RU2815735C1 - Method of making vacuum-tight outlet beryllium window - Google Patents
Method of making vacuum-tight outlet beryllium window Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815735C1 RU2815735C1 RU2023106766A RU2023106766A RU2815735C1 RU 2815735 C1 RU2815735 C1 RU 2815735C1 RU 2023106766 A RU2023106766 A RU 2023106766A RU 2023106766 A RU2023106766 A RU 2023106766A RU 2815735 C1 RU2815735 C1 RU 2815735C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beryllium
- window
- vacuum
- silver
- outlet
- Prior art date
Links
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910017532 Cu-Be Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001572 beryllium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения вакуумноплотных соединений разнородных металлов с бериллием при изготовлении выпускных окон рентгеновского излучения, применяемых в рентгеновских трубках.The invention relates to the field of producing vacuum-tight compounds of dissimilar metals with beryllium in the manufacture of X-ray emission windows used in X-ray tubes.
Бериллиевые выпускные окна широко применяются в рентгеновской технике при производстве рентгеновских трубок, поскольку высокая радиационная прозрачность бериллия, которая в 17 раз выше, чем у алюминия, позволяет обеспечить прохождение рентгеновского излучения с незначительным поглощением.Beryllium outlet windows are widely used in X-ray technology in the production of X-ray tubes, since the high radiation transparency of beryllium, which is 17 times higher than that of aluminum, allows the passage of X-ray radiation with negligible absorption.
В известном способе бериллиевый диск припаивают к оправе из железа чистой медью в высокочастотной водородной печи (В.Эспе «Технология электровакуумных материалов» Т.1, стр.232, государственное энергетическое издательство, Москва. 1962, Ленинград). Однако при металлографическом анализе на сканирующем электронном микроскопе (СЭM) в области спая отмечено формирование хрупкой Cu-Be фазы, что приводит к образованию микротрещин и резкому снижению вакуумной плотности выпускного окна, что в свою очередь приводит к сокращению срока работы рентгеновской трубки и выходу её из строя.In a known method, a beryllium disk is soldered to an iron frame with pure copper in a high-frequency hydrogen furnace (V. Espe “Technology of Electro-Vacuum Materials” T.1, p. 232, State Energy Publishing House, Moscow, 1962, Leningrad). However, during metallographic analysis on a scanning electron microscope (SEM), the formation of a brittle Cu-Be phase was noted in the junction area, which leads to the formation of microcracks and a sharp decrease in the vacuum density of the outlet window, which in turn leads to a reduction in the life of the X-ray tube and its exit from building.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ пайки бериллия со сплавом монель при изготовлении вакуумноплотных рентгеновских окон (Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ», А. Н. Фоканов, В. С. Каськов, В. Ф. Подуражная. Пайка бериллия со сплавом монель при изготовлении рентгеновских окон. 2014). Известный способ включает изготовление бериллиевого диска и оправы из монеля, химическую подготовку к пайке в виде протравливания в кислотах оправы из монеля, бериллиевого диска и серебросодержащего припоя, сборку бериллиевого окна и его пайку в вакуумной печи. Для пайки используются серебряные припои с содержанием 72-92% Ag, а именно: ПСр72 (72Ag - 28Cu) и ПСр92 (92,5Ag - 7,5Cu). The closest to the claimed invention is a method of soldering beryllium with a monel alloy in the manufacture of vacuum-tight x-ray windows (Electronic scientific journal "PREDUCTIONS OF VIAM", A. N. Fokanov, V. S. Kaskov, V. F. Podurazhnaya. Soldering beryllium with a monel alloy with production of X-ray windows. 2014). The known method includes the manufacture of a beryllium disk and a frame made of Monel, chemical preparation for soldering in the form of etching the frame made of Monel, a beryllium disk and silver-containing solder in acids, the assembly of a beryllium window and its soldering in a vacuum oven. For soldering, silver solders containing 72-92% Ag are used, namely: PSr72 (72Ag - 28Cu) and PSr92 (92.5Ag - 7.5Cu).
