Glas-till-metall tätning- Glass-to-metal seal

Uranglas som används som föringstätningarna i en vakuumkondensator

Glas-till-metall-tätningar är ett mycket viktigt inslag i konstruktionen av vakuumrör , elektriska urladdningsrör, glödlampor , glasinkapslade halvledardioder , vibrytare , trycktäta glasfönster i metallfodral och metall- eller keramikpaket med elektroniska komponenter .

En korrekt tätning är hermetisk (vakuumtät, bra elektrisk isolering, speciella optiska egenskaper, t.ex. UV -lampor). För att uppnå en sådan tätning måste två egenskaper ha:

  1. Det smälta glaset måste kunna väta metallen för att bilda en tät bindning och
  2. Den termiska expansionen av glaset och metallen måste vara nära matchade så att tätningen förblir fast när enheten svalnar.

Tänker till exempel på en metalltråd i en tätning av en glödlampa, kan metallglasskontakten brytas om CTE: erna (värmeutvidgningskoefficienten) inte är väl inriktade. För det fall att metallens CTE är större än glasets CTE, visar tätningen stor sannolikhet att brytas vid kylning. Genom att sänka temperaturen krymper metalltråden mer än glaset gör, vilket leder till en stark dragkraft på glaset, vilket slutligen leder till brott. Å andra sidan, om glasets CTE är större än metalltrådens CTE, tätas tätningen vid kylning eftersom kompressionskraft appliceras på glaset.

Kommersiellt tillgängliga tätnings- och lödglasögon
Värmeexpansionsdata för vissa metaller och legeringar

Enligt alla krav som måste uppfyllas och den starka nödvändigheten att anpassa CTE för båda materialen, finns det bara ett fåtal företag som erbjuder specialglas för tätning av glasmetall , till exempel SCHOTT AG och Morgan Advanced Materials .

Glas-till-metall bindningar

Glas och metall kan bindas samman med rent mekaniska medel, vilket vanligtvis ger svagare fogar, eller genom kemisk interaktion, där oxidskiktet på metallytan bildar en stark bindning med glaset. De syra bas reaktioner är huvudorsakerna till interaktion mellan glas-metall i närvaro av metalloxider på ytan av metallen. Efter fullständig upplösning av ytoxider i glaset, ytterligare framsteg av interaktion beror på syreaktiviteten vid gränsytan. Syreaktiviteten kan ökas genom diffusion av molekylärt syre genom några defekter såsom sprickor. Också, kan reduktion av de termodynamiskt mindre stabila komponenter i glaset (och frigöra syre joner) öka syreaktiviteten vid gränsytan. Med andra ord är redoxreaktionerna huvudorsakerna till interaktion mellan glasmetall i frånvaro av metalloxider på metallens yta.

För att uppnå en vakuumtät tätning får tätningen inte innehålla bubblor. Bubblorna skapas oftast av att gaser slipper metallen vid hög temperatur; Avgasning av metallen innan dess tätning är därför viktigt, särskilt för nickel och järn och deras legeringar. Detta uppnås genom att värma metallen i vakuum eller ibland i väteatmosfär eller i vissa fall även i luft vid temperaturer över de som används under tätningsprocessen. Oxiderande av metallytan minskar också gasutvecklingen. Det mesta av den utvecklade gasen produceras på grund av närvaron av kol- föroreningar i de metaller; dessa kan avlägsnas genom uppvärmning i väte.

Glasoxidbindningen är starkare än glasmetall. Oxiden bildar ett lager på metallytan, med andelen syre som ändras från noll i metallen till stökiometri av oxiden och själva glaset. Ett för tjockt oxidskikt tenderar att vara poröst på ytan och mekaniskt svagt, flagnar, äventyrar bindningsstyrkan och skapar möjliga läckage längs metalloxidgränssnittet. Korrekt tjocklek på oxidskiktet är därför avgörande.

Koppar

Metalliskt koppar binder inte bra till glas. Koppar (I) oxid väts dock av smält glas och löses delvis upp i det och bildar en stark bindning. Oxiden binder också väl till den underliggande metallen. Men koppar (II) oxid orsakar svaga leder som kan läcka och dess bildning måste förhindras.

