DE7022027U1

DE7022027U1 - Ray passage window with soldered-in beryllium disc for high-energy rays

Info

Publication number: DE7022027U1
Application number: DE19707022027
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-06-12
Filing date: 1970-06-12
Publication date: 1984-05-24

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, Ii. Juni 1970Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, Ii. June 1970

Henkestraße 127Henkestrasse 127

VTA 70/5059 dr.kn-kmVTA 70/5059 dr.kn-km

StrahlendurchtrittsfensterBeam passage window

Die Erfindung betrifft ein Strahlendurchtrittsfenster für energiereiche Strahlen, in welches eine Scheibe aus Beryllium eingelötet ist. Das Berylliumfenster ist in der Regel in die Vi ana. des vakuumdichten Kolbens einer Strahlenerzeugungs- oder Beschleunigungsröhre eingebracht, v/eil das Beryllium wegen seiner niedrigen Ordungszahl energiereiche Strahlen, wie Röntgenstrahlen, Gamma-Strahien bzw. Korpuskularstrahlen besser durchläßt, als die Materialien, die zur Herstellung der übrigen Teile des Kolbens' Verwendung finden. Dabei muß aber die Verbindung zwischen dem Kolben und der Fensterscheibe vakuumdicht und mechanisch hajtbar sein.The invention relates to a ray passage window for high-energy rays into which a beryllium disk is soldered. The beryllium window is usually in the Vi ana. of the vacuum-tight piston of a radiation generating or acceleration tube, v / eil because of its low atomic number the beryllium allows high-energy rays such as X-rays, gamma rays or corpuscular rays to pass better than the materials used to manufacture the other parts of the piston. However, the connection between the piston and the window pane must be vacuum-tight and mechanically hajtbar.

Die Herstellung vakuumdichter Verlötungen der Scheiben aus Beryllium, die in dem Kolben von Röntgenröhren als Fenster eingesetzt werden erfolgt in der Regel mit einem Lot, welches Silber enthält, etwa mit einer Legierung aus Paladiunr., Silber und Kupfer oder einer Legierung, die neben einem Überschuß an Silber KupferThe production of vacuum-tight soldering of the panes from beryllium, which are used as a window in the flask of x-ray tubes is usually made with a solder, which is silver contains, for example with an alloy of Paladio, silver and copper or an alloy which, in addition to an excess of silver, copper

enthält. Andererseits wurde die Scheibe aus Beryllium auch galvanisch mit Kupfer oder Nickel überzogen, un. bein. Löten gute Bindung zu erhalten- Es hat sich aber gezeigt, daß offenbar aufgrund von Diffusionsvorgängen oder Legierungsprozessen durch das lot spröde Zonen entstehen, die zur Bildung von feinen, sog. ilsarrisssn führen oder die !teehanische Festigkeit stark herabsetzen. Dadurch wird aber die Fabrikation gestört und die Fenster müssen durch besondere Maßnahmen und Nachbearbeitung abgedichtet werden, um zu dauerhaft Jichten Rühren zu kommen. Dies ist in erhöhtem Maße der Fall, wenn die Scheiben aus Beryllium ihrer Verwendung im Austrittsfenster einer Röntgenröhre entsprechend besonders dünn und strahlendurchlässig sein sollen.contains. On the other hand, the beryllium disk was also galvanically coated with copper or nickel, un. leg. Soldering good It has been shown, however, that apparently due to diffusion processes or alloying processes through the solder creates brittle zones that lead to the formation of fine, so-called lead to ilsarrisssn or greatly reduce the tea's strength. However, this disrupts production and the windows have to be sealed by special measures and post-processing to come to permanent Jichten stirring. This is in heightened This is the case when the beryllium disks are particularly suitable for their use in the exit window of an X-ray tube should be thin and radiolucent.

