SE536612C2

SE536612C2 - Electron beam device and method for manufacturing an electron beam device

Info

Publication number: SE536612C2
Application number: SE1100520A
Authority: SE
Inventors: Dominique Cloetta; Werner Haag; Urs Hostettler; Benno Zigerlig; Toni Waber
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2014-03-25
Also published as: SE1100520A1

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en elektronstråleanordning som har en kropp försedd med ettutgångsfönster, vilken kropp bildar eller åtminstone delvis bildar en vakuumkammare, vilkenvakuumkammare däri innefattar ett katodhus (112) och åtminstone en elektrongenererandeglödtråd (120), varvid katodhuset (112) innefattar ett getterrnaterial (124), åtminstone på enyta (126) hos katodhuset vilken vetter mot nämnda glödtråd (120). Uppfinningen innefattar aven en metod för tillverkning av nämnda elektronstråleanordning. Publiceras med Fig. 3 The present invention relates to an electron beam device having a body provided with an exit window, which body forms or at least partially forms a vacuum chamber, which vacuum chamber therein comprises a cathode housing (112) and at least one electron-generating filament (120), the cathode housing (112) comprising a getter material (124) , at least on one surface (126) of the cathode housing which faces said filament (120). The invention also comprises a method for manufacturing said electron beam device. Published with Fig. 3

Description

20 25 30 35 536 612 pumputrustning med mindre hög nominell kapacitet under tillverkningen, och för fullständigande och upprätthållande av vakuumet i elektronstråleanordningen, kan gettrar användas. Termen "getter" avser normalt ett reaktivt material som kemiskt absorberar eller binder gasformiga molekyler till sin yta inuti vakuummilj öer. En kemisk getter åstadkommer en pumpverkan medelst en kemisk reaktion där en kemiskt aktiv gas kombineras med en kemiskt aktiv metall för bildande av en fast förening. Ghettos can be used. The term "goats" normally refers to a reactive material that chemically absorbs or binds gaseous molecules to its surface within vacuum environments. A chemical getter produces a pumping action by a chemical reaction in which a chemically active gas is combined with a chemically active metal to form a solid compound.

Gasmolekyler såsom H2, CO, CO2, O2, N2 och NOK, bildar väsentligen ickereaktiva oxider, karbider och nitrider. Generellt sker reaktionerna genom dissociativ kerr1isorption följt av en reaktion för bildande av den resulterande oxiden, karbiden eller nitriden. Väte-, H2-, föreningar verkar vara ett undantag, varvid vätet dissociativt kernisorberas och sedan upplöses in i metallmassan. Således har en getter förmåga att permanent avlägsna små mängder av återstående gas från det evakuerade utrymmet.Gas molecules such as H2, CO, CO2, O2, N2 and NOK, form essentially non-reactive oxides, carbides and nitrides. Generally, the reactions take place by dissociative crystallization followed by a reaction to give the resulting oxide, carbide or nitride. Hydrogen, H2, compounds seem to be an exception, whereby the hydrogen is dissociatively core sorbed and then dissolved into the metal mass. Thus, a goat has the ability to permanently remove small amounts of residual gas from the evacuated space.

Användningen av gettrar förbättrar ytterligare elektronstråleanordningens prestanda i termer av hö gspänningsstabilitet och frekvens av förekomster av bågar.The use of getters further improves the performance of the electron beam device in terms of high voltage stability and frequency of occurrences of arcs.

Vidare kan en längre livslängd förväntas.Furthermore, a longer service life can be expected.

Det finns ﬂera typer av gettrar. En vanlig typ är de icke-evaporerande gettrar som är gjorda av legeringar av metall, innefattande till exempel zirkonium eller titan.There are ﬂ your types of goats. A common type are the non-evaporating goats made of alloys of metal, including for example zirconium or titanium.

