專利名稱:真空管底座的制造方法
本發(fā)明涉及一項真空管底座的制造方法，它特別有可能改進金屬封口處和底座玻璃之間的密封質(zhì)量。
一個真空管例如陰極射線管的良好功能和使用壽命是與真空內(nèi)實現(xiàn)的真空守恒相關聯(lián)，因此也是與金屬封口處的質(zhì)量相關聯(lián)，而金屬封口處則把真空管的內(nèi)部通過玻璃底座與真空管的外部作電氣上的連接。
一個或數(shù)個封口處的密封性取決于金屬和玻璃之間結合的質(zhì)量，這種結合歸因于金屬氧化物在玻璃內(nèi)的溶解，而在金屬或?qū)w的表面所形成的金屬氧化物則是用來實現(xiàn)封口的。
一般，金屬封口是借助于金屬絲(例如覆銅的鎳鐵)來實現(xiàn)的，而氧化銅溶解在液態(tài)或近似液態(tài)的玻璃中，可保證玻璃在導體銅上的合適增濕作用;玻璃的溫度越高，則此金屬氧化物的溶解或擴散就進行得越好。
為了底座的成批生產(chǎn)，底通常是在一臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)輸型機器上進行制造的，這臺機器包含分布在轉(zhuǎn)盤周圍的若干數(shù)目的模具。通過盤的旋轉(zhuǎn)，模具在不同工位前不斷地行進，其中，這些模具在下一道工位重新開始之前須經(jīng)受一道工序，例如裝料、預熱、造型等……。模具包含一凹模，也叫做下模，它包含若干數(shù)目供環(huán)形件使用的合模銷孔;把導體裝進下模，接著又把圓柱形玻璃件裝進下模，一個玻璃件是放置在定位環(huán)內(nèi)部，另一個玻璃件是放置在定位環(huán)外部的。然后，通常借助于噴嘴對總體進行加熱以使一方面，在導體金屬表面上引起適當?shù)姆磻瑥亩@得導體金屬的氧化作用，以及另一方面，使玻璃件以明顯均勻的方式達到一種叫做工作溫度的溫度，即接近于熔化溫度。
然后，金屬導體由于玻璃件在下模和上模之間的壓縮而包裹在熔融的玻璃內(nèi)，經(jīng)冷卻之后而得到底座的毛坯。接著，此底座毛坯經(jīng)過再加熱和再模壓而得到具有給定幾何形狀的成品。
業(yè)已證明相當可觀數(shù)量的如此實現(xiàn)底座在金屬封口水平面上出現(xiàn)密封性缺陷，而本發(fā)明的創(chuàng)始人已把這些缺陷的起因歸咎于氧化層的不不均勻性，按照此不均勻性，金屬氧化物是在導體金屬的包裹長度附近和包裹長度上形成的。事實上，玻璃-金屬結合的質(zhì)量是與導體表面形成的金屬氧化物在液態(tài)玻璃內(nèi)的溶解作用相關聯(lián)的，在此金屬氧化物不完全溶解的情況下，在金屬表面，也就是在玻璃和金屬之間，留下或多或少易碎的氧化物界面，因此在機械應力或熱應力作用下易于破裂;那時玻璃-金屬的結合強度是此氧化層厚度的函數(shù)。
本發(fā)明的目標之一是能實現(xiàn)包埋在玻璃中的金屬含有很少量的金屬氧化物殘余層或甚至沒有。這已在本發(fā)明的方法中予以獲得，尤其是由于在壓縮階級之前避免在導體應包裹的表面受限止部分與一個或另一個玻璃件之間一切持續(xù)時間長的接觸。
根據(jù)本發(fā)明，為真空管制備底座的一種方法在于至少把一種金屬導體和把安放在導體兩方面的第一和第二玻璃件裝入于已知類型的下模，第一玻璃件是部分地嵌進下模，并組成環(huán)繞導體和第二玻璃件的外圍部分;接著，該方法包括加熱玻璃件和一個或數(shù)個導體，然后在下模和上模之間使玻璃件彼此比壓緊以便得到底座的毛坯，而在此毛坯內(nèi)包埋著導體，上述制備方法其特征在于至少要加熱第一玻璃件，包括僅僅使此玻璃件的上部露置于由高溫發(fā)生器產(chǎn)生的熱量中，以及其特征在于包括一旦直接地暴露于熱量中的上部達到所述工作溫度的溫度時就使這兩塊玻璃件彼此壓緊，以避免當時在壓縮操作之前金屬導件和玻璃件之間持續(xù)時間長的接觸。
由于以下描述，作為非限制性實施例和4張附圖，將對發(fā)明有更好的了解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法用于實現(xiàn)底座毛坯的一個下模的透視和部分剖面圖;