Недостатком известного способа является то, что медь, входящая в состав припоев, формирует на поверхности бериллиевого диска хрупкую Cu-Be интерметаллидную фазу, которая способствует образованию микротрещин и, соответственно, снижает вакуумную плотность. Кроме этого, происходит диффузия жидкого серебра в монель, что порождает поверхностную межкристаллитную эрозию монеля, что также приводит к снижению вакуумной плотности рентгеновского окна. В результате, при определении вакуумной плотности рентгеновского окна, поток гелия при испытании на гелиевом масс-спектрометрическом течеискателе через неплотности паяного узла находится в диапазоне 1,8÷3,0×10-11 Па⋅м3/c, что недостаточно для длительного (не менее 5 лет) сохранения необходимого вакуума в рентгеновской трубке, что также приводит к сокращению срока работы рентгеновской трубки и выходу её из строя. The disadvantage of this known method is that copper, which is part of the solders, forms a brittle Cu-Be intermetallic phase on the surface of the beryllium disk, which promotes the formation of microcracks and, accordingly, reduces the vacuum density. In addition, diffusion of liquid silver into the Monel occurs, which gives rise to surface intercrystalline erosion of the Monel, which also leads to a decrease in the vacuum density of the X-ray window. As a result, when determining the vacuum density of the X-ray window, the helium flux when tested on a helium mass spectrometric leak detector through solder joint leaks is in the range of 1.8÷3.0×10 -11 Pa⋅m 3 /s, which is not enough for long-term ( at least 5 years) maintaining the required vacuum in the X-ray tube, which also leads to a reduction in the life of the X-ray tube and its failure.
Следует отметить, что максимальная термостойкость выпускного окна определяется температурой плавления применяемого для изготовления выпускного окна припоя и соответствует 790°С для ПСр72 и 880°С для ПСр92, что ограничивает технологические возможности при герметичной приварке или пайке выпускного окна к корпусу (металлокерамической) рентгеновской трубки. It should be noted that the maximum heat resistance of the outlet window is determined by the melting temperature of the solder used to manufacture the outlet window and corresponds to 790°C for PSr72 and 880°C for PSr92, which limits the technological capabilities for hermetically sealed welding or soldering of the outlet window to the body of the (cermet) X-ray tube.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является:The problem to be solved by the proposed invention is:
- повышение вакуумной плотности выпускного окна рентгеновской трубки;- increasing the vacuum density of the X-ray tube outlet window;
- повышение ресурса рентгеновской трубки;- increasing the service life of the X-ray tube;
- повышение термостойкости выпускного окна рентгеновской трубки;- increasing the heat resistance of the X-ray tube outlet window;
- снижение стоимости изготовления.- reduction in manufacturing costs.
Указанная задача решается тем, что предложен:This problem is solved by what is proposed:
1. Способ изготовления вакуумноплотного выпускного бериллиевого окна, включающий изготовление бериллиевого диска, шайбы из серебросодержащего припоя и металлической оправы, их химическую подготовку, сборку бериллиевого окна, нагрев окна в вакууме и формирование из него неразборного соединения, отличающийся тем, что на бериллиевый диск со стороны припоя наносят тонкий слой переходного металла в виде кольца, устанавливают температуру нагрева, исключающую изменение агрегатного состояния шайбы из серебросодержащего припоя и переходного слоя, затем производят циклическое сжатие собранного бериллиевого окна вдоль его оптической оси. 1. A method for manufacturing a vacuum-tight beryllium outlet window, including manufacturing a beryllium disk, a washer made of silver-containing solder and a metal frame, their chemical preparation, assembling a beryllium window, heating the window in a vacuum and forming a permanent connection from it, characterized in that the side of the beryllium disk a thin layer of transition metal in the form of a ring is applied to the solder, the heating temperature is set to exclude a change in the state of aggregation of the washer made of silver-containing solder and the transition layer, then cyclic compression of the assembled beryllium window is performed along its optical axis.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве серебросодержащего припоя используют серебро с содержанием примесей не более 0,3%.2. The method according to claim 1, characterized in that silver with an impurity content of no more than 0.3% is used as a silver-containing solder.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве переходного металла на бериллиевом диске используют никель.3. The method according to claim 1, characterized in that nickel is used as a transition metal on the beryllium disk.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что бериллиевое окно нагревают и подвергают циклическому сжатию в вакууме не ниже 10-5 Па.4. Method according to claims 1-3, characterized in that the beryllium window is heated and subjected to cyclic compression in a vacuum of at least 10 -5 Pa.
