DE1521564C3 - Evaporation crucible for primary metals - Google Patents

Evaporation crucible for primary metals

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Description

Außenwand 12 6 herrschende relativ niedrige Temperatur jeglicher Reaktion der Metallschmelze mit den Wandteilen des Tiegels entgegen. Der Maßstab für die Auswahl des Materials, aus dem der Behälter 10 gefertigt wird, ist deshalb im wesentlichen die Resistenz gegen chemische Reaktionen mit dem Schmelzmaterial und weniger die mögliche Rißbildung bei rascher Erwärmung und Abkühlung. Die ausdehnbare Schicht 13 zwischen den Wänden des Wärmeisoliergefäßes 12 ermöglicht eine Expansion und Kontraktion der Innenwand 12 a, die von der Außenwand 12 & unabhängig ist, wobei letztere für die Innenwand 12 a einen stabilen, hitzebeständigen Träger bildet. Die Isolierschicht 16 bildet für den Fall, daß wider Erwarten infolge von Rißbildung durch die Tiegelwand hindurchtretende Schmelze nicht vollständig auf der Außenwand des doppelwandigen Wärmeisoliergefäßes erstarrt, eine zusätzliche Sicherung dagegen, daß diese Schmelze mit dem Me-Outer wall 12 6 prevailing relatively low temperature against any reaction of the molten metal with the wall parts of the crucible. The scale the choice of the material from which the container 10 is made is therefore essentially resistance against chemical reactions with the melting material and less against the possible formation of cracks with rapid heating and cooling. The expandable layer 13 between the walls of the Thermal insulation vessel 12 allows expansion and contraction of the inner wall 12 a, which is of the Outer wall 12 & is independent, the latter being a stable, heat-resistant one for the inner wall 12 a Forms carrier. The insulating layer 16 forms in the event that, contrary to expectations, as a result of cracking Melt passing through the crucible wall is not completely on the outer wall of the double-walled The thermal insulation vessel solidifies, an additional safeguard against the fact that this melt with the Me-

o tallmantel 15 in Berührung kommt.o tallmantel 15 comes into contact.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

