EP1569876A1 - Verbundk rper und verfahren zum herstellen einer mechanische n verbindung - Google Patents

Verbundk rper und verfahren zum herstellen einer mechanische n verbindung

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EP1569876A1
EP1569876A1 EP03780012A EP03780012A EP1569876A1 EP 1569876 A1 EP1569876 A1 EP 1569876A1 EP 03780012 A EP03780012 A EP 03780012A EP 03780012 A EP03780012 A EP 03780012A EP 1569876 A1 EP1569876 A1 EP 1569876A1
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EP
European Patent Office
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connection
useful part
composite body
glass
body according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03780012A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo DÜNISCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xenon Technologies Germany GmbH
Original Assignee
PerkinElmer Optoelectronics GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PerkinElmer Optoelectronics GmbH and Co KG filed Critical PerkinElmer Optoelectronics GmbH and Co KG
Publication of EP1569876A1 publication Critical patent/EP1569876A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01J61/361—Seals between parts of vessel
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
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    • H01J9/32—Sealing leading-in conductors
    • H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device

Definitions

  • the invention relates to a composite body and a method for producing a mechanical connection according to the preambles of the independent claims.
  • those composite bodies or those production methods are addressed which are suitable for applications which are intended to be vacuum-tight, for example lamps, in particular flash lamps.
  • Fig. La shows the vacuum-tight passage of a wire 10 through a glass wall 15.
  • the wire is preloaded, indicated by the dashed contour 16. Then it is melted into a glass tube end (Fig. La) or in a glass plate (Fig. Lb).
  • Glass and metal are chosen so that their thermal expansion coefficient has a similar course from melting point to cooling ("full adaptation"). However, if this full adjustment is not possible, stress cracks in the glass or detachment of the wire from the glass can occur. If the mismatch between the two is too great for a direct melting of the metal into the glass, as shown in FIG.
  • the stress can be absorbed in stages by intermediate glasses 17 a to 17 c and / or by a dome geometry 17 d.
  • Fig. 1d shows the so-called “cutting glazing”
  • Fig. Le shows the "foil crushing”.
  • the metal partner 11, 13 is so thin that it can absorb any deformations that may occur, so that no dangerous stresses occur in the glass.
  • Fig. Lf shows the principle of "pressure glazing".
  • Wire 10 and metal plate 12 have a somewhat higher coefficient of expansion than the melting glass 15. However, no stress cracks occur in the glass part 15, because after melting the metal 12 shrinks onto the glass 15 and thereby generates a compressive stress.
  • Fig. Lg shows an embodiment in which a metallic cap 11 is glued to a glass tube 15 by means of an epoxy adhesive 18.
  • FIG. 1h shows the connection of two glass parts 15, 14 by means of indium 19.
  • the composite bodies shown in FIG. 1 have one or more of the following disadvantages:
  • DE-AS 2150092 discloses a method for connecting glass or ceramic to metals.
  • An aluminum-containing copper alloy with an aluminum oxide-containing surface layer is used as the metal.
  • Disadvantages of this approach are the low ductility and thus poor resistance to temperature changes as well as the insufficient bond between glass and metal due to the aluminum oxide.
  • DE-AS 2018752 discloses a method for the gas-tight connection of metal and glass surfaces.
  • the process works in temperature ranges below the melting point of the metal and presses the surfaces to be joined against each other under high pressure.
  • the disadvantage of the method is that it leads to inadequate connection results and can only be used with comparatively simple geometries. The resistance to temperature changes is low.
  • a seal between ceramic and metallic objects is known from DE 3827318A1.
  • a composite sealing element made of metal with aluminum as the main component is provided with a coating of another metal. The metal is then brought into contact with the other components and heated above the melting point.
  • Disadvantages are the cumbersome production, the lack of shape flexibility and the low ductility at the interface, which leads to a deterioration in the resistance to temperature changes.
  • the object of the invention is to provide a composite body which has a firm, durable, temperature change-resistant and vacuum-tight connection and which is inexpensive to manufacture, and to provide a method for producing a mechanical connection with which a composite body having the above properties can be produced. This object is achieved with the features of the independent claims. Dependent claims are directed on preferred embodiments of the invention.
  • a composite body in the sense of this invention has at least a first useful part and a connection.
  • the connection can also be designed as a plug in an opening or a pipe end.
  • the first product is made of glass, the connection is aluminum in a comparatively pure form. The connection has melted onto the glass.
  • the composite body according to the invention is a preferably one-piece, hollow glass body which is closed by the connection, preferably vacuum-tight.
  • Aluminum has proven to be a metal, the oxide of which dissolves in glasses, in particular silicate glasses, in certain temperature ranges and thus leads to an intimate mechanical connection. This solubility of the oxides in silicate glasses can also be found for other metals (Mg, Zn, Cd, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Mn).
  • Aluminum has advantages over them in that it is inexpensive even in high purity, it conducts electricity and heat very well, it is very ductile, it adheres particularly well to silicate glasses (soft glasses, hard glasses such as borosilicate and aluminosilicate glasses, quartz glass), at the melting point has very low vapor pressure, is resistant to the atmosphere, adheres well to all technical metals, is non-toxic, has a favorable temperature processing range and can be wetted directly with soft solder.
  • silicate glasses soft glasses, hard glasses such as borosilicate and aluminosilicate glasses, quartz glass
  • a material for a connection on a composite aluminum in relatively pure form although in comparison to glasses, in particular silicate, a comparatively high coefficient of expansion (26 • 10 "6 / ° C for Alumini - um, 9 • 10 '6 / ° C for soft glasses, 4 • 10 "6 / ° C for hard glasses, 0.5 • 10 " 6 / ° C for quartz glass).
  • a comparatively high coefficient of expansion 26 • 10 "6 / ° C for Alumini - um, 9 • 10 '6 / ° C for soft glasses, 4 • 10 "6 / ° C for hard glasses, 0.5 • 10 " 6 / ° C for quartz glass.
  • the ductility of the aluminum can only be maintained in the necessary order of magnitude if the aluminum is comparatively pure, i.e. is practically unalloyed, which also includes the provision of a surface. chen coating, especially in the course of processing.
  • the aluminum content in the connecting material is preferably above 99% by weight, more preferably above 99
  • the manufacturing process for the composite body is therefore such that a possible aluminum oxide layer on the aluminum of the compound 20 is removed before it is connected to the glass 15 of the useful part, and then the aluminum of the compound heated to the melting point 20 is brought into contact with the glass with its surface cleaned of oxides.
  • the aluminum can react with the constituents of the glass, in particular by reducing Si0 2 of the glass and the oxygen released in this way combines with aluminum to form A1 2 0 3 .
  • the oxide formed in this way can then diffuse into the glass as mentioned above and contribute to the intimate bond.
  • process parameters can be set so that the described type of oxide formation and oxide diffusion are favored. If necessary, further measures described below can be taken. In particular, several or all of the above-mentioned process steps can be carried out in a protective gas atmosphere or in a vacuum.
  • connection is a material mixture
  • FIG 9 shows an embodiment of a gas discharge lamp or a flash lamp.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the composite body.
  • the composite body has a first useful part 15 and a connection 20.
  • the first useful part 15 is made of glass.
  • it can be a glass tube. It can be sealed at one end (not shown). At the other end (shown) it is closed with the connection 20.
  • the connection 20 is melted onto the first useful part 15.
  • the connection has aluminum.
  • the aluminum is present in a purity of at least 99% by weight, preferably at least 99.9% by weight. In this respect, it preferably has no metallic alloys or additives. It preferably has no surface coating (e.g. for protection against oxidation) even during processing.
  • the connection is preferably vacuum-tight on the first useful part 15.
  • the end of the tube, not shown, can also be designed in the manner according to the invention.
  • the composite body will often be vacuum-tight. Inside, it can be filled with an inert gas under low pressure, it can then serve as a gas discharge tube, for example as a flash lamp.
  • the flash tube can have the composite body and starting from a glass tube as a useful part 15 be formed.
  • the tube can be designed according to the invention at only one or at both ends.
  • Typical dimensions for a glass tube shown in FIG. 2 are an outer diameter of approximately 4 mm + ⁇ 3 mm, preferably 2.5 mm +/- 1 mm, and a length of 20 to 30 mm.
  • the extent of the connection in the axial direction of the tube may be 1.2 times the inner diameter of +/- 40%, preferably +/- 10% Betra SOE * v n.
  • connection 20 is melted onto the first useful part 15 made of glass.
  • the material of the connection 20 is brought into contact with the first useful part 15 as desired and heated above its melting point. After the material of the connection has flowed and in particular after it has been deposited on the walls of the useful part, the entire arrangement is cooled again.
  • the process parameters are preferably set so that aluminum oxide forms and can diffuse into the glass, so that an intimate connection is formed.
  • the process temperatures are selected so that the aluminum of the connection 20 melts, but the glass of the first useful part 15 does not yet soften. Within this temperature range, the temperature can be selected with a view to the improved or optimal diffusion of the aluminum oxide into the glass 15 ° C.
  • connection 20 thus serves to connect a first useful part to a second useful part, preferably in a vacuum-tight manner and / or to close an opening of the first useful part.