圖2是表示裝有玻璃件和金屬導體的下模的透視和部分剖面圖;
圖3以一個部分剖面透視圖表示上模和裝有玻璃件和金屬絲的下模，以及形象地說明本發(fā)明方法的一個階段，其中玻璃件是在彼此壓緊前進行加熱的;
圖4為一透視和部分剖面圖，它表示含有由本發(fā)明方法所獲得的一個底座毛坯的下模。
圖1表示一個模具的凹下部分1，此凹下部分叫做下模。下模1為通常型和包含一個軸向入口2，在下模1的頂面4的一邊有一個喇叭口3。喇叭3是通過在頂面4內(nèi)實現(xiàn)的第二圖形入口5的壁11而得以延長。
一系列孔6是在喇叭口3內(nèi)實現(xiàn)的，按照顯然是等距離的和平行于軸向鉆孔2的軸(圖中未繪出)而實現(xiàn)的，并按照圓周而配置?？?是用于接納如導體7那樣金屬導體，在剖面圖上僅表示這些孔中的一根導體，且定標記為6a。在模具1的裝料過程中，把導體7放進孔6中，以致它們的端部8相比之下超出了下模1的頂面4;每一金屬導體7是以通常的方法由一局部插進一個孔6中的托架15所支承。金屬導體7是用于埋置在玻璃內(nèi)以形成金屬封口;在描述的非限制性實例中，導體7是覆銅的鎳鐵型的。
圖2表示在裝料工序后的下模1，其中，下模1是裝有金屬導體7的(為了附圖比較清晰，僅繪出一根導體)，以及裝有第一玻璃件9和第二玻璃件10。
在描述的非限制性實例中，玻璃件9、10具有中空的圓柱體形狀第一玻璃件9包含一個大于第二圓周直徑D2的第一內(nèi)徑D1，按照此圓周進行含有導體7的孔6的配置，該第二直徑D2本身是大于第二玻璃件10的第三外徑D3。第一玻璃件9是布置在孔6的外部，導體7是通過孔6的，以便很明顯地把第一玻璃件9按軸向開口2的四周而定中心，并把它放在喇叭口3上，以致第一玻璃件9含有一個上部13，相比之下，它高于(下模)頂面4，以及含有嵌進下模1內(nèi)的一個下部14。第二玻璃件10是嵌進軸向開口2內(nèi)的，它是布置在用于通過導體7的孔6所形成的圓周內(nèi)部;第二玻璃件10包含一個第二上部22，相比之下它高于喇叭口3，從而使第一和第二玻璃件9、10呈現(xiàn)面對面的表面S1、S2。
圖3形象地說明本發(fā)明方法的一個階段，在此階段內(nèi)，玻璃件9、10和導體7是用一個步驟或數(shù)步驟進行加熱的。在所描述的非限制性實例中，下模1是通過一種這方面已知的方式而安裝在一個圓盤上(未繪出)，下模1本身環(huán)繞著構成軸向開口2的軸的一條中心線16而旋轉(zhuǎn)，例如按箭頭17所示的方向旋轉(zhuǎn)。
在下模1的旋轉(zhuǎn)過程中，第一玻璃件9或外部(玻璃)件是借助于一臺或數(shù)臺高溫發(fā)生器18進行加熱的;為了使圖3比較清晰，為此在圖3上僅繪出一臺發(fā)生器18。在所描述的非限制性實例中，高溫發(fā)生器18是由一個傳統(tǒng)的噴嘴19所構成，噴嘴產(chǎn)生火焰20，使第一玻璃件9或外部(玻璃)件暴露在此火焰中。噴嘴19是按照加熱軸21(明顯地平行于下模1的頂面4的平面)來定方向，以致根據(jù)本發(fā)明的一個特征唯有第一玻璃件9或外部玻璃件的上部13是暴露在火焰20中的。
同時對第二玻璃件10或內(nèi)部(玻璃)件進行加熱，例如借助于產(chǎn)生火焰24的一個第二噴嘴23。第二噴嘴23是配置在下模1的上面;它相對于(下模1的)頂面4來說是傾斜的，并為了加熱第二玻璃件10或內(nèi)部(玻璃)件的第二上部22而進行定方向。金屬導體7也同樣暴露在由第二噴嘴23所產(chǎn)生的熱量中，但當下模1進行每次旋轉(zhuǎn)過程的時間較短時;以致這些導體7達到的溫度不高于第一和第二玻璃件9、10所達到的溫度，但仍足以導致金屬氧化物層(未繪出)的形成，在所描述的非限制性實例中是由氧化銅所組成的。
在所描述的非限制性實例中，內(nèi)部玻璃件10的第二上部22是在其應參與導體7的包裹的全部長度1上以明顯均勻的方式進行加熱的。另一方面，至于第一玻璃件9或外部玻璃件，則僅僅將其上部13直接地暴露在由第一噴嘴19所產(chǎn)生的熱量中，以致第一玻璃件不是均勻地于以加熱，而它的下部14僅提高到較低于其上部13的一種溫度。當上部13達到所謂工作溫度，顯然地是相當于玻璃的熔化溫度，上部13由于玻璃的軟化而使其自身向下沉陷，以致上部13在頂面4以上的高度減低，并相對于它的初始形狀出現(xiàn)的厚度余量25剛好與導體7相接觸;因此，導體7是部分地包裹在玻璃內(nèi)，也就是說，導體7的面向第一玻璃件9或外部玻璃件的表面是與第一玻璃件9的玻璃相接觸，并被膠合在此玻璃上，而導體的面向內(nèi)部的相反表面則仍暴露在外部空氣中。
在以往技術中，部分地包裹在玻璃內(nèi)的導體(一根或數(shù)根)的膠合如下亦即，導體的面向第一玻璃件9或外部玻璃件的表面是與第一玻璃件9的玻璃相接觸，并被膠合在此玻璃上，而導體的面向內(nèi)部的相反表面則依然暴露在外部空氣中。
在以往技術中，一根或數(shù)根導體7與第一玻璃件9或外部玻璃件的膠合是借助于舉起外部玻璃件9，而得益，例如上推托架15，以便使第一玻璃件9的下部從下模1中抽出;此時，輪到此下部被直接加熱，從而使下部的溫度也提高到接近于工作溫度。根據(jù)以往技術的這一方法的優(yōu)點是使外部玻璃件的總體是提高到工作溫度，這是玻璃本身的合適熔焊溫度，以致在操作時，由于外部玻璃件和內(nèi)部玻璃件彼此壓緊而將導體包裹，這兩玻璃件的玻璃合適地和完全勻稱地熔焊在一起。但以往技術的這一方法的主要缺點在于以下情況當導體與高溫的玻璃接觸時，導體的溫度也同時升高，這頗有助于在導體自由表面上金屬氧化物的形成，金屬氧化物在自由表面上的這一形成過程只有在導體被完全包裹時才停止，也就是說當這兩玻璃件彼此壓緊的時候才停止;由此導致金屬氧化物層大量地形成在導體的表面上，此導體早已由金屬氧化物層所包裹住，以致可達到一種厚度使其在熔化玻璃中的熔解只是部分的，且讓玻璃和金屬之間存在一層可破壞玻璃-金屬結合質(zhì)量的脆性層。
采用本發(fā)明的方法，此缺陷可借助于以下事實予以避免，即一旦外部玻璃件9的上部13達到工作溫度或在此瞬間之后頃刻，也就是說，顯然在上部13自身沉陷和接觸到導體7的時候，就立刻把外部玻璃件9和內(nèi)部玻璃件10彼此壓緊，使一根或數(shù)根導體7整個地被包裹在玻璃內(nèi)。
外部玻璃件9的下部14不是直接加熱的，主要是借助于傳導性使下部14的溫度升高。因此，本發(fā)明的方法在于調(diào)整由第一噴嘴19所產(chǎn)生的和外部玻璃件9的上部13所接受的熱通量，以便當上部13到達工作溫度時外部玻璃件9的下部14已達到或超過一種所謂軟化溫度，軟化溫度約為630～650℃的溫度，在此溫度下玻璃變得具有足夠的可塑性以致可通過機械作用予以變形。
在這些條件下，當上部13達到工作溫度時，我們立即把放置有導體7的兩塊玻璃件9、10彼此壓緊。以實行1根或數(shù)根導體的包埋。
兩塊玻璃件9、10的壓縮操作是借助于一種在這方面已知類型的叫做上模40的模具來實現(xiàn)的。上模40具有一圓盤的一般形狀，其面向下模1的底面41的中心包含一凸起部42，此凸起部顯然與喇叭口3的形狀是互補的。上模40包含一個鉆在凸起部42的周圍部分44中的第二組孔43，如圖3所示;此第二組孔43是用于通過導體7的未包裹的頂端8。在所描述的非限制性實例中，第二組孔43的端部46(位于凸起部42一邊)是由一個使能形成小玻璃球狀物的漏斗所組成，通過此端部使導體7在玻璃內(nèi)的包埋長度得以增加。
借助于下模1和上模40的壓縮操作是一種傳統(tǒng)的操作，它的實現(xiàn)方法是使下模1和上模40彼此接近，直到上、下模分別通過它們的頂面4和底面41而相互貼合時為止。在壓縮作用下，第二玻璃件10的第二上部22傾向于擴大直至它與第一玻璃件9相貼合為止;同時第一玻璃件9通過上模40的圓周部分44以在這方面已知的方式朝著喇叭口3推進(在圖3上未繪出)。同時使導體7插入第二組孔43中，以便完全裹住位于此第二組孔43和喇叭口3之間的導體部分。
圖4示出一個下模4，它含有上述的壓制操作后所得底座毛坯50。導體7是包埋在玻璃內(nèi)的，且構成成金屬封口處60，導體7的頂端8是用來放置在一個真空管內(nèi)部的(未繪出)。
底座毛坯50具有一種傳統(tǒng)形狀，它類似于以往技術的方法所得的底座毛坯的形狀。然而，應當指出在此制造階段，底座毛坯50可能具有一個缺陷，即在于以下事實兩塊玻璃件9、10(如圖2和3所示)可能是彼此不完全地熔焊的。事實上，采用本發(fā)明的方法以及如前所解釋的那樣，由于第一玻璃件9或外部玻璃件的下部14不是直接地予以加熱的，它可以提高到一種等于或高于軟化溫度的溫度，但低于使玻璃能很好地進行自熔焊的工作溫度。主要因為在底座毛坯50的位于嘲叭口3附近的下區(qū)51，以及由一方面來自第二玻璃件或內(nèi)部玻璃件10和另一方面來自第一玻璃件9的下部14所形成的玻璃結合，使這兩塊玻璃件9、10之間的熔焊是不完美的。
但是，只要例如在卸去下模1之后，將底座毛坯50再加熱使其大體上達到工作溫度，就可簡單地彌補上述這一缺陷。底座毛坯50的再加熱不管怎樣已進入本方法的傳統(tǒng)的后續(xù)工序的范圍，以便賦與底座毛坯50的最終底座形狀。
這樣，本發(fā)明的方法帶來了一個次要的缺點，但另一方面提供了一個很重要的優(yōu)點，即在于玻璃和金屬之間的結合取得了可觀的改善。事實上，如果說由第一玻璃件9或外部玻璃件的下部件14所達到的軟化溫度不是有利于玻璃本身的熔焊，那末此軟化溫度卻足以使玻璃成為導體7的型腔，以便用來自第二玻璃件10的玻璃把導體7完全地包裹，并停止在導體7的已被包裹的所有表面上金屬氧化物的形成;這樣結果得到了厚度均勻的以及適宜于獲得在玻璃內(nèi)的完全擴散的金屬氧化物層，從而實現(xiàn)了高質(zhì)量的玻璃-金屬的結合。
權利要求
1.一種真空管底座的制造方法，在于把生產(chǎn)至少一種金屬導體(7)和把安放在導體(7)兩方面的第一和第二玻璃件(9、10、)裝入于已知類型的下模(1)，第一玻璃件(9)是部分地插進下模(1)，并組成環(huán)繞導體(7)和第二玻璃件(10)的一個外圍件，接著該方法在于加熱玻璃件(9、10)和導體(7)，然后在下模(1)和上模(40)之間使玻璃件(9、10)彼此壓緊以便得到底座的毛坯(50)，此毛坯內(nèi)埋置導體(7)，所述制造方法的特征在于為至少第一玻璃件(9)的加熱，包括僅僅使第一玻璃件(9)的上部(13)暴露于由高溫發(fā)生器(18)所產(chǎn)生的熱量中，以及其包括一旦直接地暴露于熱量中的第一玻璃件(9)的上部(13)已達到所謂工作溫度的溫度時就使這兩塊玻璃件(9、10)彼此壓緊，以避免在壓縮操作之前金屬導件(7)和玻璃件(9、10)之間持續(xù)時間長的接觸。
2.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于包括調(diào)整由高溫發(fā)生器(18)所產(chǎn)生的熱通量，以便當上部(13)到達工作溫度時，使插進下模(1)內(nèi)的第一玻璃件下部(14)達到或超過所述的軟化溫度。
3.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于包括加熱導體(7)和兩塊玻璃件(9、10)，而不改變它們對于下模(1)的相對位置。
4.根據(jù)前述權利要求
之一的方法，其特征在于還包括把底座毛坯(50)從下模(1)取出之后，再加熱底座毛坯(50)以便其溫度升高到工作溫度。
5.根據(jù)前述權利要求
之一的方法，其特征在于加熱發(fā)生器(19)是一噴嘴。
6.根據(jù)前述權利要求
之一的方法，其特征在于導體(7)的表面是銅制的。
7.一種真空管用玻璃制底座包含至少以密封方式穿過玻璃的一種導體(7)，其特征在于埋置在玻璃內(nèi)的導體(7)的表面是沒有金屬氧化物的。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種真空管底座的制造方法，特別有 可能改善金屬封口處和之底座的玻璃之間的密封質(zhì) 量。
文檔編號H01J9/30GK87103099SQ87103099
公開日1988年6月8日 申請日期1987年4月23日
發(fā)明者阿蘭·普羅斯克 申請人:彩色圖象公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan