DE1964639B2 - Verfahren zum metallisieren einer oberflaeche eines keramik-koerpers - Google Patents

Verfahren zum metallisieren einer oberflaeche eines keramik-koerpers

Info

Publication number
DE1964639B2
DE1964639B2 DE19691964639 DE1964639A DE1964639B2 DE 1964639 B2 DE1964639 B2 DE 1964639B2 DE 19691964639 DE19691964639 DE 19691964639 DE 1964639 A DE1964639 A DE 1964639A DE 1964639 B2 DE1964639 B2 DE 1964639B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
molybdenum
parts
powder
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691964639
Other languages
English (en)
Other versions
DE1964639C3 (de
DE1964639A1 (de
Inventor
Max Waldo Lancaster; Strubhar Paul Daniel Pequea; Pa. Hoelscher (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE1964639A1 publication Critical patent/DE1964639A1/de
Publication of DE1964639B2 publication Critical patent/DE1964639B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1964639C3 publication Critical patent/DE1964639C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/5133—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of one or more of the refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/5138—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of Mn and Mo, e.g. for the Moly-manganese method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Plattierung beträgt etwa 5 bis 7 Gew.-% des Gewichtes an Molybdän oder Wolfram.
C. Mangan-Pulver
Dies ist ein äußerst hochreines Metallpuk ,,n um und feiner. Das Pulver ist frei von irgen.cinem Überzug.
D. Magnesium-Sinterpulver
Dies ist ein Magnesiumaluminiumsilikat, das durch ' niges Mischen von 300 Gew.-Teilen Magnesiumoxyd π !flockig), 5° Gew.-Teilen Aluminiumoxyd (44 μίτι), technische Qualität) und 650 Gew.-Teilen Silicumdi-
xvd (44 V-m> technische Qualität), Sintern der Mischung h 13000C während etwa einer Stunde und anschließendes Mahlen der gesinterten Masse auf annähernd 2 μπι _> < durchschnittliche Teilchengröße hergestellt wurde.
E. Calcium-Sinterpulver
Dies ist ein Kalziumaluminiumsilikat-Sinterpulver, das durch inniges Mischen von 404 Gew.-Teilen Kalziumoxyd (44 μΐη, technische Qualität), 108 Gew.-Teilen Aluminiumoxyd (44 μπι, technische Qualität), und Gew.-Teilen Siliziumdioxyd (44 μΐη, technische Qualität), Sintern der Mischung bei etwa 1300°C während einer Stunde und anschließendes Mahlen der gesinterten Masse auf eine durchschnittliche Teilchengröße von annähernd 2 μΐυ hergestellt wurde.
F. Mangan-Sinterpulver
Dies ist ein Mangansilikat-Pulver, das durch inniges Mischen von 620 Gew.-Teilen Siliziumdioxyd (44 μιτι, technische Qualität) mit 465 Gew.-Teilen Mangandioxyd (technische Qualität), Sintern der Mischung bei etwa 1170°C während etwa einer halben Stunde und anschließendes Mahlen der gesinterten Masse auf eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 2 μπι hergestellt wurde.
G. Bindemittel
Dies ist ein kommerziell verfügbares Bindemittel wie Äthylcellulose-Bindemittel. Das Bindemittel besitzt die Fähigkeit, die Zubereitung vor dem Sintern zu binden und sich im wesentlichen vollständig beim Erhitzen unterhalb der Sintertemperatur zu verflüchtigen, ohne Blasenbildung in dem Überzug hervorzurufen.
H.Träger
Dies kann irgendeine Flüssigkeit sein, welche mit dem Bindemittel verträglich ist. Für Athylcellulose-Bindemittel wird Äthylenglykoldibutyläther bevorzugt.
