DE2949275A1 - CUEVETTE FOR THE FLAMELESS ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
CUEVETTE FOR THE FLAMELESS ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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- DE2949275A1 DE2949275A1 DE19792949275 DE2949275A DE2949275A1 DE 2949275 A1 DE2949275 A1 DE 2949275A1 DE 19792949275 DE19792949275 DE 19792949275 DE 2949275 A DE2949275 A DE 2949275A DE 2949275 A1 DE2949275 A1 DE 2949275A1
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- C23C16/01—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes on temporary substrates, e.g. substrates subsequently removed by etching
Description
PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 79-148PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 79-148
"Küvette für die flammenlose Atom-Absorptions-SpektrosKopie und Verfahren zu deren Herstellung""Cell for flameless atomic absorption spectroscopy and process for their production "
Die Erfindung bezieht sich auf eine Küvette aus pyrolytischem Graphit (nachfolgend auch als "Pyrographit" bezeichnet) für die flammenlose Atom-Absorptions-Spektroskopie (nachfolgend abgekürzt als "AAS" bezeichnet) Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Küvette durch reaktive Abscheidung einer Schicht aus pyrolytischem Graphit aus der Gasphase auf einen Dorn aus einem hochschmelzenden Werkstoff, wobei die Form und die Abmessungen des Doms derart gewählt werden, daß sie unter Berücksiehtigung der bei der Abscheidung auftretenden thermischen Ausdehnung der Form und den Abmessungen der Innenfläche der gewünschten Küvette entsprechen.The invention relates to a pyrolytic cuvette Graphite (hereinafter also referred to as "pyrographite") for flameless atomic absorption spectroscopy (hereinafter referred to as "AAS" for short) The invention also relates to a method of production such a cuvette by reactive deposition of a layer of pyrolytic graphite from the gas phase on one Mandrel made of a high-melting material, the shape and dimensions of the dome being selected such that them taking into account those occurring during the deposition thermal expansion of the shape and dimensions of the inner surface of the desired cuvette correspond.
AAS-Küvetten dienen als Aufnahmebehälter und Aufheizvorrichtung für die zu analysierende Probe. Als Küvetten werden insbesondere rohrförmige Körper verwendet (DE-OS 20 06 032, DE-OS 21 48 777). Im allgemeinen bestehen die Küvetten aus hochtemperaturfestem, elektrisch leitendem Material, da die Aufheizung der zu analysierenden Probe meistens durch Wider-Standsbeheizung der Küvetten im direkten Stromdurchgang erfolgt. Natürlich sind auch andere Beheizungsarten, z.B. induktiv oder durch Strahlung, möglich.AAS cuvettes serve as receiving containers and heating devices for the sample to be analyzed. As cuvettes are in particular tubular body used (DE-OS 20 06 032, DE-OS 21 48 777). In general, the cuvettes are made of high temperature resistant, electrically conductive material, as the The sample to be analyzed is usually heated by resistance heating of the cuvettes takes place in direct current passage. Of course, other types of heating are also possible, e.g. inductive or by radiation, possible.
Das bevorzugte Material für solche Küvetten ist Kohlenstoff, insbesondere in Form spektralreiner Elektrographite.The preferred material for such cuvettes is carbon, especially in the form of spectrally pure electrographite.
Durch Anbringung von dünnen Schichten aus gut orientiertem pyrolytischem Graphit auf den in der AAS gebräuchlichen Graphitküvetten (Atomic Absorption with Electrothermal Atomization; Firmenprospekt der Pye Unicam Ltd., Cambridge, Großbritannien) konnte die Nachweisempfindlichkeit für eineBy applying thin layers of well-oriented pyrolytic graphite on the commonly used in AAS Graphite cuvettes (Atomic Absorption with Electrothermal Atomization; company brochure of Pye Unicam Ltd., Cambridge, Great Britain) the detection sensitivity for a
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Anzahl von Elementen, insbesondere aber die Lebensdauer, also die WiederverwendbarKeit ein- und derselben Küvette, in einem unerwartet hohen Maße verbessert werden. Letzteres ist von erheblicher Bedeutung für weitgehend wartungsfreie, automatisch arbeitende Analysengeräte. Nach dem derzeitigen Stand der TechniK ist zu erwarten, daß normale, also unbeschichtete Graphitküvetten in zunehmendem Maße durch die verbesserten, mit Pyrographit beschichteten Küvetten verdrängt werden.Number of elements, but especially the service life, i.e. the reusability of one and the same cuvette, can be improved to an unexpectedly high degree. The latter is of considerable importance for largely maintenance-free, automatic analyzers. According to the current state of technology, it is to be expected that normal, i.e. uncoated Graphite cuvettes increasingly by the improved, pyrographite-coated cuvettes are displaced.