När en icke-evaporerande getter utsätts för luft för hantering eller inladdning i elektronstråleanordningen kommer materialets yta att reagera med de omgivande gaserna. Detta betyder att gettem, när den väl är installerad, redan är innesluten i ett hölje av oxider, nitrider och karbider. På så sätt är gettermaterialet "mättat", dvs. väsentligen inert, och kommer inte att ge en aktiv getter-pumpande yta. Aktivering behövs i syfte att sätta igång pumpningsverkan. Aktivering utförs genom att gettem exponeras för hög temperatur under en lämplig tid när elektronstråleanordningen har tillslutits och pumpats. Aktiveringsprocessen tar bort skiktet av ytoxider, nitrider och karbider, genom att de diffunderas in i gettems massa och åstadkommer en ren metallisk yta som är redo att reagera med de kolliderande gasformiga molekylerna i vakuummiljön. Pumpningsverkan kommer att fortsätta tills gettem åter är "mättad", och en ny aktiveringscykel behövs. Getterns drifttid mellan aktiveringscykler beror på mängden återstående eller potentiellt läckande gas i elektronstråleanordningen.When a non-evaporating goat is exposed to air for handling or loading into the electron beam device, the surface of the material will react with the surrounding gases. This means that the gettem, once installed, is already enclosed in a shell of oxides, nitrides and carbides. In this way, the getter material is "saturated", ie. substantially inert, and will not provide an active goat-pumping surface. Activation is needed in order to start the pumping effect. Activation is performed by exposing the gettem to high temperature for a suitable time when the electron beam device has been closed and pumped. The activation process removes the layer of surface oxides, nitrides and carbides, by diffusing them into the mass of the ghetto and producing a pure metallic surface that is ready to react with the colliding gaseous molecules in the vacuum environment. The pumping effect will continue until the gettem is "saturated" again, and a new activation cycle is needed. The operating time of the goat between activation cycles depends on the amount of remaining or potentially leaking gas in the electron beam device.

Pumpningsverkan, dvs. getterns förmåga att absorbera olika gaser, varierar med getterns temperatur. Höga temperaturer genererar generellt en hög pumpningsverkan.Pumping effect, ie. the ability of the goat to absorb different gases varies with the temperature of the goat. High temperatures generally generate a high pumping effect.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma en elektronstråleanordning som är försedd med ett gettermaterial som kan upphettas enkelt och homogent både 10 15 20 25 30 35 536 612 under tillverkning av elektronstråleanordningen och under drift av elektronstråleanordningen. Nämnda syfte uppnås med hjälp av en elektronstråleanordning med en kropp som är försedd med ett utgångsfönster, varvid nämnda kropp bildar eller åtminstone delvis bildar en vakuumkammare, vilken vakuumkammare däri innefattar ett katodhus och åtminstone en elektron genererande glödtråd. Katodhuset innefattar ett getterrnaterial, åtminstone på en yta hos katodhuset vilken vetter mot nämnda glödtråd. Katodhuset är utformat som ett långsträckt halvringforrnigt skal. Glödtråden sträcker sig väsentligen centralt inom och längs nämnda långsträckta halvringformiga skal. Glödtråden har en hög temperatur både under tillverkning och drift, och genom att att gettermaterialet placeras direkt i värmestrålningen från glödtråden säkerställs enkelt att materialet aktiveras korrekt och får en väsentligen optimal arbetstemperatur under drift av elektronstråleanordningen.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention has been to provide an electron beam device which is provided with a getter material which can be heated easily and homogeneously both during manufacture of the electron beam device and during operation of the electron beam device. Said object is achieved by means of an electron beam device with a body provided with an exit window, said body forming or at least partially forming a vacuum chamber, which vacuum chamber therein comprises a cathode housing and at least one electron generating filament. The cathode housing comprises a getter material, at least on a surface of the cathode housing which faces said filament. The cathode housing is designed as an elongated semicircular shell. The filament extends substantially centrally within and along said elongate semicircular shells. The filament has a high temperature both during manufacture and operation, and by placing the getter material directly in the heat radiation from the filament, it is easily ensured that the material is activated correctly and has a substantially optimal working temperature during operation of the electron beam device.

I en utföringsform är katodhuset försett med en beläggning eller film av gettermaterial, åtminstone på en yta hos katodhuset som vetter mot nämnda glödtråd.In one embodiment, the cathode housing is provided with a coating or film of getter material, at least on a surface of the cathode housing facing said filament.

