-
Verfahren zur Herstellung von Glas-Metall-Großflächeneinschmelzungen
für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere flächenhaften Durchführungen für
Ultrakurzwellenröhren, unter Schutzgas Die Herstellung von großflächigen Glas-Metall-Verschmelzungen
bereitet vielfach große Schwierigkeiten. Es müssen nämlich erst besondere Maßnahmen
getroffen werden, um überhaupt eine Verschmelzung zu erreichen. Die bekannten Einschmelzungen
zeigen jedoch oft den Nachteil, daß sie nicht haltbar und spannungsfrei sind. Auf
großflächige Einschmelzungen ist man aber bei elektrischen Entladungsgefäßen sehr
oft angewiesen. Als Beispiel sei nur die Ultrakurzwellenröhre herausgegriffen, welche
mit Hohlraumresonatoren in Verbindung steht. Bei den Ultrakurzwellenröhren ist man
nämlich dazu übergegangen, Röhre und Schwingungskreis zu einer Einheit zusammenzubauen,
wobei die Schwingungskreise aus Hohlraumresonatoren bestehen, da nur diese den notwendigen
hohen Resonanzwiderstand bei hohen Frequenzen haben. Die Hohlraumresonatoren sind
bei einigen Ausführungsformen von bekannten Ultrakurzwellenröhren innerhalb des
Vakuumgefäßes angeordnet. Dieses bringt aber den Nachteil mit sich, daß eine Abstimmung
in weiten Bereichen nur schwierig durchzuführen ist. Ordnet man dagegen die Hohlraumresonatoren
wie beim Klystron von H a e f f außerhalb des Entladungsgefäßes in der Weise an,
daß sie über die Wandung
geschoben werden können, so ist die Kopplung
zwischen Elektronenstrahl und Hohlraumresonatoren verhältnismäßig schlecht. Man
ist somit darauf angewiesen, um die Forderung einer möglichst guten Kopplung und
gleichzeitig einer einfachen Abstimmbarkeit der Hohlraumresonatoren zu erfüllen,
die Hohlraurnresonatoren mit blenden- oder gitterartigen Fortsätzen zu versehen,
welche durch die Wandung des Entladungsrohres hindurchgeschmolzen werden. Vorzugsweise
geht man dann in der Weise vor, daß die Blenden mit den Glasrohren der Wandung vakuumdicht
verschmolzen werden und auf die Blenden die Hohlraumresonatoren aufgesetzt werden.
Bei den oben beschriebenen Ultrakurzwellenröhren sind die Schwierigkeiten bei der
Verschmelzung der Blenden mit den aus Glasrohren bestehenden Wandungsteilen besonders
groß, da die Hohlraumresonatoren mit zwei Blenden bzw. Gittern versehen werden müssen,
wobei ein exakter Abstand der Blenden bzw. Gitter eingehalten werden muß.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glas-Metall-Großflächeneinschmelzungen
für elektrische Entladungsgefäße, insbesondere von flächenhaften Durchführungen
für Ultrakurzwellenröhren, unter Schutzgas; welches sich dadurch auszeichnet, daß
haltbare und spannungsfreie Einschmelzungen erzielt werden. Erfindungsgemäß werden
die miteinander zu verschmelzenden Glas-und Metallteile in einem mit Schutzgas zu
füllenden Raum angeordnet und zunächst durch elektrische Heizung mittels eines die
zu verbindenden Teile umgebenden Heizkörpers bis wenigstens nahezu auf die Temperatur
des Transformationspunktes des Glases erhitzt. Dann werden die Metallteile durch
Hochfrequenz weit über den Transformationspunkt des Glases erhitzt. Auf die Verwendung
von Schutzgas beim Einschmelzen ist man angewiesen, um eine zu starke Oxydation
der Metallteile beim Glühen zu vermeiden. Als Schutzgas kommt beispielsweise reiner
Stickstoff in Frage. Ferner hat sich in manchen Fällen auch Argon als zweckmäßig
erwiesen. Diese Schutzgase haben sich besonders bewährt, wenn Kupferteile mit Glasteilen
vakuumdicht verschmolzen werden sollen, was beispielsweise bei Ultrakurzwellenröhren
der Fall ist, da Kupfer die für Ultrakurzwellenröhren notwendige elektrische Leitfähigkeit
aufweist.
-
Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich, daß zunächst
das Glas ebenso wie die Metallteile erhitzt wird. Nachdem sämtliche Teile auf die
Temperatur des Transformationspunktes des Glases oder etwas darunter erhitzt worden
sind, werden die Metallteile durch Hochfrequenz weit über die Temperatur des Transformationspunktes
des Glases, vorzugsweise auf die doppelte Temperatur, erhitzt. Durch diese Maßnahme
werden äußerst haltbare und spannungsfreie Einschmelzungen erzielt. Das Verschmelzen
kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß die zu verschmelzenden Körper, also
Glasrohrstücke und ringförmige Metallblenden, welche durch die Wandung einer Ultrakurzwellenröhre
hindurchgeführt werden sollen, in der gewünschten Weise aufeinander angeordnet und
in eine Einrichtung, welche in der Abbildung dargestellt ist, eingebracht werden.
Die Verschmelzungseinrichtung besteht aus einem Glaskolben i, welcher einen Schutzgasraum
a umgibt. Der Schutzgasraum kann durch eine Öffnung i i mit dem Schutzgas gefüllt
werden. Der Glaskolben i ist auf eine Unterlage 9 gesetzt, welche gleichzeitig zur
Halterung der isolierenden Stützen 3, 4, 5, 6 eines Widerstandsheizkörpers 7 dient.
Der Widerstandsheizkörper ist als Doppelwendel um die isolierenden Streben herumgeführt.
Das eine Ende 8 ist durch die Bodenplatte 9 hindurchgeführt und dient zur Verbindung
mit der Energiequelle, während das andere Ende io des Widerstandsheizkörpers 7 durch
den hohl ausgebildeten Isolierstab 4 geführt ist und mit dem anderen Pol der Energiequelle
in Verbindung steht. Über das Glasgefäß i wird eine Hochfrequenzspule gestülpt;
die zur Hochfrequenzheizung der Metallteile benutzt wird. Zur Verschmelzung der
Glas- und Metallteile miteinander werden diese Teile in dem von der Doppelwendel
7 umgebenen Raum angeordnet und, nachdem der Raum a mit Schutzgas gefüllt ist, auf
die Temperatur des Transformationspunktes des Glases oder etwas darunter erhitzt.
Nachdem diese Temperatur erreicht ist, werden die Metallteile mit Hilfe der über
die Glaswandung i geschobenen Hochfrequenzspule durch Hochfrequenz weit über die
Temperatur des Transförmationspunktes des Glases erhitzt.
-
In manchen Fällen hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, die Einrichtung
zum vakuumdichten Verschmelzen der Glas- und Metallteile miteinander in anderer
Weise auszubilden. Es ist nämlich gegebenenfalls möglich; auf den Widerstandsheizkörper
zu verzichten, wenn über die zu verschmelzenden Teile ein metallisches Zylinderrohr
gestülpt wird, welches durch Hochfrequenz erhitzt wird. Nachdem die Temperatur des
Transformationspunktes des Glases erreicht ist, kann der übergestülpte Zylinder
innerhalb des Schutzgasraumes weggezogen werden, so daß dann nur noch die Metallteile
erhitzt werden.
-
Das Verfahren nach der Erfindung hat nicht nur bei Ultrakurzwellenröhren
mit Hohlraumresonatoren Bedeutung, sondern kann mit Vorteil auch bei der Herstellung
von Bildwandlern, Braunsehen Röhren, Röntgenröhren u. dgl. angewendet werden, und
zwar insbesondere in den Fällen, wenn die Elektroden ringförmig mit den aus Glas
bestehenden Wandungsteilen vakuumdicht verschmolzen werden, wobei die ringförmigen
Metallteile durch die Wandung hindurchgeführt sind, so daß sie gleichzeitig als
Zuleitungen benutzt werden.
-
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die vorzugsweise aus
Kupfer bestehenden Metallteile, wie Blenden od. dgl., vor dem Verschmelzen mit den
Glasteilen aufzurauhen, was beispielsweise mit Hilfe eines Sandstrahlgebläses erfolgen
kann. Durch diese Vorbehandlung wird erreicht, daß die Teile besonders gut aneinander
haften. Ferner wird bei Verwendung von oberflächlich aufgerauhten
Metallteilen
erreicht, daß das Glas bzw. das Glaslot, welches sich an den Verschmelzungsstellen
befindet, besser fließt.