<Desc/Clms Page number 1>
ten name van
BALZERS AKTIENGESELLSCHAFT voor : "Werkwijze voor het verhitten van voorwerpen in een vacuumvat" Met recht van voorrang op de octrooiaanvrage ingediend in Zwitserland op 19 april 1983, NO 2080/83-5.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verhitten van voorwerpen in een vacuumvat. Zulke werkwijzen worden bijvoorbeeld toegepast voor ontgassen, solderen, sinteren, harden en voorts samen met bekledings-of ionenbehandelingswerkwijzen. In bekende vacuumovens voor warmtebehandelingen worden de te verhitten voorwerpen bijvoorbeeld omgeven door verhittingsvlakken die warmte door straling of warmtegeleiding naar de te verhitten voorwerpen overbrengen. Elektrisch geleidende voorwerpen kunnen ook door geïnduceerde stroom worden verhit, en voorts is het bekend een glimontlading als warmtebron toe te passen, die in het geval van de zogenaamde abnormale ontlading het gehele oppervlak van de kathode gelijkmatig bedekt, zodat de als kathode geschakelde voorwerpen enigermate gelijkmatig kunnen worden verwarmd.
Voorts is het bekend te verhitten voorwerpen, bijvoorbeeld te smelten metalen, in vacuum te verhitten door beschieting met elektronen. Hierbij moet echter door een bijzondere geometrische opstelling van de elektronenbron ervoor worden gezorgd, dat de gewenste temperatuurverdeling in de te verhitten voorwerpen optreedt. Normalerwijze wordt een beschieting met elektronen toegepast voor het opwekken van een plaatselijk nauw begrensde hete plek met een groot temperatuurverschil ten opzichte van de omgeving, waarvoor elektronenstralen vanwege hun gemakkelijke focusseerbaarheid bijzonder geschikt zijn.
Een speciale verhittingsvorm met behulp van het beschieten met elektronen is de verhitting met behulp van een laagspanningsboog ; onder een laagspanningsboog wordt in het kader van deze beschrijving een gasontlading verstaan die brandt tussen enerzijds een kathode die door gloei-emissie elektronen emitteert en anderzijds een anode (in dit verband is het onbelangrijk of de kathode alleen door de gasontlading op de emissietemperatuur wordt gehouden of nog extra wordt verhit). Meestal wordt in de buurt van de kathode een edelgas ingebracht, bijvoorbeeld in de holle ruimte van een holle kathode of in een bijzondere gloeikathodekamer die via een opening is verbonden met het vacuumvat.
Het is gebruikelijk het plasma dat uit de holle kathode of uit de gloeikathodekamer door de opening in het vat komt, met behulp van een magneetveld te bundelen. De elektronen bewegen zich hierbij langs nauwe schroefvormige banen waarvan de middellijnen in verregaande mate overeenkomen met de veldlijnen van het magneetveld. Inrichtingen van deze soort zijn bijvoorbeeld bekend uit het Zwitserse octrooischrift 631.743 en uit de Amerikaanse octrooischriften 3.210. 454,4. 197.175 en
<Desc/Clms Page number 3>
3.562. 141. Deze octrooischriften beschrijven het verhitten van te smelten voorwerpen die als anode zijn geschakeld, met behulp van een magnetisch gebundelde laagspanningsboog die op de te smelten voorwerpen is gericht.
De laagspanningsboog wordt hierbij ook toegepast voor het opwekken van plaatselijk begrense hete plekken met een groot temperatuurverschil ten opzichte van de omgeving.
Men heeft ook reeds voorgesteld de plasmastraal niet direct op de te verhitten voorwerpen te richten, maar de lijnen van het magnetische veld waarlangs het plasma zich bij voorkeur kan uitbreiden, langs de te verhitten voorwerpen te leiden, waardoor een bijna gelijkmatige verhitting van het oppervlak van de te verhitten voorwerpen wordt verkregen.
Maar het is gebleken, dat dan in vele gevallen de vermogensdichtheid op de te verhitten voorwerpen (Watt per cm2) niet meer voldoende is, d. w. z. dat men de gewenste temperatuur van een werkstuk dan pas na enige uren bereikt, hetgeen bij kostbare vervaardigingsinrichtingen (zoals inrichtingen voor het opdampen in vacuum) economisch zeer belangrijk is. Het is bekend dat men de vermogensafgifte aan de anode van een laagspanningsboogontlading niet willekeurig kan vergroten. Vanwege een lange traditie, maar ook vanwege de kosten, werd tot nu toe als neutrale restgasatmosfeer uitsluitend argon toegepast, en de stroomsterkte van zulk een laagspanningsboogontlading in argon kan, zoals de ervaring heeft geleerd, niet boven een bepaalde maar bij elke elektrodeopstelling weliswaar andere grens worden verhoogd teneinde het vermogen te vergroten.
Het blijkt namelijk, dat de ontlading dan de neiging vertoont instabiel te worden, d. w. z. voornamelijk hoogfrequente trillingen in een breed frequentiegebied op te wekken, hetgeen niet toelaatbaar is of zeer dure afschermmaatregelen noodzakelijk zou maken.
De uitvinding heeft nu ten doel een werkwijze te verschaffen voor het verhitten van voorwerpen in vacuum met behulp van een laagspanningsboog, waarmee op het oppervlak van de te verhitten voorwerpen een aanzienlijk grotere vermogensdichtheid en daardoor een aanzienlijk snellere verhitting dan tot nu toe kan worden verkregen, zonder dat dit vermogen beperkt moet blijven tot een brandpunt met een betrekkelijk kleine diameter.
Deze werkwijze volgens de uitvinding voor het verhitten van voorwerpen in een vacuumvat door beschieting van deze te verhitten voorwerpen met elektronen afkomstig van een magnetisch gebundelde laagspanningsboogontlading die in een restgasatmosfeer in stand wordt gehouden tussen een anode die in het vacuumvat is aangebracht en een hete kathode die zich bevindt in een met het vacuumvat via een opening in verbinding staande kathodekamer, is hierdoor gekenmerkt, dat de rest-
<Desc/Clms Page number 4>
gasatmosfeer in hoofdzaak bestaat uit helium en/of neon.
Voor een zo gelijkmatig mogelijke verhitting van de te verhitten voorwerpen wordt aanbevolen tijdens de verhitting een zodanig magneetveld in stand te houden, dat de veldlijnen van het magneetveld die door de opening tussen de kathodekamer en het vat heen gaan, niet op de te verwarmen voorwerpen en bij voorkeur ook niet op de anode vallen ; het biedt bijzondere voordelen de te verhitten voorwerpen zelf als anode van de laagspanningsboogontlading te schakelen. Het is ook gebleken, dat het mogelijk is met behulp van de sterkte van het magneetveld (inductie B) de ontladingsspanning op een gewenste waarde in te stellen.
Deze spanning is groter naarmate de magnetische inductie B in het gebied van de boogontlading groter is. De toepassing van een magneetveld heeft tevens het voordeel dat de ontlading ook bij hogere spanningen stabiel brandt, en wel des te meer naarmate B groter is.
Of men eventueel volgens de uitvinding beter helium dan neon als restgasatmosfeer kan kiezen, hangt er van af of men een grotere of een kleinere verstuivingswerking wenst of op de koop toe wil nemen. (Het verstuivingseffect treedt op bij onderdelen of werkstukken in het vat die ten opzichte van de anode een negatieve potentiaal bezitten). Helium veroorzaakt vanwege zijn kleiner atoomgewicht een geringere verstuiving dan neon. Soms kan het voordeel bieden een mengsel van helium en neon als restgasatmosfeer toe te passen om het verstuivingseffect (bijvoorbeeld voor een gelijktijdige reiniging, volgend op het opdampen van vlakken door middel van het zogenaamde ionen-etsen) op gepaste wijze in te stellen.
Hieronder wordt de uitvinding aan de hand van voorbeelden nader verklaard.
De hierbij gevoegde figuur 1 toont een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding met een langs de as van een cilindrisch vat lopende plasmastraal. De te verhitten voorwerpen zijn rondom de langs de as lopende plasmabundel opgesteld, waarbij een axiaal magneetveld ervoor zorgt dat de elektronen zich gemakkelijk in axiale richting bewegen maar in de radiale richting echter slechts door verstrooiing kunnen komen bij de als anode geschakelde, te verhitten voorwerpen. Deze anisotropie met betrekking tot de bewegingsvrijheid van de elektronen veroorzaakt een gelijkmatige stroomdichtheidsverdeling in axiale richting en derhalve een gelijkmatige verhitting van de om de as heen opgestelde, te verhitten voorwerpen.