Katodhuset har en relativt stor yta som är lämplig för upptagning av en gettermaterialbeläggning. Katodhuset är placerat på ett relativt nära och homogent avstånd från glödtråden, vilket bidrar till erhållande av en homogen upphettning av gettermaterialet. Från tillverkningssynpunkt är detta en enkel och rättfram lösning. len utföringsform är gettermaterialet av en icke-evaporerande typ. Flera typer av gettermaterial kan användas i elektronstråleanordningen enligt föreliggande uppfinning, men den icke-evaporerande typen har visat sig fungera väl i elektronstråleanordningar. Exempelvid innefattar getterskiktet ett material från gruppen IV-A i periodiska systemet, till exempel zirkonium. Användning av ett gettermaterial av de föreslagna typerna gör det möjligt att avlägsna olika betydande gaser, framför allt H2, Og, Ng, C02 och CO, vilka är vanliga gaser i elektronstråleanordningar.The cathode housing has a relatively large surface area which is suitable for receiving a getter material coating. The cathode housing is located at a relatively close and homogeneous distance from the filament, which contributes to obtaining a homogeneous heating of the getter material. From a manufacturing point of view, this is a simple and straightforward solution. In one embodiment, the getter material is of a non-evaporating type. Several types of getter material can be used in the electron beam device of the present invention, but the non-evaporating type has been found to work well in electron beam devices. For example, the getter layer comprises a material from group IV-A in the periodic table, for example zirconium. The use of a getter material of the proposed types makes it possible to remove various significant gases, in particular H2, Og, Ng, CO2 and CO, which are common gases in electron beam devices.

I en för närvarande föredragen utföringsform är gettermaterialet gjort av en metallpulverblandning innefattande zirkonium, vanadin och järn.In a presently preferred embodiment, the getter material is made of a metal powder mixture comprising zirconium, vanadium and iron.

I en utföringsform av uppfinningen har nämnda kropp långsträckt form, varvid nämnda utgångsfönster sträcker sig i den rörformiga kroppens längsriktning, varvid nämnda katodhus har en långsträckt form och nämnda elektrongenererande glödtråd eller glödtrådar sträcker sig längs den långsträckta formen hos katodhuset. Denna typ av elektronstråleanordning kan användas för sterilisering av en bred bana av förpackningsmaterial eller för härdning av bläck på breda banor eller ark.In one embodiment of the invention, said body has an elongate shape, said exit window extending in the longitudinal direction of the tubular body, said cathode housing having an elongate shape and said electron-generating filament or filaments extending along the elongate shape of the cathode housing. This type of electron beam device can be used for sterilizing a wide web of packaging material or for curing inks on wide webs or sheets.

I en utföringsform är gettermaterialet anordnat längs den långsträcka formen hos katodhuset åtminstone inom en elektrongenererande längd hos glödtråden. För att 10 15 20 25 30 35 536 612 ytterligare säkerställa att en korrekt aktiveringstemperatur nås i gettermaterialet är detta företrädesvis anordnat i den direkta värmestrålningen från glödtråden.In one embodiment, the getter material is arranged along the elongate shape of the cathode housing at least within an electron-generating length of the filament. In order to further ensure that a correct activation temperature is reached in the getter material, this is preferably arranged in the direct heat radiation from the filament.

Enligt uppfinningen åstadkommes vidare ett förfarande för tillverkning av en elektronstråleanordning som har en kropp med ett utgångsfönster, varvid nämnda kropp bildar eller åtminstone delvis bildar en vakuumkammare, varvid nämnda vakuumkammare däri innefattar ett katodhus och en elektrongenererande glödtråd, varvid nämnda katodhus innefattar ett getterrnaterial, åtminstone på en yta av katodhuset som vetter mot nämnda glödtråd. Katodhuset är utformat som ett långsträckt halvringforrnigt skal, och glödtråden sträcker sig väsentligen centralt inom och längs nämnda långsträckta halvringformiga skal.According to the invention there is further provided a method of manufacturing an electron beam device having a body having an exit window, said body forming or at least partially forming a vacuum chamber, said vacuum chamber therein comprising a cathode housing and an electron generating filament, said cathode housing comprising at least one getter material. on a surface of the cathode housing facing said filament. The cathode housing is formed as an elongate semicircular shell, and the filament extends substantially centrally within and along said elongate semicircular shell.