  • connection is preferably established in such a way that the material of the connection is spatially brought into the area of the first useful part in which the connection is to be formed later. Then the connecting material is heated together with the one or more useful parts until at least the aluminum is liquefied. It then enters into the intimate connection with the glass described above. Then the composite body is cooled again, so that the connecting material and in particular the aluminum becomes solid again.
  • connection is preferably established in a vacuum or under protective gas. More preferably, care is taken to ensure that the aluminum is present on its surface in a pure form and in particular slightly oxidized (less than 10% of the natural passivation) or unoxidized (less than 0.5% of the natural passivation) before the connection is established.
  • aluminum is oxidized (passivated) and the resulting oxide layer can be too thick to allow the diffusion mechanism described above.
  • this aluminum comes into contact with the glass, in particular silicate glass, in liquid form, reduces its oxides and thereby oxidizes itself, so that the aluminum oxide thus formed can then diffuse into the glass.
  • this protective gas can be a gas with which the resulting composite body is to be filled.
  • the protective gas can have xenon.
  • 3 a and 3 b show embodiments in which the resulting composite body has two useful parts 15 and 10.
  • 15 is the first useful part made of glass, 10 a second useful part, in this case made of metal, for example a wire, which can serve as an electrode.
  • metal for example a wire
  • any metal can be chosen for the wire, in particular copper.
  • 3 a shows a composite body in which the first useful part 15 is a glass tube (with dimensions, e.g. as mentioned above), while FIG. 3 b shows a composite body in which the first useful part 15 is a glass plate.
  • the connection 20 can be designed or produced as described above.
  • FIGS. 4a to 4c show embodiments for higher thermal alternating loads. They are suitable for thermal alternating loads when using the molded body up to 150 ° C.
  • the embodiments in FIGS. 4a to 4c each have a reinforcement and / or rounded edges 15a in the area in which the first useful part 15 made of glass contacts the connection 20.
  • the diameter b of the edge reinforcement is preferred chosen larger than the diameter d of the opening to be closed.
  • 4b shows the case in which a metallic pin or wire forms a second useful part 10 of the composite body.
  • 4c shows an electrode 41 which is fused to the connection 20 in the interior of the tube.
  • the electrode 41 can be a sintered body.
  • connection 42 denotes a solder, preferably soft solder, which completely or partially covers the outside of the connection 20. As shown, the soft solder can protrude down the pipe end. The connection may protrude downwards from the pipe end or be flush with it or, as shown in FIG. 1 or 4c, may remain behind.
  • auxiliary bodies 51, 52 or second useful parts 55 are used together with the connection 20 as described above to close an opening, the auxiliary bodies 51, 52 or the second useful part 55 having a coefficient of thermal expansion which is smaller than that of aluminum and is preferably approximately equal to that of the first useful part 15 (deviation less than 50%).
  • the auxiliary body 51, 52 is then placed in or over the opening of the first useful part 15 to be closed.
  • a connection 20 is then again established between the first useful part 15 and auxiliary body 51, 52 or the second useful part 55.
  • Auxiliary bodies 51, 52 or the second useful part 55 can be coated beforehand with a metal 56, in particular aluminum or the connecting material. This covering can take place in the manner described for producing the composite according to the invention between the connection and the useful part.
  • the auxiliary body 51, 52 or the second useful part 55 can consist of glass or of the same material as the first useful part 15 and can have the same or a smaller coefficient of thermal expansion than this. Even with high temperature differences during operation, the comparatively small dimensions of the connection cross sections result in only low stresses, which can be absorbed by the ductility of the aluminum.
  • 5b shows an embodiment in which a metallic component 53 is attached to the inside of the auxiliary body 52.
  • connection 20 can be contacted via the connection 20 on the outside, since the connection 20 extends from the inside to the outside of the first useful part.
  • 5c shows an embodiment in which a second useful part 55 is guided into the opening and intimately connected to the first useful part 15 via the connection 20 is connected.
  • the protruding part of the second useful part 55 can be used to attach a cable 58 to it, if necessary by means of a clip or clamp 57 or via a soldering (not shown).
  • An electrode 54 is again fitted on the inside of the second useful part 55.
  • FIG. 5d shows an embodiment in which the opening of the first useful part 15, here a glass tube with preferably dimensions as mentioned above, is essentially occupied by a second useful part 59, which can serve directly as an electrode.
  • the second useful part 59 can be a metallic sintered body, which can be porous. On its side facing the pipe opening (bottom in FIG. 5d), the sintered body is completely covered by aluminum or aluminum alloy 20. The coefficient of expansion of the second useful part 59 is smaller than that of aluminum.
  • the second useful part 59 is mechanically held, sealed and electrically contacted by the aluminum layer 20 at the end of the glass tube
  • connection 20 preferably projects beyond the cut surface of the tube. In FIG. 5d, the connection 20 thus projects further down than the lowermost edge of the glass tube.
  • the connection 20 can be designed such that it not only covers the inner wall 15a of the first useful part 15, but also the end face 15b.
  • the aluminum or the connection 20 does not have to cover the second useful part 59 over the entire extent into the tube.
  • the connection 20 can cover it, starting from the open end, for example by less than half the extent into the tube, preferably less than a third of this extent.
  • the connecting layer 20 can be chosen to be comparatively thin, since in the region of the opening of the tube 15 it only has the task of sealing the porous second useful body 59 in a vacuum-tight manner.
  • the mechanical stability of the body is due to the stable second body
  • connection 59 ensures itself, which essentially supports the connection layer 20.
  • the connection 20 can then also serve as electrical contact for the second useful part 59.
  • 6a to 6d show embodiments in which the connection has aluminum on the one hand and a filler 60 on the other hand.
  • the filler is selected so that it has a smaller coefficient of thermal expansion than aluminum.
  • the filler 60 can be selected such that it has a coefficient of thermal expansion approximately equal to that of the first useful part 15. It can also be chosen smaller than this. It can be glass grains or glass powder. The mixture of aluminum and filler thus has a coefficient of thermal expansion that approximates that of the first useful part 15.
  • This embodiment is therefore also suitable for high thermal alternating loads during operation.
  • a glass powder with a comparatively low coefficient of thermal expansion e.g. quartz glass
  • a coefficient of thermal expansion can be set by adjusting the mixing ratio between the filler and aluminum, which is very close to that of the first useful part 15 if this has a coefficient of thermal expansion that is between that of aluminum and that of the filler (eg borosilicate glasses).
  • the mixing of aluminum with the filler can take place in the manner described for the production of the composite according to the invention between the connection and the useful part, in particular, therefore, by cleaning the aluminum from an oxide layer before the filler is added.
  • 6a shows an embodiment in which one end of the tube 15 is closed with the connection 20, 60.
  • 6b shows an embodiment in which a wire 10 (as a second useful part) is inserted in the connection 20, 60 from the outside.
  • An electrode 61 is melted into the connection 20, 60 from the inside.
  • the electrode 61 can have selected materials, for example tungsten, as required. If necessary, the wire can also be connected (in one piece).
  • 6c and 6d show embodiments in which electrodes 62, 63 are only inserted inside the connection 20, 60 for certain purposes. They are melted into the connection 20, 60 and protrude inwards from it.
  • 62 is a metallic electrode with a certain geometry
  • 63 is a sintered body.
  • the batch connection 20, 60 can also be used in the embodiment of FIG. 5d.
  • the filler 60 can be glass powder, glass particles, glass grains or glass powder and / or another granular or powdery / granular material, for example tungsten and / or molybdenum.
  • the basic material is aluminum, preferably in the purity mentioned at the beginning.
  • the first useful part 15 is a tube which is closed at one end with the connection 20 (optionally with filler 60).
  • the connection 20, 60 can have material variations on the inside and / or outside.
  • An embodiment is shown in which a solder layer 71 is attached to the outside of the connection 20, 60.
  • a solder layer 71 is attached to the outside of the connection 20, 60.
  • it can be a tin-lead solder.
  • the layer can be applied after the connection 20, 60 has been formed. As a rule, it will then be a discrete, distinguishable layer.
  • a layer 72 serving as a cathode is shown on the inside. It can have cesium and / or barium and / or their oxides. The layer 72 can be applied or melted subsequently and is then also discrete and distinguishable from the connection 20, 60.
  • connection 20, 60 can also be alloyed into the connection 20, 60. This can be done, for example, by not only introducing the solid connection material 20, 60 into the tube before melting, but also the material of the cathode 72 when the connection is formed.
  • the connection 20, 60 is melting, the electrode material also melts, so that diffusion and thus mixing occurs between the electrode material and the connecting material. This takes place mainly away from the contact area between connection 20, 60 and useful part 15.
  • connection can have a metallic coating on the outer side, in particular with one or more of the elements tin, silver, copper, zinc, cadmium, lead or with alloys of one or more of these elements.
  • the coating can in particular be provided in order to make the outside soft-solderable.
  • FIGS. 8a to 8c likewise show embodiments which are particularly suitable for high thermal alternating loads.
  • the composite body is essentially a glass tube 15 with optional main dimensions, as mentioned above.
  • the focal length of the flash lamp (width between the electrodes) can be in the range above 12, preferably above 17 mm and / or below 30, preferred less than 25 mm.
  • the glass tube has a free area 82, in which essentially the electrical-physical processes that bring about the lighting effect take place. The free area 82 thus extends essentially over the focal length of the glass tube and can optionally also fully or partially include the electrode lengths.
