DE2247018A1 - CERAMIC TUBE BODY FOR ELECTRON BEAM GENERATING SYSTEMS AND PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

Description

Keramikrohrkörper für Elektronenstrahlerzeugungssysteme und Verfahren zu dessen Herstellung tie Erfindung betrifft einen Keramikrohrkörper mit an seinem Außenmantel angebrachten mehreren getrennten hIetallteilen als Tragelemente zum Befestigen von Halterungsteilen für die im Innern jeweils mit Abstand zur Trägerwand angeordneten Elektroden, z.B. gemäß der DBP 1 514 491, sowie ein Verfahren zu dessen Her-Stellung.Ceramic tube bodies for electron gun systems and processes to its production tie invention relates to a ceramic tube body with on his Outer jacket attached several separate metal parts as support elements for Fixing of mounting parts for the inside each with a distance to the support wall arranged electrodes, e.g. according to DBP 1 514 491, as well as a method for the same Manufacture.

Aus der DBP 1 514 491 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für mit hohen Spannungen arbeitenden elektrischen Entladungsgefäßbn bekannt, bei dem das Trägerrohr an seiner äußeren Xantelfläche Metallteile als Tragelemente zum Befestigen der Halterungsteile für die im Innern des Trägerrohres jeweils mit Abstand zur Träger-Rohrwand angeordneten Elektroden aufreist, wobei diese Tragelemente von keiner der Elektroden des z.B. Elektronenstrahlerzeugungssystems aus gesehen werden können. Die Tragelemente bestehen dabei aus einem der Keramik gut angepaßten Metall und sind außen auf das Trägerrohr an entsprechend metallisierten Stellen festgelötet.From DBP 1 514 491 an electron gun for Known electrical discharge vessels working with high voltages, in which the support tube has metal parts on its outer surface as support elements for fastening of the mounting parts for the inside of the support tube, each at a distance from the support tube wall arranged electrodes, with these support elements of none of the electrodes of the electron gun, for example, can be seen from. The supporting elements consist of a metal well adapted to the ceramic and are on the outside The carrier tube is soldered to the correspondingly metallized points.

Gewisse Schwierigkeiten bei der erwähnten Ausführungsform vor allem hinsichtlich der Metallauswahl zu umgehen aufgrund nachfolgender Überlegungen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.Above all, certain difficulties with the embodiment mentioned should be avoided with regard to the choice of metal due to the following considerations Object of the present invention.

Gut angepaßtes Metall ist z.B. für Al2O3 Vacon. Diese Eisen-Nickel-Kobaltiegierung hat jedoch den Nachteil, daß sie bei normalen Temperaturen magnetisch ist und somit Magnetfelder, die wesentlich für die Strahlerzeugung sind, verformt. Das unmagnetische Mo jedoch gilt in diesem Fall nicht als angepaßtes Material, weil es z.B. an der Außenseite eines Keramikzylinders zu Zugspannungen führt, die für die Haltbarkeit höchst bedenklich sind. Kupfer kann wegen seiner Duktilität unter Umständen verwendet werden, müßte jedoch aufgelötet werden, 50 daß später hinsichtlich Temperaturführung keine freie Hand mehr bestände. Ein Metall als Tragering völlig wegzulassen und allein nur die Lötflächenmetallisierung der Keramik zu verwenden, kette den erheblichen Nachteil, daß beim endgültigen Befestigen der System-Tragelemente die Halteflächen nur klein und damit die Flächentelastung außerordentlich groß wäre.Well-matched metal is e.g. for Al2O3 Vacon. This iron-nickel-cobalt alloy however, it has the disadvantage that it is magnetic at normal temperatures and thus Magnetic fields, which are essential for beam generation, are deformed. The non-magnetic In this case, however, Mo is not considered an adapted material, because it is e.g. Outside of a ceramic cylinder creates tensile stress, which is important for durability are highly questionable. Copper may be used because of its ductility but would have to be soldered on, 50 that later with regard to temperature control there was no more free hand. To completely leave out a metal as a support ring and To use only the soldering surface metallization of the ceramic chain the significant Disadvantage that when the system support elements are finally fastened, the holding surfaces only small and thus the area load would be extremely large.

