EP1372183A2 - High-temperature oven for solid samples evaporation in an electron-cyclotron-resonance ion source - Google Patents

High-temperature oven for solid samples evaporation in an electron-cyclotron-resonance ion source Download PDF

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EP1372183A2
EP1372183A2 EP03011507A EP03011507A EP1372183A2 EP 1372183 A2 EP1372183 A2 EP 1372183A2 EP 03011507 A EP03011507 A EP 03011507A EP 03011507 A EP03011507 A EP 03011507A EP 1372183 A2 EP1372183 A2 EP 1372183A2
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EP
European Patent Office
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cup
temperature furnace
tungsten
heating coil
rod
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EP03011507A
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Ralf Dipl.-Ing. Lang
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GSI Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH
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GSI Gesellschaft fuer Schwerionenforschung mbH
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Abstract

The oven at the end, is symmetrical about the axis. The open end of the cup (4) faces the ion source and has a rod joined to the inner conductor at its outer base. The external conductor (6) is out of contact with the rod and reaches up almost to the cup base, forming the filament holder. A free-standing heating coil (2) surrounds the cup. This contacts the cup wall at one end and the end face of the external conductor (6) facing the cup at the other. The cup, attached inner conductor and external conductor, are made from electrically-conducting material which is dimensionally-stable at over 2000degreesC. The heating coil is a tungsten alloy, introduced free of mechanical stress. At the highest operating temperature, it is dimensionally-stable, or at least cannot move into contact with other components. The rod is plugged detachably into a bush (10), being inserted to a given axially length and surrounded completely by it and equally-spaced spring contacts. The current supply (21) and lead through (16) of the thrust unit comprises an axial, alloy rod of good thermal- and electrical conductivity, which resists tension, compression and torsion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturofen zur Festkörperverdampfung in Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenquellen, EZR-IQ, im internationalen Sprachgebrauch auch unter ECRIS, Electron-Cyclotron-Resonance-Ion-Source, bekannt. Der Hochtemperaturofen ist elektrisch und mechanisch an eine kühlmittelumströmte Schubstangeneinrichtung gekuppelt, mit der er durch ein am Rezipienten/Vakuumgehäuse angeflanschtes Führungsrohr in die vom zu verdampfenden Material abhängige Verdampfungposition geschoben und festgestellt oder daraus ohne Belüftung der EZR-IQ zurückgezogen werden kann. An dieses Führungsrohr ist umgebungsseitig noch ein Zugschieber angeflanscht, um ein Einführen oder Entnehmen des Hochtemperaturofens ohne Rezipientenbelüftung zu ermöglichen.The invention relates to a high-temperature furnace for solid evaporation in E lektron- Z yklotron- R esonanz- I on OURCES q, ECR IQ, in international usage even under ECRIS, E lectron- C yclotron- R esonance- I on- S ource known. The high-temperature furnace is electrically and mechanically coupled to a coolant-driven push rod device, with which it can be pushed through a guide tube flanged onto the recipient / vacuum housing into the evaporation position depending on the material to be evaporated and fixed or withdrawn therefrom without ventilation of the EZR-IQ. A pulling slide is flanged to this guide tube on the environment side, in order to enable the high-temperature furnace to be inserted or removed without recipient ventilation.

Der Hochtemperaturofen ist für die Metallionenerzeugung wichtig, da solche nur aus einem dampfförmigen Medium gewonnen werden können. Dazu muss das entsprechende Metall zuvor verdampft werden, wozu je nach Metall Temperaturen weit über 1000°C notwendig sind.The high temperature furnace is important for metal ion generation, since these are only obtained from a vaporous medium can be. To do this, the corresponding metal must first be evaporated depending on the metal temperatures well above 1000 ° C are necessary.

Der ständige Einsatz einer EZR-Ionenquelle hat gezeigt, dass mit der Produktion eines Ionenstrahles aus Festkörperatomen ein erheblicher Zeitaufwand verbunden ist. Sobald das Material verbraucht ist oder ein anderer Festkörper verwendet werden soll, also nach jedem Öffnen der Ionenquelle, muss eine mehrstündige Pumphase in Kauf genommen werden. Diese wird zur Erreichung des erforderlichen Hochvakuums von etwa 10-7 mbar gebraucht. Dieses Problem wurde zunächst mit einem Hochtemperaturofen, wie er aus der DE 196 05 171 bekannt ist, gelöst. Der Aufbau des Hochtemperaturofens und die dazu verwendeten Materialien lassen den Betrieb nur im Temperaturbereich von etwa 500°C bis etwa 1500°C zu, damit sind viele metallische Elemente zur Verdampfung ausgeschlossen, weil die benötigten Temperaturen mit diesem System, bei dem ein Heizdraht auf einen keramischen Grundkörper gewickelt ist, nicht zu erreichen sind. Die in diesem Temperaturbereich verfügbaren Keramiken werden bei den hohen Temperaturen chemisch reaktiv und können so nicht die benötigten langen Standzeiten erreichen.The constant use of an EZR ion source has shown that the production of an ion beam from solid-state atoms takes a considerable amount of time. As soon as the material is used up or another solid is to be used, i.e. after each opening of the ion source, a pumping phase of several hours has to be accepted. This is used to achieve the required high vacuum of around 10 -7 mbar. This problem was first solved with a high-temperature furnace, as is known from DE 196 05 171. The structure of the high-temperature furnace and the materials used for it only allow operation in the temperature range from about 500 ° C to about 1500 ° C, so many metallic elements for evaporation are excluded because the temperatures required with this system, in which a heating wire is on one ceramic base body is wound, can not be reached. The ceramics available in this temperature range become chemically reactive at the high temperatures and therefore cannot achieve the long service life required.

Das Verlangen, dampfförmige metallische Elemente bereitzustellen, die erst über 1500°C bis etwa 2000°C verdampfen, bildet auch die Aufgabe, die dieser Erfindung, die dieses Problem löst, zugrunde liegt, nämlich einen solchen Hochtemperaturofen mit wenigstens einem Tiegelvolumen wie aus dem Stand der Technik bekannt, mit einer ausreichenden Heizleistung für die zu verdampfende Metallmenge bereitzustellen. Insbesondere steht die Forderung im Raum, ein Metalldampf aus Uranoxid bereitstellen zu können, um daraus schließlich Uranionen in der EZR-IQ zu erzeugen.The desire to provide vaporous metallic elements which only evaporate above 1500 ° C to about 2000 ° C also the problem that this invention that this problem solves, is based, namely such a high temperature furnace with at least one crucible volume as from the prior art known with sufficient heating capacity for the to provide evaporating amount of metal. In particular it says the requirement in the room to provide a metal vapor from uranium oxide in order to be able to use it in the EZR-IQ to create.