I en utföringsforrn är gettermaterialet anordnat som en beläggning eller film gjord av en legering innefattande zirkonium, vanadin och järn.In one embodiment, the getter material is arranged as a coating or film made of an alloy comprising zirconium, vanadium and iron.

I en utföringsform anbringas nämnda legeringar på katodhuset genom en sprejprocess följt av en sintringsprocess.In one embodiment, said alloys are applied to the cathode housing by a spraying process followed by a sintering process.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följande beskrivs en för närvarande föredragen utföringsform av uppfinningen utförligare, med hänvisning till bifogade schematiska ritning, på vilken: fig. 1 är en perspektivvy av en elektronstråleanordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 2 är en perspektivvy av den i fig. 1 visade elektronstråleanordningens inre, fig. 3 är en mycket schematisk tvärsektion av katodhuset, och styrgallret i fig. 2.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING In the following, a presently preferred embodiment of the invention is described in more detail, with reference to the accompanying schematic drawing, in which: Fig. 1 is a perspective view of an electron beam device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the interior of the electron beam device shown in Fig. 1, Fig. 3 is a very schematic cross-section of the cathode housing, and the guide grid in Fig. 2.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Fig. 1 är en perspektivvy av en exemplifierande hermetiskt tillsluten elektronstråleanordning 100 enligt föreliggande uppfinning, som åskådliggör dess yttre enbart. Syftet med ritningen är helt enkelt att åskådliggöra de grundläggande komponentema hos en elektronstråleanordning, och det bör understrykas att syftet inte är att tillhandahålla en verklighetstrogen konstruktionsritning eller på något annat sätt begränsa föreliggande uppfinning.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Fig. 1 is a perspective view of an exemplary hermetically sealed electron beam device 100 according to the present invention, illustrating its exterior only. The purpose of the drawing is simply to illustrate the basic components of an electron beam device, and it should be emphasized that the purpose is not to provide a realistic construction drawing or otherwise limit the present invention.

Den huvudsakliga komponenten i elektronstråleanordningen är den rörformiga kroppen 102, som har en långsträckt form. Ett utgångsfönsterarrangemang 104 ger ett utlopp för elektroner från vakuumet inuti den rörformiga kroppen 102.The main component of the electron beam device is the tubular body 102, which has an elongate shape. An exit window arrangement 104 provides an outlet for electrons from the vacuum within the tubular body 102.

Utgångsfönsterarrangemanget 104 innefattar i sin tur underarrangemang som inte är relevanta för föreliggande uppfinning, men som ändå har förmåga att åstadkomma ett utgångsfönster för elektroner under det att vakuum inuti kroppen 102 upprätthålls. En 10 15 20 25 30 35 536 612 proximal ände av kroppen 102 innefattar ett aggregat innefattande elanslutningar 106, och en isolerande keramisk skiva 108 som sluter till mot aggregatet och en inre omkrets hos kroppen 102. I föreliggande utföringsforrn till tillsluter den keramiska skivan 108 i sj älva verket mot inneromkretsen av en cylindrisk komponent 110 som i sin tur är svetsad på den lån gsträckta kroppen. Av skäl som inte är relevanta för föreliggande uppfinning förenklar detta arrangemang montering, demontering och återmontering av elektronstråleanordningen.The exit window arrangement 104 in turn includes sub-arrangements which are not relevant to the present invention, but which are nevertheless capable of providing an exit window for electrons while maintaining a vacuum inside the body 102. A proximal end of the body 102 includes an assembly comprising electrical terminals 106, and an insulating ceramic disc 108 which connects to the assembly and an inner circumference of the body 102. In the present embodiment, the ceramic disc 108 in in fact, against the inner circumference of a cylindrical component 110 which in turn is welded to the elongate body. For reasons not relevant to the present invention, this arrangement simplifies assembly, disassembly and reassembly of the electron beam device.