För att binda koppar till glas måste ytan oxideras ordentligt. Oxidskiktet ska ha rätt tjocklek; för lite oxid skulle inte ge tillräckligt med material för glaset att förankra till, för mycket oxid skulle få oxidskiktet att misslyckas, och i båda fallen skulle fogen vara svag och eventuellt icke-hermetisk. För att förbättra bindningen till glas bör oxidskiktet vara uttråkat; detta uppnås genom att exempelvis doppa den heta delen i en koncentrerad lösning av borax och sedan värma den igen under viss tid. Denna behandling stabiliserar oxidskiktet genom att bilda ett tunt skyddande skikt av natriumborat på dess yta, så att oxiden inte blir för tjock vid efterföljande hantering och sammanfogning. Skiktet ska ha en enhetlig djupröd till lila glans. Boroxiden från det borade skiktet diffunderar till glas och sänker dess smältpunkt. Oxidationen sker genom att syre diffunderar genom det smälta boratskiktet och bildar koppar (I) oxid, medan bildning av koppar (II) oxid hämmas.

Koppar-till-glas-förseglingen ska se strålande röd ut, nästan skarlet; rosa, sherry och honung är också acceptabla. Ett för tunt oxidskikt verkar ljust, upp till färgen på metalliskt koppar, medan för tjock oxid ser för mörk ut.

Syrefritt koppar måste användas om metallen kommer i kontakt med väte (t.ex. i ett vätefylldt rör eller vid hantering i lågan). Normalt innehåller koppar små inneslutningar av koppar (I) oxid . Väte diffunderar genom metallen och reagerar med oxiden, reducerar den till koppar och ger vatten. Vattenmolekylerna kan emellertid inte diffundera genom metallen, är fångade på platsen för inklusionen och orsakar sprödhet .

Eftersom koppar (I) oxid binder väl till glaset, används det ofta för kombinerade glasmetallanordningar. Duktiliteten hos koppar kan användas för att kompensera den termiska expansionens felaktighet i t.ex. knivkantsförseglingarna. För trådgenomföringar används ofta dumetråd- nickel-järnlegering belagd med koppar. Dess maximala diameter är dock begränsad till cirka 0,5 mm på grund av dess termiska expansion.

Koppar kan förseglas till glas utan oxidskiktet, men den resulterande fogen är mindre stark.

Platina

Platina har liknande termisk expansion som glas och är vätat med smält glas. Det bildar dock inte oxider, så dess bindningsstyrka är lägre. Tätningen har metallisk färg och begränsad hållfasthet.

Guld

Precis som platina bildar guld inte oxider som kan hjälpa till med bindning. Glas-guldbindningar är därför metalliska i färg och svaga. Guld tenderar att användas för tätningar av glasmetall endast sällan. Särskilda kompositioner av soda-kalkglas som matchar den termiska expansionen av guld, innehållande volframtrioxid och oxider av lantan, aluminium och zirkonium, finns.

Silver

Silver bildar ett tunt lager av silveroxid på dess yta. Detta skikt löses upp i smält glas och bildar silversilikat , vilket underlättar en stark bindning.

Nickel

Nickel kan bindas med glas antingen som en metall eller via nickel (II) oxidskiktet . Metallfogen har metallisk färg och sämre styrka. Oxidlagerskarven har en karakteristisk gröngrå färg. Förnickling kan användas på liknande sätt som kopparplätering för att underlätta bättre bindning med den underliggande metallen.

Järn

Järn används endast sällan för genombrott, men beläggs ofta med glasartad emalj , där gränssnittet också är en glas-metallbindning. Bindningsstyrkan styrs också av karaktären av oxidskiktet på dess yta. En närvaro av kobolt i glaset leder till en kemisk reaktion mellan metalliskt järn och koboltoxid, vilket ger järnoxid upplöst i glas och kobolt legerar med järnet och bildar dendriter , växer in i glaset och förbättrar bindningsstyrkan.

Järn kan inte förseglas direkt mot blyglas , eftersom det reagerar med blyoxiden och reducerar det till metalliskt bly. För tätning mot blyglas måste den vara kopparpläterad eller ett mellanliggande blyfritt glas måste användas. Järn är benäget att skapa gasbubblor i glas på grund av kvarvarande kolföroreningar; dessa kan avlägsnas genom uppvärmning i vått väte. Plätering med koppar, nickel eller krom rekommenderas också.

