CH198527A - Verfahren zur Herstellung vakuumdichter Verbindungen zwischen Körpern aus Metall und solchen aus Keramik. - Google Patents

Description

Yerfahren zur Herstellung vakunmdichter Verbindungen zwischen Kbrpern ans Retall und solchen ans Neramik.

Die bisherige Herstellung von vakuum dichten Verbindungen zwischen gôrpern aus Metall und solchen aus geramik bereitete Schwierigkeiten, weil die am Metall beson ders ,gut haftenden Stoffe, beispielsweise leicht schmelzbare Metalle, an den kera misehen Stoffen verhâltnismâ,Big schwer haf ten. Es ist @deshalb vorgeschlagen worden, zur Verbemerung -des Haftens -der leicht schmelzbaren Metalle die Oberflâ,che des keramischen Kôrpers mit einem dünnen Überzug aus Metall, beispielsweise Platin, zu versehen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, -daB es verhâltnismâBig um st#Lndlich und kostspielig ist. Es hat sich nun herausgestellt, dâB,das schlechte Haften des Metallotes an der Keramik zum Teil dar auf zurückzuführen ist, daB .durch Luft blasen an -den Verbindungsstellen die Kera mik nur unvollkommen von dem Metall be netzt wird. D'as Verfahren der Erfindung

erm & glicht die Herstellung einer vakuum -dichten Verbindung zwischen Kôrpern aus Keramik und Metall, wobei dos verbindende Metall zwis.chen -die beiden miteinander zu verbindenden Teile gebracht Wird, @dadûrch, dafl die Erwârmung ,der gôrper bis auf min destens die Schmelztemperatur des LSt mittels in einem Vakuumofen erfol,gt. Durch die Erhitzung im Vakuum wird nicht nur eine Oxydation des L & tmittels, beispielsweise Silber, verhindert, sondera auch peine weit gehende Entgasung der keramiséhen Masse an der Lbtstelle bewirkt. Diese Entgasung bewirkt eine grôBere Haftfâhigkeit, -da die Menge der an der Keramik vorhandenen Gase verringert wird. Ist jedoch der Keramikkôrper vor dem Schmelzen des Ne talles nicht vollkommen ,gasfrei, so ent stehen durchdie ans dem keramischen Mate rial austreten:den Gasmengen im I.nnern des geschmolzenen Ldtmittels Blasen, die nur

verhâltnismâBig schwer nach oben steigen, so daB die Benetzung des kerami & chen Kbr pers durch das L6tmittel dock nicht ganz vollkommen ist. Es ist deshalb nach dem Entgasen end Schmelzen vorteilhaft, Solange das L6tmittel noch .geschmolzen ist, ein neu trales Gas, vorzugsweise Wasserstoff, in den Ofen einzulassen, so daB der auf der Ober flâche des Lotes wirkende Druck sehr stark erhôht wird. Diese starke Druckerhôhung hat zur Folge, daB die Gasblasen an der Berührungsstelle zwischen dem Keramik k5rper end dem Lot auf ein eehr kleines MaB zusammengedrückt werden. Vergleichs messungen zeigten, da.B der Blasendureh messer auf etwa 1)looo des U'ertes herunter geht, den er im evakuierten Zustande des Ofens besaB. ZweckmâBig lâBt man enter diesem Druck den Ofen abkühlen, bis .das LU)tmittel erstarrt ist.

Unter Umstânden ist es vorteilhaft, sobald das Lüsemittel erstarrt ist, da.s eingelassene Gas wieder abzupumpen, so .dafl der kera mische KSrper end die Metalle die auf genommenen Gasmengen zum ,gr6Bten Teil wieder abgeben end erst nach dem Erkalten auf Bine Temperatur enter 200' C, beispiels weise Zimmertemperatur, atmosphârische Luft einzulassen. Bei Biner Temperatur enter 200' C, vorzugsweise bei Zimmertemperatur, erfolgt die Aufnahme -des Gases nur ver hâltnismâ.Big- langsam, end etwa aufgenom mene Luft wird auch bei Biner spâteren Ver wen.dung der vakuumdichten Verbindung bedeutend leichter wieder abgegeben, als bei spielsweise Wasserstoff.

Die Abbildungen zeigen a.ls Ausführungs beispiel für die neben dem Verfahren eben falls Gegenstand der Erfindung biltlende vakuumdichte Verbindung einen K & rper aus Keramik end zwei mit ihm verbundene Me tallteile. Anhand der Abbildung wird auch das Verfahren selbst beispielsweise erlâutert. Der keramische Kôrper 1, .der beispielsweise ans Porzellan, Steatit, Frequenta oder einem âhnlichen Isoliermaterial bestehen kann, 6o11 mit den beiden Metallteilen 2 end 3, die ihn von auBen umgeben, vakuumdicht verbunden

werden. Zu diesem Zwecke werden die vor gesehenen R.innen 5 mit dem LStmittel, bei spielsweise mit Silber gefüllt. Da die meisten Iibtmittel, wie Silber- end Kupferlegierun gen, in hohem Ma3e von Quecksilber an gegriffen werden, empfiehlt es sich, fur ge wisse Zwecke auf der Vakuumseite Bine Dichtung vorzulagern, die den Zutritt von Quecksilberdampf zu der Lâtstelle sehr er schwert. Zu diesem Zwecke kann ein Glas fluB, Bine Eisenlegierung oder auch Bine Packung aus Asbest oder einem pulverfür migen, von Quecksilber nicht angreifbaren Stoff, beispielsweise ein Metalloxyd, verwen det werden. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die vorgelagerten Dichtungen als ring f5rmige Nuten 4- ausgebildet. Zur Erleichte rungdes Zusammenbaues sind im Innern des Rohres 2 vorzugsweise ringf & rmige Stützen 6 vorgesehen, so daB der Isolator 1, ohne daB Bine besondere Haltevorrichtung erforderlich wâre, in das Rohr ? hineingesetzt werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel ist die Verbindung zwischen dem Deekel des Gefâfles 7 end dem Rohr 2 durch Bine ringfürmige SchweiGnaht nachtrâglich her gestellt. @Statt dessen kônnte jedoch auch Bine unmittelbare Verbindung zwischen dem Iso la.tor l end dem Deckel hergestellt werden.

Die Ringnuten werden enter Umetânden mit Vorteil in dem metallischen Teil vor gesehen, so daB ein glatter Isolator Verwen dung finden kann.

Zur Herstellung Biner gut haftenden Ver bindung ist es im allgemeinen zweckmâBig, die Oberflâche des Isolators zum mindesten an der Iôtstelle nicht mit Biner Glasur zu versehen. Wenn jedoch ale Vordichtung ein GlasfluI3 verwendet wird, dann kann es je nach der verwendeten Glassorte enter Um stânden Vorteile bieten, die für die Vor dichtun,g dienende Ringnut mit Biner Glasur zu versehen.

Das Ijtmittel wird in Draht-, Band- oder Pulverform in -die Nuten eingebracht. Die Beimischung Bines besonderen F'luBmittels ist im allb meinen nicht erforderlieh, .da die in

Frage kommenden, leicht schmelzbaren Me talle im Vakuumofen sehr leicht mit dem Keramikkôrper verbunden werden kônnen. Da .die Lôtstelle im Ofen nicht mehr zugâ.ng lich ist, ist im Bedarfsfalle dal FluB- Oder Lôtmittel dem Metall vor dem Einbringen in den Ofen in der erforderlichen Menge zuzu setzen.

Nach dem beschriebenen Verfahren ist es môglich, eine ;groBe Anzahl von Keramik Metallverbindungen gleichzeitig im Vakuum ofen herzustellen. Diesel Verfahren kann deshalb mit besonderem Vorteil zur Her stellung eines mit zahlreichen isolierten Durchführungen versehenen Deckels fur Quecksilberdampf=GroBgleichrichter mit Me tallgefâB verwendet werden. Zu diesem Zwecke werden die Metallteile und Isola toren in die richtige Lage zueinander ge bracht und die Trennfugen mit .dem un geschmolzenen Lôtmittel ausgefüllt. Im Va kuumofen wird dann Oder ganze Deckel mit den Isolatoren und -den an ihnen befestigten Stromzuführungen so hoch erwô,rmt, daB dal Lôtmittel schmilzt und die Verbindung zwi schen den keramischen Kôrpern un:d den Me tallteilen herstellt. Der AbkühlungsprozeB wird, wie bereits beschrieben, vorgenommen. Un-ber Umstânden ist es zweckmô,Big, zu gleich mit .der Herstellung der vakuumdich ten Verbindung zwischen den Keramikkôr pern und den Metallteilen auch andere Teile des Entladungsgefâfles, beispielsweise -die Graphitanoden, im Vakuumofen auszuglühen. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, :die Gra phitanoden an den Stromzuführungsleitern zu befestigen. Zum Schutze der Elektroden gegen V erunreinigungen kônnen entsprechend geformte Schutzkappen ans Metall Oder Ke ramik vorgesehen werden.

Wenn entsprëchend ,groBe Vakuumôfen zur Verfügung stehen, ist es môglich, den ganzen Gleichrichter in einem Arbeitsgang zu dichten und zu entgasen. Zu diesem Zwecke werden gerade so, wie im Zusammen hang mit der lIenstellung eines mit Isolato ren versehenen Deckels auseinandergesetzt wurde, auch die übrigen Verbindungen zwi-

schen Kôrpërn ans Y-eramik und Metall vor bereitet und hergestellt. So wird beispiels RTeise au-ch der Kathodenisolator mit dem untern Rande des Gleichrichtergefô,Bes und mit dem metallischen Kathodengefâfl ver bunden. Gleichzeitig wird der Deckel mit dem Gefâfl durch eine groBe Ringnut ver bunden. Wenn entsprechend angeordnete Vakuumhô,hne in der Pumpleitung des Ge fâBes vorgesehen oind, kann dal Ausheizen des Gleichrichters unmittelbar nach dem zur Herstellung der vakuumdichten Verbindung dienenden Arbeitsgang ausgeführt werden, ohne daB zwischendurch der Gleichrichter a.uf Zimmertemperatur abgekühlt un-cl Lu-ft eingelasseri zu werden braucht. Es wird da durch in hohem MaBe Zeit und Wârme ge spart.

Claims (8)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> I: Verfahren zur Herstellung vakuum dichter Verbindungen zwischen Kôrpern aus Metall und solchen ans Keramik, bei :dem dal verbindende Metall zwischen -die beiden miteinander zu verbindenden Teile gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daB die Er wârmung der Kôrper bis auf mindestens -lie Schmelztemperatur des Lôtmittels in einem Vakuumofen erfolgt.

   UNTERANSPRt CHE 1. Verfahren nach Patentansprueh. I, da durch gekennzeichnet, dag nach dem Schmelzen des Lôtmittels, solange diesel noch flüssig ist, unter Druck Gas in den Ofen eingelassen wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekenuzeichnet, da,B nmh dem Schmelzen des Lôtmittels, solange diesel flüssig ist, unter Druck Wasserstoff in den Ofen ein gelassen wird.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB nach dem Erstarren des Lôtmittels der Ofen zur Entfernung des eingelas eenen und zum Teil in die miteinander zu verschmelzenden gôrper eingedrunge nen Gasës wieder evakuiert wird.
4. 4: Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daB erst nach dem Ab kühlen auf Bine Temperatur unter 200 C die vakuumdichte Verbindung mit Luft in Berührung gebracht wird.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da.B erst nach dem Ab kühlen auf Zimmertemperatur die vakuum dichte Verbindung mit Luft in Verbin dung gebracht wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch I zur Her stellung vakuumdichter Verbindungen an einem Vakuumentladungsapparat, dadurch gekennzeichnet,,daB Oder Apparat vollkom men zusammengesetzt in den Vakuum ofen gebracht, evakuiert und erhitzt wird.

   <B>PATENTANSPRUCH</B> II: Vakuumdichte Verbindung, hergestellt nach dem Verfahren gemâB Patentanspruch I,

   dadurch gekennzeichnet, daB mindestens einer der miteinander verbundenen gbrper mit ringfbrmigen Nuten zur Aufnahme des Lët mittels vemehen ist. U NTERANSPRCCHE
7. 7. Vakuumdichte Verbindung nach Pateiit anspruch II, dadurch gekennzeichnet, diB zum Schutze gegen Quecksilberdâmpfe auf der Vakuumseite der Dichtung eine Dichtung gegen Quecksilberdampf vor gesehen ist.
8. 8. Vakuumdichte Verbindung nach Patent anspruch II und Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, daB -die Dichtung ans einem Metallogyd besteht.