Erreicht wird dies bei einem im ersten Absatz beschriebenen Keramikrohrkörper mit an seinem AuBenmantel angebrachten mehreren getrennten Metallteilen als Tragelemente zum Befestigen von Helterungsteilen für die im Innern jeweils mit Abstand zur Trägerband angeordneten Elektroden, nach der Erfindung dadurch, daß die Metallteile aus einem, insbesondere thermisch nicht angepaßten, mit einer geringen Menge einer Aktiv-Metall-Komponente legierten Metall, wie z.B. Kupfer, bestehen und die aufgrund der vom Aktiv-Metall ausgebildeten Haftvalenzen befestigt sind.This is achieved with a ceramic tube body described in the first paragraph with several separate metal parts attached to its outer jacket as support elements for attaching Helterungstteile for the inside each with a distance to the carrier tape arranged electrodes, according to the invention in that the metal parts consist of a, especially thermally unmatched, with a small amount of an active metal component alloyed metal, such as copper, and those due to the active metal trained adhesive valences are attached.

Aufgrund neuer vorgeschlagener Verfahren können zur Verbindung von Metallteilen mit Keramikrohrkörpern Haftvalenzen von einem in geringer Menge zugesetzten Aktiv-Metall aktiviert werden, die unter hohem Druck und bei sauberen Oberflächenbedingungen, möglichst etwa im Vakuum, wirksam werden. Für Al2O3, d.h. für einen Korundkdrrer wird mit besonderem Vorteil ein Kupfer verwendet, dem eine geringe Menge Beryllium zulegiert ist.Due to new proposed methods can be used to connect Metal parts with ceramic tube bodies adhesive valences from a small amount added Active metal are activated under high pressure and at clean Surface conditions, if possible in a vacuum, become effective. For Al2O3, i.e. For a corundum drill a copper is used with particular advantage, the one a small amount of beryllium is added.

Die beschriebene Verbindung ist nicht mehr temperaturempfindlich, d.h. es bedarf keiner Sorge, daß bei bestimmten Temperaturen, wie z.B. dem Schmelzpunkt des Silbers, diese Haftung beseitigt wird. Auf diese Weise kann ein Keramikzylinder auf seiner äußeren Mantelfläche mit einer Reihe von netallischen Auflagen, beispielsweise aus schwach legiertem Kupfer, versehen werden, die spaterhin für weitere Verbindungen, beispielsweise über Lotverfahren, benutzt werden können. Die Kräfte, die nun auf die Keramik ausgeübt werden, sind klein, weil die Auflagefläche groß ist, während im anderen Pall bei der direkten Auflötung des Tragelements die verlötete Fläche sehr klein und damit die Flächenbeanspruchung groß wäre.The connection described is no longer temperature sensitive, i.e. there is no need to worry that at certain temperatures such as the melting point of silver, this adhesion is eliminated. In this way a ceramic cylinder on its outer surface with a number of metallic coatings, for example made of weakly alloyed copper, which can be used later for further connections, for example via soldering processes can be used. The forces that are now on the ceramics are exercised are small because the bearing surface is large while in the other pall the soldered surface when the support element is directly soldered on very small and thus the area requirement would be large.

Ganz besonders interessant wird dieses Verfahren dadurch, daß weder eine Vormetallisierung der Keramik noch aufwendige biaßnahmen zum Aufbringen der Metallbelegungen notwendig sind.This process is particularly interesting because neither a pre-metallization of the ceramic still costly measures to apply the Metal linings are necessary.

Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren wird lediglich ein Zylinder kleinererthemischer Ausdehnung, als es z.B.In a particularly advantageous method, only one cylinder is used smaller thermal expansion than it is e.g.

A1203 entsDricht, aus z;B. Molybdän als Hülle für den Aluminiumoxid-Zylinder verwendet und zwischen beide Zylinder Kupferabschnitte aus der gewählten Legierung eine bracht. Beim Hochheizen werden dann durch die verschneienen Ausdehnungen von Molybdän und Al2O3 die Kupferstücke unter hohem Druck an das Aluminiumoxid gepreßt. so daß die Haftvalenzen zur Wirkung kommen. Auf diese Weise läßt sich die äußere Mantelfläche des Aluminiumoxid-Zylinders mit beliebig geformten und mit beliebig vielen, zur späteren Weiterverbindung geeigneten Metallflächen versehen.A1203 entsDricht, from e.g. Molybdenum as a cover for the aluminum oxide cylinder used and between the two cylinders copper sections made of the selected alloy one brought. When heating up, the snow-covered expansions of Molybdenum and Al2O3 pressed the copper pieces against the aluminum oxide under high pressure. so that the bond valences come into effect. In this way you can the outer jacket surface of the aluminum oxide cylinder with any shape and with any many metal surfaces suitable for later connection.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand des in der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels eines Herstellungsverfahrens erläutert werden.Further details of the invention should be based on the in the drawing purely schematically illustrated embodiment of a manufacturing method explained.

Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind darin unbezeichnet oder fortgelaen.Parts that do not necessarily contribute to an understanding of the invention, are unmarked in it or have been omitted.

In der Figur ist mit 1 der eigentliche Keramikrohrkörper bezeichnet, in dessen Innern die betreffenden nicht dargestellten Elektroden bzw. deren Befestigungsteile des zugehörigen Elektrodensystems untergebracht werden. Außen um den Keramikzylinder 1 ist ein zweiter derart anliegender Metallzylinder 2 aus z.B. Molybdän angeordnet,daB gerade noch ein zwischenfügen der die Tragelemente darstellenden Kupferabschnitte 3 erfolgen kann. Beim Fochheizen z.B.In the figure, 1 denotes the actual ceramic tube body, inside the relevant electrodes, not shown, or their fastening parts of the associated electrode system. Outside around the ceramic cylinder 1 a second metal cylinder 2, made of e.g. molybdenum, is arranged so that just insert the copper sections representing the support elements in between 3 can be done. When heating e.g.

im Vakuum dehnt sich der Keramikkörper stärker als der ihn umschließende Molybdän-Zylinder 2 aus, wobei die Metallabschnitte 3 mit erheblichem Druck gegen die Keramikoberfläche gedrückt werden, so daß die sich dabei ausbildenden Haftvalenzen unter bildung einer festhaftenden Verbindung zur Wirkung kommen.In the vacuum, the ceramic body expands more than the one surrounding it Molybdenum cylinder 2, the metal sections 3 against with considerable pressure the ceramic surface are pressed so that the adhesive valences that are formed in the process come into effect with the formation of a firmly adhering connection.

1 Figur 4 Patentansprüche1 Figure 4 claims

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Keramikrohrkörper mit an seinem Außenmantel angebrachten mehreren getrennten Metallteilen als Tragelemente zum Befestigen von Halterungsteilen für die im Innern jeweils mit Abstand zur Trägerwand angeordneten Elektroden z.B. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Ceramic tube body with on his Outer jacket attached several separate metal parts as support elements for fastening of mounting parts for the inside each arranged at a distance from the support wall Electrodes e.g. gemäß DBP 1 514 491, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Metallteile aus einem thermisch nicht angenaßten, mit einer geringen Menge einer Aktiv-Metall-Komponente legierten Metall, wie z.B. Kupfer, bestehen und die aufgrund der vom Aktiv-Metall ausgebildeten Haftvalenzen befestigt Sind. according to DBP 1 514 491, d a d u r c h g e k e n n n -z e i c h n e t, that the metal parts from a thermally not wetted, with a small amount an active metal component alloyed metal, such as copper, and the Are attached due to the adhesive valences formed by the active metal. 2. Keramikrohrkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß das dem Kupfer zulegierte Aktiv-Metall Beryllium ist. 2. Ceramic tube body according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the active metal added to copper is beryllium. 3. Verfahren zum Herstellen des mit Metallteilen versehenen Keramikrohrkörpers nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g:.'e k e n n z e i c h n @ t , daß der Keramikrohrkörper aus z.B. A1203 von einem außen anliegenden, genügend dicken Metallzylinder (Hülle) kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten -unter Zwischenfügen der betreffenden als Trägerelemente dienenden Kupferbschnitte umgeben wird und zusammen, z.B. im Vakuum, auf eine Temperatur erwärmt wird, bei derer entstehende Druck ausreicht, die sich ausbildenden Haftvalenzen für eine herzustellende Verbindung zur Wirkung kommen zu lassen. 3. Method of manufacturing the metal-fitted ceramic tube body according to claim 1 or 2, that the ceramic tube body from e.g. A1203 from an externally attached, sufficiently thick metal cylinder (shell) smaller thermal expansion coefficients - with the interposition of the relevant copper sections serving as carrier elements and together, e.g. in Vacuum, is heated to a temperature at which the resulting pressure is sufficient, the developing adhesive valences for a connection to be made to the effect to let come. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z.e i c h n e t , daß die äußere Hülle zwei- oder r.ehrteilig nach Art von Bandagen ausgebildet ist oder mit solchen Bandagen zusammengehalten wird L e e r s e i t e 4. The method according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z.e i c It should be noted that the outer shell is designed in two or more parts in the manner of bandages is or is held together with such bandages R e r s e i t e