JPH02199074A - セラミックチユーブの真空密的密封方法 - Google Patents
セラミックチユーブの真空密的密封方法Info
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- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
- C04B2237/406—Iron, e.g. steel
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- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/55—Pre-treatments of a coated or not coated substrate other than oxidation treatment in order to form an active joining layer
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- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/59—Aspects relating to the structure of the interlayer
- C04B2237/592—Aspects relating to the structure of the interlayer whereby the interlayer is not continuous, e.g. not the whole surface of the smallest substrate is covered by the interlayer
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- C04B2237/62—Forming laminates or joined articles comprising holes, channels or other types of openings
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- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
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- C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
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- C04B2237/76—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc
- C04B2237/765—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc at least one member being a tube
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- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/82—Two substrates not completely covering each other, e.g. two plates in a staggered position
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- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/84—Joining of a first substrate with a second substrate at least partially inside the first substrate, where the bonding area is at the inside of the first substrate, e.g. one tube inside another tube
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は半透明の酸化アルミニウムセラミック材料より
なるチューブを金属性電流通過部材の設けられた金属製
シール部材により真空密的に密封明細]の浄書(内容に
変更なし)!、% 、、、、xlする方法に関する。
なるチューブを金属性電流通過部材の設けられた金属製
シール部材により真空密的に密封明細]の浄書(内容に
変更なし)!、% 、、、、xlする方法に関する。
西ドイツ特許出願公開第3507105号公報からすで
に、光チューブを製造する方法の一つが公知となってお
り、この方法においてはモノリシックな光透過性セラミ
ックチューブの中に電流通過部材を挿入し、次いでその
開口を溶融性のシール材料で閉じる。どのようなシール
材料を使用することができるかは詳細には記述されてい
ない、この方法の欠点の一つは、モノリシックなチュー
ブにのみ言及されるということである。内側直径がチュ
ーブ両端において電流通過部材よりも著しく大きくなっ
ているような円筒形チューブの場合には当時は当然電流
通過部材/カバ一部材の密封の問題のみならずカバ一部
材/円筒形チューブの密封の問題も解決しなければなら
ない。
に、光チューブを製造する方法の一つが公知となってお
り、この方法においてはモノリシックな光透過性セラミ
ックチューブの中に電流通過部材を挿入し、次いでその
開口を溶融性のシール材料で閉じる。どのようなシール
材料を使用することができるかは詳細には記述されてい