Krom

Krom är en mycket reaktiv metall som finns i många järnlegeringar. Krom kan reagera med glas, reducera kisel och bilda kristaller av kromsilicid som växer in i glaset och förankrar metall och glas, vilket förbättrar bindningsstyrkan.

Kovar

Kovar , en järn-nickel-koboltlegering, har låg termisk expansion som liknar högborsilikatglas och används ofta för tätningar av glasmetall speciellt för applicering i röntgenrör eller glaslasrar. Det kan binda till glas via det mellanliggande oxidskiktet av nickel (II) oxid och kobolt (II) oxid ; andelen järnoxid är låg på grund av dess minskning med kobolt. Bindningsstyrkan är starkt beroende av oxidskiktets tjocklek och karaktär. Närvaron av kobolt gör oxidskiktet lättare att smälta och lösa sig i det smälta glaset. En grå, gråblå eller gråbrun färg indikerar en bra tätning. En metallfärg indikerar brist på oxid, medan svart färg indikerar alltför oxiderad metall, vilket i båda fallen leder till en svag led.

Molybden

Molybden binder till glaset via det mellanliggande skiktet av molybden (IV) oxid . På grund av sin låga termiska expansionskoefficient, anpassad till glas, används molybden, som volfram, ofta för glas-metallbindningar, särskilt i samband med aluminiumsilikatglas. Dess höga elektriska konduktivitet gör den överlägsen jämfört med nickel-kobolt-järnlegeringar. Det gynnas av belysningsindustrin som genombrott för glödlampor och andra enheter. Molybden oxiderar mycket snabbare än volfram och utvecklar snabbt ett tjockt oxidskikt som inte fäster bra, dess oxidation bör därför begränsas till bara gulaktig eller högst blågrön färg. Oxiden är flyktig och avdunstar som en vit rök över 700 ° C; överskott av oxid kan avlägsnas genom upphettning i inert gas (argon) vid 1000 ° C. Molybdenremsor används istället för trådar där högre strömmar (och högre tvärsnitt av ledarna) behövs.

Volfram

Volfram binder till glaset via det mellanliggande lagret av volfram (VI) oxid . En korrekt formad bindning har karakteristisk kopparaktig/orange/brungul färg i litiumfria glasögon; i litiumhaltiga glasögon är bindningen blå på grund av bildning av litiumvolfram . På grund av sin låga termiska expansionskoefficient, anpassad till glas, används volfram ofta för glas-metallbindningar. Volfram bildar tillfredsställande bindningar med glasögon med liknande termisk expansionskoefficient såsom högborsilikatglas . Ytan på både metall och glas ska vara slät, utan repor. Volfram har den lägsta expansionskoefficienten för metaller och den högsta smältpunkten.

Rostfritt stål

304 Rostfritt stål bildar bindningar med glas via ett mellanlager av krom (III) oxid och järn (III) oxid . Ytterligare reaktioner av krom, som bildar kromsiliciddendriter, är möjliga. Den termiska expansionskoefficienten för stål skiljer sig dock ganska mycket från glaset; som med koppar, kan detta lindras genom att använda knivkantsförseglingar.

Zirkonium

Zirkoniumtråd kan förseglas till glas med bara lite behandling - gnugga med slippapper och kort uppvärmning i låga. Zirkonium används i applikationer som kräver kemisk resistens eller brist på magnetism.

Titan

Titan , som zirkonium, kan förseglas till några glasögon med bara lite behandling.

Indium

Indium och några av dess legeringar kan användas som ett lödmedel som kan väta glas, keramik och metaller och sammanfoga dem. Indium har låg smältpunkt och är mycket mjuk; mjukheten gör att den kan deformeras plastiskt och absorbera påfrestningarna från termiska expansionsfel. På grund av dess mycket låga ångtryck, finner indium användning i tätningar av glasmetall som används i vakuumteknik och kryogena applikationer.