Auf der anderen Seite gibt es eine Reihe von Gründen technischer und auch chemisch-physikalischer Natur, daß eine gewisse Vielfalt von Küvettentypen erhalten bleiben wird, sowohl was ihre Form als auch den Werkstoff angeht, aus dem sie gefertigt werden. So wurden in der einschlägigen Literatur, insbesondere im PatentSchrifttum, vielfältige Vorschläge für unterschiedliche Formen(DE-OS 22 21 184) sowie auch für verschiedenartige Werkstoffe wie etwa Tantal und Wolfram (Atomic Absorption with Electrothermal Atomization; Firmenprospekt der Pye Unicam Ltd., Cambridge, Großbritannien), glasartigen Kohlenstoff (DE-OS 20 34 960) und auch pyrolytischen Graphit (DE-OS 25 54 950), unterbreitet.On the other hand there are a number of reasons technical and also chemical-physical nature that a certain Diversity of cuvette types will be retained, both in terms of their shape and the material from which they are made will. In the relevant literature, in particular in patent literature, there have been various suggestions for different forms (DE-OS 22 21 184) as well as for different types Materials such as tantalum and tungsten (Atomic Absorption with Electrothermal Atomization; company brochure from Pye Unicam Ltd., Cambridge, Great Britain), vitreous carbon (DE-OS 20 34 960) and also pyrolytic Graphite (DE-OS 25 54 950), submitted.
Es erscheint nun etwas überraschend, daß bei Untersuchungen an und mit Küvetten, die nur aus pyrolytischem Graphit bestehen (z.B. Analytical Chemistry 44 (1972) 1718-1720), keinerlei Hinweise zu finden sind, daß auch nur annähernd so gute Eigenschaften, insbesondere so hohe Lebensdauern, gefunden worden wären, wie dies bei den nur mit einer Pyrographttschicht bedeckten Graphitküvetten der Fall ist.It now appears somewhat surprising that in investigations on and with cuvettes that consist only of pyrolytic graphite (e.g. Analytical Chemistry 44 (1972) 1718-1720), there are no indications to be found that even approximately as good properties, in particular such long lifetimes, would have been found, as is the case with those with only one layer of pyrographate covered graphite cuvettes is the case.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer von Küvetten, die nur aus pyrolytischem Graphit bestehen, zu verlängern.The invention is based on the object of increasing the service life of cuvettes that only consist of pyrolytic graphite, to extend.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Küvette gelöst,This object is achieved according to the invention by a cuvette,
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die aus einem hohlen GrundKörper aus pyrolytischem Graphit besteht, dessen Außenflächen mindestens stellenweise mechanisch abgetragen wird, wobei auf den Außen- und Innenflächen des hohlen GrundKörpers mindestens noch eine weitere aufgewachsene Schicht aus pyrolytischem Graphit angeordnet ist.those made of a hollow base made of pyrolytic graphite consists, the outer surfaces of which is mechanically removed at least in places, on the outer and inner surfaces of the hollow basic body at least one more grown up Layer of pyrolytic graphite is arranged.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Küvette wird vorzugsweise ein Verfahren der eingangs genannten Art angewendet, bei dem bei der reaktiven Abscheidung von pyrdytischem Graphit aus der Gasphase Gasdruck, Temperatur und Abscheidungsdauer derart gesteuert werden, daß die Dicke der Schicht aus pyrolytischem Graphit etwas größer wird, als es den gewünschten Außenabmessungen und der gewünschten Wanddicke der Küvette entspricht, daß der so entstandene höhle Grundkörper aus pyrolytischem Graphit durch mechanische Bearbeitung seiner Außenflächen auf die gewünschten Außenabmessungen und die gewünschte Wanddicke gebracht wird und daß auf den Innen- und Außenflächen der so entstandenen Rohküvette mindestens eine weitere Schicht aus pyrolytischem Graphit abgeschieden wird.A method of the type mentioned at the beginning is preferably used to produce the cuvette according to the invention, in the case of the reactive deposition of pyrdytic Graphite from the gas phase, gas pressure, temperature and deposition time can be controlled so that the thickness of the Layer of pyrolytic graphite is slightly larger than the desired external dimensions and the desired wall thickness the cuvette corresponds to the fact that the hollow base body thus created is made of pyrolytic graphite by mechanical processing its outer surfaces is brought to the desired external dimensions and the desired wall thickness and that at least one further layer of pyrolytic material on the inner and outer surfaces of the resulting raw cuvette Graphite is deposited.