ない、この方法の欠点の一つは、モノリシックなチュー
ブにのみ言及されるということである。内側直径がチュ
ーブ両端において電流通過部材よりも著しく大きくなっ
ているような円筒形チューブの場合には当時は当然電流
通過部材/カバ一部材の密封の問題のみならずカバ一部
材/円筒形チューブの密封の問題も解決しなければなら
ない。
西ドイツ特許出願公開第2641880号公報にはセラ
ミック材料と金属部材との間の真空密的な密封のための
、AlzOs 、CaO、MgO5Btu3に基づくセ
ラミックーろう付は結合方法が記述されている。
ミック材料と金属部材との間の真空密的な密封のための
、AlzOs 、CaO、MgO5Btu3に基づくセ
ラミックーろう付は結合方法が記述されている。
このろう付は結合材はその膨張挙動においてそのAlt
osチューブのそれと近似していなければならない。
osチューブのそれと近似していなければならない。
結晶子粒度が小さ(、純度が99%以下の^120゜よ
りなる光透過性を示さないチューブを密封するために金
属化用ペーストがすでに用いられており、このものはモ
リブデンと珪酸マンガンとを珪酸マンガンがチューブの
材料と反応してスピネルを形成する。しかしながらこの
結合の接着力はAbOiの結晶子の大きさが上昇するに
つれて低下し、そして半透明のAlgOsの場合にはこ
れは低い。この従来技術に従い記述されるシール材料を
用いた場合にはそのランプの故障がもたらされるような
密封の障害を再三きたす。
りなる光透過性を示さないチューブを密封するために金
属化用ペーストがすでに用いられており、このものはモ
リブデンと珪酸マンガンとを珪酸マンガンがチューブの
材料と反応してスピネルを形成する。しかしながらこの
結合の接着力はAbOiの結晶子の大きさが上昇するに
つれて低下し、そして半透明のAlgOsの場合にはこ
れは低い。この従来技術に従い記述されるシール材料を
用いた場合にはそのランプの故障がもたらされるような
密封の障害を再三きたす。
このような障害は下記のようなものである:イ)その接
合されるべき金属部材のところでの熔融したセラミック
シール材料の接着不良、口)その溶融物の金属部材との
化学反応及びそれによってもたらされるそのシール材料
の結晶化、ハ)セラミック材料と金属部材とシール材料
とのそれぞれ異る膨張挙動に基づくそのランプの運転中
における微細亀裂、 二) Naによるシール材料の化学的侵蝕、一連の文献
においてこのような密封における諸問題を克服すること
が試みられている。
合されるべき金属部材のところでの熔融したセラミック
シール材料の接着不良、口)その溶融物の金属部材との
化学反応及びそれによってもたらされるそのシール材料
の結晶化、ハ)セラミック材料と金属部材とシール材料
とのそれぞれ異る膨張挙動に基づくそのランプの運転中
における微細亀裂、 二) Naによるシール材料の化学的侵蝕、一連の文献
においてこのような密封における諸問題を克服すること
が試みられている。
西ドイツ特許出願公開第2437774号公報の提案に
よれば、セラミックのシール材料を全く用いず、そして
金属性電流通過部材がA1□0.チューブと成るセラミ
ック材料の閉止用ディスクとの間の密封の課題を受持っ
ている。このために電流通過部材はモリブデンフィルム
より形成されており、これがチューブとディスクとの間
で焼結結合される。
よれば、セラミックのシール材料を全く用いず、そして
金属性電流通過部材がA1□0.チューブと成るセラミ
ック材料の閉止用ディスクとの間の密封の課題を受持っ
ている。このために電流通過部材はモリブデンフィルム
より形成されており、これがチューブとディスクとの間
で焼結結合される。
それでもなお半透明酸化アルミニウムよりなる放電ラン
プにおけるセラミック材料と金属との接合部の完全に確
実な密封には失敗している。
プにおけるセラミック材料と金属との接合部の完全に確
実な密封には失敗している。
本発明者らは半透明の酸化アルミニウムセラミック材料
よりなる円筒形チューブを金属性電流通過部材の含まれ
ている金属性シール部材により真空密的に密封する新規
な方法を見出したが、この方法は、 イ)そのチューブの両端に a)タングステン、モリブデン、ニオブ及びタンタルよ
りなる群から選ばれる少なくとも1種以上の微細分散さ
れた金属粉末と、 b)液状の有機性バインダと、および c ) 1200〜150Q”Cの範囲の融点を有する
粉末状カルシウム/マグネシウムシリケートとの含まれ
た金属化ペーストを適用し、 口)このペーストを焙焼することにより酸化アルミニウ
ムセラミック材の上に薄い金属層を作り出し、 ハ)焙焼の後にその残留する薄い金属層の上にニッケル
または銅よりなるもう一つの層を析出させ、 二)上記チューブの両端部においてこのチューブの中に
電流通過部材を挿入し、そしてそれら両端を950℃と
1200°Cとの間の融点を有する硬ろうにより、場合
によってはディスク状のシール要素の使用のもとに、そ
れら金属化された部分において真空密的に密封すること
、 を特徴とするものである。
よりなる円筒形チューブを金属性電流通過部材の含まれ
ている金属性シール部材により真空密的に密封する新規
な方法を見出したが、この方法は、 イ)そのチューブの両端に a)タングステン、モリブデン、ニオブ及びタンタルよ
りなる群から選ばれる少なくとも1種以上の微細分散さ
れた金属粉末と、 b)液状の有機性バインダと、および c ) 1200〜150Q”Cの範囲の融点を有する
粉末状カルシウム/マグネシウムシリケートとの含まれ
た金属化ペーストを適用し、 口)このペーストを焙焼することにより酸化アルミニウ
ムセラミック材の上に薄い金属層を作り出し、 ハ)焙焼の後にその残留する薄い金属層の上にニッケル
または銅よりなるもう一つの層を析出させ、 二)上記チューブの両端部においてこのチューブの中に
電流通過部材を挿入し、そしてそれら両端を950℃と
1200°Cとの間の融点を有する硬ろうにより、場合
によってはディスク状のシール要素の使用のもとに、そ
れら金属化された部分において真空密的に密封すること
、 を特徴とするものである。
極めて純度が高くて実際上5tOzを含まない鋼セラミ
ック材料を金属化するために毫すブデン粉末とマンガン
シリケートとの混合物を融解させることがすでに公知で
ある〔雑誌Vir、 d、 deut。
ック材料を金属化するために毫すブデン粉末とマンガン
シリケートとの混合物を融解させることがすでに公知で
ある〔雑誌Vir、 d、 deut。
Ker、 Ges、、 (1965)第452頁〕ここ
で用いられている酸化アルミニウムセラミック材料はo
、oi、%よりも少ない5iOzを含んでいる。Alz
Oiの中のガラス相の含有割合が少なければ少ないほど
一般にその金属化層の錨着は困難となる。従って高純度
の半透明なA1□O5は金属化が困難である。
で用いられている酸化アルミニウムセラミック材料はo
、oi、%よりも少ない5iOzを含んでいる。Alz
Oiの中のガラス相の含有割合が少なければ少ないほど
一般にその金属化層の錨着は困難となる。従って高純度
の半透明なA1□O5は金属化が困難である。
本発明に従う方法にはそのAltosの中に5iOzの
含有は全く必要がない。実際にSin、の含有量が少な
い(例えば最大でiQppmのSing)種々の部材あ
るいは10ないし50pp+*のSiO□を含む種々の
部材を金属化させることができる。
含有は全く必要がない。実際にSin、の含有量が少な
い(例えば最大でiQppmのSing)種々の部材あ
るいは10ないし50pp+*のSiO□を含む種々の
部材を金属化させることができる。
その金属粉末の粒径は4μmよりも大きくてはならない
。この粉末が細かければ細かいほどこれはよりよく−緒
に焼結され、そして焙焼に際して緻密な金属層を益々容
易に作り出すことができる。
。この粉末が細かければ細かいほどこれはよりよく−緒
に焼結され、そして焙焼に際して緻密な金属層を益々容
易に作り出すことができる。
0.5μ園と2.5μ−との間の粒度分布が実証されて
いる。タングステンが最も有利な挙動を示し、またほと
んど同じ程度にモリブデンも好ましい挙動を示す。
いる。タングステンが最も有利な挙動を示し、またほと
んど同じ程度にモリブデンも好ましい挙動を示す。
液状の有機性バインダは溶剤を含まなくてもよい。この
場合には例えば縮合度の低いフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂を使用することができる。
場合には例えば縮合度の低いフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂を使用することができる。
有機性バインダ物質のある有機溶剤中の、水を含まない
溶液が好ましい、好ましくは有機溶剤に可溶性の種々の
バインダ物質、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、
フタレート樹脂、ニトロラッカー、ポリビニルアセクー
ル及びポリビニルエーテルが用いられる。その溶剤の揮
発率(Verdunstungszahl: 例えば
アセトンは2.1、ブチルグリコールアセテートは19
0)によってその適用されたペーストの乾燥速度を制御
することができる。
溶液が好ましい、好ましくは有機溶剤に可溶性の種々の
バインダ物質、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、
フタレート樹脂、ニトロラッカー、ポリビニルアセクー
ル及びポリビニルエーテルが用いられる。その溶剤の揮
発率(Verdunstungszahl: 例えば
アセトンは2.1、ブチルグリコールアセテートは19
0)によってその適用されたペーストの乾燥速度を制御
することができる。
バインダ物質は焙焼に先立って各成分をその酸化アルミ
ニウムチューブと一次的に結合させるものでなければな
らず、そしてこれは焙焼に際して分解するかまたは蒸発
するものでなければならない。このような性質を有する
バインダ物質の他の例はコロホニウム、アルキド樹脂、
セルローズ誘導体、クマロンインデン樹脂、エポキシ樹
脂、フラン樹脂、イソシアネート樹脂、不飽和ポリエス
テル類、尿素樹脂、ビニル樹脂及びメラミン樹脂である
。
ニウムチューブと一次的に結合させるものでなければな
らず、そしてこれは焙焼に際して分解するかまたは蒸発
するものでなければならない。このような性質を有する
バインダ物質の他の例はコロホニウム、アルキド樹脂、
セルローズ誘導体、クマロンインデン樹脂、エポキシ樹
脂、フラン樹脂、イソシアネート樹脂、不飽和ポリエス
テル類、尿素樹脂、ビニル樹脂及びメラミン樹脂である
。
このバインダ物質のための有機溶剤は重要ではない。好
ましくは容易に蒸発される溶剤であり、七いうのはこれ
らの場合により迅速に作業を行なうことができるからで
ある。バインダ物質のアルコール中の溶液が好ましい。
ましくは容易に蒸発される溶剤であり、七いうのはこれ
らの場合により迅速に作業を行なうことができるからで
ある。バインダ物質のアルコール中の溶液が好ましい。
粉末状カルシウム/マグネシウムシリケートの粒度は1
5μ−以下、中でも1ないし3μmの範囲であるべきで
ある。5iOi50 70重量%、Ca02040%及
びMg0 5−15%のフリットを含むのが好ましい、
金属粉末、シリケート及びバインダ物質に加えてそのペ
ーストは有利には更に4%まで、中でも0.5ないし3
重量%のTtOの含有量を含むことができる。金属化用
ペーストの各成分の量割合は広い範囲で変動することが
できる。金属粉末/シリケートの65: 35ないし9
5: 5 、中でも75: 25ないし95:5の比率
が好ましい、液状有機性バインダ物質の重量割合は約5