Gallium

Gallium är en mjuk metall med smältpunkt vid 30 ° C. Det blöter lätt glasögon och de flesta metaller och kan användas för tätningar som kan sättas ihop/demonteras genom bara uppvärmning. Den kan användas som vätsketätning upp till höga temperaturer eller till och med vid lägre temperaturer när den legeras med andra metaller (t.ex. som galinstan ).

Kvicksilver

Kvicksilver är en metallvätska vid normal temperatur. Den användes som den tidigaste glas-mot-metall-tätningen och används fortfarande för flytande tätningar för t.ex. roterande axlar.

Kvicksilverförsegling

Den första tekniska användningen av en glas-till-metall-tätning var inkapslingen av vakuumet i barometern av Torricelli . Det flytande kvicksilvret väter glaset och ger därmed en vakuumtät tätning. Flytande kvicksilver användes också för att täta metallledningarna från tidiga kvicksilverbågslampor i de smälta kiseldioxidlökarna .

Ett mindre giftigt och dyrare alternativ till kvicksilver är gallium .

Kvicksilver- och galliumtätningar kan användas för vakuumtätande roterande axlar.

Platintrådstätning

Nästa steg var att använda tunn platinatråd . Platina fuktas lätt av glas och har en liknande värmeutvidgningskoefficient som typiskt sodakalk och blyglas . Det är också lätt att arbeta med på grund av dess icke-oxiderbarhet och höga smältpunkt. Denna typ av tätning användes i vetenskaplig utrustning under hela 1800 -talet och även i de tidiga glödlamporna och radiorören.

Dumet trådförsegling

År 1911 uppfanns Dumet -trådförseglingen som fortfarande är vanlig praxis att täta kopparledningar genom soda -kalk eller blyglas. Om koppar oxideras ordentligt innan det väts av smält glas kan en vakuumtät tätning med god mekanisk hållfasthet erhållas. Efter att koppar oxiderats doppas det ofta i en boraxlösning, eftersom borering av koppar hjälper till att förhindra överoxidation när det återinförs till en låga. Enkel koppartråd kan inte användas eftersom dess termiska expansionskoefficient är mycket högre än glasets. Således, vid kylning verkar en stark dragkraft på glas-till-metall-gränssnittet och det går sönder. Glas- och glas-till-metall-gränssnitt är särskilt känsliga för dragspänning. Dumet-wire är en kopparklädd tråd (cirka 25% av trådens vikt är koppar) med en kärna av nickel-järnlegering 42, en legering med en sammansättning av cirka 42% nickel. Kärnan har en låg värmeutvidgningskoefficient, vilket möjliggör en tråd med en radiell termisk expansionskoefficient som är något lägre än den linjära termiska expansionskoefficienten för glaset, så att glas-till-metall-gränssnittet är under en låg kompression påfrestning. Det är inte heller möjligt att justera trådens axiella termiska expansion. På grund av nickel-järnkärnans mycket högre mekaniska hållfasthet jämfört med koppar är Dumet-trådens axiella termiska expansion ungefär densamma som för kärnan. Således byggs en skjuvspänning upp som begränsas till ett säkert värde av kopparens låga draghållfasthet. Detta är också anledningen till att Dumet endast är användbart för tråddiametrar lägre än cirka 0,5 mm. I en typisk Dumet-tätning genom basen av ett vakuumrör svetsas en kort bit Dumet-tråd till en nickeltråd i ena änden och en koppartråd i den andra änden. När basen pressas av blyglas är Dumet-tråden och en kort del av nickel och koppartråd inneslutna i glaset. Därefter värms nickeltråden och glaset runt Dumet-tråden med en gaslåga och glaset tätar mot Dumet-tråden. Nickel och koppar tätar inte vakuumtätt mot glaset utan stöds mekaniskt. Stumsvetsningen undviker också problem med gasläckage vid gränssnittet mellan kärntråden och kopparen.

Kopparrörstätning

Tre typer av kopparrörstätningar (från Bell System Technical Journal , 1922). I A är kopparkanten inte i kontakt med glaset. I B och C bearbetas koppar till en skarp knivkant i kontakt med glaset, med glaset antingen inuti (B) eller utsidan (C) av koppar.