in den nachstehend beschriebenen Beispielen wird die metallisierende Mischung durch inniges Mischen der trockenen Bestandteile, Zugeben an Träger soviel wie erforderlich, weiteres Mischen der Zubereitung und vorzugsweise Erhitzen auf etwa 150° C während etwa einer Stunde hergestellt. Nach Abkühlen der Mischung auf Raumtemperatur wird die Mischung auf eine optimale Viskosität durch Zugabe einer geeigneten Menge an Träger verdünnt. Die Metallisierungsmi-■-, schung wird dann auf eine Oberfläche des Keramik-Körpers mittels Durchsieben durch ein ΙΙΟ-μιη-.Sieb als Schicht aufgebracht. Andere Sieb-Maschengrößen können verwendet werden. Andere Methoden der Aufbringung, wie z. B. durch Sprühen, Sireichen oder mittels mi eines Förderbandes, können ebenfalls angewandt werden. Der überzogene Keramik-Körper wird dann, wie in jedem Beispiel gezeigt, erhitzt und anschließend auf Raumtemperatur zur Metallisierung des Keramik-Körpers abgekühlt. Der metallisierte Keramik-Körper r, wird in eine Einspann-Vorrichtung gegenüber einem ähnlichen metallisierten Keramik-Körper gebracht, mit einer Schicht von Nicoro-Hartlöt-Material (Nickel-Kupfer-Gold-Legierung) dazwischen. Diese Einheit wird auf etwa 10500C während 10 Minuten erhitzt und :,i anschließend gekühlt, wodurch die Verbindung vollendet wird.
Um den Bruchmodul der Verbindung zu testen, werden die geformten Körper maschinell zu Prüfstäben für Bruchfestigkeit mittels Diamantschneid- und Schleify, scheiben geformt. Anschließend werden die Stäbe bis zum Bruch mit einer 3-Punkt-Belastving bei einer Geschwindigkeit von etwa 70 300 kg/cm2 pro Minute belastet. Die meisten Brüche treten in dem Keramik-Körper bei einer Entfernung von mehr als 635 μιη von j„ der Verbindung auf. Die Belastung ist gewöhnlich größer als diejenige Belastung, welche für den Bruch des Körpers ohne eine Bindung unter den gleichen Bedingungen erforderlich ist.
Beispiel 1
Eine metallisierende Mischung der nachstehenden Rezeptur wird hergestellt:
57 Gew.-Teile nichtüberzogenes Molybdän-Pulver
(Material A)
M) 39 Gew.-Teile überzogenes Molybdän-Pulver
(Material B)
6 Gew.-Teile Mangan-Pulver (Material C) 6,75 Gew.-Teile Magnesium-Sinterpulver (Material D)
6,75 Gew.-Teile Kalzium-Sinterpulver
(Material E)
1,5 Gew.-Teile Mangan-Sinterpulver (Material F) 4,0 Gew.-Teile Bindemittel (Material G) 18 Gew.-Teile Träger (Material H)
Im Anschluß daran wird eine Oberfläche eines Keramik-Körpers aus Berylliumoxid mit dem Ansatz in einer Dicke von etwa 63,5 μπι beschichtet. Nach dem Beschichten wird der Keramik-Körper in einer reduzie-.-,.-, renden Atmosphäre, welche im wesentlichen aus Stickstoff, enthaltend etwa 10 bis 25 Gew.-% Wasserstoff welche einen Taupunkt zwischen +250C und -25°C aufweist, bei etwa 12600C während etwa Minuten erhitzt und anschließend abgekühlt.
Beispiele 2 bis 5
Die Tabelle zeigt eine Gruppe von Zubereitungen, welche steigende Anteile an Nickel-plattiertem Molybt>5 dän-Pulver und abnehmende Anteile an unplattiertem Pulver enthalten. In diesen Beispielen wird ein keramischer Körper aus 95% Aluminiumoxyd mit dem Ansatz beschichtet und anschließend in einer sonst in
Beispiel 1 beschriebenen Weise bei der Metallisierungstemperatur erhitzt.
Tabelle
90,0 3 4 5
—
Beispiel 4,5 82,5 76,0 19,0
2 4,5 7,5 19,0 77,0
Material (Gew.-Teile) 1,0 4,5 4,5 4,5
A 3,5 4,5 4,5 4,5
B 18 1,0 1,0 1,0
D 1540 3,5 3,5 3,5
E 18 18 18
F 1425 1280 1220
G
H
Metallisie
rungstem
peratur (0C)
r>
Die unter den Beispielen 2 bis 5 durchgeführten Untersuchungen des Bruchmoduls an den Prüfstäben für Bruchfestigkeit ergaben Bruchfestigkeiten von etwa dem gleichen Wert in der Nachbarschaft von etwa 2> 3866,5 kg/cm2. Es sei jedoch bemerkt, daß die Metallisierungstemperatur von 1540°C auf 1425°C mit einem geringen Einsatz an plattierten Teilchen und dann fortschreitend auf 1220°C mit steigenden Einsätzen reduziert wurde. so
Beispiel 6
Eine metallisierte Oberfläche kann gleichfalls auf einem keramischen Material unter Verwendung einer r> Mischung, enthaltend Nickel-überzogenes Wolfram-Pulver hergestellt werden. Die Mischung enthält 36,0 Gew.-Teile Wolfram-Pulver als Material A. Material B besteht in 145,0 Gew.-Teilen an Nickel-überzogenem Wolfram-Pulver. Das Nickel in Material B beträgt bis 4,5% des Gesamtgewichtes an Material B. Die Materialien C, D, E, F, G und H werden in den in der vorstehenden Tabelle angegebenen Mengen verwendet. Es wurde gefunden, daß eine Metallisierungstemperatur von etwa l?00°C eine optimale Festigkeit für den metallisierten Überzug ergibt.