Bij deze voorkeursuitvoering van de inrichting, waarbij de houder voor de te verhitten voorwerpen de as van de plasmabundel in de verhit-
<Desc/Clms Page number 5>
tingskamer als een mantel omgeeft en een coaxiale magneetspoel is aangebracht voor het opwekken van een magneetveld dat het plasma bundelt, omvatten derhalve steeds in zichzelf gesloten magnetische veldlijnen, voorzover zij lopen door de opening die de verhittingskamer en de kathodekamer met elkaar verbindt, de te verhitten voorwerpen zonder dat zij deze snijden, en lopen dus langs deze voorwerpen heen.
De omstandigheid dat hierbij de elektronen eerst lateraal moeten worden afgebogen uit het door het magneetveld gebundelde plasma voordat zij de te verhitten oppervlakken kunnen bereiken, heeft tengevolge dat deze elektronen wegens hun grote beweeglijkheid langs de veldlijnen van het magneetveld, maar hun geringe beweeglijkheid loodrecht erop, zich over een groot vlak op de te verhitten voorwerpen verdelen, waardoor desgewenst een aanzienlijk gelijkmatiger verhitting kan worden verkregen dan met een magnetisch gebundelde plasmastraal die direct op de te verhitten voorwerpen is gericht.
In fig. 1 geeft 1 een klokvormig vacuumvat aan waarin de te verhitten voorwerpen 3 worden ondersteund door een houder 2. De houder 2 is door middel van een elektrische isolator 4 aan de bodemplaat 5 van het vat bevestigd en is via een vacuumdichte doorleiding 6 voor elektrische stroom elektrisch verbonden met de positieve pool van een voedingsinrichting 7. Aan het bovenste deel van het vat is een gloeikathodekamer 8 aangebracht die via een opening 9 is verbonden met het inwendige van het vat 1. In deze gloeikathodekamer is een gloeikathode 12 aangebracht die door een isolerende plaat 11 wordt gedragen en die kan bestaan uit een draad die door de doorgaande stroom wordt verhit ; de kathode kan echter ook zijn uitgevoerd in de vorm van een verhitte of een zichzelf verhittende holle kathode. Een regelventiel 13 dient voor het inlaten van gassen in de gloeikathodekamer.
De magneetspoel 14 wekt een magnetisch veld op dat coaxiaal is met het vat 1. Voor het uitvoeren van een verhittingsproces worden het vat en de ermede verbonden gloeikathodekamer met behulp van een pomp voor een hoog vacuum via de pompaansluiting 15 geëvacueerd totdat een druk is bereikt die kleiner is dan ongeveer 0,01 Pa. Terwijl de pomp loopt laat men nu door het ventiel 13 zoveel helium of neon, of een mengsel van deze gassen in het vat stromen, dat zich daarin een druk van 0,1-1 Pa instelt. Dan wordt de gloeikathode 12 verhit en de voedingsinrichting 7 in werking gesteld. Deze laatste wekt een elektrische spanning op van bijvoorbeeld 100 Volt.
(Voor het ontsteken van de laagspanningsboog is het doeltreffend de gelsoleerde wand met de opening 9 korte tijd op de anodepotentiaal te brengen of blijvend via een ohmse weerstand te verbinden met
<Desc/Clms Page number 6>
de positieve pool van de voedingsinrichting 7, zodat de ontsteking vanzelf plaatsvindt). De door de opening 9 in het vat 1 komende elektronen volgen bij een voldoende veldsterkte (bijvoorbeeld 0,01 Tesla) de veldlijnen via spiraalbanen met zeer kleine stralen, zodat langs de centrale as een plasmazuil ontstaat waarvan de doorsnede wordt bepaald door de doorsnede van de opening 9. Met een boogstroom van 100 A en en boogspanning van 70 V kan bijvoorbeeld een verhittingsvermogen van ongeveer 4,2 kW (rendement : 60%) naar de houder 2 of de te verhitten voorwerpen 3 worden overgebracht.
De spoel 14 in het voorbeeld van fig. 1 wekt in hoofdzaak een magneetveld op dat evenwijdig is aan de verticale as van het vat, en het is duidelijk dat de in de buurt van de as door de plasmabundel lopende veldlijnen van het magneetveld de te verhitten voorwerpen niet snijden.
In de ruimte tussen de plasmabundel en de te verhitten oppervlakken is eveneens een in hoofdzaak evenwijdig aan de as lopend magneetveld aanwezig dat, zoals reeds is vermeld, ervoor zorgt dat de elektronen zich in de richting van de as betrekkelijk gelijkmatig verdelen voordat zij de te verhitten oppervlakken treffen.
Met de inrichting volgens fig. l kon bij een lading van werktuigen (stalen spiraalboren) binnen 12 minuten een verhitting tot een gemiddelde temperatuur van 350 C worden verkregen, waarbij tussen de heetste en de koudste plaatsen van de lading een temperatuurverschil van slechts 250C ontstond ; dit resultaat werd verkregen zonder dat de in het vat opgestelde, te verhitten werktuigen op enigerlei wijze ten opzichte van de op kamertemperatuur gehouden wanden van het vat tegen straling waren afgeschermd. Zulk een snelle en gelijkmatige verhitting kon met andere bekende verhittingswerkwijzen slechts worden verkregen met aanzienlijk meer complicaties en kosten.
Welke voordelen alleen reeds worden verkregen door helium in plaats van argon als restgasatmosfeer toe te passen, blijkt uit de hierna volgende tabel, waarin voor de beschreven inrichting de tijden zijn aangegeven die bij een boogstroom van 180 Ampère voor het verhitten van dezelfde lading van te verhitten voorwerpen tot de aangegeven temperatuur nodig waren bij argon en helium :
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb> Verhittingstijd <SEP> in <SEP> minuten
<tb> Temperatuur <SEP> argon <SEP> helium
<tb> 200 <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 9
<tb> 250 <SEP> 25,5 <SEP> 6,9
<tb> 300 <SEP> 36,8 <SEP> 9,3
<tb> 350 <SEP> 54,0 <SEP> 12, <SEP> 0
<tb> 400 <SEP> 110,0 <SEP> 15,6
<tb>
Het blijkt dus, dat met helium als restgasatmosfeer een aanzienlijke verkorting van de verhittingstijd wordt verkregen, en wel reeds tot bijna 1/4 voor temperaturen lager dan ongeveer 300 C. Een soortgelijke grote verkorting van de verhittingstijd verkrijgt men ook met neon.
Als men bij het verhittingsprocédé volgens de uitvinding eventueel nog aanwezige kleine temperatuurverschillen van de te verhitten voorwerpen volledig wil compenseren, kan men deze voorwerpen bovendien bewegen, bijvoorbeeld door de houder 2 om zijn verticale as te laten draaien.
Onder te verhitten voorwerpen worden in de beschrijving niet alleen voorwerpen verstaan, maar ook stoffen, bijvoorbeeld in de vorm van poeders.
De werkwijze volgens de uitvinding biedt dikwijls bijzondere voordelen doordat de hiervoor benodigde inrichtingen ook nog voor andere werkwijzestappen kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld voor het beschieten van de te verhitten voorwerpen met positieve ionen afkomstig uit de laagspanningsboogontlading.
<Desc / Clms Page number 1>
in the name of
BALZERS AKTIENGESELLSCHAFT for: "Method of heating objects in a vacuum vessel" With priority of the patent application filed in Switzerland on April 19, 1983, NO 2080 / 83-5.
<Desc / Clms Page number 2>
The invention relates to a method for heating objects in a vacuum vessel. Such methods are used, for example, for degassing, brazing, sintering, curing and further along with coating or ion treatment methods. In known vacuum furnaces for heat treatments, the objects to be heated are, for example, surrounded by heating surfaces which transfer heat by radiation or heat conduction to the objects to be heated. Electrically conductive objects can also be heated by induced current, and it is further known to use a glow discharge as a heat source, which in the case of the so-called abnormal discharge evenly covers the entire surface of the cathode, so that the objects connected as cathode are somewhat uniform can be heated.
It is further known to heat objects to be heated, for instance melting metals, in vacuum by bombardment with electrons. However, a special geometric arrangement of the electron source must ensure that the desired temperature distribution occurs in the objects to be heated. Normally, electron bombardment is used to generate a locally narrowly defined hot spot with a large temperature difference from the environment, for which electron beams are particularly suitable because of their easy focusability.
A special form of heating by means of bombardment with electrons is heating by means of a low-voltage arc; For the purposes of this description, a low voltage arc is understood to mean a gas discharge that burns between a cathode emitting electrons by glow emission on the one hand and an anode on the other hand (in this context it is irrelevant whether the cathode is only kept at the emission temperature by the gas discharge or is heated even more). Usually, a noble gas is introduced in the vicinity of the cathode, for example in the hollow space of a hollow cathode or in a special annealing cathode chamber which is connected via an opening to the vacuum vessel.
It is common practice to bundle the plasma exiting the hollow cathode or the annealing cathode chamber through the opening in the vessel using a magnetic field. The electrons move along narrow helical orbits, the diameters of which largely correspond to the field lines of the magnetic field. Devices of this kind are known, for example, from Swiss patent 631,743 and from US patents 3,210. 454.4. 197,175 and
<Desc / Clms Page number 3>
3,562. 141. These patents describe the heating of meltable objects which are connected as anode, using a magnetically bundled low voltage arc directed at the objects to be melted.
The low voltage arc is also used to generate locally delimited hot spots with a large temperature difference from the surroundings.
It has also already been proposed to direct the plasma beam not directly at the objects to be heated, but to direct the lines of the magnetic field along which the plasma can preferably extend past the objects to be heated, resulting in an almost uniform heating of the surface of the objects to be heated are obtained.
However, it has been found that in many cases the power density on the objects to be heated (Watt per cm2) is no longer sufficient, d. w. z. that the desired temperature of a workpiece is only reached after a few hours, which is economically very important with expensive manufacturing devices (such as devices for evaporation in vacuum). It is known that the power delivery to the anode of a low voltage arc discharge cannot be arbitrarily increased. Due to a long tradition, but also because of the costs, only neutral residual gas atmosphere has hitherto been used as argon, and the current of such a low-voltage arc discharge in argon cannot, as experience has shown, exceed a certain limit, but it may be different for each electrode arrangement. be increased in order to increase the power.
Namely, it appears that the discharge then tends to become unstable, d. w. z. mainly to generate high-frequency vibrations in a wide frequency range, which is not permissible or would require very expensive shielding measures.
The object of the invention is now to provide a method for heating objects in vacuum by means of a low-voltage arc, with which a considerably higher power density and therefore a considerably faster heating than hitherto can be obtained on the surface of the objects to be heated, without this power having to be limited to a focal point of a relatively small diameter.
This method according to the invention for heating objects in a vacuum vessel by bombarding these objects to be heated with electrons from a magnetically bundled low-voltage arc discharge which is maintained in a residual gas atmosphere between an anode placed in the vacuum vessel and a hot cathode is located in a cathode chamber communicating with the vacuum vessel via an opening, characterized in that the residual
<Desc / Clms Page number 4>
gas atmosphere mainly consists of helium and / or neon.
For the most uniform heating of the objects to be heated, it is recommended to maintain such a magnetic field during heating that the field lines of the magnetic field passing through the opening between the cathode chamber and the vessel do not touch the objects to be heated and preferably also not fall on the anode; it offers special advantages to switch the objects to be heated themselves as an anode of the low-voltage arc discharge. It has also been found that it is possible to adjust the discharge voltage to a desired value with the aid of the strength of the magnetic field (induction B).
This voltage increases as the magnetic induction B in the area of the arc discharge increases. The use of a magnetic field also has the advantage that the discharge burns steadily even at higher voltages, the more so as B is larger.
Whether, according to the invention, it is possible to choose better helium than neon as the residual gas atmosphere, depends on whether one wishes to have a larger or smaller atomizing effect or to increase it. (The sputtering effect occurs on parts or workpieces in the vessel that have a negative potential relative to the anode). Helium causes less atomization than neon due to its smaller atomic weight. Sometimes it may be advantageous to use a mixture of helium and neon as a residual gas atmosphere in order to appropriately set the sputtering effect (for example for a simultaneous cleaning, subsequent to the deposition of surfaces by means of so-called ion-etching).
The invention is explained in more detail below by way of examples.
The accompanying figure 1 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention with a plasma beam running along the axis of a cylindrical vessel. The objects to be heated are arranged around the axis of plasma running along the axis, an axial magnetic field ensures that the electrons move easily in the axial direction, but can only scatter in the radial direction on the objects to be heated as anode. This anisotropy with regard to the freedom of movement of the electrons causes a uniform current density distribution in the axial direction and therefore an even heating of the objects to be heated arranged around the axis.
In this preferred embodiment of the device, the holder for the objects to be heated, the axis of the plasma beam in the heated
<Desc / Clms Page number 5>
Therefore, a surrounding chamber as a jacket and a coaxial magnet coil is provided to generate a magnetic field which bundles the plasma, therefore always comprise self-contained magnetic field lines, as far as they pass through the opening connecting the heating chamber and the cathode chamber. objects without cutting them, and thus run past these objects.
As a result of the fact that the electrons must first be deflected laterally from the plasma bundled by the magnetic field before they can reach the surfaces to be heated, as a result of these electrons, because of their great mobility along the field lines of the magnetic field, but their little mobility perpendicular to it, spread over a large area on the objects to be heated, so that, if desired, a considerably more uniform heating can be obtained than with a magnetically bundled plasma beam directed directly at the objects to be heated.
In Fig. 1, 1 shows a bell-shaped vacuum vessel in which the objects 3 to be heated are supported by a container 2. The container 2 is attached to the bottom plate 5 of the vessel by means of an electrical insulator 4 and is connected via a vacuum-tight passage 6 for electric current electrically connected to the positive pole of a power supply device 7. On the upper part of the vessel is provided a glow cathode chamber 8, which is connected via an opening 9 to the interior of the vessel 1. In this glow cathode chamber, a glow cathode 12 is provided which an insulating plate 11 is supported and may consist of a wire heated by the through current; however, the cathode can also be in the form of a heated or a self-heating hollow cathode. A control valve 13 serves to introduce gases into the annealing cathode chamber.
The magnet coil 14 generates a magnetic field that is coaxial with the vessel 1. To perform a heating process, the vessel and the associated annealing cathode chamber are evacuated through the pump port 15 using a high vacuum pump until a pressure is reached is less than about 0.01 Pa. With the pump running, so much helium or neon, or a mixture of these gases, is now allowed to flow into the vessel through the valve 13, a pressure of 0.1-1 Pa being set therein. Then, the glow cathode 12 is heated and the power supply 7 is activated. The latter generates an electrical voltage of, for example, 100 volts.
(To ignite the low-voltage arc, it is effective to apply the insulated wall with the opening 9 to the anode potential for a short time or to connect it permanently via an ohmic resistor with
<Desc / Clms Page number 6>
the positive pole of the supply device 7, so that the ignition takes place by itself). The electrons passing through the opening 9 in the vessel 1 follow the field lines via spiral paths with very small radii with a sufficient field strength (for example 0.01 Tesla), so that a plasma column is formed along the central axis, the cross section of which is determined by the cross section of the opening 9. With an arc current of 100 A and an arc voltage of 70 V, a heating power of approximately 4.2 kW (efficiency: 60%) can for instance be transferred to the holder 2 or the objects to be heated 3.
The coil 14 in the example of Fig. 1 essentially generates a magnetic field parallel to the vertical axis of the vessel, and it is clear that the field lines of the magnetic field passing through the plasma beam in the vicinity of the axis are heated do not cut objects.
In the space between the plasma beam and the surfaces to be heated there is also a substantially parallel axis to the axis which, as has already been stated, ensures that the electrons distribute in the axis direction relatively evenly before they are heated. hit surfaces.
With the device according to Fig. 1, with a load of tools (steel twist drills), heating could be obtained within 12 minutes to an average temperature of 350 ° C, with a temperature difference of only 250 ° C between the hottest and coldest places of the load; this result was obtained without the heatable tools arranged in the vessel being shielded from radiation in any way from the walls of the vessel maintained at room temperature. Such rapid and uniform heating could only be obtained with other known heating methods with considerably more complications and costs.
The advantages which are already obtained by using helium instead of argon as a residual gas atmosphere are shown in the table below, in which for the described device the times are indicated which are heated at an arc current of 180 amps for heating the same charge. objects up to the specified temperature were required for argon and helium:
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb> Heating time <SEP> in <SEP> minutes
<tb> Temperature <SEP> argon <SEP> helium
<tb> 200 <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 9
<tb> 250 <SEP> 25.5 <SEP> 6.9
<tb> 300 <SEP> 36.8 <SEP> 9.3
<tb> 350 <SEP> 54.0 <SEP> 12, <SEP> 0
<tb> 400 <SEP> 110.0 <SEP> 15.6
<tb>
It thus appears that with helium as the residual gas atmosphere a considerable shortening of the heating time is obtained, and this already to almost 1/4 for temperatures below about 300 C. A similarly large shortening of the heating time is also obtained with neon.
If, in the heating process according to the invention, one wishes to fully compensate any small temperature differences of the objects to be heated, which are still present, these objects can moreover be moved, for instance by rotating the holder 2 about its vertical axis.
In the description, objects to be heated are understood to mean not only objects, but also substances, for example in the form of powders.
The method according to the invention often offers special advantages in that the devices required for this can also be used for other process steps, for example for bombarding the objects to be heated with positive ions from the low-voltage arc discharge.