Inuti den rörformiga kroppen 102 är ett katodhus 112 anordnat, vilket är en av de komponenter som åskådliggörs i fig. 2 och 3. Den cylindriska komponenten 110 och den keramiska skivan 108 framgår tydligt, och fackmannen inser hur det illustrerade arrangemanget kan föras in i den rörformiga kroppen 102 för bildande av det i fig. 1 visade aggregatet. Det faktiska katodhuset 112 är utformat som ett halvringformigt skal, vars öppna sida täcks av ett styrgaller 114. Inuti katodhusets 112 ringformiga skal är en eller flera glödtrådar 120 (se fig 3) arrangerade, vilka sträcker sig från en proXimal ände av katodhuset 112 till en distal ände därav. Vid användning genereras en elektronstråle genom upphettning av glödtråden 120, med hjälp av en ström, och genom acceleration av elektronen mot utgångsfönstret 104 med hjälp av en högspänningspotential.Arranged inside the tubular body 102 is a cathode housing 112, which is one of the components illustrated in Figures 2 and 3. The cylindrical component 110 and the ceramic disc 108 are clear, and those skilled in the art will appreciate how the illustrated arrangement can be inserted into the tubular body 102 to form the assembly shown in Fig. 1. The actual cathode housing 112 is formed as a semicircular shell, the open side of which is covered by a guide grid 114. Inside the annular shell of the cathode housing 112, one or more filaments 120 (see Fig. 3) are arranged, extending from a proximal end of the cathode housing 112 to a distal end thereof. In use, an electron beam is generated by heating the filament 120, by means of a current, and by accelerating the electron towards the output window 104 by means of a high voltage potential.

Genom applicering av en elektrisk potential på styrgallret 114 kan emissionen av elektroner styras ytterligare. Om en separat och varierbar elektrisk potential appliceras på styrgallret 114 möjliggörs användning av styrgallret 114 för aktiv forrnning av den genererade elektronstrålen. För dessa syften kan styrgallret 114 vara elektriskt anslutet till en separat strömkälla (ej visad).By applying an electrical potential to the control grid 114, the emission of electrons can be further controlled. If a separate and variable electrical potential is applied to the control grid 114, use is made of the control grid 114 for active formation of the generated electron beam. For these purposes, the control grid 114 may be electrically connected to a separate power source (not shown).

Styrgallret 114, dvs. katodhusets 112 öppna sida bör av uppenbara skäl vetta mot utgångsfönsterarrangemanget 104. Styrgallret 114 innefattar ﬂera öppningar eller genomgående hål för passage av elektroner.The guide grid 114, i.e. the open side of the cathode housing 112 should, for obvious reasons, face the exit window arrangement 104. The guide grid 114 includes ﬂ your openings or through holes for the passage of electrons.

Katodhusets 112 fria längskanter, som visas i fig. 3, är företrädesvis böjda inåt mot varandra, dvs. i tvärriktningen, vilket innebär en riktning vinkelrätt mot de längsgående kantemas utsträckning, och bildar radiella utsprång 116. Styrgallret 114 är fäst på nämnda utsprång 116 i fastgöringspunkter 115 vilka kan fungera som elektriska isolatorer, beroende om det föreligger en skillnad i elektrisk potential mellan katodhuset 112 och gallret 114, eller inte.The free longitudinal edges of the cathode housing 112, shown in Fig. 3, are preferably bent inwards towards each other, i.e. in the transverse direction, which means a direction perpendicular to the extent of the longitudinal edges, and forms radial projections 116. The guide grid 114 is attached to said projections 116 in attachment points 115 which can act as electrical insulators, depending on whether there is a difference in electrical potential between the cathode housing 112. and the grid 114, or not.

De fria längsgående kanterna 117 hos styrgallret 114 är böjda i en utbuktning, eller rullade, inåt mot varandra, dvs. i tvärriktningen, vilket innebär en riktning vinkelrätt mot de längsgående kanternas utsträckning. Böjningen görs särskilt över fastgöringspunkterna 115 mellan katodhuset 112 och styrgallret 114, för bildande av jämna utbuktningar eller vulster. Nämnda utbuktningar 117 kommer att bistå i 10 15 20 25 30 35 536 612 genereringen av ett jämnt elektriskt fält (med låg fältstyrka) till fördel för prestandan hos elektronstråleanordningen 100.The free longitudinal edges 117 of the guide grid 114 are bent in a bulge, or rolled, inwards towards each other, i.e. in the transverse direction, which means a direction perpendicular to the extent of the longitudinal edges. The bending is made especially over the attachment points 115 between the cathode housing 112 and the guide grid 114, to form smooth bulges or beads. Said bulges 117 will assist in the generation of an even electric field (with low field strength) in favor of the performance of the electron beam device 100.

Den proximala änden liksom den distala änden av katodhuset 112 innefattar elanslutningar liksom fysiska upphängningar för en glödtråd 120. Vid den distala änden inryms detta arrangemang inuti eller är täckt med ett kupolformigt lock 118. Vid sin proximala ände är katodhuset 112 upphängt i en central öppning hos den isolerande skivan 108 och upphängningen täcks också av en ringformig "lock-liknande" komponent 122.The proximal end as well as the distal end of the cathode housing 112 includes electrical connections as well as physical suspensions for a filament 120. At the distal end this arrangement is housed inside or is covered with a dome-shaped lid 118. At its proximal end the cathode housing 112 is suspended in a central opening of the insulating sheet 108 and the suspension are also covered by an annular "lid-like" component 122.

I denna utföringsform innefattar katodhuset ett gettermaterial 124 på en yta 126 hos katodhuset som vetter mot nämnda glödtråd 120. Det är det halvringformiga skalets inre yta 126, den yta som är närmast glödtråden 120. Gettermaterialet 124 är belagt på nämnda hus eller är anordnat som en film på nämnda hus 112. Av tydlighetsskäl är beläggningen som visas i fig. 3 gjord med kvadratiska prickar och överdriven vad gäller tj ockleken.In this embodiment, the cathode housing comprises a getter material 124 on a surface 126 of the cathode housing facing said filament 120. It is the inner surface 126 of the semicircular shell, the surface closest to the filament 120. The getter material 124 is coated on said housing or is arranged as a film on said housing 112. For the sake of clarity, the coating shown in Fig. 3 is made with square dots and exaggerated in terms of thickness.

I denna utföringsform är gettermaterialet 124 av en icke-evaporerande typ.In this embodiment, the getter material 124 is of a non-evaporating type.

Gettermaterialet innefattar sintrade blandningar av metallpulver. I en utföringsform är gettermaterialet gjort av zirkonium (Zr), vanadin (V) och järn (Fe). Basen är zirkonium med cirka 15 till 40 % vanadin och cirka 2 till 10 % järn.The getter material comprises sintered mixtures of metal powder. In one embodiment, the getter material is made of zirconium (Zr), vanadium (V) and iron (Fe). The base is zirconium with about 15 to 40% vanadium and about 2 to 10% iron.

Beläggningsprocessen innefattar sprejning av en dispersion av metallpulverblandningen med ett bindemedel och ett lösningsmedel, t.eX. nitrocellulosabindemedel med amylacetat. I ett efterföljande steg sintras beläggningen med hjälp av en termisk process i en hö gvakuumugn vid en temperatur på cirka 800- 900 °C. Denna beläggningsprocess utförs när katodhuset har tillverkats, rengj orts och avgasats.The coating process involves spraying a dispersion of the metal powder mixture with a binder and a solvent, e.g. nitrocellulose binder with amyl acetate. In a subsequent step, the coating is sintered by a thermal process in a high vacuum oven at a temperature of about 800-900 ° C. This coating process is performed when the cathode housing has been manufactured, cleaned and degassed.