  • the glass tube 15 also has a closure region 81, in which the glass tube is closed in a vacuum-tight manner by the connection 20, 60. 8a shows only one end of the glass tube, the other end can also be formed.
  • the cross-sectional shape can be different at least in some areas than in the free area 82.
  • the cross section can be flattened.
  • a cross-section (according to FIG. 8b) can be such that a cross-sectional dimension DV has at most 1 mm, preferably at most 0.3 mm, more preferably at most 0.1 mm.
  • the flattening can go so far that the cross-sectional dimension DV mentioned does not measure more than 30 ⁇ m or even no more than 10 ⁇ m.
  • the second useful part 59 can be attached or electrically connected as described with reference to FIGS.
  • connection 20, 60 preferably fills the remaining volume in the sealing area completely, particularly up to the pipe end, so that the connection 20, 60 also for electrical coupling can serve outside.
  • the dimension DV of the connection in the closure area 81 can be less than 10%, preferably less than 3%, further preferably less than 1% of the cross-sectional dimension DK through the entire body at the same location.
  • FIG. 8c shows a further cross section through the structure of FIG. 8a.
  • the section in FIG. 8c runs perpendicularly through the plane of the drawing in FIG. 8a and perpendicular to the section in FIG. 8b.
  • the width of the connection BV in this sectional plane is wider than the inside diameter DI of the tube 15 in the free area 82. If one selects such an embodiment together with that according to FIGS. 8a and 8b, achieve the thinning of the connection in a simple manner by flattening the end region of the pipe 15 together with the connection 20, 60.
  • a composite body according to one of FIGS. 8a to 8c can be obtained by mechanical deformation of the composite body after the connection 20, 60 has been introduced.
  • the structure can be heated to above the softening point of the glass of the tube 15 and then flattened. Embodiments according to FIGS. 8b and 8c are then obtained.
  • FIG. 9 shows a further embodiment.
  • the closure areas 81a and 81b at the two ends of the glass tube 15 can be designed in the same way.
  • Fig. 9 shows an embodiment in which the closed ends are angled.
  • the longitudinal axis 93 of the glass tube 15 forms an angle ⁇ with the axis (or, in the case of curved embodiments, the tangent at the end of the tube) 94a or 94b, which can be in the range between 45 and 135 °, preferably 80 to 100 °, ⁇ can be essentially a right angle.
  • the closure area 81a can, but does not have to be, as described with reference to FIGS. 8a-c.
  • connection 20, 60 preferably fills the tube up to its free end (in the figure below), so that it can serve as an electrical connection.
  • the coupling of the electrode inside the glass tube 15 can take place electrically and mechanically as described with reference to FIGS. 5d or 6d.
  • the electrodes 59a and 59b can be constructed as a metallic sintered body (according to FIGS. 5d or 6d).
  • the angled areas 96 preferably have a cross-sectional shape as shown in FIG. 8b, the dimension DV lies in the drawing plane of FIG. 9, the dimension BV perpendicular to the drawing plane.
  • the length of the angled areas 96a and 96b is preferably dimensioned such that the straight area 97 of the tube 15 has a height H above the printed circuit board 98 so that a reflector 95 fits underneath and, if appropriate, also has a lateral extension (out of the plane of the drawing) can.
  • the composite body designed as a lamp in particular a gas discharge tube or flash lamp, is suitable for direct mounting on a printed circuit board 98.
  • the lamp is thus designed as an SMD (surface mounted device).
  • the end faces can have a solder layer (for example tin-lead solder). The bending can take place if, for example, a cross-sectional shape according to FIG.
  • the features described with reference to FIGS. 2 to 8 can be combined with one another.
  • the invention is particularly suitable for moldings which form part of a gas discharge tube, an electron tube or a lamp.
  • gas discharge tubes flash lamps should be mentioned in particular.
  • these are tubes filled with an inert gas that are sealed in a vacuum-tight manner. They have two electrodes, each of which has to penetrate the glass housing wall in a vacuum-tight manner.
  • the connection 20, 60 in particular without a second useful part (as shown in FIG. 3), can serve on the inside as an electrode and / or on the outside as an electrical connection (see FIGS. 2, 4a, 6a and others).
  • the electric conductivity of aluminum is so high that an electrical connection with a sufficiently low losses from inside to outside 'via the connection 20, 60 can be done alone. Additional electrodes 10 are optionally selected according to other criteria.

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Abstract

Ein Verbundkörper hat ein erstes Nutzteil (15) aus Glas und eine mechanische Verbindung (20), die an das erste Nutzteil (15) angeschmolzen ist und Aluminium aufweist.

Description

Nerbundkörper und Verfahren zum Herstellen einer mechanischen Verbindung
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper sowie ein Verfahren zum Herstellen einer mechanischen Verbindung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. Insbesondere sind solche Verbundkörper bzw. solche Herstellungsverfahren angesprochen, die sich für Anwendungen eignen, die vakuumdicht sein sollen, beispielsweise Lampen, insbesondere Blitzlampen.
Fig. 1 zeigt verschiedene bekannte Verbundkörper und implizit deren Herstellungsverfahren. Fig. la zeigt die vakuumdichte Durchfuhrung eines Drahts 10 durch eine Glaswand 15. Hier wird der Draht vorbeglast, angedeutet durch die gestrichelte Kontur 16. Danach wird er in ein Glasrohrende (Fig. la) oder in eine Glasplatte (Fig. lb) eingeschmolzen. Glas und Metall werden dabei so gewählt, daß sie einen möglichst ähnlichen Verlauf ihres thermischen Ausdehnungskoeffizienten vom Schmelzpunkt bis hin zur Abkühlung haben ("Vollanpassung"). Wenn jedoch diese Vollanpassung nicht möglich ist, können Spannungsrisse im Glas oder eine Ablösung des Drahts vom Glas auftreten. Wenn für eine direkte Einschmelzung des Metalls in das Glas die Fehlanpassung zwischen beiden zu groß ist, kann, wie in Fig. lc gezeigt, die Spannung stufenweise durch Zwischengläser 17a bis 17c und/oder durch eine Kuppelgeometrie 17d aufgefangen werden. Fig. ld zeigt die sogenannte "Schneidanglasung", Fig. le die "Folienquetschung". Hier ist jeweils der Metallpartner 11, 13 so dünn, daß er die gegebenenfalls auftretenden Verformungen auffangen kann, so daß keine gefährlichen Spannungen im Glas auftreten.
Fig. lf zeigt das Prinzip der "Druckanglasung". Draht 10 und Metallplatte 12 haben einen etwas höheren Ausdehnungskoeffizienten als das Einschmelzglas 15. Im Glasteil 15 treten jedoch keine Spannungsrisse auf, weil nach dem Einschmelzen das Metall 12 auf das Glas 15 aufschrumpft und dadurch eine Druckspannung er- zeugt.
Fig. lg zeigt eine Ausführungsform, bei der eine metallische Kappe 11 mittels eines Epoxyklebers 18 auf ein Glasrohr 15 aufgeklebt ist.
Fig. lh zeigt die Verbindung zweier Glasteile 15, 14 mittels Indium 19.
Die in Fig. 1 gezeigten Verbundkörper haben einen oder mehrere der folgenden Nachteile:
- Die klassischen Einschmelzmetalle Wolfram, Molybdän, Eisen/Nickel- Legierungen, Eisen/Kobalt/Nickel-Legierungen und Kupfer-Mantel-Drähte sind relativ teuer, da sie sehr fehlerfrei gezogen und mit speziellen Oberflächenbehandlungen versehen sein müssen, damit die Haftung Glas/Metall gelingt.
- Man ist auf Gläser angewiesen, die z.B. hinsichtlich ihrer Dehnungseigenschaften möglichst genau auf die Einschmelzmetalle angepaßt sind. Die Glaswahl ist dadurch eingeengt.
- Die Verwendung von Zwischengläsern (Fig. lc) erfordert oft glasbläserische Handarbeit und ist ansonsten aufwendig.
- Die Herstellung von dünnen, tiefgezogenen Teilen (Fig. ld) oder die Verwendung von Stift/Folie/Stift (Fig. le) ist teuer.
- Indiumhaltige Lote (Fig. lh) sind teuer und nicht temperaturbeständig. - Legierungen aus Eisen/Kobalt/Nickel haben einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand.
- Klebungen (Fig. lg) sind nicht langzeitbeständig und wasserdurchlässig.
Aus der DE-AS 2150092 ist ein Verfahren zum Verbinden von Glas oder Keramik mit Metallen bekannt. Als Metall wird eine aluminiumhaltige Kupferlegierung mit einer aluminiumoxidhaltigen Oberflächenschicht verwendet. Nachteil dieses An- satzes ist die geringe Duktilität und damit schlechte Temperaturwechselbeständigkeit sowie der wegen des Aluminiumoxids unzureichende Verbund zwischen Glas und Metall.
Aus der DE-AS 2018752 ist ein Verfahren zum gasdichten Verbinden von Metall- und Glasflächen bekannt. Das Verfahren arbeitet in Temperaturbereichen unterhalb des Schmelzpunktes des Metalls und preßt die zu verbindenden Flächen unter hohem Druck gegeneinander. Nachteil des Verfahrens ist es, daß es zu unzureichenden Verbindungsergebnissen führt und nur bei vergleichsweise einfachen Geometrien anwendbar is Die Temperaturwechselbeständigkeit ist gering.
Aus der DE 3827318A1 ist eine Dichtung zwischen keramischen und metallischen Gegenständen bekannt. Hier wird ein Verbund-Dichtelement aus Metall mit Aluminium als Hauptbestandteil mit einem Überzug aus einem anderen Metall versehen. Das Metall wird dann mit den übrigen Komponenten in Kontakt gebracht und über den Schmelzpunkt erhitzt. Nachteil ist die umständliche Herstellung, die mangelnde Formflexibilität und die geringe Duktilität an der Grenzfläche, was zu verschlechterter Temperaturwechselbeständigkeit führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbundkörper anzugeben, der eine feste, dauerbeständige, temperaturwechselbeständige und vakuumdichte Verbindung aufweist und der preisgünstig herstellbar ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer mechanischen Verbindung anzugeben, mit der ein Verbundkörper mit den obigen Eigenschaften hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Ein Verbundkörper im Sinne dieser Erfindung weist zumindest ein erstes Nutzteil und eine Verbindung auf. Die Verbindung kann auch als Pfropfen in einer Öffnung oder einem Rohrende ausgebildet sein. Das erste Nutzteü ist aus Glas, die Verbindung ist , Aluminium in vergleichsweise reiner Form. Die Verbindung ist an das Glas angeschmolzen.
In seiner allgemeinsten Form ist der erfindungsgemäße Verbundkörper ein vorzugsweise einstückiger, hohler Glaskörper, der durch die Verbindung verschlossen wird, vorzugsweise vakuumdicht.
Aluminium hat sich als ein Metall herausgestellt, dessen Oxid sich in bestimmten Temperaturbereichen in Gläsern, insbesondere Silicatgläsern löst und so zu einer innigen mechanischen Verbindung führen. Diese Löslichkeit der Oxide in Silicatgläsern findet man auch für andere Metalle (Mg, Zn, Cd, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Mn). Ihnen gegenüber hat Aluminium aber Vorteile dahingehend, daß es auch in hoher Reinheit preisgünstig ist, Elektrizität und Wärme sehr gut leitet, sehr duktil ist, besonders gut auf Silicatgläsern haftet (Weichgläser, Hartgläser wie Borosili- cat und Alumosilicatgläser, Quarzglas), beim Schmelzpunkt einen sehr niedrigen Dampfdruck hat, atmosphärenbeständig ist, auf allen technischen Metallen gut haftet, ungiftig ist, einen günstigen Temperaturbearbeitungsbereich hat und direkt mit Weichlot benetzbar ist.
Aus den genannten Gründen ist es wünschenswert, als Material für eine Verbindung an einem Verbundkörper Aluminium in vergleichsweise reiner Form zu verwenden, obwohl es im Vergleich zu Gläsern, insbesondere Silicatgläsern, einen vergleichsweise hohen Ausdehnungskoeffizienten hat (26 • 10"6/°C für Alumini- um, 9 • 10'6/°C für Weichgläser, 4 • 10"6/°C für Hartgläser, 0,5 • 10"6/°C für Quarzglas). Es hat sich herausgestellt, daß die deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu einem großen Teil durch die Duktilität des Aluminiums aufgefangen werden können. Die Duktitlitat des Aluminiums bleibt aber in der nötigen Größenordnung nur dann erhalten, wenn das Aluminium vergleichsweise rein ist, also praktisch unlegiert vorliegt, was auch das Vorsehen eines Oberflä- chen-Überzugs insbesondere im Zuge der Verarbeitung ausschließen kann. Der Aluminium- Anteil im Verbindungsmaterial liegt vorzugsweise über 99 Gew.-%, weiter vorzugsweise über 99,9 Gew.-%.
Es hat sich weiter herausgestellt, daß das vorherige Vorhandensein von Alumini- umoxid auf der Oberfläche des Verbindungsmaterials vor der Verarbeitung den innig-flächigen Kontakt zwischen dem Aluminium der Verbindung 20 und dem Glas des Nutzteils 15 verhindert, so daß der Verbund möglicherweise mechanisch fest und evtl. auch gasdicht (diffusionsverhindernd), aber nicht mehr zuverlässig langfristig vakuumdicht (diffαsions- und druckausgleichsverhindernd) wäre.
Erflndungsgemäß wird deshalb beim Herstellungsverfahren des Verbundkörpers so vorgegangen, daß eine mögliche Alumimumoxid-Schicht auf dem AJuminium der Verbindung 20 entfernt wird, bevor es mit dem Glas 15 des Nutzteils in Ver- bindung gebracht wird, und dann das über den Schmelzpunkt erhitzte Aluminium der Verbindung 20 mit seiner so von Oxiden gereinigten Oberfläche mit dem Glas in Verbindung gebracht wird. Dort kann das Aluminium mit den Bestandteilen des Glases reagieren, insbesondere indem Si02 des Glases reduziert wird und der so frei werdende Sauerstoff sich mit -Aluminium zu A1203 verbindet. Das so entstan- dene-Oxid kann dann wie oben erwähnt in das Glas diffundieren und zum innigen Verbund beitragen. Gegebenenfalls können Prozeßparameter so eingestellt werden, daß die beschriebene Art der Oxidbildung und der Oxiddiffusion begünstigt werden.Gegebenenfalls können weitere, weiter unten beschriebene Maßnahmen getroffen werden. Insbesondere können mehrere oder alle der oben genannten Verfahrensschritte in einer Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum erfolgen.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nachfolgend einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es zeigen
Fig. la bis lh bekannte Verbundkörper,
Fig. 2 einen Verbundkörper gemäß einer ersten Ausführungs- form der Erfindung,
Fig. 3a und 3b Verbundkörper mit zwei Nutzteilen, Fig. 4a bis 4c Verbundkörper für höhere thermische Wechsellasten,
Fig. 5a bis 5d Verbundkörper mit einem Hilfskörper oder einem zweiten Nutzteil,
Fig. 6a bis 6d einen Verbundkörper, bei dem die Verbindung ein Materialgemisch ist,
Fig. 7 eine weitere Ausf hrungsform,
Fig. 8a bis 8c eine Ausführungsform eines Endbereichs eines rohrfόr- migen Verbundkörpers, und
Fig. 9 eine Ausführungsform einer Gasentladungslampe bzw. einer Blitzlampe.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Verbundkörpers. Der Verbundkörper weist ein erstes Nutzteil 15 und eine Verbindung 20 auf. Das erste Nutzteil 15 ist aus Glas. Es kann sich beispielsweise um ein Glasrohr handeln. Es kann am einen (nicht gezeigten) Ende zugeschmolzen sein. Am anderen (gezeigten) Ende ist es mit der Verbindung 20 verschlossen. Die Verbindung 20 ist an das erste Nutzteil 15 angeschmolzen. Die Verbindung weist Aluminium auf. Das Aluminium liegt in einer Reinheit vom mindestens 99 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 99,9 Gew.- %, vor. Es weist insoweit vorzugsweise keine metallischen Einlegierungen oder Beimengungen auf. Vorzugsweise weist es auch während der Verarbeitung keinen Oberflächenüberzug (z. B. zum Schutz vor Oxidation) auf. Vorzugsweise liegt die Verbindung vakuumdicht am ersten Nutzteil 15 an. Das nicht gezeigte Ende des Rohrs kann ebenfalls in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet sein.
Der Verbundkörper wird häufig vakuumdicht ausgeführt werden. In seinem Inneren kann er unter geringem Druck mit einem Edelgas gefüllt werden, er kann dann als Gasentladungsröhre dienen, beispielsweise als Blitzlampe. Die Blitzröhre kann den Verbundkörper aufweisen und ausgehend von einem Glasröhrchen als Nutzteil 15 gebildet sein. Das Röhrchen kann an nur einem oder an beiden Enden erfindungsgemäß ausgebildet sein.
Auch Anwendungen für Elektronenröhren sind möglich.
Typische Abmessungen für ein in Fig. 2 gezeigtes Glasröhrchen sind ein Außendurchmesser von ca. 4 mm +Λ 3 mm, vorzugsweise 2,5 mm +/- 1 mm, und eine Länge von 20 bis 30 mm. Die Erstreckung der Verbindung in axialer Richtung des Röhrchens kann das 1,2-fache des Innendurchmessers +/- 40%, vorzugsweise +/- 10% betra *sOevn.
Die Verbindung 20 wird an das erste Nutzteil 15 aus Glas angeschmolzen. Das Material der Verbindung 20 wird hierzu wie gewünscht, mit dem ersten Nutzteil 15 in Berührung gebracht und über seinen Schmelzpunkt erhitzt. Nach dem Ver- fließen des Materials der Verbindung und insbesondere nach seiner Anlagerung an den Wänden des Nutzteils wird die gesamte Anordnung wieder abgekühlt.
Vorzugsweise werden die Prozeßparameter so eingestellt, daß Alumioiumoxid sich bildet und in das Glas eindiffundieren kann, so daß eine innige Verbindung entsteht. Insbesondere werden die Prozeßtemperaturen so gewählt, daß das Aluminium der Verbindung 20 schmilzt, aber das Glas des ersten Nutzteils 15 noch nicht erweicht. Innerhalb dieses Temperaturbereichs kann die Temperatur im Hinblick auf das verbesserte bzw. optimale Eindiffundieren des Aluminiumoxids in das Glas 15 C gewählt werden.
Die Verbindung 20 dient also der Verbindung eines ersten Nutzteils mit einem zweiten Nutzteil vorzugsweise in vakuumdichter Weise und/oder dem Verschließen einer Öffnun ^g des ersten Nutzteils.
Das Herstellen der Verbindung erfolgt vorzugsweise so, daß das Material der Verbindung in fester Form räumlich in den Bereich des ersten Nutzteils gebracht wird, in dem später die Verbindung gebildet werden soll. Dann wird das Verbindungsmaterial zusammen mit dem einen oder den mehreren Nutzteilen erwärmt, bis zumindest das Aluminium verflüssigt. Es geht dann die oben beschriebene innige Verbindung mit dem Glas ein. Danach wird der Verbundkörper wieder abgekühlt, so daß das Verbindungsmaterial und insbesondere das Aluminium wieder fest wird.
Vorzugsweise wird die Verbindung im Vakuum oder unter Schutzgas hergestellt. Weiter vorzugsweise wird dafür Sorge getragen, daß das Aluminium an seiner Oberfläche in reiner Form und insbesondere gering oxidiert (weniger als 10 % der natürlichen Passivierung) oder nichtoxidiert (weniger als 0,5 % der natürlichen Passivierung) vorliegt, bevor die Verbindung hergestellt wird. In Anwesenheit von Sauerstoff oxidiert (passiviert) Aluminium, und die entstehende Oxidschicht kann zu dick sein, um den oben beschriebenen Diffusionsmechanismus zu erlauben. Bei reinem Aluminium an der Oberfläche des Verbindungsmaterials gelangt dieses Aluminium in flüssiger Form mit dem Glas, insbesondere Silicatglas, in Berührung, reduziert dessen Oxide und oxidiert dadurch selbst, so daß das so entstandene Aluminiumoxid dann in das Glas eindiffundieren kann.
Sofern Schutzgas verwendet wird, kann dieses Schutzgas ein Gas sein, mit dem der entstehende Verbundkörper gefüllt werden soll. Insbesondere kann das Schutzgas Xenon aufweisen. ^
Die Fig. 3 a und 3b zeigen Ausführungsformen, in denen der entstehende Verbundkörper zwei Nutzteile 15 und 10 aufweist. 15 ist das erste Nutzteil aus Glas, 10 ein zweites Nutzteil, in diesem Fall aus Metall, beispielsweise ein Draht, der als Elektrode dienen kann. Prinzipiell kann für den Draht ein beliebiges Metall gewählt werden, insbesondere Kupfer. Fig. 3 a zeigt einen Verbundkörper, bei dem das erste Nutzteil 15 ein Glasröhrchen ist (mit Dimensionen, z.B. wie oben genannt), während Fig. 3b einen Verbundkörper zeigt, bei dem das erste Nutzteil 15 eine Glasplatte ist. Die Verbindung 20 kann wie oben beschrieben beschaffen sein bzw. hergestellt werden.
Die Fig. 4a bis 4c zeigen Ausführungsformen für höhere thermische Wechsellasten. Sie eignen sich für thermische Wechsellasten im Gebrauch des Formkörpers bis zu 150 °C. Die Ausführungsformen in Fig. 4a bis 4c weisen jeweils in dem Bereich, in dem das erste Nutzteil 15 aus Glas die Verbindung 20 berührt, eine Verstärkung und/oder verrundete Kanten 15a auf. Vorzugsweise ist beim Verschluß einer Öffnung gemäß Fig. 4a und 4c der Durchmesser b der Kantenverstärkung größer gewählt als der Durchmesser d der zu verschließenden Öffnung. Fig. 4b zeigt den Fall, daß ein metallischer Stift bzw. ein Draht ein zweites Nutzteil 10 des Verbundkörpers bildet. Fig. 4c zeigt eine Elektrode 41, die im Inneren des Röhrchens an die Verbindung 20 angeschmolzen ist. Bei der Elektrode 41 kann es sich um einen Sinterkörper handeln. 42 bezeichnet ein Lot, vorzugsweise Weichlot, das die Außenseite der Verbindung 20 ganz oder teilweise überdeckt. Das Weichlot kann, wie gezeigt, das Rohrende nach unten überragen. Die Verbindung kann das Rohrende nach unten überragen oder bündig damit sein oder kann, wie in Fig. 1 oder 4c gezeigt, dahinter zurückbleiben.
Fig. 5 a bis 5d zeigen Ausführungsformen, die sich für hohe thermische Wechsellasten während des Betriebs des Verbundkörpers eignen. Beispielhaft werden hier zusammen mit der wie oben beschrieben beschaffenen Verbindung 20 Hilfskörper 51, 52 oder zweite Nutzteile 55 zum Verschließen einer Öffnung verwendet, wo- bei die Hilfskörper 51, 52 bzw. das zweite Nutzteil 55 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, der kleiner als der von Aluminium und vorzugsweise in etwa gleich dem des ersten Nutzteils 15 ist (Abweichung kleiner 50 %). Der Hilfskörper 51, 52 wird dann in bzw. über die zu verschließende Öffnung des ersten Nutzteils 15 gelegt. Anschließend wird abermals eine Verbindung 20 zwischen erstem Nutzteil 15 und Hilfskörper 51 , 52 bzw. zweitem Nutzteil 55 hergestellt. Der
Hilfskörper 51, 52 bzw. das zweite Nutzteil 55 können vorab mit einem Metall 56, insbesondere Aluminium bzw. dem Verbindungsmaterial überzogen werden. Dieses Überziehen kann so erfolgen, wie das Herstellen des erfindungsgemäßen Verbunds zwischen Verbindung und Nutzteil beschrieben wurde. Der Hilfskörper 51, 52 bzw. das zweite Nutzteil 55 können aus Glas bzw. aus dem gleichen Material bestehen wie das erste Nutzteil 15 und können einen gleichen oder kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als dieses haben. Selbst bei hohen Temperaturunterschieden im Betrieb ergeben sich aufgrund der vergleichsweise kleinen Abmessungen der Verbindungsquerschnitte nur geringe Spannungen, die durch die Duktilität des Aluminiums aufgefangen werden können. Fig. 5b zeigt eine Ausführungsform, bei der auf der Innenseite des Hilfskörpers 52 ein metallisches Bauteil 53 angebracht ist. Es kann über die Verbindung 20 außen kontaktiert werden, da die Verbindung 20 von der Innenseite bis zur Außenseite des ersten Nutzteils reicht. Fig. 5c zeigt eine Ausführungsform, in der ein zweites Nutzteil 55 in die Öffnung geführt und dort über die Verbindung 20 innig mit dem ersten Nutzteil 15 verbunden wird. Der herausragende Teil des zweiten Nutzteils 55 kann verwendet werden, um daran ein Kabel 58 gegebenenfalls mittels einer Klammer oder Schelle 57 oder über eine (nicht gezeigte) Lötung zu befestigen. Innen am zweiten Nutzteil 55 ist abermals eine Elektrode 54 angebracht.
Fig. 5d zeigt eine Ausführungsform, bei der die Öffnung des ersten Nutzteils 15, hier ein Glasrohr mit vorzugsweise Dimensionen wie weiter oben erwähnt, im wesentlichen durch ein zweites Nutzteil 59 eingenommen wird, das unmittelbar als Elektrode dienen kann. Das zweite Nutzteil 59 kann ein metallischer Sinterkörper sein, der porös sein kann. An seiner der Rohröffnung zugewandten Seite (in Fig. 5d unten) ist der Sinterkörper vollständig von Aluminium bzw. Aluminiumlegierung 20 überzogen. Der Ausdehnungskoeffizient des zweiten Nutzteils 59 ist kleiner als der von Aluminium. Das zweite Nutzteil 59 wird von der Aluminiumschicht 20 am Ende des Glasrohrs mechanisch gehalten, abgedichtet und elektrisch kontaktier
Vorzugsweise überragt das als Verbindung 20 dienende Aluminium die Schnittfläche des Rohrs. In Fig. 5d ragt also die Verbindung 20 weiter nach unten als die unterste Kante des Glasrohrs. Die Verbindung 20 kann so ausgelegt sein, daß sie nicht nur die Innenwand 15a des ersten Nutzteils 15 abdeckt, sondern auch die Stirnfläche 15b. Das Aluminium bzw. die Verbindung 20 muß dabei das zweite Nutzteil 59 nicht über die gesamte Erstreckung in das Rohr hinein abdecken. Die Verbindung 20 kann es, ausgehend vom offenen Ende, beispielsweise um weniger als die Hälfte der Erstreckung in das Rohr hinein, vorzugsweise weniger als ein Drittel dieser Erstreckung, abdecken.
