Verfahren zur Herstellung von Barium-Cer-Legierungen Es ist vorgeschlagen
worden, Barium-Cer-Legi-erun.gen in der Vakuumtechnik als Getterstoff zu verwenden.
Die Herstellung dieser Legierung wurde bisher durch Zusammenschmelzen von Barium
und Cer unter gewissen Vorsichtsmaßregeln im Hochvakuum vorgenommen. Durch den bei
der erforderlichen Schmelztemperatur hohen Dampfdruck der einzelnen Legierungspartner
war das Verfahren mit erheblichen Schwierigkeiten verb'und'en.Method of making barium-cerium alloys It is proposed
been to use barium-cerium alloys in vacuum technology as a getter material.
The production of this alloy was previously carried out by melting together barium
and cerium are made under certain precautionary measures in a high vacuum. Through the at
the required melting temperature high vapor pressure of the individual alloy partners
the procedure was associated with considerable difficulties.
Auch die .Darstellung des reinen Cer auf elektrolytischem Wege ist
mit gewissen Schwierigkeiten verknüpft. So muß das Metall in geschmolzenem Zustand
an der Kathode abgeschieden werden, um der bei dieser Darstellungsmethode üblichen
starken Kathodenzerstäubung entgegenzuwirken. Weiterhin ist eine Abscheidung des
geschmolzenen Metalls erforderlich, um eine Verunreinigung durch das Elektrolys-ebad
selbst weitg e, 'h end auszuschließen. Aus diesem Grunde muß die Ele!lctr,olysetemperatur
auf etwa 8oo° C gehalten werden. Die Ausbeute an Metallen wird aber bei dieser Temperatur
.durch eine erhebliche Polarisation der Schmelze wesentlich herabgesetzt. Nur durch
besondere Kunstgriffe, die das Verfahren erschweren, wie Einbau von Diapbragmen
und Verwendung einer rotierenden Kathode, gelingt es, ein einigermaßen brauchbares
Verfahren zu bekommen. Die Darstellung des Bariums stößt auf ähnliche Schwierigkeiten.The representation of pure cerium is also by electrolytic means
associated with certain difficulties. So the metal must be in a molten state
be deposited on the cathode to the usual with this representation method
to counteract strong cathode sputtering. Furthermore, a deposition of the
Molten metal required to be contaminated by the electrolytic bath
even to a large extent to be excluded. For this reason the electrolysis temperature
be kept at about 8oo ° C. However, the yield of metals will be at this temperature
. Significantly reduced by a considerable polarization of the melt. Only by
special tricks that complicate the procedure, such as the installation of diapbragmas
and using a rotating cathode, manages to get a reasonably usable one
Procedure to get. The representation of barium encounters similar difficulties.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Barium-Cer-Legierangen
nach einem elektrolytischen Verfahren
herzustellen, bei dem die Abscheidung der Metallkomponenten aus einer Schmelze,
die die beiden Metalle als Chloride enthält;. gleichzeitig vorgenommen wird.To avoid these disadvantages, it is proposed according to the invention that
the barium-cerium alloy rods
by an electrolytic process
in which the deposition of the metal components from a melt,
which contains the two metals as chlorides. is done at the same time.
;Besonders geeignet sind -hierfür Schmelzen, die sich zu 6o'/o aus
Barium-Chlorid und zu 4oo/o aus wasserfreiem Cer-Chlorid zusammensetzen und deren
Schmelzpunkt unter Soo° C liegt. Die Stromdichte .an der Kathode darf zwischen o;i
und i A/cm2 schwanken. Besonders günstig für das Verfahren ist ein Zusatz von Halogeniden
der Erdalkalimetalle, besonders Calcium-Fluorid. Man erhält -auf diese Weise ein
besonders glattschmelzendes Bad. Als Kathodenmaterial wird Mölybdän verwendet. Der
Tiegel besteht aus gesintertem Calcium-Fluorid. Die Badtemperatur kann unter Soo°
C liegen, da die unter den angegebenen Strombedingungen sich abscheidenden. Metalllegierungen
unterhalb dieser Temperatur schmelzen. Die gemeinsame Abscheidung beider Metalle
führt zu einer sehr homogenen Legierung, deren einzelne Kristalle besonders fein
sind, dies ist für den beabsichtigten Verwendungszweck der Legierung als @Getterstoff
von besonderer Bedeutung. Infolge ihres spezifischen Gewichtes setzt sich die Legierung
am Boden der Schmelze ab; hier kann nachdem Erstarrender Schmelze die Barium-Cer-Legierung
entnommen werden. Die auf diese Weise dargestellte Legierung ist bei entsprechender
Reinheit der Ausgangsmaterialien ohne weitere Be'handlang in der Hochvakuumtechnik
als Getter verwendbar. Sie kann entweder in erschmolzenem Zustand öder in Pulverform
in die Hochvakuumgefäße eingebaut werden.; Particularly suitable for this purpose are melts that are 6o '/ o from
Composed of barium chloride and 400 per cent of anhydrous cerium chloride and their
Melting point is below Soo ° C. The current density at the cathode may be between o; i
and i A / cm2 fluctuate. The addition of halides is particularly favorable for the process
of the alkaline earth metals, especially calcium fluoride. One gets - in this way a
particularly smooth melting bath. Mölybden is used as the cathode material. Of the
The crucible is made of sintered calcium fluoride. The bath temperature can be below Soo °
C, because those are deposited under the specified current conditions. Metal alloys
melt below this temperature. The joint deposition of both metals
leads to a very homogeneous alloy, the individual crystals of which are particularly fine
are, this is for the intended use of the alloy as @Getterstoff
really important. Due to its specific weight, the alloy settles
from the bottom of the melt; Here, after the melt has solidified, the barium-cerium alloy
can be removed. The alloy shown in this way is corresponding to
Purity of the starting materials without further handling in high vacuum technology
can be used as a getter. It can either be molten or powdered
be built into the high vacuum vessels.
Im folgenden ist ein Beispiel zur Herstellung der neuen Legierung
angegeben. i 5o g Cer-(III)-Chlorid, das nach einem der bekannten Verfahren wasserfrei
hergestellt wurde, und i5o g k.ristallwasserfreies Barium-Chlorid werden mit 1 5
g Calcium-Fluorid bei einer Stromstärke von 6o bis 7o A rasch eingeschmolzen,
wobei der Tiegel durch eine Au3eriheizung auf Soo° C gehalten wird. Sobald man eine
homogene Schmelze erhalten hat, wird an .die Elektroden eine Spannung von 1a bis
15 Volt gelegt, wobei die Kathodenstromdichte zwischen o, i und i A/cm2 betragen
soll. Man führt die Elektrolyse unter diesen Bedingungen durch und kann im Verlauf
mehrerer Stunden: durch gewisse Zugaben an Barium- und Cerium-Chlorid den Verbrauch
der Schmelze ergänzen, da die angegebenen Konzentrationsbedingungen möglichst eingehalten
werden sollen. Sobald man eine Metallabscheidung von ungefähr 50 9 erhalten
hat, was man aus der hindurchgeflossenen Strommenge unter Zugrundelegung einer Stromausbeute
von 5o')/o errechnen kann, unterbricht man die Elektrolyse, läßt das Bad abkühlen,
zerschlägt das geschmolzene Salz und nimmt aus dem Tiegel die geschmolzene Legierung.
Durch Umschmelzen unter Natrium-Chlori-d kann man die letzten Reste der Elektr.olyseeinsuhlüsse
beseitigen.The following is an example of making the new alloy. i 5o g of cerium (III) chloride, which was prepared free from water according to any one of the known methods, and i5o k.ristallwasserfreies g barium chloride are mixed with 1 5 g of calcium fluoride at a S tromstärke of 6o to 7o A melted quickly, The crucible is kept at Soo ° C by an external heater. As soon as a homogeneous melt has been obtained, a voltage of 1a to 15 volts is applied to the electrodes, the cathode current density being between 0.1 and 1 A / cm2. The electrolysis is carried out under these conditions and in the course of several hours: The consumption of the melt can be supplemented by certain additions of barium and cerium chloride, since the specified concentration conditions should be adhered to as far as possible. As soon as a metal deposit of about 50 9 has been obtained, which can be calculated from the amount of current that has flown through it on the basis of a current yield of 50%, the electrolysis is interrupted, the bath is allowed to cool, the molten salt is broken up and the salt is removed from the crucible molten alloy. By remelting under sodium chloride one can remove the last remnants of the electr.