DE2350364A1 - Verfahren zum metallisieren von keramik mit thorium, yttrium oder zirkon - Google Patents

Verfahren zum metallisieren von keramik mit thorium, yttrium oder zirkon

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DE2350364A1 DE19732350364 DE2350364A DE2350364A1 DE 2350364 A1 DE2350364 A1 DE 2350364A1 DE 19732350364 DE19732350364 DE 19732350364 DE 2350364 A DE2350364 A DE 2350364A DE 2350364 A1 DE2350364 A1 DE 2350364A1
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Description

1.10.1973
We/Di
24.242.9
INTERATOM
Internationale Atomreaktorbau GmbH 506 Bensberg
Verfahren zum Metallisieren von Keramik mit Thorium, Yttrium
oder Zirkon
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallisieren einer Sauerstoff-Ionen leitenden Keramik, wobei auf diese ein Metallisierungspulver aus Metall-Hydrid aufgebracht, in reduzierender Atmosphäre eingesintert und anschließend bis zur Zerfalls temperatur des Metall-Hydrids erhitzt wird. Sauerstoff-Ionen leitende Keramiken, beispielsweise aus Thorium-Yttrium Oxyd (ThOo-YoO?) werden als Festelektrolyten verwendet, beispielsweise in Geräten zur Messung des Sauerstoffgehaltes in Gasen und Flüssigmetallen. Für diesen Zweck ist es erforderlich, die Keramik vakuumdicht mit den metallischen Teilen des Gerätes so zu verbinden, daß die Keramik selbst und die Verbindung weder chemisch angegriffen noch durch thermische Spannungen zerstört werden, wie sie bei der Verwendung der Geräte bei Temperaturen im Bereich von 300 bis 800 C auftreten. Hierfür bieten sich besondere Lötverfahren an, wobei jedoch, da die Keramik im unbehandelten Zustand vom Lot nicht benetzt wird, diese in einem vorherigen Arbeitsgang metallisiert werden muß. Dabei bietet sich eine Metallisierung mit Thorium, Yttrium oder Zirkon insbesondere deshalb an, weil dadurch keine zusätzlichen Verunreinigungen in die Keramik eingebracht werden, die Mischleitungen bewirken könnten.
In der Zeitschrift Silikattechnik 23 (1972) Seite 412 bis 416 wird über Versuche berichtet, dem zur Verbindung von
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23503b/.
Keramik und Metall verwendeten Lot Titan oder Zirkon zuzusetzen, letzteres insbesondere in Form der Hydride, wobei diese Hydride bei der vorgesehenen Löttemperatur zerfallen und die Metalle sich fein verteilt auf der Keramik niederschlagen. Die Reaktion während dieses als sogenannte Aktivlötung zu bezeichnenden Lötvorganges ist jedoch schlecht steuerbar, so daß eine für sich vorgenommene Metallisierung und anschließende Verlötung günstiger ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Metallisieren einer Sauerstoff-Ionen leitenden Keramik mit Metallen, das ungünstige Einflüsse auf die elektrochemischen Eigenschaften der Keramik vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß Hydride des Thoriums, Yttriums und/oder des Zirkons (ThH , YH , bzw. ZrH ) verwendet werden. Das Verfahren ist insbesondere für Keramiken wie ThO2-Y2O3, ZrO2-Y2O3 oder ZrO2-CaO geeignet, läßt sich jedoch auch auf andere Keramik-Materialien anwenden. Zweckmäßigerweise wird das Metall-Hydrid bei einer Temperatur von 600 bis 70O0C 3 Stunden lang in reduzierender Atmosphäre eingesintert und anschließend auf eine Temperatur von 1000-1200
setzt werden.
von 1000-12000C erhitzt, wodurch die Hydride vollständig zer-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Keramik vor dem Aufbringen des Metallisierungspulvers in reduzierender Atmosphäre, beispielsweise H^-Ar oder H^-^ geglüht wird, um eine Oberfläche zu erzielen, die zu einer besonders innigen Verbindung mit der Metallisierung neigt. Die Glühtemperatur sollte dabei 1000 bis 1400°C betragen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Metallxsierungspulver mit einer Korngröße von weniger als 1 /um verwendet wird, um eine möglichst große Reaktionsqberfläche zur Verfügung zu haben, wodurch die Sintertemperatur und -dauer herabgesetzt und die Haftfestigkeit der Metal-
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lisierung verbessert werden können. Ausgehend von den handelsüblichen Pulvern läßt sich eine solche geringe Korngröße durch längeres Naßmahlen derselben erzielen.
Zweckmäßigerweise wird das Metallisierungspulver in Form einer Aufschlämmung in einem Gemisch aus Nitrolack und Ä'thylenglykolacetat aufgebracht.
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Claims (3)

-H- PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Metallisieren einer Sauerstoff-Ionen leitenden Keramik, wobei auf diese ein Metallisierungspulver aus Metall-Hydrid aufgebracht, in reduzierender Atmosphäre eingesintert und anschließend bis zur Zerfallstemperatur des Metall-Hydrids erhitzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß Hydride des Thoriums, Yttriums und/oder des Zirkons verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramik vor dem Aufbringen des Metallisierungspulvers in reduzierender Atmosphäre geglüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Metallisierungspulver mit einer Korngröße von weniger als 1 /um verwendet wird.
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DE19732350364 1973-10-08 1973-10-08 Verfahren zum Metallisieren einer Sauerstoff-Ionen leitender Keramik Expired DE2350364C2 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0345824A1 (de) * 1982-12-24 1989-12-13 Ngk Insulators, Ltd. Verfahren zur Darstellung von Keramik
CN108878234A (zh) * 2018-06-14 2018-11-23 北京工业大学 一种ZrH2添加的Y2O3-W基次级发射体的制备方法

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CN108878234B (zh) * 2018-06-14 2020-02-11 北京工业大学 一种ZrH2添加的Y2O3-W基次级发射体的制备方法

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DE2350364C2 (de) 1982-08-19

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