En annan möjlighet att undvika stark dragspänning vid tätning av koppar genom glas är användningen av ett tunnväggigt kopparrör istället för en massiv tråd. Här byggs en skjuvspänning upp i glas-till-metall-gränssnittet som begränsas av kopparens låga draghållfasthet i kombination med låg dragspänning. Kopparröret är okänsligt för hög elektrisk ström jämfört med en Dumet-tätning eftersom vid uppvärmning omvandlas dragspänningen till en kompressionsspänning som återigen begränsas av kopparens draghållfasthet. Det är också möjligt att leda ytterligare en solid koppartråd genom kopparröret. I en senare variant har endast en kort del av kopparröret en tunn vägg och kopparröret hindras att krympa vid kylning av ett keramiskt rör inuti kopparröret.

Om stora delar koppar ska monteras på glas som den vattenkylda kopparanoden på ett högeffekts radiosändarrör eller ett röntgenrör används historiskt Houskeeper-knivens tätning. Här bearbetas änden av ett kopparrör till en vass knivkant, uppfunnet av O. Kruh 1917. I metoden som beskrivs av WG Houskeeper väts kopparrörets utsida eller insida direkt till knivkanten med glas och kopplas samman till glasröret . I senare beskrivningar väts knivkanten bara flera millimeter djupt med glas, vanligtvis djupare på insidan och kopplas sedan till glasröret .

Om koppar förseglas till glas är det en fördel att få en tunn ljusröd Cu
2O innehållande lager mellan koppar och glas. Detta görs genom att uttråkas. Efter WJ Scott sänks en kopparpläterad volframtråd i cirka 30 sekunder i kromsyra och tvättas sedan noggrant i rinnande kranvatten. Därefter doppas det i en mättad lösning av borax och upphettas till ljusröd värme i den oxiderande delen av en gasflamma. Möjligen följt av släckning i vatten och torkning. En annan metod är att oxidera koppar något i en gaslåga och sedan doppa det i boraxlösning och låta det torka. Ytan på den borerade kopparen är svart när den är varm och blir mörk vinröd vid kylning.

Det är också möjligt att göra en ljus tätning mellan koppar och glas där det är möjligt att se den tomma kopparytan genom glaset, men detta ger mindre vidhäftning än tätningen med den röda Cu
2O innehållande skikt. Om glas smälts på koppar i en reducerande väteatmosfär är tätningen extremt svag. Om koppar ska värmas upp i vätehaltig atmosfär, t.ex. en gasflamma, måste den vara syrefri för att förhindra spröte av väte. Koppar som är avsett att användas som en elektrisk ledare är inte nödvändigtvis syrefri och innehåller partiklar av Cu
2O som reagerar med väte som diffunderar in i koppar till H
2O som inte kan diffundera utanför koppar och därmed orsakar sprödhet. Kopparen som vanligtvis används i vakuumapplikationer är av den mycket rena OFHC-kvaliteten (syrefri-hög konduktivitet) som både är fri från Cu
2O och avoxiderande tillsatser som kan avdunsta vid hög temperatur i vakuum.

Tätning av kopparskiva

I koppartallrikstätningen, som föreslagits av WG Houskeeper, stängs änden av ett glasrör med en rund kopparskiva. En extra glasring på motsatt sida av skivan ökar skivans möjliga tjocklek till mer än 0,3 mm. Bästa mekaniska hållfasthet uppnås om båda sidorna av skivan är sammansmälta med samma typ av glasrör och båda rören är under vakuum. Skivtätningen är av särskilt praktiskt intresse eftersom det är en enkel metod att göra en tätning till borrisilikatglas med låg expansion utan behov av specialverktyg eller material. Nycklarna till framgång är korrekt uttråkning, uppvärmning av fogen till en temperatur så nära kopparens smältpunkt som möjligt och för att bromsa kylningen, åtminstone genom att packa enheten i glasull medan den fortfarande är glödhet.

Matchad tätning

Matchade tätningar av glas till metall

I en matchad tätning matchas den termiska expansionen av metall och glas. Kopparpläterad volframtråd kan användas för att täta genom borsilikatglas med en låg termisk expansionskoefficient som matchas av volfram. Volframen är elektrolytiskt kopparpläterad och upphettad i väteatmosfär för att fylla sprickor i volfram och för att få en ordentlig yta för att lätt täta mot glas. Borsilikatglaset av vanligt laboratorieglas har en lägre termisk expansionskoefficient än volfram, så det är nödvändigt att använda ett mellanliggande tätningsglas för att få en spänningsfri tätning.

Det finns kombinationer av glas- och järn-nickel-koboltlegeringar ( Kovar ) där även icke-linjäriteten hos den termiska expansionen matchas. Dessa legeringar kan förseglas direkt till glas, men då är oxidationen kritisk. Dessutom är deras låga elektriska konduktivitet en nackdel. Således är de ofta guldpläterade. Det är också möjligt att använda silverplätering, men då är ett extra guldskikt nödvändigt som syrediffusionsbarriär för att förhindra bildandet av järnoxid.

Även om det finns Fe-Ni-legeringar som matchar termisk expansion av volfram vid rumstemperatur, är de inte användbara att täta till glas på grund av en för stark ökning av deras termiska expansion vid högre temperaturer.

Reed-switchar använder en matchad tätning mellan en järn-nickellegering (NiFe 52) och ett matchat glas. Glaset med vassströmbrytare är vanligtvis grönt på grund av dess järnhalt, eftersom tätningen av vassbrytare sker genom uppvärmning med infraröd strålning och detta glas visar en hög absorption i det nära infraröda.

De elektriska anslutningarna för högtrycksnatriumånga lampor, de ljusgula lamporna för gatubelysning, är gjorda av niob legerat med 1% zirkonium.

Historiskt sett tillverkades några tv -katodstrålerör med hjälp av järnstål för tratten och glas som matchades i expansion till järnstål. Stålplattan som användes hade ett diffusionsskikt berikat med krom vid ytan genom att värma upp stålet tillsammans med kromoxid i en HCl-innehållande atmosfär. Till skillnad från koppar binder rent järn inte starkt till silikatglas. Tekniskt järn innehåller också en del kol som bildar CO -bubblor när det förseglas till glas under oxiderande förhållanden. Båda är en stor källa till problem för den tekniska emaljbeläggningen av stål och gör direkta tätningar mellan järn och glas olämpliga för applikationer med högt vakuum. Oxidskiktet som bildas på krominnehållande stål kan täta vakuumtätt mot glas och krom reagerar starkt med kol. Förzilverat järn användes i tidiga mikrovågsrör.

Det är möjligt att göra matchade tätningar mellan koppar eller austenitiskt stål och glas, men silikatglas med den höga termiska expansionen är särskilt ömtåligt och har låg kemisk hållbarhet.

Halogenlampa med molybdenfolietätning

Molybdenfolietätning

En annan metod som ofta används för att täta genom glas med låg värmeutvidgningskoefficient är användningen av remsor av tunn molybdenfolie. Detta kan göras med matchade värmeutvidgningskoefficienter. Då måste remsans kanter också vara knivskarpa. Nackdelen här är att kanten av kanten som är en lokal punkt med hög dragspänning når genom glasbehållarens vägg . Detta kan leda till låga gasläckage. I röret till rörets knivkantsförsegling är kanten antingen utvändigt, inuti eller begravd i glasväggen.

Spänningsbanor i komprimeringstätning av glas till metall med två metallledningar

Kompressionstätning

Halvhermetisk kompressor multipolgenomföring (kompression glas-till-metall-tätning

En annan möjlighet till tätningskonstruktion är kompressionstätningen. Denna typ av glas-mot-metall-tätning kan användas för att matas genom väggen i en metallbehållare. Här matchas tråden vanligtvis med glaset som är inuti hålet på en stark metalldel med högre värmeutvidgningskoefficient. Kompressionstätningar tål extremt höga tryck och fysiska påfrestningar såsom mekanisk och termisk chock. Eftersom glas är extremt stark i kompression kan tätningstätningar tåla mycket höga tryck.

Silverklorid

Silverklorid , som smälter vid 457 C, binder till glas, metaller och andra material och har använts för vakuumtätningar. Även om det kan vara ett bekvämt sätt att täta metall i glas kommer det inte att vara ett äkta glas mot metall tätning utan snarare en kombination av ett glas till silverklorid och en silverklorid till metallbindning; ett oorganiskt alternativ till vax- eller limbindningar.

Designaspekter

Även den mekaniska konstruktionen av en glas-mot-metall-tätning har ett viktigt inflytande på tätningens tillförlitlighet. I praktiska glas-mot-metall-tätningar börjar sprickor vanligtvis vid kanten av gränssnittet mellan glas och metall antingen inuti eller utanför glasbehållaren. Om metallen och det omgivande glaset är symmetriska sprids sprickan i en vinkel från axeln. Så, om metalltrådens glashölje sträcker sig tillräckligt långt från behållarens vägg kommer sprickan inte att gå genom behållarens vägg men den når ytan på samma sida där den började och tätningen läcker inte trots sprickan.

En annan viktig aspekt är vätningen av metallen i glaset. Om metallens termiska expansion är högre än den termiska expansionen av glaset som med hushållarens tätning, betyder en hög kontaktvinkel (dålig vätning) att det finns en hög dragspänning i glasytan nära metallen. Sådana tätningar bryts vanligtvis inuti glaset och lämnar ett tunt glasskydd på metallen. Om kontaktvinkeln är låg (bra vätning) ytan av glaset är överallt enligt tryckspänning som en emaljbeläggning. Vanligt sodakalkglas rinner inte på koppar vid temperaturer under kopparens smältpunkt och ger därför ingen låg kontaktvinkel. Lösningen är att täcka koppar med ett lödglas som har en låg smältpunkt och rinner på koppar och sedan pressa det mjuka soda-kalkglaset på kopparen. Lödglaset måste ha en värmeutvidgningskoefficient som är lika med eller lite lägre än soda-kalkglasets. Klassiskt höga blyhaltiga glasögon används, men det är också möjligt att ersätta dessa med flerkomponentglas, t.ex. baserat på systemet Li
2O - Na
2O - K
2O - CaO - SiO
2- B
2O
3- ZnO - TiO
2- BaO - Al
2O
3.

Se även

Referenser

  • US 1083070 , Eldred, BE, "Compound metal", publicerad 1913 
  • US 1140134 , Eldred, BE, "Glödlampa", publicerad 1915 
  • US 1140135 , Eldred, BE, "Process för produktion av sammansatta metallartiklar", publicerad 1915 
  • US 1140136 , Eldred, BE, "Low-expansion wire", publicerad 1915 
  • US 1093997 , Kraus, CA, "Conducting-seal for vacuum-containers", publicerad 1914 
  • US 1498908 , Fink, CG, "Evakuerad behållare", publicerad 1924 
  • US 1268647 , Van Keuren, WL, "Leading-in conductor", publicerad 1918 
  • DE 424133 , Kruh, O., "Luftdichter Metallkappenanschluß für die Stromzuführung in Glashohlkörper", publicerad 1926 
  • US 1293441 , Houskeeper, WG, "Kombinerad metall- och glasstruktur och metod för att forma samma", publicerad 1919 
  • US 1294466 , Houskeeper, WG, "Kombinerad metall- och glasstruktur och metod för att göra samma", publicerad 1919 
  • Housekeeper, WG (1923), "Konsten att täta basmetaller genom glas", J. Am. Inst. Elec. Engrs. , 42 (9): 954–960, doi : 10.1109/JoAIEE.1923.6593372
  • US 1647620 , Hall, RD, "Method of borating dumet wire", publicerad 1927 
  • DE 1817839 , Egyesuelt Izzolampa, HU, "Stromzuführungsdraht für vakuumtechnische Glasgeräte", publicerad 1960 
  • Mönch, GC (1961), Neues und Bewährtes aus der Hochvakuumtechnik , Berlin
  • Roth, A. (1966), Vakuumtätningstekniker , Oxford
  • Kohl, WH (1967), Handbook of Materials and Techniques for Vacuum Devices , New York
  • US 6324870 , Chabin, et al., "Method and device for integration of a glass part and metal part", publicerad 2001 
  • US 7102242 , Brix, et al., "Blyfria glasrör, speciellt för inkapslingsdioder och dioder inkapslade med samma", publicerad 2006 

externa länkar