Die metallisierende Mischung besteht also im wesentlichen aus 10 bis 90 Gew.-Teilen nicht überzogenem Molybdän- oder Wolfram-Metallpulver, 4 bis 80 Gew.-Teilen überzogenem Molybdän- oder Wolfram-Metallpulver, 0 bis 10 Gew.-Teilen nicht überzogenem Mangan-Metallpulver und 2 bis 27 Gew.-Teilen Silikatpulver.
Die überzogenen Molybdän- und Wolfram-Metallpulver können die gleichen sein wie die nicht überzogenen Molybdän- und Wolfram-Metallpulver mit der Ausnahme der Beschichtung auf den Teilchen. Die Beschichtung besteht aus Nickel-, Eisen- oder Kobalt-Metall, vorzugsweise durch Plattieren der Teilchen aufgebracht, obwohl andere anhaftende Metallüberzüge w> geeignet sind. Bloßes Mischen von Molybdän- oder Wolfram-Teilchen mit feineren Teilchen des Überzugsmetalls ist nicht geeignet. Die Menge an Überzugsmetall kann von etwa 0,5 bis 10 Gew.-% des Gewichtes der Teilchen, welche überzogen sind, variieren.
Die Anwesenheit an nicht überzogenen Mangan-Teilchen in der Zubereitung ist wahlfrei. Zugaben an Manean-Teilchen sind zum Metallisieren von Körpern aus Berylliumoxid (99,5% oder mehr BeO) und Körpern mit sehr hohem Aluminiumoxidgehalt (98% oder mehr Al2O3) erwünscht. Zugaben an Mangan-Teilchen werden vorzugsweise dort unterlassen, wo Mangan oder Chrom in dem keramischen Körper enthalten ist. Mangan-Metall-Teilchen von sehr hoher Reinheit werden bevorzugt, obwohl andere Reinheitsgrade verwendet werden können. Die durchschnittliche Partikelgröße beträgt 44 μηι und darunter.
Das Silikatpulver kann Magnesium-Aluminium-Silikat, Kalzium-Aluminium-Silikat und/oder Mangansilikat sein. Es wird bevorzugt, eine Kombination von allen drei dieser Silikate in den folgenden Anteilen pro 100 Gew.-Teilen an Metallpulver zu verwenden: 1 bis 12 Gew.-Teile Magnesium-Aluminium-Silikat, 1 bis 12 Gew.-Teile Kalzium-Aluminium-Silikat und 0,2 bis 3 Gew.-Teile Mangansilikat.
Die Metallisierungsmischung ist mit geeigneten Bindemitteln und Trägern rezeptiert, welche mit den anderen Bestandteilen der Rezeptur und mit den Verarbeitungsstufen, welche zur Herstellung des Metallüberzugs angewandt werden, verträglich sind (vgl. z. B. US-PS 32 90 171). Die Mischung wird vorzugsweise bei etwa 150°C während etwa einer Stunde erhitzt. Dies verbessert die Eigenschaften der nachfolgend mit der Metallisierungsmischung hergestellten Metallisierungsschicht.
Die Metaüisierungsmischung wird auf eine Oberfläche eines keramischen Körpers aufgebracht. Der keramische Körper kann von irgendeinem Beschaffenheitstyp sein, wie er für elektrische Isolierung verwendet wird, und dessen Alterungstemperatur höher als die angewandte Metallisierungstemperatur ist. Es wird bevorzugt, einen Keramik-Körper aus Aluminium oder Berylliumoxid zu verwenden. Ein Vorteil des neuen Verfahrens ist die Tatsache, daß es mit verschiedenen Arten von Keramik-Körpern und insbesondere mit Keramik-Körpern aus Beryllium- und Aluminiumoxid durchgeführt werden kann. Die Metallisierungsmischung kann in üblicher Weise aufgebracht werden, z. B. mittels: Sieben, Streichen, Sprühen, Tauchen, Abstreichmesser etc. Ein Förderband kann gleichfalls verwendet werden. Die Metallisierungsmischung wird als eine dünne Schicht vorzugsweise von etwa 15 bis 75 μίτι Stärke aufgebracht, obwohl Schichten mit 12 bis 100 μίτι Dicke ebenfalls verwendet werden können. Die Dicke der aufgebrachten Schicht wird so eingestellt, daß nach dem Brennen eine Sinterschicht mit etwa 12 bis 36 μίτι Stärke vorhanden ist. Es wurde gefunden, daß dieser Bereich Verbindungen mit optimaler Festigkeit ergibt. Nach der Aufbringung wird die aufgebrachte Schicht zur Entfernung des Trägers getrocknet.
Im Anschluß an das Trocknen wird der überzogene Keramik-Körper auf etwa 11000C bis 150O0C (Metallisierungstemperatur) in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt, bis die Schicht auf die Oberfläche des Keramik-Körpers gesintert und eine metallisierte Schicht vorhanden ist. Die reduzierende Atmosphäre besteht vorzugsweise aus 10 bis 40 Gew.-% Wasserstoffgas und 90 bis 60 Gew.-% Stickstoff und enthält weiterhin so viel Wasserdampf, daß sie einen Taupunkt von höher als -25° C bis hinauf zu +200C besitzt. Atmosphären, die trockener sind (niedriger Taupunkt), haben schwächere Bindungen zwischen dem Metallbelag und dem Keramik-Körper zur Folge. Das Metallisierungserhitzen erfordert gewöhnlich etwa 1 Stunde, kann jedoch auch in einem so geringen Zeitraum wie 10 Minuten und gleichfalls bis zu 3 Stunden erfolgen. Der
metallisierte Keramik-Körper wird anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.
Während des Erhitzens agglomerieren die Metallteilchen und wachsen zu einem porösen metallischen Gefüge mit einem gewissen Wachstum der Partikelgröße zusammen. Die Oberfläche der Metallschicht ist metallisch und kann leicht gelötet oder geschweißt werden. Während des Erhitzens passen sich gleichfalls die anwesenden Silikate an das poröse Gefüge an und füllen die Poren unter Ausbildung einer im wesentlichen vollkommen gefüllten Struktur, was zum Erreichen einer endgültigen vakuumdichten Verbindung wichtig ist. Die Silikate netzen gleichfalls den Keramik-Körper und die poröse Metallstruktur, wobei sie eine Verbindung hervorbringen, welche fester ist als die des Keramik-Körpers. Zusätzlich ist das Gefüge so beschaffen, daß bei dem nachfolgenden Erhitzen während des Schweißens oder Lötens die Silikate nicht zu der Oberfläche hin ausblühen und die Adhäsion des Lotes oder des Hartlotes an den Metallbelag hindern.
Eines der Merkmale der Erfindung ist die Verwendung einer Mischung von beschichteten und nichtbeschichteten Teilchen aus Molybdän- oder Wolfram-Metall. Die Verwendung von beschichteten Teilchen erlaubt die Anwendung von niedrigeren Melallisierungstemperaturen. Mit Anwachsen des Verhältnisses von beschichteten Teilchen in unbeschichteten Teilchen nimmt die erforderliche Metallisierungstemperatur ab.
Mischungen, worin alle Metall-Teilchen beschichtet sind, benötigen die tiefste Metallisierungstemperatur; jedoch ist das Zeit-Temperatur-Verhältnis während der Metallisierung dann schwierig zu regeln, um ein genügend einheitliches Produkt herzustellen. Daher stellt eine Mischung von beschichteten und nichtbeschichteten Metall-Teilchen beides, nämlich sowohl den Vorteil einer niedrigeren Metallisierungstemperatur als auch ein Produkt mit guten Eigenschaften sicher. Das Relativgewicht des Metallüberzugs auf den Metall-Teilchen beeinflußt die Metallisierungstemperatur ebenfalls, jedoch in einem geringeren Ausmaß.