In Anspruch 1 ist der Hochtemperaturofen mit seinen kennzeichnenden Merkmalen beschrieben, der die Aufgabe löst bzw. die Forderung erfüllt, auch Uranatome bereitstellen zu können. Dahinter steht die technische Aufgabe die mit höchsttemperaturbelastbaren Materialien/Legierungen erforderliche Verdampfungsleistung zu erbringen, aber auch die bisherige Austauschfreundlichkeit des Hochtemperaturofens mindestens beizubehalten.In claim 1, the high-temperature furnace with its characteristic Features described that solves the task or the Requirement met to also be able to provide uranium atoms. behind it the technical task is the one with maximum temperature load Materials / alloys required evaporation performance to provide, but also the previous exchange friendliness of the high temperature furnace at least.

Der am Ende der gesamten Anordnung sitzende Hochtemperaturofen liegt koaxial zur Achse derselben und besteht aus einem zur Ionenquelle hin offenen, becherförmigen Tiegel, an dessen Boden außen ein Stiel, der Innenleiter, ansetzt. Den Stiel umgibt konzentrisch, ohne ihn zu berühren, ein bis kurz vor den Boden des Bechers reichender Außenleiter, die Filamentaufnahme. Becher und Stil bestehen aus einem Körper und sind aus einem Material, das den extremen thermischen Anforderungen unter Wahrung der geometrischen Form gewachsen ist. Für Temperaturen bis knapp über 2000°C erweist sich dafür nur noch Wolfram als tauglich, das allerdings sehr schwer auf Maß bearbeitbar ist.The high-temperature furnace at the end of the entire arrangement lies coaxial to the axis of the same and consists of a to Ionic source open, cup-shaped crucible, at the bottom outside a stem, the inner conductor, attaches. Surrounds the stem concentric, without touching it, until just before the The outer conductor reaching the bottom of the cup, the filament holder. Cup and style consist of one body and are made of a material that meets the extreme thermal requirements Preservation of the geometric form has grown. For temperatures up to just over 2000 ° C, only tungsten is found as suitable, but it is very difficult to edit to measure is.

Deshalb wird dafür eine spezielle, hochwarmfeste Wolfram-Legierung wie Wolfram-Ceroxid oder Wolfram-Lanthanoxid oder Wolfram-Thoriumoxid verwendet (Anspruch 2). Wolfram ist dabei jeweils mit 1 bis 2% des jeweiligen Oxids dotiert. Gegenüber reinem Wolfram hat die Wolram-Ceroxid-Legierung den hier nicht wichtigen Vorteil der niedrigeren Elektronenaustrittsarbeit. Wolfram-Lanthanoxid hat gegenüber Wolfram eine bessere Kriechbeständigkeit, eine höhere Rekristallisationstemperatur bei hohen Umformgraden und insbesondere eine noch höhere Warmfestigkeit. Wolfram-Thoriumoxid hat gegenüber reinem Wolfram eine höhere Rekristallisationstemperatur, eine höhere Warmfestigkeit, eine niedrigere Elektronenaustrittsarbeit und eine gute mechanische Bearbeitbarkeit, allerdings den problematischen Nachteil: es ist radioaktiv. Für den Hochtemperaturofen ist von der Fertigung, mechanische Bearbeitbarkeit, und dem Einsatz, hohe Warmfestigkeit, her gesehen die Wolfram-Lanthanoxid-Legierung vorzuziehen.That is why a special, highly heat-resistant tungsten alloy is used such as tungsten cerium oxide or tungsten lanthanum oxide or Tungsten thorium oxide used (claim 2). Wolfram is there each doped with 1 to 2% of the respective oxide. Across from The Wolram cerium oxide alloy does not have pure tungsten here important advantage of the lower electron work function. Tungsten-lanthanum oxide has better creep resistance than tungsten, a higher recrystallization temperature high degrees of deformation and in particular an even higher heat resistance. Tungsten thorium oxide has one compared to pure tungsten higher recrystallization temperature, higher heat resistance, a lower electron work function and a good one mechanical workability, but the problematic Disadvantage: it is radioactive. For the high temperature furnace is of manufacturing, machinability, and use, high heat resistance, seen from the tungsten-lanthanum oxide alloy preferable.

Der Außenleiter ist im Betrieb ebenfalls diesen extrem hohen Temperaturen ausgesetzt, allerdings nicht in dem Masse wie der Becher/Tiegel, der direkt angestrahlt wird. Am Außenleiter setzt die Heizwendel/-spirale an. Als Material für den Außenleiter ist Tantal oder Molybdän oder Niob oder Wolfram geeignet (Anspruch 3). Falls noch eine einigermaßen gute mechanische Bearbeitbarkeit gefordert ist, ist Tantal zu bevorzugen.The outer conductor is also extremely high in operation Exposed to temperatures, but not to the extent that Cup / crucible that is directly illuminated. On the outer conductor attaches the heating coil / spiral. As material for the outer conductor tantalum or molybdenum or niobium or tungsten is suitable (Claim 3). If still a reasonably good mechanical one Machinability is required, tantalum is preferred.

Um den Becher sitzt freistehend die Heizwendel, die nur mit ihrem einen Ende den Becherrand und mit ihrem andern Ende die dem Becher zugewandte Stirn des Außenleiters kontaktiert. Die Heizwendel ist zug- und druckfrei also ohne mechanische Spannung eingebaut und verformt sich auch unter höchster Belastung allenfalls nur soweit, dass der frei liegende Bereich noch nirgends berührt. Die Heizwendel ist aus einer speziellen Wolframlegierung, die die extremen Belastungen formkonstant aushält. In Frage kommt bisher nur sogenanntes vakuummetallisiertes Wolfram, kurz VM-Wolfram, der Firma Plansee Aktiengesellschaft in A-6600 Reute/Tirol.The heating coil, which is only available with, sits around the cup at one end the rim of the cup and at the other end the contact the forehead facing the outer conductor. The The heating coil is free of tension and pressure, i.e. without mechanical tension installed and deforms even under the highest loads at most only so far that the exposed area is still nowhere touched. The heating coil is made of a special Tungsten alloy that keeps the extreme loads constant in shape endures. So far, only so-called vacuum-metallized has been considered Wolfram, or VM-Wolfram for short, from Plansee Aktiengesellschaft in A-6600 Reute / Tirol.