Eines der wesentlichen Kennzeichen des pyrolytischen Graphits ist eine ausgeprägte Anisotropie seiner physikalischen Eigenschaften, die in der Literatur vielfältig beschrieben ist. Diese Anisotropie, die ihrerseits durch einen hohen Orientierungsgrad der dichtgepackten Mikrokristallite mit graphitischer Schichtgitterstruktur bedingt ist, erstreckt sich auch auf das chemische Verhalten. Bei Betrachtung eines Anschliffes von pyrolytischem Graphit parallel zur Aufwachsrichtung, also nahezu senkrecht zur lamellaren Schichtung, ist deutlich zu erkennen, daß die Schicht, in oder gegen die Aufwachsrichtung betrachtet, von Ort zu Ort anders aussieht, also inhomogen ist. Es ist also zu erwarten, daß mit dieser Inhomogenität eine gewisse "topographisehe" Variation von Eigenschaften der Schicht verknüpft ist.One of the essential characteristics of pyrolytic graphite is a pronounced anisotropy of its physical properties, which is widely described in the literature. This anisotropy, in turn, by a high The degree of orientation of the densely packed microcrystallites with a graphitic layer lattice structure is caused, extends also affect the chemical behavior. When looking at a section of pyrolytic graphite parallel to The direction of growth, i.e. almost perpendicular to the lamellar stratification, can clearly be seen that the layer in or when viewed against the direction of growth, looks different from place to place, i.e. is inhomogeneous. So it is to be expected that with this inhomogeneity a certain "topographical" Variation of properties of the layer is linked.
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Beim Zustandekommen der Erfindung wurde nun in einer Reihe von Versuchen festgestellt, daß beispielsweise die Oxidationsrate von pyrolytischem Graphit sehr unterschiedlich ist, Je nachdem, ob die Proben bei erhöhten Temperaturen mit der natürlich gewachsenen, äußeren Oberfläche oder ob sie mit der "inneren" ursprünglich mit dem Substrat in Kontakt gestandenen Oberfläche (Kurz Substratseite) dem sauerstoffhaltigen Gas (Luft) ausgesetzt werden. Es wurde gefunden, daß im reaKtionsKontrollierten Temperaturgebiet von etwa 70O0C bis 10000C der Abbrand um FaKtoren 1,6 bis 3,0 größer ist, wenn er von der Substratseite, also im gleichen Richtungssinne wie das Wachstum der Schicht erfolgte, als im entgegengesetzten Sinne.When the invention came about it was found in a number of experiments that, for example, the rate of oxidation of pyrolytic graphite is very different, depending on whether the samples at elevated temperatures with the naturally grown, outer surface or whether they were originally with the "inner" the surface in contact with the substrate (substrate side for short) are exposed to the oxygen-containing gas (air). It has been found that up to 3.0 greater in the reaction controlled temperature zone of about 70o 0 C to 1000 0 C, the burn-up by factors of 1.6, when it was carried out from the substrate side, ie in the same direction sense as the growth of the layer, as in opposite senses.
Dieser eindeutige Befund hat, unter Einbezug der bisherigen guten Erfahrungen mit beschichteten Küvetten, zur Konzeption der erfindungsgemäßen AAS-Küvette geführt, deren Herstellung nachstehend beschrieben wird.This unambiguous finding, taking into account the previous good experience with coated cuvettes, is part of the conception the AAS cuvette according to the invention, the production of which is described below.