ないし30重量%である。
5μ−以下、中でも1ないし3μmの範囲であるべきで
ある。5iOi50 70重量%、Ca02040%及
びMg0 5−15%のフリットを含むのが好ましい、
金属粉末、シリケート及びバインダ物質に加えてそのペ
ーストは有利には更に4%まで、中でも0.5ないし3
重量%のTtOの含有量を含むことができる。金属化用
ペーストの各成分の量割合は広い範囲で変動することが
できる。金属粉末/シリケートの65: 35ないし9
5: 5 、中でも75: 25ないし95:5の比率
が好ましい、液状有機性バインダ物質の重量割合は約5
ないし30重量%である。
そのペーストは5−30μmの厚さ、好ましくは10−
20μmの厚さで例えばスクリーン印刷または帯状塗装
等によって適用される。このものから焼結に際して作り
出される良好に接着し、真空密閉性の高い金属はほぼ同
じ厚さを有する。
20μmの厚さで例えばスクリーン印刷または帯状塗装
等によって適用される。このものから焼結に際して作り
出される良好に接着し、真空密閉性の高い金属はほぼ同
じ厚さを有する。
金属化層の焙焼は酸素の非存在のもとに行なわなければ
ならない、 10−40容積%のH2を有し、残部が窒
素ガスであるような窒素ガス雰囲気が実証されている。
ならない、 10−40容積%のH2を有し、残部が窒
素ガスであるような窒素ガス雰囲気が実証されている。
完全なバインダ物質の除去と良好な接着力との達成のた
めにはこの雰囲気が更に僅かな湿分含有量を含み、そし
て中でもその湿分を含む雰囲気の露点が10ないし40
°Cであるならば好都合である。その金属化用ペースト
の焙焼はその粉末状シリケートの融点以上で、但し酸化
アルミニウムセラミック材料の焼結温度(約1750°
C)以下であるような種ルの温度で行なわれる。
めにはこの雰囲気が更に僅かな湿分含有量を含み、そし
て中でもその湿分を含む雰囲気の露点が10ないし40
°Cであるならば好都合である。その金属化用ペースト
の焙焼はその粉末状シリケートの融点以上で、但し酸化
アルミニウムセラミック材料の焼結温度(約1750°
C)以下であるような種ルの温度で行なわれる。
直接に焼着けられた金属層は硬ろうによって濡れ難いの
でこれをニッケルまたは銅よりなる更に別な金属層で補
強するのが有利である。ニッケルは例えば酸化ニッケル
ペーストを塗覆して引続いて還元性雰囲気の中で焙焼す
るか、またはより良くは電解的な方法で適用することが
できる。化学的な金属ニッケル化も可能である。銅も化
学的に、但しより良くは電気化学的にメツキさせること
ができる。焙焼して形成したある金属化層をニッケル層
で補強することは雑誌Ver、 d、 deut、 K
er。
でこれをニッケルまたは銅よりなる更に別な金属層で補
強するのが有利である。ニッケルは例えば酸化ニッケル
ペーストを塗覆して引続いて還元性雰囲気の中で焙焼す
るか、またはより良くは電解的な方法で適用することが
できる。化学的な金属ニッケル化も可能である。銅も化
学的に、但しより良くは電気化学的にメツキさせること
ができる。焙焼して形成したある金属化層をニッケル層
で補強することは雑誌Ver、 d、 deut、 K
er。
Ges、 (1965)の405頁から公知である。
その用いる融点が950ないし1200°Cであるよう
な硬ろうは例えば銅、銀または銅〜銀、銅−ニッケルま
たはパラジウム合金からなっていることができる。好ま
しくは銅−銀−パラジウム合金である。そのランプの運
転に際してはバーナチューブの各端部に900℃までの
温度が現われ得るので少なくとも1000℃以上の融点
を有するろう材がより好ましい。
な硬ろうは例えば銅、銀または銅〜銀、銅−ニッケルま
たはパラジウム合金からなっていることができる。好ま
しくは銅−銀−パラジウム合金である。そのランプの運
転に際してはバーナチューブの各端部に900℃までの
温度が現われ得るので少なくとも1000℃以上の融点
を有するろう材がより好ましい。
その焙焼を真空中(約o、oooiミリバール)で、ま
たは保護ガスのもとで実施してその金属化層が酸化され
ないようにするのが好都合である。
たは保護ガスのもとで実施してその金属化層が酸化され
ないようにするのが好都合である。
電流通過部材は金属パイプまたは針がねであってその直
径は0.5+wmまで、なかでも0.2mmまでで、そ
のAl2O3チューブまたはそこに塗覆された金属のシ
ール部材の端部の直径よりも小さいものである。通常は
1ないし5IIIl、中でも1.5ないし3.5mmの
直径である。セラミックチューブの内部に突き出ている
端部においてこの電流通過部材はほとんどの場合渦巻き
型の電極、例えば西ドイツ特許出願公開第300956
1号公報に載せられているようなものを備えていること
ができる。
径は0.5+wmまで、なかでも0.2mmまでで、そ
のAl2O3チューブまたはそこに塗覆された金属のシ
ール部材の端部の直径よりも小さいものである。通常は
1ないし5IIIl、中でも1.5ないし3.5mmの
直径である。セラミックチューブの内部に突き出ている
端部においてこの電流通過部材はほとんどの場合渦巻き
型の電極、例えば西ドイツ特許出願公開第300956
1号公報に載せられているようなものを備えていること
ができる。
チューブ端が電流通過部材よりも著しく広幅であるとき
は例えば金属ディスク又は金属フード等のシール部材を
ろう着けすることによってそのチューブの端部を閉じる
のが有利であり且つ容易である。金属ディスクの場合は
チューブの端面のみを金属化する。フードの場合はチュ
ーブの端部を場合により端面も含めて外面を金属化する
。そのように閉じたチューブ端が第2及び第4図に示さ
れている。ろう着は面積が大きいためにフードはディス
クよりも信鯨性が高い。
は例えば金属ディスク又は金属フード等のシール部材を
ろう着けすることによってそのチューブの端部を閉じる