Bei dieser Ausführungsform kann die Verbindungsschicht 20 vergleichsweise dünn gewählt werden, da sie im Bereich der Öffnung des Rohrs 15 lediglich die Aufgabe hat, den porösen zweiten Nutzkörper 59 vakuumdicht zu verschließen. Die mechanische Stabilität des Aufbaus ist durch den stabilen zweiten Nutzkörper
59 selbst gewährleistet, der im wesentlichen die Verbindungsschicht 20 stützt. Die Verbindung 20 kann dann auch als elektrische Kontaktierung für das zweite Nutzteil 59 dienen. Fig. 6a bis 6d zeigen Ausführungsformen, in denen die Verbindung einerseits Aluminium und andererseits einen Füllstoff 60 aufweist. Für diese Ausführungs- form sind Aussagen hinsichtlich des Aluminiumgehalts der Verbindung bezogen auf den metallischen Anteil der Verbindung zu verstehen, also ohne Berücksichti- gung des Füllstoffs. Der Füllstoff ist so gewählt, daß er einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als Aluminium. Insbesondere kann der Füllstoff 60 so gewählt werden, daß er einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in etwa gleich dem des ersten Nutzteils 15 hat. Er kann auch kleiner als dieser gewählt werden. Es kann sich um Glaskörner oder Glasmehl handeln. Das Gemenge von Aluminium und Füllstoff hat dadurch einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der sich dem des ersten Nutzteils 15 annähert. Somit ist auch diese Ausführungsform für hohe thermische Wechsellasten im Betrieb geeignet. Wenn man als Füllstoff ein Glaspulver mit vergleichsweise niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (beispielsweise Quarzglas) verwendet, läßt sich durch Einstellung des Mischungs- Verhältnisses zwischen Füllstoff und Aluminium ein Wärmeausdehnungskoeffizient einstellen, der dem des ersten Nutzteils 15 sehr nahe kommt, wenn dies einen Wärmeausdehnungskoeffizient hat, der zwischen dem des Aluminiums und dem des Füllstoffs liegt (z.B. Borosilicatgläser). Die Vermengung von Aluminium mit dem Füllstoff kann so erfolgen, wie das Herstellen des erfindungsgemäßen Ver- bunds zwischen Verbindung und Nutzteil beschrieben wurde, insbesondere also mit Reinigung des Aluminiums von einer Oxidschicht, bevor der Füllstoff beigemengt wird.
Fig. 6a zeigt eine Ausführungsform, bei der das eine Ende des Röhrchens 15 mit der Verbindung 20, 60 verschlossen ist. Fig. 6b zeigt eine Ausführungsform, bei der von außen ein Draht 10 (als zweites Nutzteil) in der Verbindung 20, 60 steckt. Von innen ist eine Elektrode 61 in die Verbindung 20, 60 eingeschmolzen. Die Elektrode 61 kann je nach Bedarf gewählte Materialien aufweisen, beispielsweise Wolfram. Gegebenenfalls kann der Draht auch durchverbunden sein (einstückig). Fig. 6c und 6d zeigen Ausführungsfoπnen, in denen lediglich innen in der Verbindung 20, 60 Elektroden 62, 63 für bestimmte Zwecke stecken. Sie sind in die Verbindung 20, 60 eingeschmolzen und ragen nach innen aus ihr hervor. 62 ist eine metallische Elektrode mit einer bestimmten Geometrie, 63 ist ein Sinterkörper. Die Gemengeverbindung 20, 60 kann auch bei der Ausführungsform der Fig. 5d ver- wendet werden. Der Füllstoff 60 kann Glaspulver, Glaspartikel, Glaskömer oder Glasmehl und/oder ein anderes kömiges bzw. pulveriges/kömiges Material sein, beispielsweise Wolfram und/oder Molybdän. Das Grundmaterial ist Aluminium vorzugs- weise in der eingangs genannten Reinheit..
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform. Das erste Nutzteil 15 ist ein Röhrchen, das an einem Ende mit der Verbindung 20 (gegebenenfalls mit Füllstoff 60) verschlossen ist. Die Verbindung 20, 60 kann innen und/oder außen Materialvariatio- nen aufweisen. Gezeigt ist eine Ausführungsform, bei der außen an der Verbindung 20, 60 eine Lotschicht 71 angebracht ist. Es kann sich beispielsweise um ein Zinn-Blei-Lot handeln. Die Schicht kann nachträglich nach dem Bilden der Verbindung 20, 60 aufgebracht sein. In der Regel wird sie dann eine diskrete, unterscheidbare Schicht sein. Innen ist eine als Kathode dienende Schicht 72 gezeigt. Sie kann Cäsium und/oder Barium und/oder deren Oxide aufweisen. Die Schicht 72 kann nachträglich aufgebracht bzw. aufgeschmolzen werden und ist dann ebenfalls diskret und von der Verbindung 20, 60 unterscheidbar vorhanden. Sie kann aber auch in die Verbindung 20, 60 einlegiert sein. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß beim Bilden der Verbindung nicht nur das feste Verbin- dungsmaterial 20, 60 vor dem Schmelzen in das Röhrchen eingeführt wird, sondern auch das Material der Kathode 72. Beim Schmelzen der Verbindung 20, 60 schmilzt auch das Elektrodenmaterial, so daß zwischen Elektrodenmaterial und Verbindungsmaterial Diffusion und damit eine Vermischung auftritt. Dies erfolgt hauptsächlich abseits der Kontaktfläche zwischen Verbindung 20, 60 und Nutzteil 15.
Die Verbindung kann an der außen liegenden Seite eine metallische Beschichtung aufweisen, insbesondere mit einem oder mehreren der Elemente Zinn, Silber, Kupfer, Zink, Cadmium, Blei oder mit Legierungen eines oder mehrerer dieser Elemente. Die Beschichtung kann insbesondere vorgesehen sein, um die Außenseite weichlötf hig zu machen.
Die Figuren 8a bis 8c zeigen ebenfalls Ausführungsformen, die für hohe thermische Wechsellasten besonders geeignet sind. Der Verbundkörper ist im wesentlichen ein Glasrohr 15 mit optionalen Hauptabmessungen, wie sie weiter oben genannt wurden. Die Brennlänge der Blitzlampe (Weite zwischen den Elektroden) kann im Bereich über 12, vorzugsweise über 17 mm und/oder unter 30, Vorzugs- weise unter 25 mm liegen. Das Glasrohr weist einen freien Bereich 82 auf, in dem sich im wesentlichen die elektrisch-physikalischen Prozesse abspielen, die die Leuchtwirkung herbeiführen. Der freie Bereich 82 erstreckt sich somit im wesentlichen über die Brennlänge des Glasrohrs und kann gegebenenfalls noch die Elek- trodenlängen ganz oder teilweise mit einschließen. Das Glasrohr 15 weist außerdem einen Verschlußbereich 81 auf, in dem das Glasrohr durch die Verbindung 20, 60 vakuumdicht verschlossen ist. Wenngleich Fig. 8a nur ein Ende des Glasrohrs zeigt, kann das andere Ende ebenso ausgebildet sein.
Im Verschlußbereich 81 des Glasrohrs kann zumindest bereichsweise die Querschnittsform anders als im freien Bereich 82 sein. Insbesondere kann der Querschnitt flachgedrückt sein. Ein Querschnitt (gemäß Fig. 8b) kann so sein, daß eine Querschnittsabmessung DV höchstens 1 mm, vorzugsweise höchsten 0,3 mm, weiter vorzugsweise höchstens 0,1 mm, aufweist. Die Abflachung kann soweit ge- hen, daß die genannte Querschnittsabmessung DV nicht mehr als 30 μm oder sogar nicht mehr als 10 μm mißt. Dadurch wird das mit der Verbindung 20, 60 zu verfüllende Volumen vergleichsweise klein, so daß auch thermische Ausdehnungen wenig spürbar sind. Das zweite Nutzteil 59 kann so, wie bezugnehmend auf die Figuren 4c, 5d oder 6b beschrieben, angebracht bzw. elektrisch angebunden werden. Das zweite Nutzteil 59 befindet sich im wesentlichen im freien Bereich 82 des Rohrs 15. Die Verbindung 20, 60 füllt das verbleibende Restvolumen im Ver- schlußbereich insbesondere bis hin zum Rohrende vorzugsweise vollständig aus, so daß die Verbindung 20, 60 auch zur elektrischen Ankopplung nach außen dienen kann.
Die Abmessung DV der Verbindung im Verschlußbereich 81 kann kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 3 %, weiter vorzugsweise kleiner als 1 % der Querschnittsabmessung DK durch den gesamten Körper an der gleichen Stelle sein.
Fig. 8c zeigt einen weiteren Querschnitt durch den Aufbau der Fig. 8a. Der Schnitt der Fig. 8c läuft senkrecht durch die Zeichenebene der Fig. 8a und senkrecht zum Schnitt der Fig. 8b. Die Breite der Verbindung BV ist in dieser Schnittebene breiter als der Innendurchmesser DI des Rohrs 15 im freien Bereich 82. Wählt man ei- ne solche Ausführungsform zusammen mit der gemäß Figuren 8a und 8b, läßt sich die Verdünnung der Verbindung in einfacher Weise durch Flachdrücken des Endbereichs des Rohrs 15 zusammen mit der Verbindung 20, 60 erreichen.
Ganz allgemein kann ein Verbundkörper gemäß einer der Figuren 8a bis 8c durch eine mechanische Verformung des Verbundkörpers erhalten werden, nachdem die Verbindung 20, 60 eingebracht wurde. Beispielsweise kann der Aufbau bis über den Erweichungspunkt des Glases des Rohrs 15 erwärmt und dann flachgedrückt werden. Man erhält dann Ausführungsformen gemäß den Figuren 8b und 8c.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier können die Verschlußbereiche 81a und 81b an den beiden Enden des Glasrohrs 15 in gleicher Weise ausgeführt sein. Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die verschlossenen Enden abgewinkelt sind. Die Längsachse 93 des Glasrohrs 15 schließt mit der Achse (beziehungsweise bei gekrümmten Ausführungsformen der Tangente am Ende des Rohrs) 94a bzw. 94b einen Winkel μ ein, der im Bereich zwischen 45 und 135°, vorzugsweise 80 bis 100°, Hegen kann, μ kann im wesentlichen ein rechter Winkel sein. Der Verschlußbereich 81a kann, muß aber nicht, wie anhand der Figuren 8a-c beschrieben, ausgeführt sein.
Vorzugsweise verfüllt die Verbindung 20, 60 das Rohr bis zu dessen freiem Ende (in der Figur unten), so daß sie als elektrische Verbindung dienen kann. Die An- kopplung der Elektrode im Inneren des Glasrohrs 15 kann elektrisch und mechanisch so wie bezugnehmend auf die Figuren 5d oder 6d beschrieben erfolgen. Die Elektroden 59a und 59b können als metallischer Sinterkδrper (gemäß Figuren 5d oder 6d) aufgebaut sein.
Die abgewinkelten Bereiche 96 haben vorzugsweise eine Querschnittsform wie in Fig. 8b dargestellt, die Dimension DV liegt in der Zeichenebene der Fig. 9, die Dimension BV senkrecht zur Zeichenebene.
Die Länge der abgewinkelten Bereiche 96a und 96b ist vorzugsweise so bemessen, daß der gerade Bereich 97 des Rohrs 15 eine Höhe H über der Leiterplatte 98 hat, so daß ein Reflektor 95 darunterpaßt und ggf. auch eine seitliche Erstreckung (aus der Zeicheneben heraus) haben kann. Mit dem in Fig. 9 gezeigten Aufbau ist der als Leuchtmittel, insbesondere Gasentladungsröhre bzw. Blitzlampe, ausgebildete Verbundkörper zur direkten Montage auf einer Leiterplatte 98 geeignet. Das Leuchtmittel ist damit als SMD (surface mounted device) ausgebildet. Die Stirnflächen können ähnlich wie in Fig. 4c oder Fig. 7 eine Lotschicht (z.B. Zinn-Blei-Lot) aufweisen. Die Abwinkelung kann erfolgen, wenn auch beispielsweise eine Querschnittsform nach Fig. 8b hergestellt wird. Es kann dabei so vorgegangen werden, daß zunächst langsam eine Abwinkelung herbeigeführt und dann die Abflachung bewirkt wird. Wenn die Abflachung durch Zusammenquetschung des Rohrs 15 am Ende hergestellt wird, kann es dabei Verbindungsmittel 20, 60 aus dem freien Ende herausdrücken. Dies kann abgetragen oder über die Stirnfläche des Rohrendes verteilt werden.
Die bezugnehmend auf die Fig. 2 bis 8 beschriebenen Merkmale können miteinander kombiniert werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Formkörper, die Teil einer Gasentladungsröhre, einer Elektronenröhre oder eines Leuchtmittels bilden. Bei Gasentladungsröhren wären insbesondere Blitzlampen zu nennen. Es handelt sich hier in der Regel um mit einem Edelgas gefüllte Röhrchen, die vakuumdicht verschlossen sind. Sie weisen zwei Elektroden auf, die jeweils in vakuumdichter Weise die Glasgehäusewand durchdringen müssen. In diesem Zusam- menhang sei darauf hingewiesen, daß ganz allgemein die Verbindung 20, 60 insbesondere ohne ein zweites Nutzteil (wie in Fig. 3 gezeigt) innen als Elektrode und/oder außen als elektrischer Anschluß dienen kann (siehe Fig. 2, 4a, 6a und andere). Die elektrische Leitfähigkeit des Aluminiums ist so groß, daß eine elektrische Verbindung mit hinreichend geringen Verlusten vom Inneren zum Äußeren ' über die Verbindung 20, 60 allein erfolgen kann. Zusätzliche Elektroden 10 werden gegebenenfalls nach Maßgabe weiterer Gesichtspunkte gewählt.

Claims

Patentansprüche
1. Verbundkörper mit einem ersten Nutzteil ( 15) aus Glas und einer mechanischen Verbindung (20, 60),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung (20, 60) an das erste Nutzteil ( 15) angeschmolzen ist und mindestens 99 Gew.-% Aluminium aufweist.
2. Verbundkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Nutzteil (10, 14, 55, 61) aus Metall oder Glas, wobei die Verbindung (20) die beiden Nutzteile (10, 14, 15, 55, 61) verbindet.
3. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) eine Öffhung aufweist, die mittels der Verbindung (20, 60) verschlossen ist.
4. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) dort, wo es die Verbindung (20, 60) berührt, zumindest bereichsweise verrundete Kanten (15a) aufweist.
5. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) dort, wo es die Verbindung (20, 60) berührt, -zumindest bereichsweise Materialverstärkungen (15a) aufweist.
6. Verbundkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Öffhung ein Hilfsteil (51) aus einem Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner als der von Aluminium befindet, vorzugsweise Glas, das mittels der Verbindung (20 60) mit dem ersten Nutzteil (15) verbunden ist.
. Verbundkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Öffnung ein zweites, als innere Elektrode dienendes Nutzteil (59) mit einem metallischen Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner als der von Aluminium befindet, vorzugsweise ein Sinterkörper, das mittels der Verbindung (20, 60) mit dem ersten Nutzteil (15) verbunden ist.
8. Verbundkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein unbedeckter Flächenteil des zweiten Nutzteils (59) in das Innere des Verbundkörpers ragt, während die nach außen ragende Fläche des zweiten Nutzteils (59) von der Verbindung (20, 60) überzogen ist.
9. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (20, 60) einen körnigen bzw. pulverigen Füllstoff (60) mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner als der von Aluminium ist.
10. Verbundstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (60) Glaspulver, insbesondere Quarzglaspulver, und/oder Oxide und/oder Metall, insbesondere Wolfram oder Molybdän, aufweist.
11. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) und die Verbindung (20, 60) Teile eines luftdichten oder vakuumdichten Gehäuses sind.
12. Verbundkörper nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses eine Elektrode (41, 53, 54, 61 - 63, 72) vorgesehen ist, die mit der Verbindung (20, 60) elektrisch verbunden ist.
13. Verbundkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro- de von der Verbindung (20, 60) mechanisch gehalten wird.
14. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß das erste Nutzteil (15) Teil eines Gehäuses aus Glas und das zweite Nutzteil (10, 14, 55, 61) ein metallischer Draht (10) ist, der sich vom Inneren zum Äußeren des Gehäuses erstreckt.
15. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ein oxidisches Glas, insbesondere Hartglas oder Quarzglas aufweist.
16. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweichungstemperatur des Glases über der Schmelztemperatur der Verbindung (20, 60) liegt.
17. Verbundkδrper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche und
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Kupfer und/oder Nickel und/oder Tantal und/oder Wolfram und/oder Molybdän aufweist.
18. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß er Teil einer vakuumdichten Elektronenröhre, einer Gasentladungsröhre, einer Blitzlampe oder eines Leuchtmittels ist.
19. Verbundkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nutzteil (10, 14, 55, 61) ein vorzugsweise zylindrischer und" zumindest teil- weise mit Alumhiium überzogener Glaskörper (55) ist, der teilweise in einer
Öffhung des ersten Nutzteils (15) steckt und teilweise aus ihr herausragt.
20. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) ein Glasrohr ist, das an zumindest einem Ende durch die Verbindung (20, 60) verschlossen ist.
21. Verbundkδrper nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nutzteil (10, 14, 55, 61) ein metallisches Teil (61) vorzugsweise aus Molybdän und/oder Wolfram aufweist, das im Inneren des Rohrs in der Verbin- düng (20, 60) steckt, sowie einen Draht (10), der von der Außenseite her in der Verbindung (20, 60) steckt.
22. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) ein Glasrohr ist, das am ei- nen Ende durch die Verbindung (20, 60) verschlossen wird, wobei die Ver- bindung (20, 60) an der Innenseite (72) Cäsium und/oder Barium und/oder deren Oxide aufweist.
23. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) ein Glasrohr ist, das am einen Ende durch die Verbindung (20, 60) verschlossen wird, wobei die Verbindung (20, 60) an der Außenseite eine Lotschicht (71) aufweist.
24. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß der metallische Anteil der Verbindung (20, 60) eine Aluminiumlegierung mit mindestens 90 Gew.-% Aluminium ist.
25. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Anteil der Verbindung (20, 60) mindestens 98 Gew.-% Aluminium aufweist
26. Verbundkörper nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der auf 100 % fehlende Anteil Silizium und/oder Magnesium und/oder Mangan und/oder Calcium aufweist.
27. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung an der außen liegenden Seite eine metallische Beschichtung aufweist, insbesondere mit einem oder mehreren der Elemente Zinn, Silber, Kupfer, Zink, Cadmium, Blei oder mit Legierun- gen dieser Elemente.
28. Verbundkδrper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche und nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil (15) ein Rohr ist, das in einem Bereich (81) seines Verschlusses durch die Verbin- düng (20, 60) zx-mindest bereichsweise eine andere Querschnittsform hat als im freien Bereich (82).
29. Verbundkörper nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Verschlußbereich (81) zusammen mit der Verbindung (20, 60) eine Quer- schnittsform hat, bei der ein Querschnitt durch die Verbindung eine Abmes- sung DV von jeweils höchstens 1 mm, vorzugsweise 0,3 mm, weiter vorzugsweise 0,1 mm hat.
30. Verbundkörper nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Verschlußbereich (81) zusammen mit der Verbindung (20, 60) eine Querschnittsform hat, bei der ein Querschnitt durch die Verbindung eine Abmessung DV hat, die jeweils höchstens 10 %, vorzugsweise 3 %, weiter vorzugsweise 1 % einer Querschnittsabmessung DK durch den gesamten Körper an der gleichen Stelle ist.
31. Verbundkörper nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Verschlußbereich (81) zusammen mit der Verbindung (20, 60) eine Querschnittsform hat, bei der ein Querschnitt durch die Verbindung eine Abmessung BV hat, die größer als der Innendurchmesser DI des Rohres im freien Bereich (82) ist.
32. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche und nach Anspruch 3 und Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende des Rohrs abgewinkelt geformt ist.
33. Verbundkörper nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinkelung einen Winkel (μ) im Bereich zwischen 45° und 135°, vorzugsweise zwischen 80° und 100° einschließt.
34. Verbundkörper nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung (20, 60) als äußerer elektrischer, vorzusweise lötbarer Anschluß dient.
35. Verbundköφer nach einem oder mehreren der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußbereich 81 nach einem oder mehreren der
Ansprüche 24a bis 24d ausgebildet ist.
36. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (20) zu keinem Zeitpunkt einen dem Oxidationsschutz dienenden Überzuginsbesondere aus einem andern Metall aufweist.
37. Blitzlampe mit einem Verbundkörper nach einem oder mehreren der Ansprü- ehe 1 bis 36.
38. Verfahren zum Herstellen einer mechanischen Verbindung und insbesondere eines Verbundkörpers nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, mit den Schritten
Bereitstellen eines ersten Nutzteils aus oder mit Glas, und
Anbringen einer Verbindung am ersten Nutzteil, wobei die Verbindung Aluminium enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung
- Aluminium einer Reinheit von mindestens 99 Gew.-% enthält,
- über ihren Schmelzpunkt erwärmt und an das erste Nutzteil angeschmolzen wird, und
- vor dem Anschmelzen an das erste Nutzteil von Oxidkomponenten gereinigt wird.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung nach dem Erwärmen über ihren Schmelzpunkt von Oxidkomponenten gereinigt wird.
40. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nutzteil mittels der Verbindung mit einem zweiten Nutzteil verbunden wird.
41. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Verbindung eine Öffnung im ersten Nutzteil verschlossen wird.
42. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Herstellen der Verbindung das erste Nutzteil dort, wo es die Verbindung berührt, -zumindest bereichsweise verrundet wird, ins¬ besondere durch Anschmelzen des Nutzteils.
43. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen der Verbindung am ersten Nutzteil dort, wo es die Verbindung berührt, zumindest bereichsweise eine Materialverstärkung gebildet wird, insbesondere durch Anschmelzen des Nutzteils.
44. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 42 und Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung ein Hilfsteil aus einem Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner als der von Aluminium, vorzugsweise Glas, positioniert und dann mittels der Verbindung mit dem ersten Nutzteil verbunden wird.
45. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anbringen der Verbindung die aluminiumhaltige Substanz mit einem körnigen bzw. pulverigen Füllstoff mit einem Wär- meausdehnungskoeffizienten, der kleiner als der von Aluminium ist, vermischt und verschmolzen wird.
46. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschmelzen der Verbindung an das erste Nutzteil in Abwesenheit von Sauerstoff erfolgt, vorzugsweise unter Schutzgas oder im
Vakuum.
47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas ein Gas verwendet wird, mit dem der verschlossene Verbundkörper gefüllt wer- den soll.
48. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschmelzen der Verbindung an das erste Nutzteil bei einer Temperatur erfolgt, bei der die Verbindung geschmolzen ist, bei der das Glas nicht erweicht.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschmelzen der Verbindung an das erste Nutzteil bei einer Temperatur erfolgt, bei der das Eindiffundieren von -Aluminiumoxid in das Glas erleichtert ist.
50. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß beim Herstellen der mechanischen Verbindung das Verbindungsmaterial und das erste Nutzteil gemeinsam allmählich erwärmt werden.
51. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrföπniges Nutzteil verwendet wird, dessen Ende flachgedrückt wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, daß das Flachdrücken nach dem Anbringen der Verbindung erfolgt, wobei vor dem Flachdrücken das Glas über dessen Erweichungspunkt erwärmt wird.
53. Verfahren nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß das Roh- rende abgewinkelt wird.
54. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung auf mindestens 700°C erwärmt wird, bevor sie an das erste Nutzteil angeschmolzen wird.
55. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Verbindung und deren Reinigung von
Oxiden unter Schutzgas erfolgt.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005022376B4 (de) 2005-05-13 2009-11-19 Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co.Kg Lampe und Verfahren zur Herstellung derselben
SG182869A1 (en) * 2011-01-18 2012-08-30 Xenon Technologies Pte Ltd Flash lamp with electrode pin pre-joined to disc
CN103537772B (zh) * 2013-09-24 2015-07-01 四川泛华航空仪表电器有限公司 金属外壳与封端玻璃的气密性焊接方法
CN105097385A (zh) * 2015-09-10 2015-11-25 安徽华夏显示技术股份有限公司 一种用于整流管的芯柱及其制作方法
WO2020069722A1 (en) * 2018-10-01 2020-04-09 Flowil International Lighting (Holding) B.V. Linear led light source and manufacturing method

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1908649A (en) * 1929-03-02 1933-05-09 Spaeth Charles Electrical discharge device
GB716927A (en) * 1952-06-19 1954-10-20 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to glass-to-metal seals
US2876596A (en) * 1955-11-28 1959-03-10 Rca Corp Glass sealing
US3360849A (en) * 1962-03-01 1968-01-02 Perkin Elmer Corp Metal to glass welding
US3722074A (en) 1969-04-21 1973-03-27 Philips Corp Method of sealing a metal article to a glass article in a vacuum-tight manner
US3685005A (en) * 1969-07-22 1972-08-15 Bunker Ramo Hermetically sealed connector
BE758666A (fr) * 1969-11-10 1971-04-16 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Lampe electrique
US3772074A (en) 1972-02-22 1973-11-13 Cities Service Co Process for protecting a substrate with an arylsulfonamidothiadiazole or oxadiazole intumescent agent
JPS5251773A (en) * 1975-10-22 1977-04-25 Toshiba Corp Flash discharge lamp
JPS59501303A (ja) * 1983-05-03 1984-07-26 ゼノン・コ−ポレ−シヨン 光磁気触媒
DE3783117T2 (de) * 1986-08-18 1993-06-17 Philips Nv Verbindung eines elementes aus glass oder keramik und eines elementes aus metall.
GB8719498D0 (en) * 1987-08-18 1987-11-18 Ferranti Plc Seals
JPH0446036A (ja) 1990-06-11 1992-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガラス複合材およびその製造方法
JP3057932B2 (ja) * 1992-10-01 2000-07-04 三菱マテリアル株式会社 セラミックス焼結体の接合方法
JPH0896776A (ja) 1994-09-29 1996-04-12 Toshiba Lighting & Technol Corp 保護被膜付きランプおよびランプ装置
JPH08329895A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Toto Ltd 金属蒸気発光管の封止構造
DE19546997C2 (de) 1995-12-15 1997-12-18 Siemens Ag Verfahren zum Verbinden von metallischen Teilen mit nichtmetallischen Teilen
JPH1040863A (ja) 1996-07-29 1998-02-13 West Electric Co Ltd 閃光放電管及びそのガラス管に封止される金属体の加工処理方法
JP2001338528A (ja) * 2000-05-30 2001-12-07 Kyocera Corp 封着用導電性フリットおよびそれを用いた封着部材、並びに画像形成装置
JP2002100311A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Toshiba Corp 画像表示装置およびその製造方法
JP2002103029A (ja) * 2000-09-22 2002-04-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd 接合体の製造方法
JP2002305334A (ja) * 2001-04-09 2002-10-18 Canon Inc 機能性薄膜の転写方法
DE102005022376B4 (de) * 2005-05-13 2009-11-19 Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co.Kg Lampe und Verfahren zur Herstellung derselben

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004052800A1 *

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Publication number Publication date
US20060124694A1 (en) 2006-06-15
TW200427647A (en) 2004-12-16
US7955153B2 (en) 2011-06-07
JP2006519747A (ja) 2006-08-31
US7687996B2 (en) 2010-03-30
DE10257477A1 (de) 2004-07-08
TWI324587B (en) 2010-05-11
WO2004052800A1 (de) 2004-06-24
JP2011040397A (ja) 2011-02-24
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CN101901736A (zh) 2010-12-01
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US20100136872A1 (en) 2010-06-03
KR100788096B1 (ko) 2007-12-21
DE10257477B4 (de) 2010-09-02

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