1 2 liergefäß umgeben ist, zwischen dessen Innenwand Patentansprüche: und Außenwand sich eine kompressible Isoliermate rialfüllung befindet.1 2 liergefäß is surrounded, between the inner wall claims: and the outer wall is a compressible Isoliermate rialfüll is. 1. Verdampfertiegel für Metalle, mit einem aus Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß hitzebeständigem Material bestehenden, das ge- 5 der Behälter von einem doppelwandigen Wärmeisoschmolzene Metall aufnehmenden Behälter, da- liergefäß umgeben ist, zwischen dessen Innenwand durch gekennzeichnet, daß der Behälter und Außenwand sich eine kompressible Isoliermate-(10) von einem doppelwandigen Wärmeisolierge- rialfüllung befindet.1. Evaporation crucible for metals, with one of This is achieved according to the invention in that heat-resistant material, the container is melted by a double-walled heat Metal-receiving container, dale vessel is surrounded, between its inner wall characterized in that the container and outer wall are a compressible insulating material (10) from a double-walled thermal insulation material filling. faß (12) umgeben ist, zwischen dessen Innen- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung läßt sichbarrel (12) is surrounded, between the inner According to an advantageous embodiment can wand (12 a) und Außenwand (12 6) sich eine io der Temperaturgradient des doppelwandigen Wär-wall (12 a) and outer wall (12 6), the temperature gradient of the double-walled heat kompressible Isoliermaterialfüllung (13, 14) be- meisoliergefäßes so wählen, daß bei einer RißbildungSelect a compressible insulating material filling (13, 14) for the insulating vessel so that if cracks form findet. im Schalter die austretende Metallschmelze auf derfinds. in the switch the emerging molten metal on the 2. Verdampfertiegel nach Anspruch 1, dadurch Außenwand des doppelwandigen Isoliergefäßes ergekennzeichnet, daß der Temperaturgradient des starrt. Jedes Leck wird somit durch das erstarrende Wärmeisoliergefäßes (12) so gewählt ist, daß bei 15 Material selbst verstopft, wodurch die Weiterbenuteiner Rißbildung im Behälter (10) die austretende zung des Tiegels ermöglicht wird. Die Erfindung Metallschmelze an der Außenwand des doppel- wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung darwandigen Isoliergefäßes erstarrt. gestellten Ausführungsbeispieles, das eine perspekti-2. Evaporation crucible according to claim 1, characterized in that the outer wall of the double-walled insulating vessel is identified, that the temperature gradient of the stares. Each leak is thus solidified by the Thermal insulation vessel (12) is chosen so that at 15 material itself clogs, whereby the Weiterbenuteiner Cracking in the container (10) allows the exiting tongue of the crucible. The invention Melted metal on the outer wall of the double wall is shown below with reference to the darwandigen in the drawing Isolation vessel solidifies. provided embodiment, which has a perspective 3. Verdampfertiegel nach Anspruch 1 oder 2, vische Querschnittsansicht eines Verdampfertiegels dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeisolier- 20 zeigt, näher erläutert.3. evaporator crucible according to claim 1 or 2, vische cross-sectional view of an evaporator crucible characterized in that the heat insulating 20 shows, explained in more detail. gefäß (12) von einem Metallmantel (15) umgeben Der Innenbehälter 10 ist so bemessen, daß er einevessel (12) surrounded by a metal jacket (15) The inner container 10 is dimensioned so that it has a ist. ' bestimmte Menge geschmolzenen Metalls 11 aufneh- -is. 'absorbs a certain amount of molten metal 11 - 4. Verdampfertiegel nach Anspruch 3, dadurch men kann, das verdampft werden soll. Die äußere f\ gekennzeichnet, daß der Metallmantel (15) von Form des Verdampfungstiegels ist an sich beliebig, dem Wärmeisoliergefäß (12) durch eine Isolier- 25 gewöhnlich aber rechteckig. Der Tiegel besteht aus pulverschicht (16) getrennt ist. einem hochhitzebeständigen Material, beispielsweise4. Evaporation crucible according to claim 3, characterized can men that is to be evaporated. The outer f \ characterized in that the metal jacket (15) in the form of the evaporation crucible is arbitrary per se, the heat insulating vessel (12) by an insulating 25 usually but rectangular. The crucible consists of powder layer (16) is separated. a highly heat-resistant material, for example 5. Verdampfertiegel nach Anspruch 1, dadurch Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid, das gekennzeichnet, daß die kompressible Isolier- aber beim Erwärmen und Abkühlen nicht unbedingt materialfüllung (13, 14) aus Aluminiumsilikatfa- von jeglicher Rißbildung frei zu sein braucht.5. Evaporation crucible according to claim 1, characterized in that boron nitride, aluminum nitride or silicon nitride characterized in that the compressible insulating but not necessarily when heating and cooling material filling (13, 14) made of aluminum silicate fiber needs to be free of any cracking. sern besteht. 30 Der Behälter 10 befindet sich innerhalb eines dopsern exists. 