のが有利であり且つ容易である。金属ディスクの場合は
チューブの端面のみを金属化する。フードの場合はチュ
ーブの端部を場合により端面も含めて外面を金属化する
。そのように閉じたチューブ端が第2及び第4図に示さ
れている。ろう着は面積が大きいためにフードはディス
クよりも信鯨性が高い。
金属製シール部材はその中央部に小さな孔を有している
ことができ、これを通して後に電流通過部材を挿入し、
ろう着けする。しかしながら電流通過部材及びシール部
材は単一体からできていてもよい。このような態様のも
のが第1図及び第4図に示されている。この場合に1は
酸化アルミニウムを、2は電流通過部材を、3はフード
状の、そして4はディスク状の金属製シール部材を、そ
して5はろう材金属を示す。これらの図にはろう材金属
の量は誇張して示してあり、また金属化層(酸化アルミ
ニウムとろう材との間の)は示してない。
ことができ、これを通して後に電流通過部材を挿入し、
ろう着けする。しかしながら電流通過部材及びシール部
材は単一体からできていてもよい。このような態様のも
のが第1図及び第4図に示されている。この場合に1は
酸化アルミニウムを、2は電流通過部材を、3はフード
状の、そして4はディスク状の金属製シール部材を、そ
して5はろう材金属を示す。これらの図にはろう材金属
の量は誇張して示してあり、また金属化層(酸化アルミ
ニウムとろう材との間の)は示してない。
シール部材用の材料としては(電流通過部材の材料と同
様に)高融点の、例えばタングステン、モリブデン、ニ
オブ、タンタル又は特殊な鉄−ニッケル−コバルト合金
、例えばVaconが適しており、これらは当業者によ
く知られたものである。
様に)高融点の、例えばタングステン、モリブデン、ニ
オブ、タンタル又は特殊な鉄−ニッケル−コバルト合金
、例えばVaconが適しており、これらは当業者によ
く知られたものである。
シール部材は0.5〜21111の厚さを有している。
その直径は放電室の直径よりも若干大きい。
シール部材(3又は4)のチューブへのろう着けのため
には電流通過部材のろう着けに用いたと同じ硬ろう(5
)を用いることができる。最初のろう着けに用いるもの
よりも高い融点のろう材を用いるのが有意義である。
には電流通過部材のろう着けに用いたと同じ硬ろう(5
)を用いることができる。最初のろう着けに用いるもの
よりも高い融点のろう材を用いるのが有意義である。
別法として、幅広の方のチューブの内直径を閉止に先立
ってなお若干狭くすることも可能である。
ってなお若干狭くすることも可能である。
このためにはそのチューブの端部に、AIto、の%割
合の高いセラミック材料からなる密に嵌合する短かいチ
ューブ片を上記チューブの中に挿入して一緒に焼結する
ことができる。狭くしたチューブは端面側を(第3図)
、端面側の外側を(第4図)又は内面側のみを(第5図
)金属化してもよい。
合の高いセラミック材料からなる密に嵌合する短かいチ
ューブ片を上記チューブの中に挿入して一緒に焼結する
ことができる。狭くしたチューブは端面側を(第3図)
、端面側の外側を(第4図)又は内面側のみを(第5図
)金属化してもよい。
チューブ内径を狭くすることによって第3図の金属ディ
スク4又は第4図の金属フードの載置面積、また従って
密封面積を拡大することができる。
スク4又は第4図の金属フードの載置面積、また従って
密封面積を拡大することができる。
金属フード又は金属ディスクを用いる場合には電流通過
部材の内側部及び外側部は殆んどの場合直線上に存在し
ている。このような系は例えば円筒ブロックから回すこ
とにより又は貫通する電流通過部材をディスクの開口中
にろう着けすることにより生じ得る。電流通過部材が穴
のおいてないシール部材の外面上に、そして内側部分が
その内面上にろう着けされていてもよい。
部材の内側部及び外側部は殆んどの場合直線上に存在し
ている。このような系は例えば円筒ブロックから回すこ
とにより又は貫通する電流通過部材をディスクの開口中
にろう着けすることにより生じ得る。電流通過部材が穴
のおいてないシール部材の外面上に、そして内側部分が
その内面上にろう着けされていてもよい。
断面を狭くした後でなおその内直径がなお僅かにその電
流通過部材の外直径よりも大きい場合には、金属フード
又は金属ディスクを省略することができる。この場合に
はその狭くなったセラミックチューブの内面を金属化し
て電流通過部材をろう着けすればよい。この方法で閉じ
た後のチューブ端が第5図に示されている。
流通過部材の外直径よりも大きい場合には、金属フード
又は金属ディスクを省略することができる。この場合に
はその狭くなったセラミックチューブの内面を金属化し
て電流通過部材をろう着けすればよい。この方法で閉じ
た後のチューブ端が第5図に示されている。
内側を金属化した酸化アルミニウムの内径の狭搾化はま
た、高%割合の酸化アルミニウムのセラミック材料より
なる密に嵌合する短いチューブ片をその外面並びに同時
にその内面において金属化することによって行なうこと
ができる。ここで言う高%割合の酸化アルミニウムのセ
ラミック材料とは、少なくとも99重量%以上のAlt
osを含み、そして半透明であってもよいが不透明では
ないようなセラミック材料を意味する。このチューブ片
の外直径はその酸化アルミニウムチューブ片の外直径は
その酸化アルミニウムチューブの内直径とほぼ等しい、
この短いチューブ片は半透明の酸化アルミニウムチュー
ブの端部の中に嵌め込まれ、そして硬ろうによってろう
着けされる。同時にこのチューブ片の内部に電流通過部
材をろう着けし、そしてそのようにしてチューブを閉じ
る0種々異った融点のろう材を使用する場合には電流通
過部材及び内側チューブのろう着けは前後して行なって
もよい、このようにして真空密的に閉じられたセラミッ
クチューブの端部が第6図に示されている。
た、高%割合の酸化アルミニウムのセラミック材料より