Für den Betrieb sind die Stromübergänge von Baukomponente zu Baukomponente von wesentlicher Bedeutung. Es darf auch bei hoher thermischer Belastung zu keinen Stromdichteüberhöhungen kommen, die vollends zu rascher Selbstzerstörung führen. Hierzu ist der Stiel im Endbereich vor seiner freien Stirn über eine vorgegebene axiale Länge und um den vollen Umfang herum mittels einer Buchse (10) aus um den Umfang gleichverteilten Federkontakten mit einem auf der freien Stirn der Schubeinrichtung andockenden Schubstangeninnenteil (13) lösbar gesteckt. Diese Komponente hat sich erfahrungsgemäss langzeitlich bewährt und ist andern Kontaktierungsmaßnahmen überlegen.The current transitions from the component are closed for operation Construction component essential. It is allowed even at high thermal load to no current density increases that completely lead to rapid self-destruction. For this purpose, the stem is in the end area in front of its free forehead over a given axial length and around the full circumference around by means of a socket (10) around the circumference evenly distributed spring contacts with one on the free forehead the push rod inner part of the pushing device (13) releasably inserted. Experience has shown that this component has proven itself proven long-term and is other contacting measures think.

Die Schubeinrichtung hat mechanische und elektrische Funktion. Mechanisch, weil mit ihr der Hochtemperaturofen in Position geschoben/gedreht oder aus ihr gezogen wird. Elektrisch, weil der Heizungsstrom über die Stromzu- und Stromdurchführung fließt. Eine Kupfer-Beryllium-Legierung erfüllt alle Betriebsforderungen zufriedenstellend.The pusher has mechanical and electrical functions. Mechanically because the high-temperature furnace is in position with it pushed / rotated or pulled out of it. Electric because the heating current via the power supply and current feedthrough flows. A copper-beryllium alloy fulfills all of them Operating requirements satisfactory.

Über das in Anspruch 1 gekennzeichnete Bauprinzip hinaus sind in den Unteransprüchen 4 bis 7 Maßnahmen beschrieben, die ein stabiles Langzeitverhalten und eine Bedienerfreundlichkeit unterstützen:
Die Stromdurchführung ist ein Zusammenbau, also ein konfektioniertes Bauteil, aus einem zentralen Kupferstab mit einer übergeschobenen Hülse aus dielektrischem, keramischem Material. Aluminiumoxid, Al2O3, beispielsweise erweist sich als gut geeignet. Diese Al2O3-Hülse steckt in einer metallischen Ringtopfhülse, die, am Kupferstab hart angelötet, ortsfest sitzt. Über den andern Stirnbereich ist ebenfalls über die Stirn hinaus eine metallische Hülse geschoben. Beide metallische Hülsen sind aus einer schweißbaren Eisennickellegierung, beispielsweise FeNi42, und berühren sich nicht (Anspruch 4).
In addition to the construction principle characterized in claim 1, subclaims 4 to 7 describe measures which support stable long-term behavior and user friendliness:
The current feedthrough is an assembly, that is to say a prefabricated component, made of a central copper rod with a sleeve of dielectric, ceramic material that is pushed over it. Aluminum oxide, Al 2 O 3 , for example, proves to be well suited. This Al 2 O 3 sleeve is in a metallic ring pot sleeve, which, when hard-soldered to the copper rod, is fixed in place. A metallic sleeve is also pushed over the forehead over the other forehead area. Both metallic sleeves are made of a weldable iron-nickel alloy, for example FeNi42, and do not touch (claim 4).

Um möglichst verlustarm Wärme im Becherinnern zu erzeugen, setzt nach Anspruch 5 an der freien Stirn des Bechers ein umgebendes Abschirmrohr an, das die Heizwendel mindestens vollständig verdeckt. In dieses Abschirmrohr ist eine zylindrische Abschirmung mit mindestens der Länge der eingebauten Heizwendel geschoben. Beide Abschirmungen werden mit der dazwischengeschobenen geriffelten Reflexionsfolie auf Abstand zueinander gehalten, sie berührt beide punktförmig und/oder allenfalls nur abschnittsweise linienförmig. Damit ist ein wirksames Hitzeschild aufgebaut und Wärmeleitung nach außen auf ein unvermeidbares Maß beschränkt. Beide Abschirmungen und die Folie sind aus einem hochwarmfesten Material, z.B. Tantal.In order to generate heat with as little loss as possible inside the cup, sets according to claim 5 on the free forehead of the cup a surrounding Shielding tube that the heating coil at least completely covered. In this shield tube is a cylindrical one Shielding with at least the length of the installed heating coil pushed. Both shields are inserted with the one in between corrugated reflective tape at a distance from each other held, it touches both point and / or at most only linear in sections. It is an effective heat shield built up and heat conduction to the inevitable Dimension limited. Both shields and the foil are made of a heat-resistant material, e.g. Tantalum.

Das Führungsrohr ist metallisch und gut wärmeleitend. Es überlappt das Abschirmrohr in jeder Arbeitsposition des Hochtemperaturofens und bildet mit ihm einen Ringspalt. Die Weite des Ringspalts lässt einerseits einen elektrischen Potentialunterschied zwischen dem Führungsrohr und der Abschirmung zu und ist andrerseits höchstens so weit, dass die Mikrowelle aus der EZR-IQ noch nicht eindringen kann, beispielsweise höchsten 1/10 der Wellenlänge der Mikrowelle. Damit ist der Hochtemperaturofen samt Schubeinrichtung von der Mikrowelle im Rezipienten abgeschirmt, so dass keine zerstörerischen Ankopplung an den Ofen und die Schubeinrichtung eintreten kann. Der Ofen kann auf ein andres elektrische Potential als das Führungsrohr gelegt werden (Anspruch 6), das ist für gewisse Einsätze in einer Beschleunigeranlage wichtig.The guide tube is metallic and has good heat conductivity. It overlaps the shielding tube in every working position of the high temperature furnace and forms an annular gap with it. The vastness of the On the one hand, annular gaps leave an electrical potential difference between the guide tube and the shield to and is on the other hand at most so far that the microwave from the EZR-IQ cannot penetrate yet, for example highest 1/10 of the wavelength of the microwave. So that's the High temperature furnace including a pushing device from the microwave in the Containers are shielded so that no destructive coupling can enter the oven and the pusher. The Oven can have a different electrical potential than that Guide tube are placed (claim 6), that is for certain Use in an accelerator system is important.

Die flächige Kontaktierung am Stiel des Ofens ist zur Vermeidung von punktuellen Stromdichteüberhöhungen zwingend. Der kommerziell erhältlichen ODU-Kontakt der Firma Otto Dunkel aus Mühldorf am Inn erfüllt die Anforderungen bei Nennbetrieb langzeitlich (Anspruch 7). Ein auf diesem Bauprinzip beruhender Steckkontakt sitzt in der in die Umgebung ragende Stirn (der Stromzuführung) des Innenteils der zusammengebauten Schubstange. Der Gegenkontakt für den Stromanschluss sitzt auf dem in Verlängerung nach hinten vorhandenen Außenrohr außerhalb des Rezipienten in der Klemmschelle zur axialen Positionierung des Hochtemperaturofens, darin ist ebenfalls ein ODU-Steckkontakt eingebaut.The flat contact on the handle of the furnace is to be avoided of selective current density increases imperative. The commercially available ODU contact from Otto Dunkel Mühldorf am Inn meets the requirements for nominal operation long-term (claim 7). One based on this principle Plug contact sits in the forehead protruding into the surroundings (the power supply) of the inner part of the assembled Push rod. The mating contact for the power connection is on the outer tube in the extension to the rear outside of the recipient in the clamp for axial positioning of the high-temperature furnace, there is also an ODU plug contact built-in.