30 The container 10 is located within a dop pelwandigen Wärmeisoliergefäßes 12, zwischen des-pel-walled thermal insulation vessel 12, between the sen Innenwand 12 a und Außenwand 126 eine kompressible Isoliermaterialfüllung 13, 14 angeordnet ist. Die Wände des Wärmeisoliergefäßes 12 bestehen 35 vorzugsweise aus einem gießfähigen Isoliermaterialsen inner wall 12 a and outer wall 126 a compressible Isoliermaterialfüll 13, 14 is arranged. The walls of the thermal insulation vessel 12 are made 35 preferably made of a castable insulating material Die Erfindung betrifft einen Verdampfertiegel für mit hohem Aluminiumgehalt. Die Isoliermaterialfül-Metalle, mit einem aus hitzebeständigem Material lung 13 besteht aus einem Material, das sich beim bestehenden, das geschmolzene Metall aufnehmen- Ausdehnen der Innenwand 12 a auf Grund der Erden Behälter. wärmung durch die Metallschmelze zusammenpreßt Bei der Beschichtung von Materialien mit Metall 40 oder verdichtet. Ein solches Material bilden beidurch Bedampfung unter Vakuum ist ein Verdamp- spielsweise Aluminiumsilikatfasern, hitzebeständige fertiegel zur Aufbewahrung des geschmolzenen Be- Steine oder brüchige Formkörper. Dadurch werden Schichtungsmetalls, beispielsweise Aluminium, erfor- beim Ausdehnen der Innenwand 12 α auf die Außenderlich, während die Metalloberfläche erhitzt wird, wand 12 b keine wesentlichen Druckkräfte übertra- (; beispielsweise mit Hilfe eines Lichtbogens, um eine 45 gen. Der Bodenbereich 14 der Isoliermaterialfüllung hohe Verdampfungsgeschwindigkeit zu erzielen. kann aus einem Granulat, beispielsweise Aluminium-The invention relates to an evaporator crucible for high aluminum content. The Isoliermaterialfül-Metals, with a heat-resistant material ment 13 consists of a material that absorbs the existing, the molten metal expanding the inner wall 12 a due to the earth container. Heating by the molten metal compresses When coating materials with metal 40 or compacted. Such a material is formed by vapor deposition under vacuum, for example aluminum silicate fibers, heat-resistant crucibles for storing the molten stones or brittle moldings. Thereby layering metal, such as aluminum, require in stretching the inner wall 12 α to the Außenderlich, while the metal surface is heated wall, 12 b, no significant pressure forces transmitted (for example by means of an electric arc, called a 45 The bottom portion 14 of the. Insulation material filling to achieve high evaporation rate. Can be made from a granulate, for example aluminum Solche Verdampfertiegel müssen den hohen Tem- pulver, bestehen.Such vaporizer crucibles have to withstand the high temperature powder. peraturbeanspruchungen standhalten, denen sie wäh- Der Verdampfungstiegel wird von einem Metall-withstand the temperature stresses that you choose - The evaporation crucible is rend des Bedampfungsvorganges ausgesetzt sind. mantel 15 umgeben, der von der Außenwand 12 b Viele in anderer Hinsicht geeignete, hitzebeständige 5° mit Abstand getrennt ist. In diesem Zwischenraum Materialien sind diesen Beanspruchungen, die zu befindet sich eine weitere Schicht 16 Pulvermaterial, plötzlichen Materialdehnungen und -kontraktionen beispielsweise Aluminiumpulver, das dem Material führen, nicht gewachsen und gehen daher zu Bruch. des Bodenabschnitts 14 der Isoliermaterialfüllung Andere Materialien wiederum werden von der Me- entsprechen kann.rend of the steaming process are exposed. jacket 15 surrounded, which is separated from the outer wall 12 b Many in other respects suitable, heat-resistant 5 ° at a distance. In this interspace, materials cannot cope with these stresses, which is another layer 16 of powder material, sudden material expansions and contractions, for example aluminum powder, which lead to the material and therefore break. of the bottom section 14 of the insulating material filling. tallschmelze angegriffen. Gekühlte Verdampfungstie- 55 Ein wesentliches Merkmal des hier beschriebenen gel weisen aber in der Regel einen zu geringen ther- Verdampfungstiegels besteht nun darin, daß bei einer mischen Wirkungsgrad auf. Rißbildung im Behälter 10 die durch diesen Riß ausAufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ver- strömende Metallschmelze von den Wänden 12 a, dampfertiegel der genannten Art zu schaffen, der so 12 b des Wärmeisoliergefäßes 12 aufgefangen werden gebaut ist, daß sich sein Material zyklisch erwärmen 60 kann. Andererseits läßt sich der Temperaturgradient und abkühlen und die danach verursachte Expansion des doppelwandigen Wärmeisoliergefäßes so wählen, und Kontraktion aushalten kann und darüber hinaus daß bei einer Rißbildung im Behälter die möglicherauch für den Fall eines Materialrisses ein Entweichen weise noch durch die Außenwand 12 b hindurchtregeschmolzenen Metalls verhindert, so daß ein konti- tende Metallschmelze auf der Außenwand erstarrt, nuierlicher Betrieb bei der Metallbedampfung auf- 65 Jedes Leck wird damit durch das erstarrende Materechterhalten werden kann. rial selbst verstopft, wodurch die Weiterbenutzungmolten metal attacked. Cooled evaporation crucibles 55 An essential feature of the gel described here, however, usually have too low a thermal evaporation crucible, is that with a mixed efficiency. The object of the invention is therefore to create a flowing metal melt from the walls 12 a, steam crucible of the type mentioned, which is built in such a way that 12 b of the heat insulating vessel 12 can be caught so that its material changes cyclically can heat 60. On the other hand, the temperature gradient and can be cooled and the expansion of the double-walled thermal insulation vessel caused thereafter can be selected and contraction can withstand and, moreover, that in the event of a crack in the container, the possible escape of molten metal, even in the event of a material crack, is prevented from escaping through the outer wall 12 b so that a continuous molten metal solidifies on the outer wall, practical operation in the case of metal vapor deposition. Every leak can thus be preserved through the solidifying material. rial itself clogs, preventing continued use Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß des Tiegels ermöglicht wird, der Behälter von einem doppelwandigen Wärmeiso- Des weiteren wirkt die auf der Außenseite derThis is achieved according to the invention in that the crucible is made possible the container of a double-walled thermal iso- Furthermore, which acts on the outside of the
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