なる密に嵌合する短いチューブ片をその外面並びに同時
にその内面において金属化することによって行なうこと
ができる。ここで言う高%割合の酸化アルミニウムのセ
ラミック材料とは、少なくとも99重量%以上のAlt
osを含み、そして半透明であってもよいが不透明では
ないようなセラミック材料を意味する。このチューブ片
の外直径はその酸化アルミニウムチューブ片の外直径は
その酸化アルミニウムチューブの内直径とほぼ等しい、
この短いチューブ片は半透明の酸化アルミニウムチュー
ブの端部の中に嵌め込まれ、そして硬ろうによってろう
着けされる。同時にこのチューブ片の内部に電流通過部
材をろう着けし、そしてそのようにしてチューブを閉じ
る0種々異った融点のろう材を使用する場合には電流通
過部材及び内側チューブのろう着けは前後して行なって
もよい、このようにして真空密的に閉じられたセラミッ
クチューブの端部が第6図に示されている。
全ての実施形態の場合に端面の内側の上に高%割合のA
hOsよりなるディスクが一緒に焼結されていてもよい
、このようなディスクは(平坦でない形で)ヨーロッパ
特許EP186348号より公知である。このものはそ
の金属カバー及びろう着は接合部を直接の熱輻射及び直
接のナトリウムによる侵食に対して保護するとされてい
る。
hOsよりなるディスクが一緒に焼結されていてもよい
、このようなディスクは(平坦でない形で)ヨーロッパ
特許EP186348号より公知である。このものはそ
の金属カバー及びろう着は接合部を直接の熱輻射及び直
接のナトリウムによる侵食に対して保護するとされてい
る。
用いるCa/Mgシリケートの利点の1つは、これがろ
う着けに際しては到達しないような高い軟化範囲(13
50〜1500°C)を有することである。このものは
そのAhO3チューブの上及び金属の上に極めてよく接
着する。このものの熱膨張係数はAlzO3のそれに近
似しており、従って熱応力は全く生じない。このものは
長期間の後にもナトリウム蒸気によって侵食されない。
う着けに際しては到達しないような高い軟化範囲(13
50〜1500°C)を有することである。このものは
そのAhO3チューブの上及び金属の上に極めてよく接
着する。このものの熱膨張係数はAlzO3のそれに近
似しており、従って熱応力は全く生じない。このものは
長期間の後にもナトリウム蒸気によって侵食されない。
本発明に従う方法はナトリウム高圧ランプ又はナトリウ
ム低圧ランプのバーナチューブを真空密的に永続的に密
封するのによく適している。半透明の^l、0.チュー
ブにおいてはAhOsの純度は常に99.7%以上であ
り、そして結晶子の大きさは20μm以上である。通常
的条件のもとで、これまで用いられているシール材料は
電流通過部を濡らさないのでしばしば問題を生ずるけれ
ども、本発明に従う方法によれば緻密な密閉を形成する
ことができる。密閉の温度変動安定性はマンゴ、ンシリ
ケートを用いた場合よりも高い。
ム低圧ランプのバーナチューブを真空密的に永続的に密
封するのによく適している。半透明の^l、0.チュー
ブにおいてはAhOsの純度は常に99.7%以上であ
り、そして結晶子の大きさは20μm以上である。通常
的条件のもとで、これまで用いられているシール材料は
電流通過部を濡らさないのでしばしば問題を生ずるけれ
ども、本発明に従う方法によれば緻密な密閉を形成する
ことができる。密閉の温度変動安定性はマンゴ、ンシリ
ケートを用いた場合よりも高い。
本発明に従う方法によれば、半透明なAltosと、及
びこれに組合わされるべき金属部材との間の接着力10
0N/ms”以上(特別な試験片について一軸方向引張
りによる)を達成することができる。
びこれに組合わされるべき金属部材との間の接着力10
0N/ms”以上(特別な試験片について一軸方向引張
りによる)を達成することができる。
以下本発明を例をあげて説明する。
■
a)ナトリウム高圧ランプの製造のために長さ約100
―、内直径511II及び肉厚11III+の半透明酸
化アルミニウムチューブを用いる。酸化アルミニウムの
純度は99.9重量%であり、焼結したチューブの平均
粒度は20μmである。40μ剤の粒度のチューブも全
く結果を与える。
―、内直径511II及び肉厚11III+の半透明酸
化アルミニウムチューブを用いる。酸化アルミニウムの
純度は99.9重量%であり、焼結したチューブの平均
粒度は20μmである。40μ剤の粒度のチューブも全
く結果を与える。
b ) 102gのSin、、96.5gのCaCO5
(CaOとして54gに相当)及び14gのMgOの混
合物を粉砕し、そして次に1500℃の温度においてフ
リットを作る。
(CaOとして54gに相当)及び14gのMgOの混
合物を粉砕し、そして次に1500℃の温度においてフ
リットを作る。
微粉砕したフリットに830gのふるい分けしたタング
ステン粉末を混合する。この混合物を平均粒度が5ミク
ロンとなるまで磨砕する。このものに更に1.3gのT
i0zを加える。この粉末を揮発性希釈剤として20g
のアミルアセテートを含む180gのニトロラッカー系
の樹脂含有ラッカー系の中に分散させる。得られたペー
ストの粘度は500〜600P(=50〜60Pa−s
)である。この微細分散状のペーストをスクリーン印刷
によりセラミックバーナチューブの端面上に適用する。
ステン粉末を混合する。この混合物を平均粒度が5ミク
ロンとなるまで磨砕する。このものに更に1.3gのT
i0zを加える。この粉末を揮発性希釈剤として20g
のアミルアセテートを含む180gのニトロラッカー系
の樹脂含有ラッカー系の中に分散させる。得られたペー
ストの粘度は500〜600P(=50〜60Pa−s
)である。この微細分散状のペーストをスクリーン印刷
によりセラミックバーナチューブの端面上に適用する。
層の厚さは10μmと20μ、−との間で変動する。
C)金属化層を焼結結合させるためにそのチューブをモ
リブデンの角柱状板の上に置いて燃焼炉の中で1500
°Cに加熱する。燃焼雰囲気は82%の窒素ガス及び残
りの含湿水素ガスよりなる。この雰囲気の露点は10″
Cである。
リブデンの角柱状板の上に置いて燃焼炉の中で1500
°Cに加熱する。燃焼雰囲気は82%の窒素ガス及び残
りの含湿水素ガスよりなる。この雰囲気の露点は10″
Cである。
d)硬ろうによってより良好に濡れるように、その焼結
結合させた金属化層をIOAの電流強度において10分
間電気化学的にニッケルメッキする。
結合させた金属化層をIOAの電流強度において10分
間電気化学的にニッケルメッキする。
この場合にkpmの厚さのニッケル層が形成される。
e)このチューブの金属化された両方の端面の上に同時
にそれぞれ0.3++v+の厚さのCu/Pa/Agよ
りなる環状ろう材を載せる0次に直径が放電室の直径よ
りも若干大きいVacon (54Fe ・28Ni
・18Co、厚さ1m+s)よりなる閉止金属板を上記
ろう材層の上に載せる。酸化物チューブを垂直に置き、
そして下方のディスクを高温に耐える支持材によって落
下しないように支える。酸化物チューブと支持材とを連
続運転のトンネル炉を通して移動させる。その際それら
ディスクはAl□O,チューブとろう着けされる。これ
らのディスクは中央部に穴を有しており、これは後で挿
入される電流通過部材よりも約0.3mm+程大きい、
ろう着は温度は1105°Cである。ろう着けは高真空
のもとて無孔的に接合していることが保証される。
にそれぞれ0.3++v+の厚さのCu/Pa/Agよ
りなる環状ろう材を載せる0次に直径が放電室の直径よ
りも若干大きいVacon (54Fe ・28Ni
・18Co、厚さ1m+s)よりなる閉止金属板を上記
ろう材層の上に載せる。酸化物チューブを垂直に置き、
そして下方のディスクを高温に耐える支持材によって落
下しないように支える。酸化物チューブと支持材とを連
続運転のトンネル炉を通して移動させる。その際それら
ディスクはAl□O,チューブとろう着けされる。これ
らのディスクは中央部に穴を有しており、これは後で挿
入される電流通過部材よりも約0.3mm+程大きい、
ろう着は温度は1105°Cである。ろう着けは高真空
のもとて無孔的に接合していることが保証される。
f)次にこのチューブの両端の上にその閉止板の穴の部
分において環状ろう材を載せ、次いてパイプ状に作られ
た電流通過部材をその穴の中に挿入し、そしてチューブ
端を既述のろう着は方法で閉じる。電流通過部材はバー
ナチューブの内部の、側面部に穴の設けられた管状材と
して形成されている。このチューブはろう着けした後で
真空にしてナトリウムアマルガムを満たし、そして押し
つぶしにより閉じる。
分において環状ろう材を載せ、次いてパイプ状に作られ
た電流通過部材をその穴の中に挿入し、そしてチューブ
端を既述のろう着は方法で閉じる。電流通過部材はバー
ナチューブの内部の、側面部に穴の設けられた管状材と
して形成されている。このチューブはろう着けした後で
真空にしてナトリウムアマルガムを満たし、そして押し
つぶしにより閉じる。
半透明酸化アルミニウムと金属ディスクとの間の接着力
はそのように作られたチューブにおいて100N/am
”以上である。
はそのように作られたチューブにおいて100N/am
”以上である。
第1ないし第6図は本発明に従い密封されたセラミック
チューブの種々の密封態様を示す。 l・・・セラミ・ンクチェーブ 209.電流通過部材 311.フード形シール部材 400.ディスク形シール部材 580.ろう材金屈
チューブの種々の密封態様を示す。 l・・・セラミ・ンクチェーブ 209.電流通過部材 311.フード形シール部材 400.ディスク形シール部材 580.ろう材金屈
Claims (17)
- (1)半透明の酸化アルミニウムセラミック材料よりな
る円筒形チューブを金属性電流通過部材の使用のもとに
真空密的に密封する方法において、イ)そのチューブの
両端に a)タングステン、モリブデン、ニオブ及びタンタルよ
りなる群から選ばれる少なく とも1種以上の微細分散された金属粉末 と、 b)液状の有機性バインダと、および c)1200〜1500℃の範囲の融点を有する粉末状
カルシウム−マグネシウム−シリケ ートと の含まれた金属化ペーストを適用し、 ロ)このペーストを酸化アルミニウムセラミック材料の
上で焼くことによって薄い金属層を作り出し、 ハ)残留する金属層の上に金属化ペーストの焙焼の後に
ニッケルまたは銅よりなるもう一つの層を析出させ、 ニ)上記チューブの両端部においてこのチューブの中に
電流通過部材を挿入し、そしてそれら両端を、950℃
と1200℃との間の融点を有する硬ろうにより、場合
によってはディスク形のシール部材の使用のもとにそれ
ら金属化された部分において真空密的に密封すること を特徴とする、上記方法。 - (2)ニッケルおよび銅の析出を電気化学的に行なう、
請求項1記載の方法。 - (3)カルシウム/マグネシウムシリケートが、50な
いし70重量%のSiO_2、20ないし40重量%の
CaOおよび5ないし15重量%のMgOを含有する、
請求項1記載の方法。 - (4)カルシウム/マグネシウムシリケートが実際上ほ
う素および/またはアルミニウムを含まない、請求項1
記載の方法。 - (5)金属化ペーストの焙焼を窒素/水素の雰囲気の中
で行なう、請求項1記載の方法。 - (6)含湿水素ガス雰囲気中で作業する、請求項S記載
の方法。 - (7)含湿水素ガス雰囲気の露点が10〜40℃である
、請求項6記載の方法。 - (8)用いた硬ろうが銅と銀とからなる群より選ばれた
ものである、請求項1記載の方法。 - (9)硬ろうが銅−銀合金である、請求項1記載の方法
。 - (10)用いた硬ろうが銅−銀−パラジウム合金である
、請求項9記載の方法。 - (11)難溶融性の金属よりなるディスクまたはキャッ
プを硬ろうにより金属層の上にろう着けし、そしてその
ようにして酸化アルミニウムチューブを真空密的に密封
する、請求項1記載の方法。 - (12)ろう着けされたディスクまたはキャップに電流
通過部材が設けられている、請求項11記載の方法。 - (13)上記ディスクまたはキャップがタングステン、
モリブデン、ニオブ、タンタル又は鉄−ニッケル−コバ
ルト合金よりなる、請求項11記載の方法。 - (14)ろう着けを真空中で、又は保護ガスの中で95
0℃以上のの温度において行なう、請求項1記載の方法
。 - (15)金属化に先立ってそのチューブ端の部分におい
てチューブ内に断面積の縮小のために、密着的に嵌込ま
れる短い、Al_2O_3が高い%割合で含まれるセラ
ミック材料からなるチューブ片を挿入して一緒に焼結結
合させ、この焼結結合したチューブ片の内面を金属化さ
せ、金属ディスクまたは金属キャップを使用することな
く金属性電流通過部材をその金属化された内側穿孔中に
嵌込んで真空密的にろう着けする、請求項1記載の方法
。 - (16)金属化に先立ってチューブの端の部分において
このチューブ内に断面積の縮小のために、密着的に嵌込
まれる短い、Al_2O_3が高い%割合で含まれるセ
ラミック材料からなるチューブ片を挿入して一緒に焼結
結合させ、このチューブ及びチューブ片をその端面のと
ころで金属化させ、そして端面のところに電流通過部材
を備えた難溶融性金属よりなる金属ディスク又は金属キ
ャップを硬ろうによってその金属ディスクの上に真空密
的にろう着けする、請求項1記載の方法。 - (17)そのAl_2O_3チューブの内部を両チュー
ブ端の部分において金属化し、外直径が上記Al_2O
_3の内直径とほぼ等しい、Al_2O_3が高い%割
合で含まれたセラミック材料からなる、密着的に嵌込ま
れる短いチューブ片をその外側面及び内側面において金
属化し、そしてこれを半透明で内部が金属化されたAl
_2O_3チューブの端の部分に挿入して硬ろうにより
ろう着けし、そして電流通過部材を上記短いチューブ片
の内部にこれが金属化された後で挿入、ろう着けしてそ
れにより同時にこのチューブを閉じる、請求項1記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3803227A DE3803227A1 (de) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Verfahren zum vakuumdichten verschliessen eines keramikrohres |
DE3803227.9 | 1988-02-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02199074A true JPH02199074A (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=6346559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1024122A Pending JPH02199074A (ja) | 1988-02-04 | 1989-02-03 | セラミックチユーブの真空密的密封方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4892498A (ja) |
EP (1) | EP0327049B1 (ja) |
JP (1) | JPH02199074A (ja) |
DE (2) | DE3803227A1 (ja) |
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JPH04182065A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-29 | Mitsuboshi Belting Ltd | 金属もしくはセラミックスから選ばれた被接合材の接合方法およびこれに用いる接合材 |
JP2009054588A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Osram Sylvania Inc | 金属蒸気セラミックショートランプ |
WO2020197322A3 (ko) * | 2019-03-27 | 2020-11-19 | 김형석 | 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치의 제조 방법 |
KR20210014614A (ko) * | 2019-03-27 | 2021-02-09 | 오영래 | 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치의 제조 방법 |
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-
1989
- 1989-02-01 DE DE8989101696T patent/DE58902097D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-01 EP EP89101696A patent/EP0327049B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-03 JP JP1024122A patent/JPH02199074A/ja active Pending
- 1989-02-06 US US07/306,357 patent/US4892498A/en not_active Expired - Fee Related
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