Высокотемпературная обработка в вакууме

Внутренние детали электронных ламп в основном состоят из металлов. Содержание газа в этих металлах изменяется от 100 (например, промышленный никель для электродов) до 1000 л-мк/г для некоторых типов карбонизированных пластин.

Миниатюрная приемная лампа типа 6CG7 имеет объем 12 см³, содержит 2,5 г карбонизированных пластинчатых деталей и около 1 г чистого металла, используемого для катодов, вводов сетки и геттера. При выделении газа из этих деталей в закрытом объеме 12 см³ может возникнут, давление порядка 200 мм рт. ст. Это давление примерно на 7 порядков превышает допустимый предел для работы электронных ламп.

Так как почти все электронные лампы состоят в основном из такого же количества металлических деталей, как и в рассмотренном примере, то их необходимо дегазировать прежде, чем они станут пригодными для работы в вакууме.

При высокочастотном- нагреве деталей до 900° во время откачки лампы происходит удаление газов. Как адсорбированные, так и растворенные в металле газы откачиваются. При нагреве деталей до высокой температуры скорость выделения газа во время цикла дегазации проходит через максимум. С понижением температуры эта скорость значительно падает. При использовании химического «насоса», называемого геттером, можно получить вакуум до 10”⁶ мм рт. ст. без ущерба для срока службы лампы. Данный метод дегацазии деталей и узлов принят лишь для небольших ламп и для умеренных темпов их прсизводства. Однако процесс имеет тенденцию к распространению по следующим соображениям: во-первых, постоянное увеличение скорости производства, обусловливающее сокращение времени на дегазацию, и, во-вторых, непрерывно возрастающие требования к улучшению качества ламп и увеличению срока их службы. Оба этих фактора требуют проведения более тщательней дегазации ламп. Поэтому было проведено большое число исследований, связанных с предварительной дегазацией деталей ламп перед их монтажем. Для выполнения этих операций сконструированы разнообразные типы вакуумных печей.

Некоторые из этих печей являются камерными. Они имеют контейнеры для перемещения деталей из горячей зоны печи в холодную без нарушения вакуума. В этих печах в течение одной операции можно обработать большое количество деталей. Имеются также печи горизонтального полунепрерывного типа, в которых по обеим сторонам устроены вакуумные шлюзы, позволяющие производить последовательное перемещение через горячую и холодную зоны печи поддонов с деталями, не открывая печи. Работа этих печей аналогична действию непрерывных печей для водородного отжига. Откачные системы обычно оборудованы механическими и бустерными диффузионными насосами, допускающими снижение давления в печи до 1000 мк рт. ст. Такое насосное оборудование имеет важное значение в связи с первоначальным бурным выделением газа при помещении дегазируемых деталей в печь. По окончании дегазации насосы могут довести давление до 0,5—0,01 мк рт. ст. Температура в центре печи достигает 1000°.

Следует заметить, что ожидаемое в будущем широкое распространение предварительной дегазации уже используется теперь в производстве некоторых типов электронных ламп (мощные лампы и магнетроны), содержащих значительные массы твердого металла. Для многих типов этих ламп детали перед сборкой подвергаются вакуумному отжигу. Практически эта технология уже разработана для керамических и металлических ламп. Согласно данным работы [2], все детали перед монтажом дегазируются при 1200°. Медные детали ламп с бегущей волной, например, подвергаются отжигу в течение 0,5—1,5 часа при 700°, танталовые — при 1800°. Сочетание предварительной дегазации с механизацией и автоматизацией сборки приемных ламп дает в конечном счете полное удовлетворение перечисленных выше требований.