Способ получения газонепроницаемого уплотнения

Способ получения газонепроницаемого уплотнения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 211, 82„

471 22зо

СССР ф б3857

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Заре;:исгаророеано в Бюро озере:лений Готлаки ори CHE СССР

И. Д. Школин

Способ получения газонепроницаемого уплотнения

Заявлено 12 августа 1942 года в Наркомэлектропром за № 06-3-14 (316939) Опубликовано 31 августа 1944 года

Проблема отпаянного вакуумного прибора тесно связана с решением задачи газонепроницаемого уплотнения. Абсолютно газонепроницаемое уплотнение в настоящее время получают при помощи горячих спаев металла с изолятором, однако при этом возникает ряд трудностей технологического порядка: спаи получаются или слишком хрупкими, или чувствительными к колебаниям температуры, или, наконец, обладают недостаточной электрической прочностью.

Настоящее изобретение основано на использовании для создания газонепроницаемого уплотнения ионных приборов холодного спая металлов с изоляторами.

Уплотнение осуществляется с помощью ртути (или амальгамы с соответствующим металлом), находящейся между сопрягаем ыми поверхностями металла и диэлектрика.

Эта ртуть (или амальгама) в данном случае, т. е. в холодном спае, играет роль как бы припоя. В горячем спае газонепроницаемость создается при помощи смачивания металла жидким изолятором — стеклом, эмалью, глазурью; в холодном спае, наоборот, газонепроницаемость достига ется благодаря смачиваемости изолятора жидким металлом (Hàпример, ртутью). При этом ртуть должна смачивать и металл и изолятор.

Для этого поверхность диэлектрика необходимо привести в состояние смачиваемости ее ртутью (или амальгамой), что достигается обработкой этой поверхности едкой щелочью и хлористым оловом с последующей промывкой в дестиллированной воде.

Как известно, ртуть может смачивать керамические изоляторы и все металлы, причем изоляторы не подвергаются амальгамированию, тогда как металлы в той или иной степени растворяются в ртути, образуя жидкую или твердую фазу амальгамы, При соответствующей обработке поверхности и в известных условиях ртуть смачивает стекло, эмаль, фарфор, железо, вольфрам, молибден, никель и др. Для этого необходимо удалить с поверхности сопрягае мы х деталей окисную пленку, что достигается механическим или химическим путем, или, наконец, идеально чистая поверхность может быть получена путем электролитического осаждения металла. Обработка поpQ 63857 верхности изоляторов, согласно настоящему изобретению, аналогична обработке в зеркальном производ,стве и заключается в промывке поверхности концентрированным раствором едкой щелочи и хлористым оловом.

Если налить ртуть на хорошо промыту ю, но необработанную соответствующим образом поверхность изолятора, то смачивания не набл1одается; если же эту поверхность обработать едкой ще;ючь|о (КОН, NaOH) и хлористым оловом (SnCl;) с последующими промывкаками в дестиллированной воде, то такая поверхность будет надежно смачиваться ртутью. Налитая на такую, еще мокрую, поверхность (например фарфора) ртуть через некоторое время (10 — 15 часов) прилипает к ней настолько про .но,. что для ее удаления требуются значительные усилия. Освобожденная от ртути поверхность фарфора оказывается серого цвета; по . микроскопом видны мелкие капли ртути, плотно приставшие к фарфору.

Газонепроницаемый шов представляет собой соединение двух поверхностей одинаковых или разных веществ, которые на границе своего сопряжения не имеют газопроводящих пленок. Газопроводящими пленками могут служить всякого рода окислы, пленки загрязнений; также может создавать просачивание газа через шов газовый (адсорбированный) слой. Поэтому, чтобы получить газонепроницаемость шва, нужно прежде всего удалить с r;оверхности сопрягаемых деталей все пленки и слои, через которые могут проникать газы.

Общеизвестные соединения, выполнявшиеся с помощью ртутного уплотнения, не были свободны от просачивания газа, так как в них не использовалось свойство ;)гути смачивать металлы и изоляторы.

Настояшее изобретение, в отличие от этого, дает возможность выполнять газонепроницаемые разборные спаи. изоляторов с металлами при помощи рту.ти. По указанию заявителя, образец ртутного уплотнения, выполненного согласно изо бретению, сохранял высокий вакуум после 12 000 часов работы.

Основным преимуществом предлагаемого разборного уплотнения перед известными является полная газонепроницаемость соединения, получаемая в результате удаления газопроводящих пленок и достигаемая благодаря смачиваемости ртутью сопрягаемых поверхностей.

Кроме этого, к числу преимуществ нужно отнести: а) нечувствительность газонепроницаемого уплотнения к резким изменениям температуры, б) возмож ность выполнения газонепроницаемых уплотнений неограниченных размеров, в) разборность конструкции и п осготу технологического процесса.

По характеру службы или назначению уплотнения холодный спай может быть трех основных видов: а) спай двух металлических деталей, б) спай металла с изолятором для невысоких температур, в) такой же спай для высоких температур.

Наиболее легко осушествимым видом уплотнения является соединение двух металлических поверхностей; для этой цели места, подлежащие соединению, амальгамируются и плотно сжимаются.

Технология второго и третьего вида уплотнения почти одинакова и отличается одна от другой тем, что для высоких температур в качестве припоя применяется не чистая ртуть, а амальгама подходящего металла.

Одна из возможных конструкций такого уплотнения представлена на схематическом чертеже. Чистая шлифованная или глазурованная поверхность изолятора 1 в виде кольца соединяется с амальгамированными кольцами 2 из мягкого пластического металла (медь, чистое железо, никель и др.). При этом кольца могут иметь несколько концентрических выточек (зубцов), которые заполняются или чистой ртутью или амальгамой. Другой стороной эти кольца прижимаются к амальгамированным фланцам 3 вакуумного прибора. Получаемый таким образом шов стягивается болтами 4 с пружинами 5. Для высоких температур применяется амальгама, из которой при испарении ртути осаждается слой металла, предохраняющий ртуть от дальнейшего испарения. В случае растрескивания этого слоя трещина автоматически заполняется ртутью.

Выполнение кольца 1 из диэлектрика определяется соображениями электрической прочности вакуумного прибора, Естественно, что в отличие от соединения между кольцом 1 и кольцами 2, соединение между последними и фланцами 3 может быть выполнено не только по технологии холодного спая (с ртутным уплотнением по предлагаемому способу), но и путем горячей пайки одним из известных способов.

Предмет изобретения

Способ получения газонепроницаемого уплотнения между металлом и диэлектриком для вакуумных приборов, образуемого с помощью ртути (или ее амальгамы с соответствующим металлом), находящейся между сопрягаемыми поверхностями, отличающийся тем, что,с целью предотвращения просачивания газа по границе соприкосновения ртути с поверхностью металла и диэлектрика, эту поверхность приводят в состояние смачиваемости ее ртутью (или амальгамой) путем обработки этой поверхности едкой щелочью и хлористым оловом с последующей промывкой в дестиллированной воде.

Отв. редактор Д. А. Михайлов Техн. редасктор М. В. Смольякова.

Л54042 Подписанокпечати16/IV1946г. Тираж 500экз, Цена 65к. Зак.31S

Типография Госпланиадата, им. Воровского, Калуга