Материал окон для низкотемпературного вакуумного рентгеновского оборудования Советский патент 1981 года по МПК H01J5/18 

154) МАТЕРИАЛ ОКОН ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВАКУУМНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

J

Изобретение относится к материалам для уплотняющих окон вакуумной аппаратуры и может найти применение в рентгеновском приборостроении, например, его можно использовать для окон низкотемпературных приборов, позволяющих проводить дифракционные исследования .

Вакуумные рентгеновские камеры, рентгеновские криостаты, низкотемпературные приставки к рентгеновским дифрактометрам имеют окна для ввода первичных рентгеновских пучков и вывода дифрагированного излучения. Для уплотнения окон необходим материал, который слабо поглощает рентгеновское излучение и обладает достаточной вакуумной плотностью, прочностью и пластичностью, чтобы вьщерживать знакопеременные нагрузки, в том числе, вызываемые циклическим изменением температуры в широком диапазоне ее изменения, т.е. при охлаждении и отогреве вакуумных устройств.

. Известен уплотнительный материал на основе полиэтилентерефталатных пленок, используемый в широком температурном диапазоне и прозрачный для различных видов излучения, в том числе рентгеновского, нейтронного и т.п. Этот материал используется для окон низкотемпературного рентгеновского оборудования, используемого для структурных исследований ij и 23.

to

Недостатком этого материала является непригодность для уплотнения окон рентгеновских камер и криостатов прокачного типа, так как материал имеет высокую газопроницаемость особенно

15 в отношении гелия и водорода при температурах выше азотной. Кроме того, при уплотнении окон большой площади пленка из этого материала вытягивается и разрывается при вакуумирова20нии.

Наиболее близким техническим решением является материал окон вакуумного рентгеновского оборудования на основе бершишя беррилиевая фольга толщиной до 200 мкм Сз}.. Недостатком, известного материала является его хрупкость при комнатных и низких температура. После нескольких циклов вакуумирования и раз герметизации камер бериллиевая фольга растрескивается и нарушается ваку умная плотность. Кроме того, бериллиевая фольга в исходном состоянии неоднородна - она имеет сквозные поры и микротрещины. Это существенно затрудняет выбор сплошного вакуумноплотного участка, пригодного для уплотнения. В связи с хрупкостью материала затруднено уплотнение кольцевых окон в камерах малого диаметра. Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик материала. . Поставленная цель достигается тем что материал окон для низкотемпературного вакуумно1о рентгеновского оборудования на основе бернллиевой фольги толщиной до 200 мкм выполнен в виде клеевой композиции бериллиево фольги и полиэтилентерефталатной пле ки, причем толщина полиэтилентерефта латной пленки выбрана 10-30 мкм. Материал получают следующим образом. Бериллиевую фольгу и полиэтилентерефталатную пленку толщиной в ука занном соотношении соединяют с помощью эпоксидного клея. Для равномерно распределения клея и уменьшения его ТОЛЩИНЫ клеевую композицию прокатывают между валками. Затем производят полимеризацию клея при I в течение 3 ч, причем к материалу прикладывают равномерно распределенную по его поверхности нагрузку 0,2 кг/см . Охлаждение материала по окончании, полимеризации до комнатной температуры производят вместе с выключенной печью. Нижний предел обусловлен прочностными характеристиками компонентов композиции. При меньших толщинах происходит разрушение композиции при нескольких циклах вакуумирования и разгерметизации. Верхний предел толшин ограничен поглощением рентгеновских лучей. При больших толщинах происходит заметное ослабление первичного и дифрагированных рентгеновских лучей, наблюдается также дифракция от композита, которая может накладываться на дифракционную картину от образца и затруднять ее интерпретацию. Кроме того, при больших толщинах бериллиевой фольги она теряет гибкость, из-за чего становится невозможным уплотнение цилиндрических окон, особенно малого диаметра. Образцы предлагаемого материала с различным соотношением используемых компонентов изготовлены и испытаны на рентгеновском криостате.Кроме того, на рентгеновском криостате испытывались известные материалы. Результаты испытаний представлены в таблице.

Предлагаемый материал при использовании для уплотнения окон приборов для дифракционных исследований имеет по сравнению с известными следующие преимущества: вследствие повышения прочности и эластичности предлагаемого материала существенно снижается вероятность растрескивания его и нарушения вакуума в приборах при приложении к уплотнению окон многократных знакопеременных нагрузок (вакуумирование и разгерметизация прибора); резко уменьшается газе проницаемость гелия и водорода через окна, уплотненые этим материалом; значительно повышается технологич- ность материала, так как бериллиевая фольга используется полностью и отпадает необходимость поиска вакуумно-плотного участка, причем данный композиционный материал можно легко изгибать и производить уплотнение окон с малым радиусом кривизны.

Поглощение рентгеновских лучей при прохождении через композиционный материал указанной толщины существенно не отличается по сравнению

733036

с тем, которое набхподается для бериллиевой фольги в 200 мкм.

Формула изобретения

Материал окон для низкотемпературного вакуумного рентгеновского оборудования на основе берилпиевой фольги толщиной до 200 мкм, отличающийся тем, что, с целью

,Q повышения его эксплуатационных характеристик, он выполнен в виде клеевой композиции бериллиевой фольги и полиэтилентерефталатной пленки, причем толщина полиэтилентерефталат j ной пленкивыбрана в пределах 1030 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 с. 113-115.

25 Вмешан школа, 1976, с. 150(прототип).