DE1256286B - Verfahren zur Herstellung eines metallischen Mehrschichtenverbundrohres - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines metallischen Mehrschichtenverbundrohres Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Mehrschichtenverbundrohres, das wenigstens eine elektrisch isolierende Schicht enthält. Derartige Verbundrohre sind auf verschiedenen Gebieten der Technik wichtig, insbesondere dort, wo trotz der elektrischen Isolation auch noch eine verhältnismäßig gute Wärmeleitfähigkeit aufrechterhalten bleiben soll. Ein solcher Fall ist z. B. gegeben bei thermionischen Wandlern, bei denen zylinderförmige thermionische Dioden in Reihe geschaltet sind und die außenliegenden einzelnen Anoden voneinander sowie auch gegenüber einem gemeinsamen Anodenhüllrohr isoliert und gleichzeitig in guten Wärmekontakt mit einem Kühlmedium stehen sollen. Bisher konnten solche isolierten Rohre nur unter Zuhilfenahme der Löttechnik hergestellt werden. Dies hatte den Nachteil, daß die Betriebstemperatur durch das Lot begrenzt war, das zudem bei Verwendung von Caesium-Atmosphäre korrosionsanfällig ist.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile werden erfindungsgemäß die metallischen Einzelrohre in an sich bekannter Weise durch zonenweise fortschreitende Erwärmung und Zugbeanspruchung auf .das jeweils nächstliegende innere Rohr aufgeschrumpft und wird die Isolierschicht in einem Zwischenarbeitsgang mittels eines Spritzverfahrens aufgebracht. Dabei kann die Isolierschicht aus einer z. B. nach dem Plasmaspritzverfahren aufgebrachten Keramik beispielsweise A103, Zr0, oder Be0 bestehen. Bei diesem Verfahren entfällt natürlich die bei der Löttechnik notwendige Metallisierung der Keramik, außerdem können derart dünne Keramikschichten erzeugt werden, wie es nach der bisher bekannten Technik nicht möglich war.
• In der Figur ist dieses Verfahren schematisch an einem isolierten Dreischichtenrohr dargestellt. Das innere Rohr 1 sei beispielsweise die Anode einer thermionischen Diode. Diese wird mit der Schicht 3 aus Aluminiumdioxyd im Plasmaspritzverfahren überzogen. Nach Erreichen der gewünschten Dicke wird diese Isolierschicht äußerlich nochmals durch Schleifen bearbeitet, damit eine innige Verbindung des aufzuziehenden Rohres 2 gewährleistet ist. Dieses Rohr 2, das die elektrisch in Reihe geschalteten thermionischen Dioden miteinander verbindet und später auf seiner Außenseite vom Kühlmittel für die Anoden umströmt wird, hat zunächst einen etwas größeren Durchmesser als das bereits beschichtete Anodenrohr. Es wird an einer Stelle mit Hilfe eines Hochfrequenzinduktors 4 erwärmt, so daß es sich durch gleichzeitig aufgebrachten Läneszue P elastisch im Bereich der heißen Zone verformt und eng an das bereits vorhandene Zweischichtenrohr 1/3 anschmiegt. Durch Vorschub der Rohranordnung gegenüber dem Induktor 4 oder umgekehrt, wandert die Glühzone kontinuierlich über die Länge des aufzubringenden Rohres 2 hinweg, so daß dasselbe am Ende dieses Verarbeitungsvorganges vollständig auf das Grundrohr aufgeschrumpft ist. Die damit erzielte innige Verbindung zwischen dem metallischen Innenrohr 1 und dem metallischen Außenrohr 2, die z. B. bei thermionischen Wandlern aus Niobmetall bestehen können, über die keramische Zwischenschicht 3, hat außer der verhältnismäßig guten Wärmeleitfähigkeit auch noch den Vorteil, daß die elektrische Isolation auch bei einem stellenweisen Bröckeln der Keramikschicht nicht verlorengeht, da durch das spezielle Herstellungsverfahren von vornherein zwischen den Wandungen des Verbundrohres keinerlei Hohlräume verblieben sind. Für den Einsatz derartiger Verbundrohre z. B. in dem erwähnten Gebiet der thermionischen Wandler wird es zweckmäßig sein, die keramischen Schichten an den Stirnseiten der Rohre gasdicht abzuschließen. Dies kann etwa durch überglasung, Emaillierung oder auch im Zuge des konstruktiven Aufbaues der damit verbundenen Geräte erreicht werden.
• Nach diesem Verfahren, das natürlich in keiner Weise durch die Zahl der Schichten beschränkt wird, können selbstverständlich auch andere Werkstücke hergestellt werden, bei denen es auf eine gute elektrische und wärmebeständige Isolation ankommt, auch ist es möglich, selbstverständlich das innere Rohr 1 durch einen Stab 1 -aus Vollmaterial, z. B. einen elektrischen Leiter zu ersetzen. Auch kann es für besondere Anwendungsfälle zweckmäßig sein, die aufgespritzten Keramikschichten vor ziem Aufziehen der nächsten Metallschicht im Vakuum zu entgasen und eventuell auch dieses Aufziehen ebenfalls im Vakuum oder in einem besonderen Schutzgas vorzunehmen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines metallkeramischen Mehrschichtenverbundrohres, das wenigstens eine elektrisch isolierende Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Einzelrohre in an sich bekannter Weise durch zonenweise fortschreitende Erwärmung und Zugbeanspruchung auf das jeweils nächstliegende innere Rohr aufgeschrumpft werden, wobei die Isolierschicht in einem Zwischenarbeitsgang mittels eines Spritzverfahrens aufgebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus Keramik, beispielsweise Alz03, Zr02 oder Be0 besteht und nach dem Plasmaspritzverfahren auf die Grundschicht aufgetragen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgespritzten Keramikschichten vor dem Aufziehen des nächsten Rohres im Vakuum entgast werden und der Vorgang des Aufschrumpfens ebenfalls unter Vakuum durchgeführt wird.
4. 4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 und 3 zur Herstellung der Anodenrohre von zylinderförmigen, thermioni.schen Wandlern, die beispielsweise aus je einem inneren und äußeren Niobrohr sowie einer dazwischen angeordneten, nach ihrem Auftrag geschliffenen Isolierschicht bestehen.