5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что бериллиевое окно нагревают со скоростью не более 5 град./с до температуры не менее 400°С и проводят изотермическую выдержку.5. Method according to claims 1-4, characterized in that the beryllium window is heated at a speed of no more than 5 degrees/s to a temperature of at least 400°C and isothermal exposure is carried out.
6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что при достижении температуры изотермической выдержки проводят термическую возгонку в вакууме окислов бериллия, серебра, никеля и металла оправы в течение не менее 120 минут. 6. The method according to claims 1-5, characterized in that when the isothermal holding temperature is reached, thermal sublimation of the oxides of beryllium, silver, nickel and frame metal is carried out in a vacuum for at least 120 minutes.
7. Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что бериллиевое окно после термической возгонки подвергают последовательному циклу сжимающих усилий давлением не менее 8,4 кгс/мм2, длительностью не менее 20 минут, причем количество циклов составляет не менее 2.7. The method according to claims 1-6, characterized in that the beryllium window after thermal sublimation is subjected to a sequential cycle of compressive forces with a pressure of at least 8.4 kgf/mm2, lasting at least 20 minutes, and the number of cycles is at least 2.
8. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что после цикла нагружения проводят цикл релаксации длительностью не менее 1 минуты.8. The method according to claims 1-7, characterized in that after the loading cycle a relaxation cycle lasting at least 1 minute is carried out.
9. Способ по пп.1-8, отличающийся тем, что после завершения нагрузочно-релаксационных циклов производят охлаждение бериллиевого окна в вакууме до 200°С со скоростью не более 5 град /с. 9. The method according to claims 1-8, characterized in that after completion of the load-relaxation cycles, the beryllium window is cooled in a vacuum to 200°C at a rate of no more than 5 degrees / s.
10. Способ по пп.1-9, отличающийся тем, что при одновременном изготовлении нескольких бериллиевых окон, между ними размещают пуансоны и затем проводят техпроцесс по пп.1-9.10. The method according to claims 1-9, characterized in that when several beryllium windows are produced simultaneously, punches are placed between them and then the technical process according to claims 1-9 is carried out.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематически представлен бериллиевый диск с нанесенным слоем переходного металла в виде кольца; на фиг.2 схематически представлена структура бериллиевого окна; на фиг.3 схематически показан увеличенный Вид-А с размещением бериллиевого диска и серебряной шайбы в металлической (монелевой) оправе; на фиг.4 схематически показана технологическая вакуумная среда с помещенным в неё бериллиевым выпускным окном, на которое прикладывается сжимающее усилие при подводе тепла; на фиг.5 схематически показано одновременное изготовление нескольких выпускных бериллиевых окон с использованием промежуточных пуансонов; на фиг.6 схематически показаны температурно-нагрузочные режимы; на фиг.7 снимок нагрузочного механизма, в котором размещено собранное и подвергнутое нагрузкам бериллиевое окно.The invention is illustrated by the drawing, where Fig. 1 schematically shows a beryllium disk with a deposited layer of transition metal in the form of a ring; Fig. 2 schematically shows the structure of a beryllium window; Fig. 3 schematically shows an enlarged View-A with a beryllium disk and a silver washer placed in a metal (Monel) frame; Fig. 4 schematically shows a technological vacuum medium with a beryllium outlet window placed in it, to which a compressive force is applied when heat is supplied; Fig. 5 schematically shows the simultaneous production of several beryllium outlet windows using intermediate punches; Figure 6 schematically shows temperature-load conditions; Fig. 7 is a snapshot of the loading mechanism in which the assembled and loaded beryllium window is placed.
Выпускное бериллиевое окно состоит из бериллиевого диска 1 (фиг.1, фиг. 2, фиг. 3) с нанесенным слоем переходного металла в виде кольца 2 (фиг.1, фиг.2), металлической оправки 3 и шайбы 4 из серебра (фиг. 2, фиг.3). Детали 1, 3 и 4 при воздействии сжимающих усилий и температуры образуют между собой неразъёмное вакуумноплотное диффузионное соединение. Если предусмотрено изготовление сразу нескольких выпускных бериллиевых окон за один технологический цикл, то применяются пуансоны 5 (фиг.5), которые размещены между изготавливаемыми бериллиевыми окнами. Пуансоны 5 равномерно передают на бериллиевые окна усилия при циклическом сжатии. The beryllium outlet window consists of a beryllium disk 1 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) coated with a layer of transition metal in the form of a ring 2 (Fig. 1, Fig. 2), a metal mandrel 3 and a silver washer 4 (Fig. 2, Fig.3). Parts 1, 3 and 4, when exposed to compressive forces and temperature, form an integral vacuum-tight diffusion connection between themselves. If it is planned to produce several beryllium outlet windows at once in one technological cycle, then punches 5 are used (Fig. 5), which are placed between the beryllium windows being manufactured. The punches 5 uniformly transfer forces to the beryllium windows during cyclic compression.
Пример реализации предлагаемого способаAn example of the implementation of the proposed method
Разработано и изготовлено бериллиевое окно для металлокерамической рентгеновской трубки. Оправа выпускного окна изготавливалась из сплава монель НМжМц28-2,5-1,5 ГОСТ 1525-91. Для изготовления кольца из серебра использовался припой ПСр 99,9В ТУ 1868-329-05785324-2011 «Полосы и фольга из вакуумплавленных припоев» Московского завода спецсплавов в виде фольги толщиной 0,1 мм. Припой ПСр 99,9 содержит не более 0,1% примесей, то есть практически состоит из чистого серебра. Бериллиевые диски изготавливались из бериллия марки ТГП. На бериллиевые диски методом вакуумного магнетронного напыления с применением несбалансированного планарного магнетрона наносился кольцевой слой никеля толщиной 20-40 мкм. Все детали выпускного бериллиевого окна перед сборкой и последующей диффузионной сваркой подвергались химической обработке кислотами по техпроцессу, описанному в (Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ», А. Н. Фоканов, В. С. Каськов, В. Ф. Подуражная. Пайка бериллия со сплавом монель при изготовлении рентгеновских окон. 2014). A beryllium window for a metal-ceramic X-ray tube was developed and manufactured. The frame of the exhaust window was made of Monel alloy NMzhMts28-2.5-1.5 GOST 1525-91. To make a silver ring, PSR 99.9V solder was used, TU 1868-329-05785324-2011 “Strips and foil from vacuum-melted solders” from the Moscow Special Alloys Plant in the form of foil 0.1 mm thick. PSR 99.9 solder contains no more than 0.1% impurities, that is, it practically consists of pure silver. Beryllium disks were made from TGP grade beryllium. A ring layer of nickel with a thickness of 20-40 microns was deposited on beryllium disks using vacuum magnetron sputtering using an unbalanced planar magnetron. Before assembly and subsequent diffusion welding, all parts of the beryllium outlet window were subjected to chemical treatment with acids according to the technical process described in (Electronic scientific journal "PROCEDINGS OF VIAM", A. N. Fokanov, V. S. Kaskov, V. F. Podurazhnaya. Soldering beryllium with monel alloy in the manufacture of x-ray windows. 2014).
На фиг.6 схематически показаны температурно-нагрузочные режимы технологического процесса. На графике АВСDE показано изменение температуры. На графике KLMNP показан один из нескольких нагрузочно-релаксационных циклов. Перед диффузионной сваркой детали собранного бериллиевого выпускного окна помещались в термовакуумную установку ОТА 547 и подвергались очистке от окислов путем изотермической выдержки в вакууме не хуже 7×10-5 Па при температуре не менее 400°С в течение не менее 120 минут (см. фиг.6; отрезок RK). Скорость повышения температуры в вакуумной камере не превышала 5 град/c (фиг.6; отрезок АВ). Диффузионная сварка собранного бериллиевого выпускного окна производилась в термовакуумной установке при давлении нагрузки более 8,4кгс/мм2. Нагрузку выдерживали в течение 20 мин (фиг.6; отрезок LM), а затем, для снятия напряжений, следовал цикл релаксации путем снятия нагрузки длительностью 1 минута (фиг.6; отрезок NP). Применялось два нагрузочно-релаксационных цикла. Охлаждение проводилось в вакууме при скорости не более 5 град/c до температуры 200°С (фиг.6; отрезок СD). Дальнейшее охлаждение (отрезок DE) проводилось в воздушной среде до температуры 20°С.Figure 6 schematically shows the temperature-load conditions of the technological process. The ABCDE graph shows the change in temperature. The KLMNP graph shows one of several load-relaxation cycles. Before diffusion welding, the parts of the assembled beryllium outlet window were placed in an OTA 547 thermal vacuum unit and subjected to cleaning from oxides by isothermal exposure in a vacuum of no worse than 7×10 -5 Pa at a temperature of at least 400°C for at least 120 minutes (see Fig. 6; segment RK). The rate of temperature increase in the vacuum chamber did not exceed 5 degrees/s (Fig. 6; segment AB). Diffusion welding of the assembled beryllium outlet window was carried out in a thermal vacuum installation at a load pressure of more than 8.4 kgf/mm 2 . The load was maintained for 20 minutes (Fig. 6; segment LM), and then, to relieve stress, a relaxation cycle followed by removing the load lasting 1 minute (Fig. 6; segment NP). Two load-relaxation cycles were used. Cooling was carried out in vacuum at a speed of no more than 5 degrees/s to a temperature of 200°C (Fig. 6; segment CD). Further cooling (segment DE) was carried out in air to a temperature of 20°C.
Технологический процесс проводился в термовакуумной камере, в которой был установлен исполнительный механизм 6 (фиг.7), совмещенный с гидравлическим нагрузочным устройством. Для устранения нежелательной сварки пуансонов 5 с бериллиевым окном, применялись изолирующие прокладки из слюды 7 (фиг.7). Впоследствии выпускное бериллиевое окно было припаяно к медному аноду припоем ПСр72, имеющего температуру плавления почти на 170°С ниже, чем у припоя ПСр99,9. Проверка герметичности выпускного бериллиевого окна на масспектрометрическом течеискателе модели HELIOT 900 показало натекание по гелию не более 1,3 ×10-12 Па⋅м3/c, что говорит о высокой вакуумной плотности полученного изделия и, соответственно, повышении времени сохраняемости вакуума в металлокерамической рентгеновской трубке.The technological process was carried out in a thermal vacuum chamber in which an actuator 6 (Fig. 7) was installed, combined with a hydraulic loading device. To eliminate unwanted welding of punches 5 with a beryllium window, insulating mica gaskets 7 were used (Fig. 7). Subsequently, the beryllium outlet window was soldered to the copper anode using PSr72 solder, which has a melting point almost 170°C lower than that of PSr99.9 solder. Checking the tightness of the beryllium outlet window on a mass spectrometric leak detector model HELIOT 900 showed a helium leak of no more than 1.3 × 10 -12 Pa⋅m 3 /s, which indicates a high vacuum density of the resulting product and, accordingly, an increase in the vacuum retention time in a metal-ceramic X-ray tube.
Таким образом, термостойкость полученного изделия была повышена, поскольку температура плавления припоя ПСр99,9 выше температуры плавления припоев ПСр72 и ПСр92, что позволяет при монтаже выпускного окна к корпусу анода применять не только пайку припоями ПСр72 и ПСр92, но и сварку, например, лазерную.Thus, the heat resistance of the resulting product was increased, since the melting temperature of the PSr99.9 solder is higher than the melting temperature of the PSr72 and PSr92 solders, which allows, when installing the outlet window to the anode body, to use not only soldering with PSr72 and PSr92 solders, but also welding, for example, laser.
При изготовлении нескольких выпускных бериллиевых окон за один технологический цикл, с применением промежуточных пуансонов получается снижение стоимости изготовления окон.When manufacturing several beryllium outlet windows in one technological cycle, using intermediate punches, the cost of manufacturing windows is reduced.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить вакуумную плотность и термостойкость выпускного окна, а также увеличить ресурс рентгеновской трубки. The proposed invention makes it possible to increase the vacuum density and heat resistance of the outlet window, as well as to increase the service life of the X-ray tube.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815735C1 true RU2815735C1 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2028921A1 (en) * | 1970-06-12 | 1972-01-13 | Siemens Ag | Radiation window - of beryllium |
| RU2034354C1 (en) * | 1991-08-12 | 1995-04-30 | Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического университета | Process of manufacture of x-ray vidicon |
| CN104979150A (en) * | 2015-06-25 | 2015-10-14 | 成都凯赛尔电子有限公司 | Beryllium window sealing method |
| CN111540661A (en) * | 2020-05-09 | 2020-08-14 | 莱特泰克(上海)光电科技有限公司 | Soft X-ray tube for eliminating static electricity |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2028921A1 (en) * | 1970-06-12 | 1972-01-13 | Siemens Ag | Radiation window - of beryllium |
| RU2034354C1 (en) * | 1991-08-12 | 1995-04-30 | Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического университета | Process of manufacture of x-ray vidicon |
| CN104979150A (en) * | 2015-06-25 | 2015-10-14 | 成都凯赛尔电子有限公司 | Beryllium window sealing method |
| CN111540661A (en) * | 2020-05-09 | 2020-08-14 | 莱特泰克(上海)光电科技有限公司 | Soft X-ray tube for eliminating static electricity |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Электронный научный журнал "ТРУДЫ ВИАМ", А.Н. Фоканов, В.С. Каськов, В.Ф. Подуражная. Пайка бериллия со сплавом монель при изготовлении рентгеновских окон. 2014. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2857663A (en) | Metallic bond | |
| JP3044063B2 (en) | Hermetic seal at edge portion and method of manufacturing the same | |
| CN109926748B (en) | Vacuum observation window sealed by metal solder and manufacturing method thereof | |
| CN108247190A (en) | Tungsten target material diffusion welding structure and tungsten target material diffusion welding method | |
| RU2815735C1 (en) | Method of making vacuum-tight outlet beryllium window | |
| RU2760320C1 (en) | Method for manufacturing a vacuum-tight beryllium outlet window | |
| CN104409304B (en) | Transmission target for X-ray tube of industrial CT (Computed Tomography) machine and preparation method thereof | |
| US4689810A (en) | Composite rotary anode for X-ray tube and process for preparing the composite | |
| US3062981A (en) | Electron tube stem conductors having improved surface wettability | |
| US10675841B2 (en) | Thin diamond film bonding providing low vapor pressure at high temperature | |
| JP2016131150A (en) | X-ray tube anode device | |
| US3148038A (en) | Bonding of metal members | |
| RU2767920C1 (en) | Method for creating a copper coating on steel foil for the receiving plate of a tokamak divertor | |
| SE450883B (en) | LAMINATED FEEDER FOR MANUFACTURING GLASS FIBERS | |
| USRE31369E (en) | Method for joining an anode target comprising tungsten to a graphite substrate | |
| WO2022262297A1 (en) | Method for manufacturing x-ray tube anode target material | |
| SU1138279A1 (en) | Diffusion welding method | |
| RU212190U1 (en) | Discharge lamp | |
| CN114101886B (en) | Method for welding nickel-based high-temperature alloy membrane by electron beam | |
| US5722870A (en) | System and method for manufacturing x-ray tubes having glass envelopes | |
| RU2359792C2 (en) | Soldering method of refractory metal with corrosion-resistant, heat-resistant steels or nickel alloys | |
| JPS59113170A (en) | Diffusion joining method | |
| SU996143A1 (en) | Method of diffusion welding of cylindrical parts | |
| JPH03106582A (en) | Welding method | |
| RU169968U1 (en) | Design of a vacuum photoelectronic device |