Oxyde, die bei der Getterung entstehen, nicht leitend sind, so daß keine leitenden Brücken auftreten.
• Did Erfindung bietet nicht nur Vorteile bei Vakuumschaltern; ihre Anwendung empfiehlt sich viehhehr bei allen Gefäßen, bei denen, wenn auch nur stellenweise, hohe Temperaturen auftreten. Das Verfahren nach der Erfindung wird sich außerdem bei allen den Gefäßen als vorteilhaft erweisen, bei deren Herstellungsprozeß so hohe Temperaturen auftreten; daß eine vorzeitige Verdampfung des Getterstoffs erfolgen würde. Das ist beispielsweise der Fall bei der Herstellung von keramischen Entladungsgefäßen, bei denen die Metallteile und die keramischen Bauelemente in einem elektrischen Ofen durch Härtlötung, z. B: mittels Silbers, miteinander verbunden werden. Die hierbei auftretenden Temperaturen liegen ganz erheblich über der Verdampfungstemperatur der gebräuchlichen Getterstoffe.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Getterung von Vakuumschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich als Getterstoffe bekannten Metalle mit verhältnismäßig niedrigem Dampfdruck; wie Kupfer dder Aluminium, als Pulver in den pumpfertigen Schalter eingebracht werden und daß der Getterprozeß nach dem Abziehen des Schalters von der Pumpe durch beim Schalten auftretende Entladungserscheinungen ausgelöst wird.