Gettermaterialbeläggningens 124 form och utsträckning är naturligtvis beroende av katodhusets 112 utformning och form. Företrädesvis är gettermaterialbeläggningen 124 anordnad åtminstone inom glödtrådens 120 elektrongenererande längd. På detta sätt är det möjligt att säkerställa homogen upphettning av gettermaterialet och därigenom också korrekt aktivering och användning. Såsom nämnts i inledningen erfordras värme för aktivering av gettermaterialet. Under tillverkning av elektronstråleanordningen 100 aktiveras gettermaterialet 124 genom att glödtråden 120 upphettas till en temperatur på cirka 2100-2500 °C. Detta kommer i sin tur att upphetta gettermaterialet 124 och katodhuset 112 till en temperatur på cirka 500-550 °C. En yttre värmekälla kan användas också eller i kombination i syfte att nå en nödvändig aktiveringstemperatur för det valda gettermaterialet. När glödtråden 120 under drift av elektronstråleanordningen 100 upphettas till cirka 1700 “C för att avge elektroner når 10 15 20 25 30 35 536 612 getterskikten en temperatur på cirka 370-400 °C, en temperatur vid vilken absorptionen av olika viktiga gaser, framför allt H2, Oz, Ng, C02 och CO, är bra vid användning av ett gettermaterial innefattande zirkonium, vanadin och jäm. Det är också en bra temperatur för upprepad återaktivering av gettern.The shape and extent of the getter material coating 124 is, of course, dependent on the design and shape of the cathode housing 112. Preferably, the getter material coating 124 is disposed at least within the electron-generating length of the filament 120. In this way, it is possible to ensure homogeneous heating of the getter material and thereby also correct activation and use. As mentioned in the introduction, heat is required to activate the getter material. During manufacture of the electron beam device 100, the getter material 124 is activated by heating the filament 120 to a temperature of about 2100-2500 ° C. This in turn will heat the getter material 124 and the cathode housing 112 to a temperature of about 500-550 ° C. An external heat source can also be used or in combination in order to reach a necessary activation temperature for the selected getter material. When the filament 120 during operation of the electron beam device 100 is heated to about 1700 ° C to emit electrons, the getter layers reach a temperature of about 370-400 ° C, a temperature at which the absorption of various important gases, in particular H 2, O 2, Ng, CO 2 and CO, are good when using a getter material comprising zirconium, vanadium and iron. It is also a good temperature for repeated reactivation of the goat.

I figur 2 och 3 framgår att tvärsektionen av katodhusets 112 halvringformiga skal inte är smidigt rundad, utan är bildad med facetter 128 eller som en polygonal kedja. Detta underlättar avsevärt böjningsprocessen som används under tillverkning av elektronstråleanordningen. Vidare är katodhuset 112 gjort av rostfritt stål och är försett med ett antal stödsektioner (ej visade) som fungerar som förstyvare tvärs över katodhusets 112 långsträckta form. Gettennaterialet är företrädesvis anordnat mellan dessa stödsektioner.Figures 2 and 3 show that the cross section of the semicircular shell of the cathode housing 112 is not smoothly rounded, but is formed with facets 128 or as a polygonal chain. This considerably facilitates the bending process used in the manufacture of the electron beam device. Furthermore, the cathode housing 112 is made of stainless steel and is provided with a number of support sections (not shown) which act as stiffeners across the elongate shape of the cathode housing 112. The goat material is preferably arranged between these support sections.

Som nämnts är katodhuset 112 och den rörforrniga kroppen 102 gjorda av rostfritt stål. Vakuumkammaren är vidare avgränsad av den isolerande skivan 108 som är gjord av ett keramiskt material. Företrädesvis är det keramiska materialet sammansatt av 97-99,7 % AlgOg och resten SiOz och CaO.As mentioned, the cathode housing 112 and the tubular body 102 are made of stainless steel. The vacuum chamber is further defined by the insulating sheet 108 which is made of a ceramic material. Preferably the ceramic material is composed of 97-99.7% AlgO 2 and the remainder SiO 2 and CaO.

Föreliggande uppfinning innefattar också en metod för tillverkning av en elektronstråleanordning 100 som har en kropp 102 med ett utgångsfönster 104. Nämnda kropp 102 bildar eller bildar åtminstone delvis en vakuumkammare. Nämnda vakuumkammare innefattar däri ett katodhus 112 och en elektrongenererande glödtråd 120. Nämnda katodhus innefattar ett getterrnaterial, åtminstone på en yta hos katodhuset vilken vetter mot nämnda glödtråd 120. Ytterligare detaljer har beskrivits i samband med elektronstråleanordningen ovan. Även om föreliggande uppfinning har beskrivits med avseende på en för närvarande föredragen utföringsforrn bör det inses att olika modifieringar och förändringar kan göras utan man avviker från uppfinningens syfte och omfång såsom de avgränsas i bifogade patentkrav.The present invention also includes a method of manufacturing an electron beam device 100 having a body 102 with an exit window 104. Said body 102 forms or forms at least in part a vacuum chamber. Said vacuum chamber therein comprises a cathode housing 112 and an electron-generating filament 120. Said cathode housing comprises a getter material, at least on a surface of the cathode housing which faces said filament 120. Further details have been described in connection with the electron beam device above. Although the present invention has been described with respect to a presently preferred embodiment, it should be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope and scope of the invention as defined by the appended claims.

Iden beskrivna utföringsforrnen är gettermaterialet gjort av zirkonium-vanadin- jäm. Andra exemplifierande metallpulverblandningar som kan användas är zirkonium- nickel-koppar, zirkonium-nickel-jäm, zirkonium-nickel-vanadin, zirkonium-koppar- vanadin, zirkonium-nickel-yttrium eller zirkonium-koppar-yttrium. Vidare har katodhuset beskrivits som gjort av rostfritt stål. Emellertid kan katodhuset vara gjort av till exempel molybden (Mo) eller konstantan (legering innefattande 55 % koppar (Cu), 44 % nickel (Ni) och 1 % mangan (Mn)).In the embodiments described, the getter material is made of zirconium-vanadium iron. Other exemplary metal powder mixtures that may be used are zirconium-nickel-copper, zirconium-nickel-iron, zirconium-nickel-vanadium, zirconium-copper-vanadium, zirconium-nickel-yttrium or zirconium-copper-yttrium. Furthermore, the cathode housing has been described as being made of stainless steel. However, the cathode housing may be made of, for example, molybdenum (Mo) or constantane (alloy comprising 55% copper (Cu), 44% nickel (Ni) and 1% manganese (Mn)).

Det har nämnts att katodhusets inre yta 126 är delvis eller helt försedd med gettermaterialbeläggningen. Det bör inses att också andra delar av katodhuset 112 536 612 skulle kunna vara försedda med gettermaterialet, till exempel en yttre yta 130 av katodhuset 112.It has been mentioned that the inner surface 126 of the cathode housing is partially or completely provided with the getter material coating. It should be understood that other parts of the cathode housing 112 536 612 could also be provided with the getter material, for example an outer surface 130 of the cathode housing 112.

Claims

1. An electron beam device (100) having a body (102) provided With an exitwindow (104), said body (102) is forrning or is at least partly forrning a vacuumChamber, said vacuum Chamber comprising therein a cathode housing (112) andat least one electron generating ﬁlament (120) Wherein the cathode housing (112)comprises a getter material (124), at least on a surface (126) of the cathodehousing (112) facing said ﬁlament (120). The electron beam device (100) according to claim 1, Wherein the cathodehousing (112) is provided with a coating or ﬁlm of getter material (124), at leaston a surface (126) of the cathode housing facing said ﬁlament (120). The electron beam device (100) according to claim 1 or 2, Wherein the gettermaterial (124) is of a non-evaporable type. The electron bearn device (100) according to claim 3, Wherein the gettermaterial (124) comprises a material from the group IV-A of the periodic system. . The electron beam device (100) according to claim 4, Wherein the getter material (124) is made of a metal powder mixture comprising zirconium. The electron beam device (100) according to any of the preceding claims,Wherein said body (102) is of elongate shape, said exit window (104) isextending in the longitudinal direction of the tubular body (102), said cathodehousing (112) is of an elongate shape and the at least one electron generatingﬁlament (120) is extending along the elongate shape of the cathode housing. The electron beam device (100) according to any of the preceding claims,Wherein the cathode housing (112) is formed as an elongate semi-armular shell,and that the at least one ﬁlament (120) is extending essentially centrally withinand along said elongate semi-annular shell. 8. 10. 11. The electron beam device (100) according to any of the preceding claims,wherein the getter material (124) is arranged along the elongate shape of thecathode housing (1 12) at least within an electron generating length of theﬁlament (120). Method for manufacturing an electron beam device (100) having a body (102)with an exit Window (104), said body (102) forming or at least partly forming avacuum Chamber, said vacuum chamber comprising therein a cathode housing(112) and an electron generating ﬁlament (120), wherein said cathode housing(112) comprises a getter material (124), at least on a surface (126) of thecathode housing (112) facing said ﬁlament (120). Method according to claim 9, wherein the getter material (124) is provided as acoating or ﬁlm made of a metal powder mixture comprising zirconium. Method according to claim 10, wherein said alloy is applied to the cathodehousing (112) by means of a spraying process followed by a sintering process.