Erfindungsgeraäß ist ein Strahlendurchtrittsfenster aus Beryllium,, welches in Lösung der gestellten Aufgabe bei guter Strahlendurchlässigkeit in einfädler Weise dicht eingelötet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus Beryllium an den Lötstellen mit Silber belegt ist. Dabei wird die Scheibe aus Beryllium durch die Schicht aus Silber gegen die schädlichen Wirkungen der Lötmittel geschützt, indem dieses von der Bildung spröder Zonen abgehalten wird, die zu Haarrissen etc. führen können. Die Wirkung des gemäß der Erfindung angebrachten, vorzugsweise aufgedampften Silbers ist dabei so beschreibbar, daß an die Siiberoberflache einerseits das Lötmittel gut benetzt und trotzdem mit dem Beryllium des Fensters nur geringfügige unschädliche Legierungsbildung hinzunehmen ist. Besonders bei der schonenden Belegung durch Bedampfen ist dies leicht einzusehen.Invention device is a ray passage window made of beryllium ,, which in solving the task at hand with good radiation permeability soldered in a threading way is characterized by that the beryllium disc is coated with silver at the soldering points. The beryllium disc is made by the Layer of silver protected against the harmful effects of solder by preventing it from forming brittle zones which can lead to hairline cracks etc. The effect of the acc The invention attached, preferably vapor-deposited silver can be written so that on the one hand on the Siiberoberflache the solder well wetted and still accept only a minor harmless alloy formation with the beryllium of the window is. This is easy to see, especially in the case of gentle occupancy by steaming.

In einfacher Weise wird die erfindungsgeisäße Lötung z.B. dadurch erhalten, daß die Scheibe aus Beryllium mit einer herkömmlichenThe soldering according to the invention is thus easily achieved, for example obtained that the beryllium disc with a conventional

flfl

iXtzlösung gereinigt wird. Dies kann etwa eine fünfprozentige Lösung von Fluorwasserstoff in Alkohol- sein. Auch eine Mischung aus 40 - 50 % Salpetersäure, 1 - 2 % Fluorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure und 48 - 59 ^ Wasser kann ausreichende Reinigung bewirken. Hierauf wird die Scheibe in ein Vakuum eingebracht, welches als Restgas 0,1 - 0,2 Torr Argon enthält. In dieseriXtzlösung is cleaned. This can be a five percent solution of hydrogen fluoride in alcohol. A mixture of 40 - 50 % nitric acid, 1 - 2 % hydrofluoric acid or sulfuric acid and 48 - 59 ^ water can also provide sufficient cleaning. The disc is then placed in a vacuum which contains 0.1-0.2 Torr argon as the residual gas. In this

Elektrode aus Aluminium und der geerdeten Umgebung eine Glimmentladung gezündet, die man 5 - 10 n.in lang aufrechterhält, un. eventuelle Verunreinigungen zu entfernen ("Abstäuben"). Nach Abschalten des Stromes werden die Lötstellen mit Silber bedampft, bis sie 0,05 - 0,5 /U dick belegt sind. Zur Lötung; kann eine Anordnung im Vakuum kurzzeitig auif die Arbeitstemperatur des verwendeten Lotes erhitzt werden, die einige Grad bekanntlich oberhalb seines Schmelzbereiches liegt, bei einem Silber-Kupfer-Indium-Lot z.B. auf ?20°C. Die Anordnung besteht etwa aus dem Rahmen des Fensters, in welchen, eine Schicht aus Lot, das Berylliumfenster, eine weitere Schicht aus Lot und schließlich ein Kalterungsring eingelegt sind. Als Lot wird dabei z.B. das vorgenannte Vakuumhartlot aus 75 % Silber, 15 % Kupfer und 10 % Indium verwendet, wenn der Rahmen des Fensters aus Monelmetall oder aus Nickel hergestellt ist.Electrode made of aluminum and the earthed environment ignited a glow discharge, which is maintained for 5 - 10 n.in., un. remove any contamination ("dusting"). After switching off the current, the soldering points are vaporized with silver until they are 0.05-0.5 / U thick. For soldering; an arrangement in a vacuum can be briefly heated to the working temperature of the solder used, which is known to be a few degrees above its melting range, for example to -20 ° C for a silver-copper-indium solder. The arrangement consists, for example, of the frame of the window, in which a layer of solder, the beryllium window, another layer of solder and finally a cold ring are inserted. For example, the aforementioned vacuum braze made of 75 % silver, 15 % copper and 10 % indium is used as the solder if the frame of the window is made of Monel metal or nickel.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Further features and advantages of the invention are based on the following of the exemplary embodiments illustrated in the figures.

In der Fig. 1 ist die Draufsicht auf eine am Fenster aufgebrochene Röntgenröhre dargestellt undIn Fig. 1 is a plan view of a broken open at the window X-ray tube shown and

in der Fig. 2 die Explosionszeichnung einer Anordnung zurin Fig. 2 is the exploded view of an arrangement for

Herstellung der Lötung in einem Fensterrahmen.Making the soldering in a window frame.

In der Fig. 1 ist mit 1 die Vakuumdichte des Kolbens der Röntgenröhre bezeichnet, an dessen Stirnseiten die gestrichelt eingezeichnete Kathode 2 und die ebenfalls gestrichelt gezeichnete Anode J5 einander gegenüberstehend angeordnet sind. Die C,l n.ru starke Beryliiuirscheibe 4 ist in dem Rahmen 5 dicht eingesetzt, *?0v» ο.ύ\ der A^1-1SeIeSeI.te des KolLsens i ebenfalls dicht eir^^slöt~^-t ist. Die Scheibe aus beryllium, die &,1 n.n. dick ist, ist in die Ausnehmung des Rahmens 5 aus Monelmetall so eingesetzt, daß sie auf der Schulter 6 aufliegt und dort mit einer Lötschicht festgehalten ist. Nach außen hin liegt auf der Scheibe 4 aus beryllium der Ring 7, der ebenfalls aus Monelmetall besteht und angelötet ist.In FIG. 1, 1 denotes the vacuum density of the piston of the X-ray tube, on the end faces of which the cathode 2, shown in broken lines, and the anode J5, also shown in broken lines, are arranged opposite one another. The C l n.ru strong Beryliiuirscheibe 4 is tightly inserted in the frame 5 * 0v "ο.ύ \ A ^1-1 SeIeSeI.te of KolLsens i also close eir ^^ slöt ~ ^- t. The beryllium disc, which is 1 mm thick, is inserted into the recess of the frame 5 made of Monel metal so that it rests on the shoulder 6 and is held there with a layer of solder. Outwardly, on the beryllium disc 4, the ring 7, which is also made of Monel metal and is soldered on, is located.

Bei der Herstellung (Fig. 2) wird auf die Schulter 6 zuerst ein Ring 8 aus Lötmaterial aufgelegt, auf diesen kommt die Scheibe aus Beryllium und dann folgt wiederum ein Ring 9 aus Lötretall, .auf dem zun. "chluii der Haltering 7 aufges&tzt ist. Die Ringe 8 und 9 sind 0,1 nsn dick und bestehen aus Silber, Kupfer, Indium. Die Scheibe 4 aus Beryllium ist dabei an ihrem Rand oben and unten in der Breite der Lötringe S, 9 bzw. des AbschluSrings mit Silber bedampft. Dies Ist an der Ober- und Unterseite der Platte durch die relativ zu den übrigen Abmessungen vergrößert gezeichneten Schichten 10 und 11 angedeutet. Zur Fertigstellung der Lötung wird diese Anordnung, die 0,3 M dick ist, In einen Ofen eingesetzt und auf 720°C erhitzt. Nach der Abkühlung kann der Rahmen 5 herausgenommen werden und zusammen mit seinem Einsatz in den Kolben einer Röntgenröhre eingelötet werden.During the production (Fig. 2) a ring 8 made of soldering material is first placed on the shoulder 6, the beryllium disk is placed on top of this, and then a ring 9 made of soldering allot follows. The rings 8 and 9 are 0.1 nsn thick and are made of silver, copper, indium . AbschluSrings of the vapor-deposited with silver. this is indicated at the top and bottom of the plate through to the other dimensions drawn enlarged relative layers 10 and 11. at the completion of the soldering is this arrangement, the 0.3 M is thick, in a The oven is inserted and heated to 720 ° C. After cooling, the frame 5 can be removed and soldered together with its insert into the flask of an X-ray tube.

Claims

Expectations

1. ^ Ray passage window for high-energy rays, in which a beryllium disc is soldered> characterized in that the Seheibe (4) made of beryllium at the soldering points and is coated with silver.

2. Window according to claim 1, characterized in that the pane (4) in the window frame (5) by means of an indium containing solder (8, 9) is soldered, after they have been cleaned in the usual way, exposed to a glow discharge and at the soldering points is vapor-deposited with layers (10, 11) made of silver.

3-window according to claim 1, characterized in that when a window frame (5) made of Monel metal is used, the pane (4) is 0.1-0.2 Torr in argon and the layers (10, 11) are made of silver 0.05 - 0.5 / U are thick and the solder (£, 9) is made from a mixture of 75 £ silver, 15 % copper and IC f Indiuir. consists.