Die Verwendung einer freistehenden Heizwendel mit beispielsweise 17 Windungen, welche sich bei über 2000°C durch die Wahl der verwendeten Materialien und die Art der Konstruktion weniger als 0,7 mm im weiter unten vorgestellten Durchführungsbeispiel durchbiegt ist neu, auch die Verwendung einer Schubstange mit zwei Funktionen, welche auf einem Außendurchmesser von beispielhaft nur 13 mm nicht nur eine koaxiale Wasserzu- und abfuhr beinhaltet, sondern auch die Zu- und Ableitung des benötigten Heizstroms von ~ 35 A bei einer Spannung von ~ 12 V im Durchführungsbeispiel.Using a free-standing heating coil, for example 17 turns, which can be selected at over 2000 ° C the materials used and the type of construction less than 0.7 mm in the implementation example presented below sagging is new, including the use of a Push rod with two functions, which on an outer diameter of just 13 mm as an example, not just a coaxial one Water supply and discharge includes, but also the supply and discharge the required heating current of ~ 35 A at a voltage of ~ 12 V in the implementation example.

Das komplett isolierte Ofensystem kann auf eine separate Spannung gelegt werden, weil das alles umhüllende Führungs- oder Gehäuserohr den eingeschobenen Hochtemperaturofen mit seinem Innenrohr, Mittenrohr und Außenrohr an keiner Stelle über die gesamte Länge metallisch berührt.The completely insulated furnace system can operate on a separate voltage be placed because the all enveloping leadership or Housing tube with the inserted high temperature furnace Inner tube, middle tube and outer tube nowhere over the entire length touched metallic.

Die Verwendung von Materialien mit einem benötigten Dampfdruck von 10-3 Torr bei bis zu 2000°C in einem Ofen zur Festkörperverdampfung mit geringsten Abmessungen ist so möglich. Der Ofen kann konstruktiv einfach auf ein anderes Potential gelegt werden.The use of materials with a required vapor pressure of 10 -3 Torr at up to 2000 ° C in an oven for solid-state evaporation with the smallest dimensions is possible. The furnace can be easily put to another potential.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung setzt sich aus 3 Figuren zusammen. Im einzelnen zeigt:

  • Figur 1 den an die Schubeinrichtung andockenden Hochtemperaturofen;
  • Figur 2 die Positionierungseinrichtung und den Kühlmittelanschluss;
  • Figur 3 den Zusammenbau insgesamt.
  • The invention is further illustrated by the drawing. The drawing consists of 3 figures. In detail shows:
  • 1 shows the high-temperature furnace docking on the pusher;
  • Figure 2 shows the positioning device and the coolant connection;
  • Figure 3 shows the overall assembly.
  • Das Durchführungsbeispiel ist beispielhaft. Die freistehende Heizwendel 2 ist für den Anwendungsfall in der Ionenquelle der Beschleunigeranlage bei GSI konzipiert. Die geometrischen Konturen sind anlagenangepasst. Das Prinzip ist auf andere Anwendungsfälle übertragbar und kann in seinen Massen und Auslegungen entsprechend modifiziert werden.The implementation example is exemplary. The freestanding Heating coil 2 is for the application in the ion source Accelerator system designed by GSI. The geometric contours are adapted to the plant. The principle is on other use cases transferable and can in its masses and interpretations be modified accordingly.

    Der Hochtemperaturofen enthält hier eine 30 mm lange freistehende Heizwendel 2 mit insgesamt 17 Windungen. Diese aus vakuummetallisiertem Wolfram, VM-Wolfram, der Firma Plansee hergestellte Heizwendel 2 wird im Betrieb so heiß, dass das Nutzmaterial bis knapp über 2000°C erhitzt werden kann. Durch die spezielle Konstruktion und das gewählte Material biegt sich die Heizwendel 2 nur minimal durch, und zwar allenfalls so weit, dass in jedem vorgesehenen Betriebsfall keine Berührung mit einem andern Bauteil des Hochtemperaturofens, außer der elektrischen Kontaktierung an der jeweiligen Stirn, eintreten kann, ein elektrischer Kurzschluss tritt im Nennbetrieb nicht auf.The high-temperature furnace contains a 30 mm free-standing heating coil 2 with a total of 17 turns. This heating coil 2, which is made from vacuum m metallized tungsten, VM tungsten, from Plansee, becomes so hot during operation that the useful material can be heated to just over 2000 ° C. Due to the special design and the selected material, the heating coil 2 bends only minimally, and at most to such an extent that no contact with another component of the high-temperature furnace can occur in any intended operating case, apart from the electrical contacting on the respective forehead electrical short circuit does not occur in nominal operation.

    Die zusammengebaute Schubstange besteht über ihre Länge hinweg aus verschiedenen Bauelementen, einerseits denen für die zentrale elektrische Leitung, nämlich der Stromzuführung 21 mit ihrem ODU-Stechkontakt 47 an der Stirn zur Umgebung, die geschraubt in der konfektionierten Stromdurchführung 16 sitzt, wobei das Schubstangeninnenteil 13 mit der Stromdurchführung 16 verschraubt ist und über den ODU-Kontakt 10 auf dem Stiel der Tiegelaufnahme 4 steckt. Diese insgesamt elektrisch zentral leitende Verbindung ist zur elektrischen Isolation im Bereich der Stromzuführung 21 und hälftig bei der Stromdurchführung 16 mit Keramikrohren umgeben, im Bereich des Schubstangeninnenteils 13 mit dem Keramikrohr 12, im Bereich des Stiel 4 mit dem keramischen Haltestift 8. Diese Keramikrohre 20, 12, 8 sind alle aus Al2O3. Die koaxiale elektrische Rückleitung besteht aus dem Außenleiter 6, die Filamentaufnahme 6, um den Stiel 4, er ist über Gewindestifte 23 mit dem Schubstangenvorderteil 9 verspannt, das selbst mit dem Schubstangenaußenteil 14 verschraubt ist, dieses wiederum ist mit dem Schubstangenhinterteil 15 verschraubt. Das Schubstangenhinterteil 15 ist an der zylindrischen Hülse der Stromdurchführung 16 außen hart verlötet.The assembled push rod consists of various components over its length, on the one hand those for the central electrical line, namely the power supply 21 with its ODU piercing contact 47 on the forehead to the surroundings, which is screwed into the assembled power feed-through 16, the push rod inner part 13 being included the current feedthrough 16 is screwed and is placed on the stem of the crucible holder 4 via the ODU contact 10. This overall electrically centrally conductive connection is surrounded by ceramic tubes for electrical insulation in the area of the power supply 21 and half of the power feedthrough 16, in the area of the inner rod part 13 with the ceramic tube 12, in the area of the stem 4 with the ceramic retaining pin 8. These ceramic tubes 20, 12, 8 are all made of Al 2 O 3 . The coaxial electrical return line consists of the outer conductor 6, the filament receptacle 6, around the stem 4, it is clamped via threaded pins 23 to the front push rod part 9, which itself is screwed to the push rod outer part 14, which in turn is screwed to the push rod rear part 15. The push rod rear part 15 is brazed to the outside of the cylindrical sleeve of the current feedthrough 16.

    Am Schubstangenhinterteil 15 setzt hartverlötet das Außenrohr 17 an und führt bis zum Kühlmittelanschluss F. Das Innenrohr 19 ist mit der Hülse an der Stromdurchführung 16 innen verschweißt und führt ebenfalls bis zum Kühlmittelanschluss F. Zwischen Außen- 17 und Innenrohr 19 sitzt koaxial das Mittenrohr 18 mit seiner abgeschrägten Stirn im Bereich der Verschraubung von Stromzuführung 21 und Stromdurchführung 16 am Schubstangenhinterteil 15, dort ist auch die Kühlmittelumlenkung.The outer tube is brazed to the rear part 15 of the push rod 17 and leads to the coolant connection F. The inner tube 19 is welded to the sleeve on the current feedthrough 16 on the inside and also leads to the coolant connection F. The center tube sits coaxially between the outer tube 17 and the inner tube 19 18 with its beveled forehead in the area of the screw connection of power supply 21 and power feedthrough 16 am Push rod rear part 15, there is also the coolant deflection.

    Der Führungskugelring 11 aus Al2O3 im Endbereich des Stiels 4 hält diesen Aufbau in dem Gehäuserohr 48 spaltbildend koaxial.The guide ball ring 11 made of Al 2 O 3 in the end region of the stem 4 keeps this structure coaxial in the housing tube 48, forming a gap.

    Durch diesen Aufbau besteht einerseits der geschlossene Kühlmittelkreislauf und es wird der Luftdruck der Umgebung unmittelbar entlang der Stromzuführung 21 bis zur ringtopfförmigen Haltehülse an der konfektionierten Stromdurchführung 16 geführt.With this construction, there is, on the one hand, the closed coolant circuit and the ambient air pressure becomes immediate along the power supply 21 to the ring pot-shaped Holding sleeve guided on the assembled power feedthrough 16.

    Dieser Aufbau und die Verwendung von ODU-Kontakten kann die benötigte Heizleistung von etwa 400 W dem Hochtemperaturofen zugeführt werden. Die Schubstange wird mit dem herkömmlichen leicht variiertem (Außendurchmesser Schubstange 13 mm) Schleusensystem in die EZR-IQ eingeführt.This structure and the use of ODU contacts can required heating power of about 400 W the high temperature furnace are fed. The push rod is with the conventional slightly varied (outer diameter push rod 13 mm) Lock system introduced in the EZR-IQ.

    Der Aufbau des Hochtemperaturofens mit Schubeinrichtung ist folgender:

  • A. Die freistehende Heizwendel 2 ist aus dem hochtemperaturfester Wolframdraht, der im ppm Bereich mit Aluminium- und Kaliumsilikat dotiert wurde und dadurch eine extrem große Formstabilität und Warmfestigkeit hat. Das ist zwingend, weil sonst eine Durchbiegung des Heizdrahtes bis zur Tiegelaufnahme 4 zum zerstörerischen Kurzschluss führt.
  • B. Die Tiegelaufnahme besteht aus eine Legierung aus Wolfram mit 2% Lanthanoxid. Die Tiegelaufnahme hat über eine Länge von etwa 55 mm keine Führung, steht also frei. Daher kommt als Material bei diesen hohen Temperaturen nur Wolfram in Frage. Reines Wolfram ist sehr schwer zu bearbeiten, spanabhebend nur bei über 200°C. Die Legierung ist schon bei Raumtemperatur bearbeitbar und hat darüber hinaus eine noch höhere Warmstandfestigkeit.
  • C. Der Ring 11 mit zum Kugelmittelpunkt symmetrischer Kugelstumpfaußenwand ist aus Keramik (Al2O3), er zentriert den Hochtemperaturofen auf die Achse.
  • D. Das Außenrohr 17 aus Stahl der Norm 1.4301 sowie die Stromdurchführung 16 sind mit dem Schubstangenhinterteil 15 aus der Kupferlegierung CuBe2 vakuumdicht hartverlötet.
  • E. Die koaxiale Wasserkühlung des Schubrohres unterbindet eine Überhitzung der Rundschnurringe 37 aus Fluorkautschuk, FPM, Handelsnahme: Viton® sowie der Schleusenteile 30/31/32/34 aus PEEK. Dadurch kann der Hochtemperaturofen ohne lange Abkühlzeiten aus der Ionenquelle herausgezogen werden und ist sofort durch einen bereitstehenden anderen austauschbar.
    Die Teile 9/14/15 des Schubrohres sind aus der Kupferlegierung CuBe2, um eine gute Wärmeableitung bei möglichst großer Härte zu erreichen.
    Die konfektionierte Stromdurchführung 16 wird mit dem Innenrohr 19 vakuumdicht WIG geschweißt; der Innenleiter ist aus Kupfer; die aufgeschobene dielektrische Hülse, Keramikisolierung, ist aus Al2O3 und wird durch die im Bild linke Ringtopfhülse, die am zentralen Kupferleiter hart angelötet ist, ortsfest gehalten; die im Bild rechte, die Stirn der Al2O3-Hülse überragende zweite Hülse berührt die linke Hülse nicht; beide metallischen Hülsen sind hier aus der FeNi42-Legierung.
  • F. Der Kühlmittelanschluss 27 - das Kühlmittel ist hier Wasser - und das Mittenrohr 18 sind miteinander vakuumdicht hartverlötet. Das Kühlmittel umströmt die Stromzuführung 21 nicht unmittelbar. Durch den Aufbau mit den drei Rohren, Innen-, Mitten- und Außenrohr, besteht Luftdruck der Umgebung bis zur Stromdurchführung 16 hin.
  • G. Das Führungsrohr 48 ist aus Kupfer, der Kleinflansch 50 ist aus Edelstahl, beide sind mit dem Anschlussflansch 49 vakuumdicht hartverlötet.
  • I. Der Zugschieber H und das Kreuzstück 55 sind über die drei Spannringe 53 eingebaut. Damit wird, abhängig vom Vorhaben, belüftet und evakuiert. Am Kreuzstück 55 wird gleichzeitig der anliegende Druckzustand gemessen.
    Nach dem Herausziehen des an die Schubeinrichtung gekoppelten Hochtemperaturofens bis hinter den letzten der drei Spannringe 53, siehe gestrichelte Position, wird der Zugschieber geschlossen und das hintere Schleusenteil 29 - 34 zusammen mit dem Hochtemperaturofen und dem Schubrohr abgenommen, ohne die EZR- IQ zu belüften.
  • K. Die zwei Dichthülsen 31/32, die Endkappe 34, das Schleusenhinterteil aus PEEK und die Rundschnurringe 37 aus FPM, Handelsname Viton®, sind zur Dichtung gegen das Vakuum und zur Führung des Schubrohres. Durch Anziehen der Schleusenüberwurfmutter 33 aus Aluminium kann der Anpressdruck auf die Rundschnurringe 37 erhöht werden. Beim Wechsel des Hochtemperaturofens wird die Schleusenüberwurfmutter 33 soweit gelöst, das der Druck der Rundschnurringe 37 eine axiale Verschiebung des Schubrohres zulässt. Ein Verschieben des Hochtemperaturofens in das Schleusenvorderteil ohne einem Druckanstieg in der IQ kann durchgeführt werden.
  • L. Mit dem Klemmstück 25 aus Aluminium wird die axiale Position des Hochtemperaturofens fixiert. Darüber hinaus wird dort die Stromversorgung über einen ODU-Kontakt 39 angeschlossen. Der zweite Anschluss 47 für die Stromversorgung sitzt an der in die Umgebung gerichtete Stirn der Schubeinrichtung.
  • N. Der Wasseranschluss 27 besteht aus genormten Schnellwechselkupplungen. Der Hohlraum zwischen dem Innenrohr 19 und dem Mittenrohr 18, beide aus Stahl der Norm 1.4301, dient zur Zuführung, der Hohlraum zwischen dem Mittenrohr 18 und dem Aussenrohr 17, ebenfalls aus dieser Stahllegierung, zur Abführung des Kühlwassers.
  • The structure of the high-temperature furnace with pusher is as follows:
  • A. The free-standing heating coil 2 is made of high-temperature-resistant tungsten wire, which has been doped in the ppm range with aluminum and potassium silicate and therefore has extremely high dimensional stability and heat resistance. This is imperative, because otherwise bending the heating wire up to the crucible holder 4 leads to a destructive short circuit.
  • B. The crucible holder consists of an alloy of tungsten with 2% lanthanum oxide. The crucible holder has no guide over a length of about 55 mm, so it is free. Therefore, only tungsten can be used as material at these high temperatures. Pure tungsten is very difficult to machine, cutting only at over 200 ° C. The alloy can be processed at room temperature and also has an even higher heat resistance.
  • C. The ring 11 with a spherical stump outer wall symmetrical to the center of the ball is made of ceramic (Al 2 O 3 ), it centers the high-temperature furnace on the axis.
  • D. The outer tube 17 made of steel of the 1.4301 standard and the current feedthrough 16 are hard-soldered to the rear part 15 of the copper alloy CuBe2 in a vacuum-tight manner.
  • E. The coaxial water cooling of the push pipe prevents overheating of the round cord rings 37 made of fluororubber, FPM, trade name: Viton® and the lock parts 30/31/32/34 made of PEEK. As a result, the high-temperature furnace can be pulled out of the ion source without long cooling times and can be replaced immediately by another one that is ready.
    The parts 9/14/15 of the push tube are made of the copper alloy CuBe2 in order to achieve good heat dissipation with the greatest possible hardness.
    The assembled current feedthrough 16 is welded to the inner tube 19 in a vacuum-tight manner; the inner conductor is made of copper; the slide-on dielectric sleeve, ceramic insulation, is made of Al 2 O 3 and is held in place by the ring pot sleeve on the left, which is hard-soldered to the central copper conductor; the second sleeve on the right, protruding from the front of the Al 2 O 3 sleeve, does not touch the left sleeve; both metallic sleeves are made of the FeNi42 alloy.
  • F. The coolant connection 27 - the coolant here is water - and the center tube 18 are brazed to one another in a vacuum-tight manner. The coolant does not flow directly around the power supply 21. Due to the structure with the three tubes, inner, middle and outer tube, there is air pressure in the environment up to the current feedthrough 16.
  • G. The guide tube 48 is made of copper, the small flange 50 is made of stainless steel, both are vacuum-brazed to the connecting flange 49.
  • I. The slide valve H and the cross piece 55 are installed over the three clamping rings 53. Depending on the project, this is used to ventilate and evacuate. At the cross piece 55, the applied pressure state is measured at the same time.
    After pulling out the high-temperature furnace coupled to the pusher to behind the last of the three clamping rings 53, see dashed position, the slide valve is closed and the rear lock part 29 - 34 is removed together with the high-temperature furnace and the push tube without venting the EZR-IQ.
  • K. The two sealing sleeves 31/32, the end cap 34, the lock rear part made of PEEK and the round cord rings 37 made of FPM, trade name Viton®, are used to seal against the vacuum and to guide the push tube. By tightening the lock nut 33 made of aluminum, the contact pressure on the round cord rings 37 can be increased. When changing the high-temperature furnace, the lock nut 33 is loosened to such an extent that the pressure of the round cord rings 37 permits an axial displacement of the push tube. The high-temperature furnace can be moved into the front part of the lock without an increase in pressure in the IQ.
  • L. The axial position of the high-temperature furnace is fixed with the clamping piece 25 made of aluminum. In addition, the power supply is connected there via an ODU contact 39. The second connection 47 for the power supply is located on the forehead of the pusher facing the surroundings.
  • N. The water connection 27 consists of standardized quick-change couplings. The cavity between the inner tube 19 and the center tube 18, both made of steel of the standard 1.4301, is used for supply, the cavity between the center tube 18 and the outer tube 17, also made of this steel alloy, for removing the cooling water.
  • Das beschriebene Durchführungsbeispiel hat erste Tests bestanden:

  • Ein Test ohne Materialfüllung bei einer Temperatur von 1950°C bis 2050°C lief über 200 Stunden unproblematisch.
  • Ein weiterer Test betraf den Dauerbetrieb über mehrere Tage mit Verdampfen von Vanadium bei Temperaturen bis 1900°C durchgeführt. Aus dem Becher des Hochtemperaturofens ins Plasma gelangende Vanadiumatome waren so zahlreich, gelangten in solcher Zahl in das Plasma und wurden darin zumindest in solcher Zahl ionisiert, dass Ionenströme bis ~ 200 µA daraus extrahiert werden konnten.
  • The implementation example described has passed initial tests:
  • A test without material filling at a temperature of 1950 ° C to 2050 ° C ran without problems for 200 hours.
  • Another test concerned continuous operation over several days with vanadium vaporization at temperatures up to 1900 ° C. Vanadium atoms coming into the plasma from the beaker of the high-temperature furnace were so numerous, came into the plasma in such numbers and were ionized therein at least in such numbers that ion currents of up to ~ 200 µA could be extracted from them.
  • Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