Die gesinterte Metallschicht kann als solche zur Ausbildung einer Verbindung mit einem Metall-Teil
5 oder mit einem ähnlich metallisierten keramischen Teil verwendet werden. Frei nach Wahl kann die gesinterte Metallschicht als Basis für die Deposition eines anderen Metalles verwendet werden. Zum Beispiel wird der metallisierte Keramik-Körper in einem Plattierungsbad
u) zur Deposition eines Oberzugs von Nickclmctall von etwa 2,54 μΐυ bis 5,08 μΐη Dicke auf den metallisierten Teil der Keramik behandelt Der Keramik-Körper kann dann an seinen Nickel-plaitierten Flächen entweder mit einem metallisierten keramischen Teil oder mit einem
ι s metallischen Teil unter Verwendung von Hartloten, wie z.B. reinem Kupfer, oder Silber-Kupfer-Legierungen verbunden sein. Legierungen von Nickel-Gold, Nickel-Kupfer-Gold und Nickel-Kupfer erfordern keine plattierte Schicht auf dem Metallbelag.
Das Hartlöten wird in geeigneter Weise durchgeführt, indem man den Keramik-Körper in einer Einspannvorrichtung hält, das Hartlot zwischen die metallisierte Fläche an dem Körper und dem Teil bringt, mit welchem dieser zu verbinden ist, und anschließend die Einrichtung in einer reduzierenden Umgebungsatmosphäre während etwa 3 bis 5 Minuten bei einer Temperatur von etwas oberhalb des Schmelzpunktes des verwendeten Hartlotes erhitzt Für ein 72-Silber-28-Kupfer-Harüot wird eine Temperatur von 815° C bevorzugt Wenn reines Kupfer als Hartlot verwendet wird, wird eine Temperatur von etwa 1110° C bevorzugt Nach dem Hartlöten wird die Einrichtung abgekühlt und die hartgelötete Verbindung ist gebrauchsfertig, Die Verbindung ist vakuumdicht und hat eine Biegefestigkeit die etwa gleich oder größer als die Biegefestigkeit des Keramik-Körpers ist mit einei maximalen Festigkeit von etwa 4921 kg/cm2.

Claims (10)

Palentansprüche:
1. Verfahren zum Metallisieren einer Oberfläche eines Keramik-Körpers durch Beschichten der ■■> Oberfläche mit einer metallisierenden Mischung, welche unbeschichtete Teilchen aus den schwer schmelzbaren Metallen Molybdän und/oder Wolfram, Schwermetall in Form von Nickel, Eisen und/oder Kobalt sowie ein Silikat enthält, und w anschließendes Erhitzen des beschichteten Keramik-Körpers in einer reduzierenden Atmosphäre auf mindestens 11000C, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwermetall als haftender Überzug auf zusätzliche Teilchen aus den schwer \r> schmelzbaren Metallen Molybdän und/oder Wolfram aufgebracht wird, daß als Silikat zumindest eine der Verbindungen Magnesium-Aluminium-Silikat, Kalzium-Aluminium-Silikat und Mangansilikat gewählt wird, daß die Mischung aus 10 bis 90 :o Gew.-Teilen der unbeschichteten und 4 bis 80 Gew.-Teilen der beschichteten Teilchen aus dem schwer schmelzbaren Metall und 2 bis 27 Gew.-Teilen des Silikates besteht und daß der beschichtete Keramik-Körper auf eine Temperatur bis zu 15000C 2i erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzlich bis zu 10 Gew.-Teile Mangan enthaltende metallisierende Mischung verwendet wird. 31)
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtbeschichtete Teilchen aus Molybdän und beschichtete Teilchen aus mit Nickel überzogenem Molybdän verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- y-, zeichnet, daß ein Körper aus einer Berylliumoxid-Keramik verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus einer Aluminiumoxid-Keramik verwendet wird, to
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer aus 10 bis 40 Gew.-% Wasserstoff und 90 bis 60 Gew.-% Stickstoff bestehenden reduzierenden Atmosphäre, deren Taupunkt höher als -25°C liegt, gearbeitet wird. v-,
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus 57 Gew.-Teilen nichtbeschichtetem Molybdänpulver, 39 Gew.-Teilen mit Nickel überzogenem Molybdänpulver und 15 Gew.-Teilen Silikat-Pulver bestehende metallisierende Mischung -,o verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzlich 6 Gew.-Teile Mangan-Pulver enthaltende metallisierende Mischung verwendet wird. V)
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus einer Berylliumoxid-Keramik verwendet und bei Temperaturen zwischen 1200° und 13000C gearbeitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- mi zeichnet, daß eine aus 76 Gew.-Teilen nichtbeschichtetem Molybdän-Pulver, 19 Gew.-Teilen mit Nickel überzogenem Molybdänpulver und 10 Gew.-Teilen Silikat-Pulver bestehende metallisierende Mischung verwendet wird. t> >
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für viele Anwendungszwecke werden feste, vakuumdichte Keramik-Metall-Verbindungen benötigt, z. B. in Hochvakuum-Röhren, in denen ein Keramik-Körper vakuumdicht mit einem Metallteil verbunden im. Derartige Dichtungsabschlüsse werden hergestellt, indem man zuerst die Oberfläche des Keramik-Körpers metallisiert und anschließend die metallisierte Oberfläche mit dem Metallteil oder einer anderen metallisierten Oberfläche verbindet. Das Metallisieren wird gewöhnlich durch Sintern einer Schicht eines schwer schmelzbaren Metalls, wie Molybdän oder Wolfram, auf die Oberfläche des Keramik-Körpers durchgeführt. Für die meisten praktischen Zwecke wird das Sintern des schwer schmelzbaren Metalls durch irgendwelche Mittel gefördert, damit die Metallisierungstemperatur auf einen Wert von unterhalb 175O0C bzw. 21000C (der Temperatur, bei welcher Molybdän bzw. Wolfram von selbst sintert) herabgesetzt werden kann. Metallisierungstemperaturen oberhalb von 17500C sind für die zu metallisierende Keramik wegen des die Festigkeit beeinträchtigenden Kernwachstums nachteilig und erfordern außerdem aufwendige öfen.
Eine Sinterhilfe ist beispielsweise die Anwesenheit von Wasserdampf in der während der Metallisierung herrschenden Gasatmosphäre.
Eine andere Sinterhilfe ist die Verwendung von »glasartigen« Additiven zur Metallisierung (US-PS 30 23 492), die aber die Auswahl verwendbarer Keramik-Körper begrenzen, oder von Hilfsmetallen, wie z. B. Mangan, Eisen, Yttrium und Niob (US-PS 29 38 806).
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 29 85 547 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren, das zur Sinterhilfe mit einem verdampfbaren Hilfsmittel arbeitet, wird eine Mischung aus unbeschichteten Molybdän- bzw. Wolframteilchen mit Schwermetallteilchen im Elementarzustand verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das einerseits mit relativ niedrigen Temperaturen auskommt und andererseits ein Erzeugnis mit guten, genau reproduzierbaren Adhäsions- und Festigkeitseigenschaften gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei niedrigen Metallisierungstemperaturen ein sehr gleichmäßiges Produkt entsteht, und zwar ohne aufwendige Sinterhilfsmittel. Ohne Beeinträchtigung der Bruchfestigkeitseigenschaften des Keramik-Körpers wird zugleich eine optimale Adhäsion und eine vollkommen vakuumdichte Verbindung erreicht. Ferner besteht weitgehende Freiheit hinsichtlich der Art des Keramik-Körpers.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen werden die folgenden Materialien verwendet:
A. Unbeschichtetes Molybdän- oder Wolfram-Pulver
Dieses ist ein äußerst hochreines (99,8% oder höher) Metallpulver mit einer Partikelgröße im Bereich von 1 bis 20 μηι.
B. Beschichtetes Molybdän- oder Wolfram-Pulver
Dies ist ein äußerst hochreines (99,8% oder höher) Metallpulver, in welchem das Molybdän eine durchschnittliche Teilchengröße von 3,5 bis 5,0 μιτι und das Wolfram eine durchschnittliche Teilchengröße von 2,0 bis 3,5 μητ hat. Die Teilchen weisen eine aufplattierte Schicht aus Nickel-, Eisen- oder Chrom-Metall auf. Die
DE1964639A 1968-12-26 1969-12-23 Verfahren zum Metallisieren einer Oberfläche eines Keramik-Körpers Expired DE1964639C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78720068A 1968-12-26 1968-12-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1964639A1 DE1964639A1 (de) 1970-07-16
DE1964639B2 true DE1964639B2 (de) 1977-11-10
DE1964639C3 DE1964639C3 (de) 1978-07-06

Family

ID=25140721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1964639A Expired DE1964639C3 (de) 1968-12-26 1969-12-23 Verfahren zum Metallisieren einer Oberfläche eines Keramik-Körpers

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3620799A (de)
JP (1) JPS4912326B1 (de)
DE (1) DE1964639C3 (de)
FR (1) FR2027125A1 (de)
GB (1) GB1291095A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3436831A1 (de) * 1984-10-06 1986-09-04 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und verbindungselement zur verbindung keramischer teile

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853582A (en) * 1970-02-02 1974-12-10 Raytheon Co Metallized isotropic boron nitride body and method for making same
GB1412411A (en) * 1971-08-04 1975-11-05 Albright & Wilson Roadstone
JPS5021485B2 (de) * 1971-11-22 1975-07-23
GB1452901A (en) * 1973-03-22 1976-10-20 Atomic Energy Authority Uk Silicon carbide bodies
US3975165A (en) * 1973-12-26 1976-08-17 Union Carbide Corporation Graded metal-to-ceramic structure for high temperature abradable seal applications and a method of producing said
US3993821A (en) * 1974-12-23 1976-11-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Metallization of beryllia composites
US4053866A (en) * 1975-11-24 1977-10-11 Trw Inc. Electrical resistor with novel termination and method of making same
JPS57206088A (en) * 1981-06-12 1982-12-17 Ngk Spark Plug Co Ceramic metallized ink
EP0200983A3 (de) * 1981-06-26 1989-01-04 Foseco International Limited Protektion von Graphitelektroden
US4504007A (en) * 1982-09-14 1985-03-12 International Business Machines Corporation Solder and braze fluxes and processes for using the same
JPS59203784A (ja) * 1983-04-28 1984-11-17 株式会社東芝 非酸化物系セラミックス焼結体のモリブデンシリサイド被膜の形成方法
US5178647A (en) * 1983-07-29 1993-01-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Wear-resistant member
US4871108A (en) * 1985-01-17 1989-10-03 Stemcor Corporation Silicon carbide-to-metal joint and method of making same
JPS63103886A (ja) * 1986-10-21 1988-05-09 日本碍子株式会社 メタライズペ−ストならびにそれを使用してなるセラミツクスのメタライズ法
US4952554A (en) * 1987-04-01 1990-08-28 At&T Bell Laboratories Apparatus and systems comprising a clad superconductive oxide body, and method for producing such body
US4764341A (en) * 1987-04-27 1988-08-16 International Business Machines Corporation Bonding of pure metal films to ceramics
FR2643365B1 (fr) * 1989-02-22 1993-11-05 Air Liquide Procede de metallisation de ceramiques et appareil pour sa mise en oeuvr
US5162159A (en) * 1991-11-14 1992-11-10 The Standard Oil Company Metal alloy coated reinforcements for use in metal matrix composites
US6103392A (en) 1994-12-22 2000-08-15 Osram Sylvania Inc. Tungsten-copper composite powder
US5953511A (en) * 1997-04-08 1999-09-14 National Instruments Corporation PCI bus to IEEE 1394 bus translator
US6840429B2 (en) * 2001-09-25 2005-01-11 Lucas-Milhaupt, Inc. Method of and composition for treating a non-metallic refractory material for brazing
US20050181199A1 (en) * 2001-09-25 2005-08-18 Handy & Harman (Ny Corporation) Composition for treating refractory materials for brazing
US7220098B2 (en) 2003-05-27 2007-05-22 General Electric Company Wear resistant variable stator vane assemblies
US7543992B2 (en) 2005-04-28 2009-06-09 General Electric Company High temperature rod end bearings
US20080318079A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Ballantyne George J Low lead solderable plumbing components
US20110229918A1 (en) * 2008-12-11 2011-09-22 Covalys Biosciences Ag Method of Quantifying Transient Interactions Between Proteins
US9011620B2 (en) * 2009-09-11 2015-04-21 Technip Process Technology, Inc. Double transition joint for the joining of ceramics to metals
US10808490B2 (en) 2018-05-17 2020-10-20 Weatherford Technology Holdings, Llc Buoyant system for installing a casing string
US10883333B2 (en) 2018-05-17 2021-01-05 Weatherford Technology Holdings, Llc Buoyant system for installing a casing string
CN115974575B (zh) * 2023-01-13 2023-11-28 中航富士达科技股份有限公司 一种高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法
CN115894082B (zh) * 2023-03-09 2023-06-23 中南大学 一种(ZrHfTiTaNb)C-W金属高熵陶瓷改性C/C复合材料及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2667427A (en) * 1951-07-27 1954-01-26 Gen Electric Method of metalizing a ceramic member
US2835967A (en) * 1952-11-05 1958-05-27 Ericsson Telefon Ab L M Method of producing a solderable metallic coating on a ceramic body and of solderingto the coating
US2903788A (en) * 1955-10-18 1959-09-15 Rca Corp Method and material for metallizing ceramics
US2985547A (en) * 1958-06-13 1961-05-23 Frenchtown Porcelain Company Method for preparing coated bodies
DE1187175B (de) * 1958-07-19 1965-02-11 Telefunken Patent Verfahren zur Herstellung von festhaftenden metallischen UEberzuegen auf reinster Sintertonerdekeramik
US3023492A (en) * 1958-11-19 1962-03-06 Gen Electric Metalized ceramic member and composition and method for manufacturing same
US3290171A (en) * 1962-12-05 1966-12-06 Rca Corp Method and materials for metallizing ceramics
DE1471415B2 (de) * 1962-12-07 1971-05-06 Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München Verfahren zur herstellung eines metallueberzugs auf einem keramikkoerper
FR1362533A (fr) * 1963-04-04 1964-06-05 Thomson Houston Comp Francaise Revêtement métallisant pour corps constitués par des oxydes très réfractaires
US3352694A (en) * 1963-06-17 1967-11-14 Varian Associates Low temperature metallizing paint and method of making same
US3312533A (en) * 1963-06-26 1967-04-04 Philips Corp Ceramic article with sintered metallic layer and flux
US3410714A (en) * 1965-10-18 1968-11-12 Gen Electric Metallizing and bonding non-metallic bodies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3436831A1 (de) * 1984-10-06 1986-09-04 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und verbindungselement zur verbindung keramischer teile

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4912326B1 (de) 1974-03-23
DE1964639C3 (de) 1978-07-06
DE1964639A1 (de) 1970-07-16
GB1291095A (en) 1972-09-27
FR2027125A1 (de) 1970-09-25
US3620799A (en) 1971-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1964639C3 (de) Verfahren zum Metallisieren einer Oberfläche eines Keramik-Körpers
EP1233935B1 (de) Verfahren zur festlegung eines aus metall-matrix-composite-(mmc) material gebildeten körpers auf einem keramischen körper
DE965988C (de) Verfahren zum Aufbringen einer vakuumdichten, loetfaehigen Metallschicht auf Keramikkoerpern
EP0322732B1 (de) Verfahren zum Verbinden eines Siliciumcarbid-Formteils mit einem weiteren Formteil aus Siliciumcarbid oder Metall
CH399280A (de) Metallisierter Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung desselben
DE2912861C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Sinterhartmetallkörpers
DE3618102A1 (de) Verfahren zum stoffschluessigen verbinden von keramik-werkstoffen und metall sowie von gleichartigen und verschiedenartigen keramik-werkstoffen miteinander
EP0394817B1 (de) Verfahren zur Herstellng von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen
EP1678733B1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundkörpers durch hochtemperaturlöten einer nichtmetallischen komponente mit einer metallischen oder nichtmetallischen komponente
DE3421922A1 (de) Verbundgebilde aus einem keramischen material und einer aluminiumlegierung
DE2308041B2 (de) Verwendung einer lotlegierung
DE2357231C2 (de) Verfahren zum Verbinden von magnetisch-keramischen und metallischen Bauteilen
DE2534777C2 (de) Verfahren zum Verlöten eines polykristallinen Körpers aus hochhartem Werkstoff auf der Grundlage von Bornitrid und/oder Diamant mit einem Metallteil und Lot zur Durchführung dieses Verfahrens
DE4105596C2 (de)
DE3837378A1 (de) Keramischer verbundwerkstoff, verfahren zu seiner herstellung und verwendung
EP0737657A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines metallbeschichteten, metallisierten Bauteils aus Aluminiumnitridkeramik und damit erhaltenes metallbeschichtetes Bauteil
DE2457198C2 (de) Legierung zum Metallisieren und Löten von überharten Werkstoffen
EP0230853A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer lötfähigen Schicht aus einer Metallegierung auf einem Keramik-, insbesondere Oxydkeramiksubstrat
DE968976C (de) Verfahren zum Herstellen eines loetbaren Metallueberzuges auf einem nichtmetallischen Koerper
AT272929B (de) Verfahren zur vakuumdichten Verlötung eines Metallkörpers mit einem glasphasenfreien Keramikkörper
DE19934760A1 (de) Verfahren zur Bindung von Silicumnitrid an Kohlenstoffstahl
DE1925796A1 (de) Elektrode fuer Bogenentladungen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2055657A1 (en) Metal bonding to ceramics - using metal alloyed with cpd reducibly reactive with oxide ceramic
DE2245095C2 (de) Silberpaste zum Metallisieren von Oxidkeramiken mit hohem Schmelzpunkt
EP0267648A1 (de) Verfahren zum Verlöten von keramischen Bauteilen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee