DE820778C

DE820778C - Vakuumentladungsgefaess mit aus Eisen oder Stahl bestehender Gefaesswand

Info

Publication number: DE820778C
Application number: DES421A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Lenz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1951-11-12

Description

Vakuumentladungsgefäß mit aus Eisen oder Stahl bestehender Gefäßwand Die Herstellung von Vakuumentladungsgefäßen mit aus Eisen oder Stahl bestehender Gefäßwandung, die eine so gasdichte Wandung aufweisen, daß sie während der ganzen Lebensdauer ihrer übrigen Teile ohne Pumpe betrieben werden können, bereitet große Schwierigkeiten. Besonders viel Ausschuß ergibt sich bei der lierstellttng von Vakuumentladungsgefäßen mit angesetzten Stufen, da es selbst bei größter Sorgfalt verhältnismäßig häufig vorkommt, daß diese Ansatzstellen undicht sind. Da das Prüfen auf Dichtigkeit zeitraubend und deshalb mit erheblichen Kosten verbunden ist, sieht man bei der Massenherstellung kleiner Entladungsgefäße dieser Art in der Regel von einer solchen Prüfung vor dem Zusammensetzen der Einzelteile ab. Stellt sich bei der Vorprüfung, beispielsweise beim ersten Evakuieren, eine Undichtigkeit heraus, so prüft man auf Dichtigkeit und versucht die etwa gefundenen undichten Stellen nachträglich zu dichten.
Neuere Fertigungsverfahren, insbesondere das Anschweißen von mit Flanschen versehenen Stutzen mittels Punktschweißung unter. Anwendung ringförmiger Elektroden, sind zwar verhältnismäßig zuverlässig; es treten jedoch besonders bei Gefäßen mit mehreren Stutzen auch bei Anwendung dieser Verfahren gelegentlich Undichtigkeiten auf, die teils an der Schweißnaht liegen, zum Teil jedoch auf Haarrisse, die beim Formen der Stutzen oder beim Anschweißen entstehen, zurückzuführen sind. Diese Nachteile werden bei dem Vakuumentladungsgefäß gemäß der Erfindung mit aus Eisen oder Stahl bestehender Wandung und angesetzten Stutzen dadurch vermieden, daß die Wandung einen nach dem Anschweißen der Stutzen aufgebrachten zusammenhängenden metallischen Überzug aufweist. Für die Herstellung des Überzuges wird bei dem erfindungsgemäßen Entladungsgefäß ein Metall gewählt, das oberhalb von 700° C, aber unterhalb des Erweichungspunktes des Materials der Gefäßwand, schmilzt und im flüssigen Zustand das blanke Metall der Gefäßwand völlig benetzt und in dessen etwaige Fugen durch Kapillarkraft hineingezogen wird. Als besonders geeignet haben sich Kupfer, Silber und Legierungen dieser Metalle, beispielsweise Kupfer-Nickel-Phosphor-Legierungen und Legierungen nach Patent 668 3 10, erwiesen. Diese Legierungen, die aus einer eutektischen Legierung von Metallen der Eisengruppe mit einem Phosphid oder Arsenid eines Metalls dieser Gruppe bestehen, lassen sich zudem besonders gut pulverisieren und zu einer Paste angerührt auftragen. Die Verwendung solcher Legierungen für die Herstellung von Vakuumentladungsgefäßen stellte einen erheblichen Fortschritt dar, da diese bisher nur als Lot verwendete Legierung die verlangten Eigenschaften in besonders hohem Maße aufweisen. Wie bereits in dem erwähnten deutschen Patent angegeben, sind solche Legierungen, sofern sie 89,5% freies und gebundenes Eisen und io,5% gebundenen Phosphor enthalten, besonders geeignet. Empfehlenswert sind ferner solche Legierungen mit 88,5% freiem und gebundenem Kobalt und ii;5% gebundenem Phosphor. Es eignen sich ferner Legierungen, die 70% freies und gebundenes Eisen und 30% gebundenes Arsen enthalten, sowie Legierungen mit 72% freiem und gebundenem Nickel und 28% gebundenem Arsen.
Die Herstellung eines solchen Überzuges bereitet keine Schwierigkeiten, wenn man die Gefäßwandung zunächst mit einem nicht gasdichten Überzug versieht, der anschließend durch Erhitzen im Vakuum oder in neutraler oder reduzierender Atmosphäre in einen gasdichten zusammenhängenden metallischen Überzug verwandelt wird. Der nicht gasdichte Überzug kann galvanisch oder durch Aufspritzen, Anfpudern, Aufstreichen oder Auftragen einer das Überzugsmetall oder Verbindungen desselben enthaltenden Substanz oder von gepulvertem Überzugsmetall hergestellt werden. Für den Fall, daß Verbindungen des Überzugsmetalls aufgebracht werden, ist selbstverständlich eine nachträgliche Reduktion zu Metall erforderlich. Wenn beispielsweise durch Abstrahlen oder durch Erhitzen des Vakuumentladungsgefäßes in reduzierender Atmosphäre dafür Sorge getragen wird, daß die zu überziehende Seite der Wandung oxydfrei ist, oder wenn dem nicht gasdichten Überzug Flußmittel beigegeben werden, bildet das Überzugsmetall beim Erhitzen einen die ganze Wandung bedeckenden zusammenhängenden Überzug. Es dringt auch in etwa vorhandene feinste Haarrisse in der Wandung ein.
Die Abbildung zeigt in schematischer Darstellung ein Vakuumentladungsgefäß gemäß der Erfindung. Die aus Eisen oder Stahl bestehende Gefäßwandung i ist mit einer größeren Anzahl von Stutzen 2 versehen, die beispielsweise in der geschilderten Weise durch Punktschweißung mit ringförmigen Elektroden möglichst vakuumdicht aufgeschweißt sind. Durch die gestrichelte Linie 3 auf der Außenseite der Gefäßwandung und der Stutzen soll der gasdichte Überzug angedeutet sein.
Falls es mit Rücksicht auf in das Gefäß einzubauende Teile nicht angängig ist, das fertig zusammengesetzte Gefäß zum Herstellen des zusammenhängenden gasdichten Leberzuges zu erwärmen, werden die einzelnen, mit Stutzen versehenen Wandungsteile mit dein Überzug versehen und nachträglich, z. B.. mittels der Schweißnaht 4, zusammengesetzt. Eine solche gut zugängliche Schweißnaht läßt sich beispielsweise als Gasschweißnaht mit großer Zuverlässigkeit ausführen, so daß Undichtigkeiten an dieser Stelle verhältnismäßig selten vorkommen. Da aber hei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sicher ist, daß alle etwaigen Undichtigkeiten an anderen Schweißnähten sowie an der übrigen Gefäßwand durch den Metallüberzug gedichtet sind, bereitet es keine Schwierigkeiten, etwaige Fehlerstellen dieser Schweißnaht zu finden und nachträglich zu dichten.
Falls es sich nicht vermeiden läßt, daß das Überzugsmetall auch bis an die miteinander bei 4 zu verschweißende Kante fließt und dadurch dieZuverlässigkeit dieser Schweißnaht beeinträchtigt würde, bereitet es keine Schwierigkeiten, den Überzug dort wieder, beispielsweise mit mechanischen Mitteln, zu entfernen.

Claims

PATE\TANSPRCCHE: i. Vakuumentladungsgefäß mit aus Eisen oder Stahl bestehender Gefäßwandung und angesetzten Stutzen, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung einen nach dem Ansetzen der Stutzen aufgebrachten gasdichten zusammenhängenden Überzug aus einem über 700' C und unterhalb des Erweichungspunktes des Materials der Gefäßwand schmelzenden Metall bereitet, das in flüssigem Zustand das blanke Metall der Gefäßwand völlig benetzt und in etwaige Fugen durch Kapillarkräfte hineingezogen wird.
2. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Kupfer, Silber oder einer eines dieser Metalle enthaltenden Legierung, vorzugsweise einer Kupfer-Nickel-Phosphor-Legierung, besteht.
3. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer eutektischen Legierung von Metallen der Eisengruppe mit einem Phosphid oder Arsenid eines Metalls dieser Gruppe besteht.
4. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung besteht, die 89,5% freies und gebundenes Eisen und io,5% gebundenen Phosphor enthält.
5. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung besteht, die 88,50/a freien und gebundenen Kobalt und 11,5 % gebundenen Phosphor enhält.
6. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung besteht, die 700/0 freies und gebundenes Eisen und 30% gebundenes Arsen enthält.
7. Vakuumentladungsgefäß nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung besteht, die 720/0 freies und gebundenes Nickel und 28% gebundenes Arsen enthält. B. Verfahren zum Herstellen von Vakuumentladungsgefäßen nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßwandung, zunächst vorzugsweise galvanisch, durch Aufspritzen, Aufpudern, Anstreichen oder Auftragen einer das Überzugsmetall oder Verbindungen desselben enthaltenden Substanz oder des Überzugsmetalls selber mit einem nicht gasdichten Überzug versehen wird, der anschließend durch Erhitzen im Vakuum oder in neutraler oder reduzierender Atmosphäre in einen gasdichten zusammenhängenden metallischen Überzug verwandelt wird. g. Verfahren zum Herstellen von Vakuumentladungsgefäßen nach Anspruch 8 mit aus mehreren Teilen, beispielsweise aus Topf und Deckel, bestehender Gefäßwandung, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile zunächst auf ihrer Außenseite mit einem zusammenhängenden gasdichten metallischen Überzug versehen und anschließend erforderlichenfalls nach Einsetzen der Elektroden miteinander verschweißt werden. io. Verfahren nach Anspruch 8 oder g, dadurch gekennzeichnet, daß etwa auf die Innenseite der Wandung gelangtes Metall des Überzuges, vorzugsweise durch mechanische Mittel, beispielsweise durch Abstrahlen, entfernt wird.