    11 Abschirmrohrshielding Tantaltantalum 22 Heizwendelheating coil VM-WVM-W 33 Abschirmungshielding Tantaltantalum 44 Tiegelaufnahmecrucible recording W (2%LaO)W (2% LaO) 55 Keramikringceramic ring Al2O3 Al 2 O 3 66 FilamentaufnahmeFilamentaufnahme Tantaltantalum 77 Ofenführungfurnace operation Molybdänmolybdenum 88th Haltestiftretaining pin Al2O3 Al 2 O 3 99 SchubstangenvorderteilPushrod front CuBe2CuBe2 1010 ODU Kontakt Ø 3 BuchseODU contact Ø 3 socket MessingBrass 1111 Führungskugelguide ball Al2O3 Al 2 O 3 1212 Keramikrohr 1Ceramic tube 1 Al2O3 Al 2 O 3 1313 SchubstangeninnenteilPushrod inner part CuBe2CuBe2 1414 SchubstangenaußenteilPush rod outer part CuBe2CuBe2 1515 SchubstangenhinterteilPushrod rump CuBe2CuBe2 1616 StromdurchführungCurrent feedthrough Al2O3/FeNi42/KupferAl 2 O 3 / FeNi42 / copper 1717 Außenrohrouter tube 1.43011.4301 1818 Mittenrohrmiddle tube 1.43011.4301 1919 Innenrohrinner tube 1.43011.4301 2020 Keramikrohr 2Ceramic tube 2 Al2O3 Al 2 O 3 2121 Stromzuführungpower supply CuBe2CuBe2 2222 Gewindestift mit Innensechskant M 3 x 4 mit SpitzeHexagon socket set screw M 3 x 4 with tip 1.43011.4301 2323 Gewindestift mit Innensechskant M 3 x 3 mit KuppeHexagon socket set screw M 3 x 3 with tip 1.43011.4301 2424 Gewindestift mit Innensechskant M 3 x 3 mit SpitzeHexagon socket set screw M 3 x 3 with tip 1.43011.4301 2525 Klemmstückclamp Aluminiumaluminum 2626 Verstärkungsrohr 1Reinforcement tube 1 1.43011.4301 2727 Wasserkühlungwater cooling 1.43011.4301 2828 Verstärkungsrohr 2Reinforcement tube 2 1.43011.4301 2929 SchleusenvorderteilLock front 1.43011.4301 3030 SchleusenhinterteilLock rump PEEKPEEK 3131 Dichthülse 1Sealing sleeve 1 PEEKPEEK 3232 Dichthülse 2Sealing sleeve 2 PEEKPEEK 3333 SchleusenüberwurfmutterLock nut Aluminiumaluminum 3434 Endkappeendcap PEEKPEEK 3535 Rundschnurring Ø 20 x 2,5Round cord ring Ø 20 x 2.5 FPM (Viton)FPM (Viton) 3636 Innensechskantschraube M3 x 16Allen screw M3 x 16 1.43011.4301 3737 Rundschnurring Ø 13 x 2,2Round cord ring Ø 13 x 2.2 FPM (Viton)FPM (Viton) 3838 Innensechskantschraube M5 x 25Hexagon socket screw M5 x 25 1.43011.4301 3939 ODU Kontakt Ø 4 SteckerODU contact Ø 4 plug MessingBrass 4040 Rundschnurring Ø15 x 2Round cord ring Ø15 x 2 FPM (Viton)FPM (Viton) 4141 Überwurfmutter Gyrolok Ø 15Union nut Gyrolok Ø 15 1.44011.4401 4242 Rundschnurring Ø 11 x 1,5Round cord ring Ø 11 x 1.5 FPM (Viton)FPM (Viton) 4343 Walther- Kupplung SteckerWalther coupling plug 1.45711.4571 4444 Walther- Kupplung BuchseWalther coupling socket 1.45711.4571 4545 Überwurfmutter Gyrolok □ 8Union nut Gyrolok □ 8 1.44011.4401 4646 Rundschnurring Ø 6 x 2Round cord ring Ø 6 x 2 FPM (Viton) FPM (Viton) 4747 ODU Kontakt Ø 4 BuchseODU contact Ø 4 socket MessingBrass 4848 Gehäuserohrhousing tube Kupfercopper 4949 Anschlußflanschflange Kupfercopper 5050 Kleinflansch DN 16 ISO KFSmall flange DN 16 ISO KF 1.44041.4404 5151 Stützring DN 16 ISO KFSupport ring DN 16 ISO KF 1.44041.4404 5252 Rundschnurring Ø 18 x 5Round cord ring Ø 18 x 5 FPM (Viton)FPM (Viton) 5353 Spannring DN 16 ISO KFClamping ring DN 16 ISO KF 1.44041.4404 5454 Zugschieber DN 16 ISO KFPull valve DN 16 ISO KF Aluminium / 1.4404Aluminum / 1.4404 5555 Kreuzstück DN 16 ISO KFCross piece DN 16 ISO KF 1.44041.4404 5656 Reflexionsfoliereflective tape Tantaltantalum

    Claims (7)

    Hochtemperaturofen zur Festkörperverdampfung in Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenquellen, EZR-IQ,
    elektrisch und mechanisch an eine Schubeinrichtung angekuppelt, mit der er durch ein am Rezipienten/Vakuumgehäuse angeflanschtes Führungsrohr und daran angeflanschtem Zugschieber in die Verdampfungsposition geschoben und festgestellt oder daraus ohne Belüftung der EZR-IQ zurückgezogen werden kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende der Anordnung sitzende Hochtemperaturofen koaxial zur Achse dieser Anordnung sitzt,
    dass aus einem zur Ionenquelle hin offenen Tiegel (4), der aus einem Becher mit an seinem Außenboden ansetzenden Stiel, dem Innenleiter, und
    dem diesen Stiel nicht berührenden, bis kurz vor den Boden des Bechers reichenden Außenleiter (6), der Filamentaufnahme, und
    der um den Becher freistehenden Heizwendel (2), die mit ihrem einen Ende den Becherrand und mit ihrem andern Ende die dem Becher zugewandte Stirn des Außenleiters (6) kontaktiert,
    besteht,
    wobei der Becher (4) mit ansetzendem Innenleiter (4) aus einem elektrisch leitfähigen, bis über 2000°C ohne die Form zu ändernden thermisch belastbaren Material und
    der Außenleiter (6) aus einem ebensolchen bestehen,
    die Heizwendel (2) aus einer Wolframlegierung ist, die, mechanisch spannungslos eingesetzt, ihre Gestalt bei höchster Nenntemperatur nicht oder allenfalls nur soweit ändert, dass keine Berührung mit andern Bauteilen eintreten kann,
    dass der Stiel (4) im Endbereich vor seiner freien Stirn über eine vorgegebene axiale Länge und um den vollen Umfang herum mittels einer Buchse (10) aus um den Umfang gleichverteilten Federkontakten mit einem auf der freien Stirn der Schubeinrichtung andockenden Schubstangeninnenteil (13) lösbar gesteckt ist,
    dass die Stromzuführung (21) und die an ihr angekuppelte Stromdurchführung (16) der Schubeinrichtung aus je einer axial verlaufenden Stange aus einer elektrisch, die Wärme gut leitenden und mechanisch auf Zug, Druck und Torsion belastbaren Legierung bestehen.
    High-temperature furnace for solid-state evaporation in electron cyclotron resonance ion sources, EZR-IQ,
    electrically and mechanically coupled to a pusher with which it can be pushed into the evaporation position and locked or pulled out of it without ventilation of the EZR-IQ through a guide tube flanged to the recipient / vacuum housing and a flanged slide valve attached to it,
    characterized in that the high-temperature furnace located at the end of the arrangement sits coaxially with the axis of this arrangement,
    that from a crucible (4) open towards the ion source, which consists of a cup with a stem attached to its outer bottom, the inner conductor, and
    the outer conductor (6), the filament receptacle, which does not touch this stem and which reaches just before the bottom of the cup, and
    the heating coil (2) standing free around the cup, which contacts the cup rim with one end and with the other end the face of the outer conductor (6) facing the cup,
    consists,
    wherein the cup (4) with attached inner conductor (4) made of an electrically conductive material that can be thermally loaded up to over 2000 ° C. without changing the shape and
    the outer conductor (6) consists of the same,
    the heating coil (2) is made of a tungsten alloy, which, when used without mechanical tension, does not change its shape at the highest nominal temperature or at most only changes to such an extent that it cannot come into contact with other components,
    that the handle (4) in the end region in front of its free forehead is releasably inserted over a predetermined axial length and around the full circumference by means of a bushing (10) made of spring contacts which are equally distributed around the circumference, with a push rod inner part (13) docking on the free forehead of the pushing device is
    that the power supply (21) and the power feed-through (16) of the thrust device coupled to it each consist of an axially extending rod made of an alloy that is electrically conductive, heat-conductive and mechanically resilient to tension, pressure and torsion.
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (4) mit ansetzendem Innenleiter (4) aus einer hochwarmfesten Wolframlegierung, wie Wolfram-Ceroxid oder Wolfram-Lanthanoxid oder Wolfram-Thoriumoxid, ist.
    High-temperature furnace according to claim 1,
    characterized in that the cup (4) with attached inner conductor (4) is made of a high-temperature tungsten alloy, such as tungsten cerium oxide or tungsten lanthanum oxide or tungsten thorium oxide.
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (6) aus Tantal oder Molybdän oder Niob oder Wolfram ist.
    High temperature furnace according to claim 2,
    characterized in that the outer conductor (6) is made of tantalum or molybdenum or niobium or tungsten.
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdurchführung (16) ein Zusammenbau aus einem stabförmigen, elektrisch gut leitenden Material wie Kupfer mit einer übergeschobenen Hülse aus dielektrischem, keramischem Material ist, die an ihrem einen Stirnbereich über eine metallische Ringtopfhülse am Kupferstab (16) ortsfest gehalten wird und am andern Stirnbereich von einer metallischen Hülse bis über die Stirn hinaus umgeben ist, wobei sich beide Hülsen nicht berühren.
    High temperature furnace according to claim 3,
    characterized in that the current feedthrough (16) is an assembly made of a rod-shaped, electrically highly conductive material such as copper with a sleeve of dielectric, ceramic material which is pushed over and which is held in place at one end region via a metallic ring pot sleeve on the copper rod (16) and on the other forehead area is surrounded by a metal sleeve up to and beyond the forehead, the two sleeves not touching
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der freien Stirn des Bechers ein umgebendes Abschirmrohr (1) ansetzt, das die Heizwendel (2) mindestens vollständig verdeckt,
    in dieses Abschirmrohr (1) eine zylindrische Abschirmung (3) mit mindestens der Länge der eingebauten Heizwendel (2) geschoben ist, die mit einer geriffelten Reflexionsfolie (56) in Lage gehalten wird, die beide Abschirmungen (1) und (3) punktweise und/oder allenfalls abschnittsweise linienförmig berührt und diese drei Teile (1), (3), (56) aus einem hochwarmfesten, metallischen Material sind.
    High temperature furnace according to claim 4,
    characterized in that a surrounding shielding tube (1) attaches to the free face of the cup and at least completely covers the heating coil (2),
    in this shielding tube (1) a cylindrical shield (3) with at least the length of the built-in heating coil (2) is pushed, which is held in position with a corrugated reflective film (56), the two shields (1) and (3) at points and / or if necessary touched linearly in sections and these three parts (1), (3), (56) are made of a heat-resistant, metallic material.
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (48) metallisch und gut wärmeleitend ist und das Abschirmrohr (1) in jeder Arbeitsposition des Hochtemperturofens nichtberührend überlappt,
    wobei der Ringspalt zwischen Führungsrohr (48) und Abschirmrohr (1) mindestens soweit ist, dass ein unterschiedliches elektrisches Potential aufrechterhalten werden kann und höchstens soweit ist, dass die Mikrowelle aus der EZR-IQ nicht eindringen kann.
    High temperature furnace according to claim 5,
    characterized in that the guide tube (48) is metallic and has good thermal conductivity and the shielding tube (1) does not overlap in any contact position in any working position of the high-temperature furnace,
    the annular gap between the guide tube (48) and the shielding tube (1) is at least to the extent that a different electrical potential can be maintained and at most is to the extent that the microwave cannot penetrate from the EZR-IQ.
    Hochtemperaturofen nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die flächige elektrische Kontakteinrichtung (10) zwischen dem Stiel (4) und dem Schubstangeninnenteil (13) ein ODU-Kontakt ist.
    High temperature furnace according to claim 6,
    characterized in that the flat electrical contact device (10) between the stem (4) and the push rod inner part (13) is an ODU contact.
    EP03011507A 2002-06-11 2003-05-21 High-temperature oven for solid samples evaporation in an electron-cyclotron-resonance ion source Withdrawn EP1372183A3 (en)

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