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Luftdichte Einführung eines Leiters in ein Glas- oder Quarzrohr Die
Erfindung ' bietrifft die luftdichte .Einführung seines metallischen Leiters, insbesondere
eines' Drahtes -oder Röhres in ein. Gefäß aus Glasoder Quarz. Die Erfindung kommt
besonders für solche Fälle in Frage, in welchen der Ausdehnungskoeffizient des Metalls
von dem des Stoffes, in welchen der Draht eingeschmolzen wird, verschieden ist.
Be sondierre Bedeutung hat daher die Erfindung für die Herstellung luftdichter Einführungen
in Quarzgefäße, da zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Quarzes und der brauchbauen
Einschmelzdrähte erhebliche bestechen. Im folgenden wird daher stets voxi Quarz
gesprochen, wenngleich die Erfindung rauch für Glaseinschmelzungen brauchbar ist.
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Es ist bekannt, bei Einschmelzungen in Qu iarz an Stelle des bei Glas
üblichen Drahtes eine dünne Metrallfolieeinzuschmelzen. Diese Folie ist so dünn
und geschmeidig, daß sie durch die bei der Abkühlung ,auftretenden Spannungen deformiert
wird, bevor der Quarz über seine Zerreißfestigkeit hinaus beansprucht - wird. Die
Folleneinschmelzung hat jedoch den Nachteil, daß die Strombielastbarkieit gering
ist und es schwierig ist, eine zuverlässige Verbindung der Folienenden mit dein
Zuleitungen herzustellen. Die mechanischie Unterstützung des Einführungsdrahtes
kann weiterhin nicht durch die Folie allein .erfolgen, da diese zu dünn und schwach
ist.
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Durch die Erfindung werden diese- N'_achteil:e vermieden. Erfindungsgemäß
ist ybei ,einier luftdichten Einführung -eines Leiters in ;ein Glas-oder Quarzrohr
auf das Rohr-@endeeine Metallfolic aufgeschmolzen, und es liegt der in das Rohr
eingeführte Leiter, der wenigstens an diesem Ende von dem Rohr dicht umschlossen
ist, an der Folie an und
ist mit ihr gegebenenfalls durch Löten
und Schweißen verbunden. D'adurc'h wird der Vorteilerzielt, daß die Folie auf dern@
größten' Teil ihrer Fläche fest ,auf dein Glas oder= Quarz aufliegt und nur ein
ganz kleiner Flä-' chenteil durch den inneren Überdruck oder" den äußeren Luftdruck
beansprucht wird. Derb Stromeinführungsdr.aht selbst wird fest abgestützt; da :er
wenigstens auf einem Teil seiner Länge von dem Glas- oder Quarzrohr fest umschlossen
wird.
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Es ist zwar bekannt, den vakuumdichten Abschluß von Entladungsgefäßen
durch Metallkappen zu erzielen, welche auf. die Enden rohrförmiger Gefäßteile aufgesetzt
sind. Diese Metallkappen müssen ziemlich kräftig ausgebildet sein; da sie die Elektrodenzuführungen
tragen müssen. Für Folieneinschrnelzungen, bei welchen ,also der mit dem Glas oder
Quarz verschmolzene Metallteil wegen des Unterschiedes in den; Ausdehnungskoeffizienten
der beiden verschmolzenen Teile sehr dünn gemacht wird, würde sich .eine derartige
Anordnung nicht eignen: Die notwendige mechanische Festigkeit gleichzeitig mit den
übrigen Vorteilen der Folieneinschmelztmg wird .also durch die Anordnung nach der
Erfindung erreicht.
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Die Abbildungen zeigen drei Ausführungsbeispiele. Gleiche Teile sind
mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auf Abb. i ist i das Quarzrohr, 2 der Leiter
und 3 die Folie; an die der -Leiter 2 angeschweißt ist. Auf lAbb. 2 ist die Folie
3 kalottenförmig gewölbt, der Leiter 2 ist durch die Folie 3 hindurchgeführt und
mit ihr an der Stelle q. verlötet. Bei Abb. 3 ist ein äußerer Mantel 5 aus Berylliumoxyd
vorhanden, dessen unteres Ende von der Folie 3 umfaßt wird. Diese besitzt einen
zylindrischen Ansatz 6. Durch diesen ist der Leiter 2 hindurchgeführt und an der
Stelle mit ihm verlötet.
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Als Metall für die Folie kommen für Quarz hochschmelzende Metalle,
wie z. B. Molybdän, Tantal oder Niob, in Frage. Die Folienstärke kann etwa zwischen
o,oi5 und o,o5 liegen. Der Leiter, der durch das Rohr hindurchgeht, kann gleichfalls
.aus einem dieser Metalle oder beispielsweise paus Wolfram bestehen: Er kann nach
außen durch die Folie hindurchgefvlrrt werden, so .daß durch letztere gar kein Strom
fließt, und mit dieser außen verlötet oder versdh#,veißt werden: ;Es besteht dann
mitunter die Gefahr, daß die Folie an dieser Stelle durch Legierung und Verstärkung
mit dein Lot an Elastizität verliert und bei Erwärmung im Betriebe sein Sprung entsteht.
Dies läßt sich dadurch vermeiden, daß die Folie in der Mitte einen nach außen gerichteten
zylindrischen Ansatz bildet, in den der Leiter gerade hiaeinpaßt. Ist dieser Ansatz
am Ende geschlossen, so kann der Kontakt beispielsweise durch: Anquetschen von :.außen
gesickert werden. Man kann aber auch 'den Leiter durch den Ansatz hindurchführen
zu-rd mit ilun durch Löten oder Schweißen verbinden.
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'N Es ist zweckmäßig, der Folie die Form einer Kalotte zu geben, wobei
sich das Quarzrohr auf der konkaven Seite befindet, um ein Überfließen des Quarzes
beim Schmelzen zu verhindern. Man. kann ;aber auch. das Quarzrohr mit seinem dünnwandigen
Mantel aus einem schwerer schmelzenden Stoff, wie z. B. Berylliumoxyd, umgeben,
an dessen unterem Ende die -Folie ,anliegt. Dieser Mantel wird dann bei der Abkühlung
springen oder sich vom Quarz ablösen.
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Bei der Verschmelzung darf der durch das Rohr geführte Leiter nicht
,an dem Quarz haften, was sich durch nicht zu starke Entgasung Herreichen läßt,
Die Erhitzung der Folie erfolgt ,am besten durch Hochfrequenz oder Elektronenbombardement.
Sie wird im Vakuum oder in einer neutralen Gasatmosphäre vorgenommen. Die Folie
muß in bekannter Weise gut -entgast werden, so daß sie geschmeidig wird und der
Quarz an ihr haftet. Es ist günstig, daß vor oder bei der Verschmelzung wenigstens
.an der Anschmelzstelle der innere Durchmesser des Rohres so weit verringert wird,
daß der Quarz an der Stromzuführung anliegt bzw. daß man gleichzeitig als Führung
von vornherein ein entsprechend enges -Quarzrohr benutzt. Hierdurch wird nämlich
der Leiter abgestützt und ferner vermieden, daß die Folie durch den äußeren Luftdruck
oder gegebenenfalls durch einen im Innern herrschenden, Überdruck gesprengt wird.
Die -Folie und der äußere Teil der Stromzuführung kann. zum Schutz gegen Oxydation
bei. erhöhten Betriebstemperaturen finit -einem Schutzüberzug, z. B. aus Metall
oder Email, versehen werden: