DE856488C

DE856488C - Process for achieving tight penetrations of metallic parts through glass or glass-like materials

Info

Publication number: DE856488C
Application number: DEW2147D
Authority: DE
Inventors: Otto Franz
Original assignee: WATT GLUEHLAMPEN und ELEK ZITA
Current assignee: WATT GLUEHLAMPEN und ELEK ZITA
Priority date: 1944-05-13
Filing date: 1944-05-13
Publication date: 1952-11-20

Description

Verfahren zur Erzielung dichter Durchführungen metallischer Teile durch Glas oder glasähnliche Stoffe Es ist eine Reihe von Vorschlägen bekanntgeworden, die die Erzielung einer möglichst luftdichten Durchführung metallischer Teile, vornehmlich in Drahtform, durch Glas oder glasähnliche Stoffe bei gleichzeitigem festen Sitz und Sprungfreiheit zum Ziele haben.Process for achieving tight penetrations of metallic parts through glass or glass-like substances A number of proposals have come to light, the achievement of the airtight implementation of metallic parts, primarily in wire form, through glass or glass-like materials with a firm fit at the same time and aiming for freedom of jumping.

Die größten Anforderungen hierbei stellt vornehmlich die ilochvakuumtechnik, wobei es sich hauptsächlich um die Herausführung von Elektroden aus Glashohlkörpern, die eine Vakuumgüte von o,oi bis o,ooo ooi mm Quecksilbersäule und darunter aufweisen, in Räume handelt, die unter normalem Luftdruck stehen.The greatest requirements here are primarily the hole vacuum technology, whereby it is mainly a matter of leading electrodes out of hollow glass bodies, which have a vacuum quality of o, oi to o, ooo ooi mm of mercury and below, acts in rooms that are under normal air pressure.

Vorbedingung für das Dichthalten einer solchen Durchführung oder Herausführung ist eine möglichst weitgehende gegenseitige Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Metallgebildes und des Glaskörpers aneinander, da aus fertigungstechnischen Gründen praktisch immer die Durchführung Temperaturveränderungen vertragen muß, die von nahe am Schmelzpunkt des Glases od. dgl. liegenden Temperaturen bis Raumtemperatur reichen.Precondition for the sealing of such a passage or lead out is a mutual adaptation of the thermal expansion coefficients as far as possible of the metal structure and the glass body against each other, as from manufacturing technology Reasons, the implementation must almost always be able to withstand temperature changes, the temperatures up to room temperature from close to the melting point of the glass or the like are sufficient.

Um eine noch weitergehende Dichtung zu erzielen, ist es bekanntgeworden, die z. B. aus Nickel, eisenlegierung bestehenden Metallgebilde mit einer Schicht von beispielsweise Kupferoxydul zu umkleiden, wobei diese Mantelschicht einerseits vollkommen fest und dicht an dem Kerndraht haftet, andererseits in ihren äußersten Zonen in das heiße Glas eindiffundiert und so auch letzterem gegenüber vollkommene Dichtheit verbürgt. Es ist ferner bekanntgeworden, in Sonderheit in Fällen, wo die Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Glases einander nicht genügend genähert werden können, Zwischengläser anzuwenden, die den Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten unterteilen, wozu auch vorgeschlagen wurde, den Metallteil mit einem Faden aus dem Zwischenglas zu umwickeln oder zu umspinnen.In order to achieve an even more extensive seal, it has become known the z. B. made of nickel, iron alloy metal structure with a layer to clad, for example, copper oxide, with this cladding layer on the one hand adheres perfectly tightly and closely to the core wire, on the other hand in their outermost Zones diffused into the hot glass and thus also perfect compared to the latter Guaranteed tightness. It has also become known, in particular in cases where the Expansion coefficients of the metal and the glass do not approximate each other sufficiently can be used to apply intermediate glasses that the Difference of Subdivide expansion coefficients, for which it has also been proposed, the metal part to wrap or spin around with a thread from the intermediate glass.

Ausgedehnte Versuche haben ergeben, daß eine solche Umwicklung oder Umspinnung mit Zwischenglas oder auch mit in seiner Zusammensetzung dem Kolbenglas identischem Glas eine allen Ansprüchen genügende Dichtung nicht gewährleistet, zumal, wenn es sich um metallische Durchführungen ohne Ummantelung handelt, die aus einem Metall oder einer Legierung bestehen, deren diffusive Löslichkeitstendenz in Glas nicht vorhanden oder minimal ist.Extensive tests have shown that such a winding or Wrapping with intermediate glass or with the piston glass in its composition identical glass does not guarantee a seal that meets all requirements, especially since when it comes to metallic bushings without sheathing, which consist of a Metal or an alloy, whose diffusive solubility tendency in glass absent or minimal.

2lan -hat in diesen und ähnlichen Fällen schließlich auch schon vorgeschlagen, die Durchführungsstrecke mit einer Schicht von Glas- oder Emailpulver zu umhüllen, wobei das Schmelzen dieser Hülle durch die von außen einwirkenden -heißen Glaspartien des durchsetzten Glasteiles oder durch vorhergehendes Erhitzen der Pulverhülle durch eine Gasflamme od. dgl. von außen bewirkt wurde, ohne daß aber auf diesem Wege wirklich befriedigende Ergebnisse erzielt werden konnten.2lan - in these and similar cases has finally already suggested that to coat the duct with a layer of glass or enamel powder, the melting of this shell by the hot glass parts acting from the outside the interspersed glass part or by prior heating of the powder coating a gas flame or the like was caused from the outside, but without actually being carried out in this way satisfactory results could be achieved.

Diesen Übelstand beseitigt die Erfindung dadurch, daß der metallische Teil in -einer ungefähr der Durchführungsstrecke entsprechenden Länge mit einer Hülle aus feinverteiltem Glas oder glasähnlichem Stoffe versehen und 'hierauf der metallische Teil einer derartigen Erwärmung unterworfen wird, daß diese Hülle von innen nach außen fortschreitend niedersohmilzt, worauf der Teil der eigentlichen Einschmelzung unterworfen wird.The invention eliminates this drawback by the fact that the metallic Part in a length approximately corresponding to the implementation route with a Cover made of finely divided glass or glass-like material and 'on it the metallic part is subjected to such heating that this shell of inside outwards progressively melts down, whereupon the part of the actual Is subjected to melting.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens geht man derart vor, daß man die drahtförmigen, bandförmigen oder sonstwie gestalteten Durchführungsstücke, die durch Tauchen, Pinseln, Streichen, Sprühen, Elektrokataphorese oder sonstwie mit einem Mantel von Glaspulver oder frittenartigem Gebilde umhüllt wurden, einer jouleschen Erwärmung durch Stromdurehfluß unterwirft, wobei es durch entsprechende Bemessung der Dicke der Umhüllung, der Stromgebung und unter Wirkung der kapillaren Adhäsionskräfte leicht gelingt, eine blasen- und rißfreie, .homogene, vorzüglich haftende und dichtende Glashaut zu erzielen, so daß die spätere Verbindung mit dem Hauptglaskörper vollkommen einwandfrei durch Verschweißung bzw. Verschmelzung von Glas gegen Glas eintritt.In a preferred embodiment of the method, this is done before that the wire-shaped, band-shaped or otherwise shaped bushing pieces, by dipping, brushing, painting, spraying, electrocataphoresis or otherwise were wrapped in a coat of glass powder or frit-like structure, one Joule heating by current flow, whereby it is by appropriate Dimensioning of the thickness of the envelope, the flow of currents and under the action of the capillaries Adhesive forces easily succeed, a bubble and crack-free, .homogeneous, excellent to achieve adhesive and sealing glass skin, so that the later connection with the Main glass body perfectly flawless due to welding or fusion of Glass against glass enters.

Ohne sich auf eine physikalische Deutung des vorzüglichen praktischen Effektes festlegen zu wollen, mag dessen Erklärung darin gefunden werden, daß bei der thermischen Einwirkung von außen auf eine derartige Fritternhülle selbstverständlich die äußerste Zone zuerst niedersahmilzt und hierauf aufeinanderfolgend sozusagen weitere Partikelc'hen radial von innen nach außen in sich hineinzieht, so daß schließlich ein Spiel, wenn auch minimalster Lichte, gegenüber dem Zentralkörper entsteht, während im erfindungsgemäßen Fall, befördert durch die ausgezeichnete und anpassungsfähige Regelbarkeit einer elektrischen Beheizung, die in unmittelbarer Berührung mit dem Durchführungsmetall stehenden Innenzonen der Hülle zuerst schmelzen, sich an die @heräclic des Metallteiles adhäsiv anschmiegen und weiter, umgelehrt gegenüber früher, Partikeln angrenzender Zone radial von außen nach innen an sich heran bzw. in die Schmelze ziehen.Without relying on a physical interpretation of the exquisite practical To want to determine the effect, its explanation may be found in the fact that at the thermal effect from the outside on such a fritter casing, of course the outermost zone first melts down and then successively, so to speak draws further particles into itself radially from the inside out, so that finally a play, albeit minimal light, arises in relation to the central body while in the case of the invention, promoted by the excellent and adaptable Controllability of electrical heating that is in direct contact with the First melt the lead-through metal standing inner zones of the shell, attach to the @ Heräclic of the metal part adhesively hug and continue, reversed compared to earlier, Particles in the adjoining zone radially from the outside inwards towards themselves or into the Draw melt.

Besondersbewä!lirt hat sich daserfindungsgemäße Verfahren bei für Elektronenröhren mit Preßglastellern bekamitgewordenen massiven drahtförmigen Durchführungen aus Chromeisen, die ohne metallische oder oxydische Außenhülle verwendet werden müssen und die aus drahtmetallurgischen Gründen zu feinen Rissen und Spalten an ihrer Oberfläche neigen. Als Frittensubstanz hat sieh eine Glaspulvermischung bewährt, die aus zwei Teilen hoc:hl:leihaltigeii emailartigen Glases und einem Teil desselben Glases besteht, das für die Herstellung der Preßteller Verwendung findet.The method according to the invention has proven particularly successful for Electron tubes with pressed glass plates got massive wire-shaped feedthroughs made of chrome iron, which is used without a metallic or oxidic outer shell must and which for wire metallurgical reasons lead to fine cracks and gaps tend their surface. A glass powder mixture has proven to be a good frit substance, which consists of two parts hoc: hl: leihaltigeii enamel-like glass and one part of the same There is glass, which is used for the production of the press plate.

Das Verfahren ist nicht wesentlich an zu durchsetzende Teile aus Glas bzw. an Frittenpulver aus Glas oder Email gebunden, sondern wirkt sich bei allen metallischen Durchführungen, die unter Erfüllung der eingangs genannten Forderungen ein glasartiges Material durchsetzen, wie z. B. auch Quarz, vorteilhaft aus.The procedure is not essential to penetrate parts made of glass or bound to frit powder made of glass or enamel, but affects everyone metallic bushings that meet the requirements mentioned above enforce a vitreous material, such as. B. also quartz, advantageous.

Claims

PATFNTANSPr; i; ciiE: i. Method of achieving tight penetrations metallic parts by glass or glass-like substances, characterized that the metallic part in an approximately corresponding to the lead-through distance Provided length with a cover made of finely divided glass or glass-like material and then the metallic part is subjected to such heating that this shell melts progressively from the inside out, whereupon the part the actual 1? meltdown is subjected.

2. The method according to claim i, characterized in that the heating of the metallic part can be regulated to electrical Ways is made.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that the material enveloping the metal part is made of a low-melting enamel-like material Glass or enamel itself.

4. The method according to any one of claims i to 3, characterized characterized in that the enveloping material consists of a mixture of a low-melting point Glass or enamel with a higher melting glass, e.g. B. yours to be enforced Glass.

5. The method according to any one of claims i to 3, characterized in that that the zri penetrating body made of quartz and the envelope of the to be carried out Metal part made of quartz, glass, enamel or a mixture of these substances.

6th The application of the method according to one of claims i to 5 to metal feedthrough parts to chrome iron.