Auf einem zylindrischen, als Substrat dienenden Dorn, der aus einem hochschmelzenden WerKstoff wie z.B. Tantal, vorzugsweise aber aus EIeKtrographit oder glasartigem Kohlenstoff mit möglichst glatter oder polierter Oberfläche besteht, wird nach an sich beKannten Verfahren der reaKtiven Abscheidung aus der Gasphase (CVD-Verfahren) eine Schicht aus pyrolytischem Graphit abgeschieden. Der Durchmesser des verwendeten Substratdornes wird so bemessen, daß er unter BerücKsichtigung der thermischen Ausdehnung beim Erhitzen auf Abscheidungstemperatur (etwa 20000C) dem Innendurchmesser der zu realisierenden Küvette entspricht. Die DicKe der abzuscheidenden Schicht, die sich über die Abscheidungsparameter GasdrucK, Temperatur, besonders aber über die Abscheidungsdauer, in einer gewissen Toleranzbreite steuern läßt, muß so eingestellt werden, daß sie etwas größer wird, als es dem späteren Außendurchmesser der Küvette entspricht. Nach Beendigung der Beschichtung undOn a cylindrical mandrel serving as a substrate, which consists of a high-melting material such as tantalum, but preferably of electrographite or vitreous carbon with a surface that is as smooth or polished as possible, reactive deposition from the gas phase (CVD process) is carried out according to known processes. deposited a layer of pyrolytic graphite. The diameter of the substrate mandrel used is such that it corresponds to taking into account the thermal expansion when heated to deposition temperature (about 2000 0 C) to the inner diameter of the cuvette to be realized. The thickness of the layer to be deposited, which can be controlled within a certain tolerance range via the deposition parameters gas pressure, temperature, but especially via the deposition time, must be set so that it is somewhat larger than the later outer diameter of the cuvette. After finishing the coating and
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Abkühlung auf Raumtemperatur Kann dann die Schicht vom Substrat abgezogen werden. Man erhält auf diese Weise einen zylindrischen Hohlkörper aus pyrolytischem Graphit mit glatter Innenfläche, der auf nachstehend beschriebene Weise zu einem Küvetten-Rohkörper weiterverarbeitet wird. Die Substratdorne Können im allgemeinen für weitere Beschichtungen wiederverwendet werden.Cooling down to room temperature. The layer can then be dated Substrate to be peeled off. In this way, a cylindrical hollow body made of pyrolytic graphite is obtained with a smooth inner surface, which is further processed into a cuvette blank in the manner described below. The substrate mandrels can generally be reused for further coatings.
Der erhaltene Hohlzylinder aus pyrolytischem Graphit wird nun zu einer RohKUvette weiterverarbeitet. Das Schneiden "auf Länge" erfolgt am besten auf einer DrehbanK mittels HartmetallwerKzeug (Abstechmeissel) oder auf einer Diamant-Trennscheibe. Für das Abschleifen auf die geforderte Wandstärke eignet sich am besten eine Schnellaufende Rundschleifmaschine. Im allgemeinen mUssen in der Küvette noch ein oder mehrere seitliche Löcher angebracht werden. Dies geschieht zweckmäßig vor dem Schleifen mit Hilfe einer normalen Bohrmaschine. Nach diesen Bearbeitungsvorgängen wird die nun vorliegende Rohküvette gereinigt (z.B. in einem fettlösenden Mittel im Ultraschallbad), getrocknet und dann der weiteren Beschichtung mit pyrolytischem Graphit zugeführt.The hollow cylinder made of pyrolytic graphite is now processed into a raw cuvette. The cutting "To length" is best done on a lathe using a hard metal tool (parting chisel) or on a diamond cutting disc. A high-speed cylindrical grinding machine is best suited for grinding to the required wall thickness. In general, one or more side holes must be made in the cuvette. this is conveniently done before grinding with the help of a normal drill. After these processing operations, the raw cuvette that is now available is cleaned (e.g. in a fat-dissolving agent in an ultrasonic bath), dried and then further coated with pyrolytic graphite fed.
Die nach dem vorher beschriebenen Verfahrensschritt hergestellte Rohküvette wird nunmehr in schon bekannter Weise mit einer oder mehreren dünnen Schichten aus pyrolytischem Graphit versehen. Eine Möglichkeit zur Durchführung dieses Verfahrensschrittes ist beispielsweise in der Patentanmeldung P 28 25 759.2-52 vorgeschlagen worden. Diese Nachbeschichtung ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.Sie bezweckt und bewirkt folgendes:The raw cuvette produced according to the previously described process step is now made in a known manner provided with one or more thin layers of pyrolytic graphite. One way to do this Process step has been proposed, for example, in patent application P 28 25 759.2-52. This recoating is an essential feature of the invention. It aims and effects the following:
Alle "reaktiven Zentren" an der inneren, substratseitigen Oberfläche der Küvette werden ebenso blockiert wie die durch Bohren, Schneiden und Schleifen beigelegten, aktiven Flächen und Zentren. Die Küvette erhält auf diese Weise die chemische Passivität der in der zuvorgenannten Patentanmeldung vorgeschlagenen Küvette sowie deren hohe Güte undAll "reactive centers" on the inner, substrate-side surface of the cuvette are blocked as well as the Active surfaces and centers added by drilling, cutting and grinding. In this way, the cuvette receives the chemical passivity of the cuvette proposed in the aforementioned patent application and its high quality and
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Lebensdauer.Lifespan.
Die "Versiegelung"durch Zweit- oder Mehrfach-Nachbeschichtung bewirKt auch den Verschluß der bei Pyrographitkörpern häufig vorhandenen interlaminaren Risse und Brüche mit ihren negativen RückwirKungen auf Funktion und Lebensdauer der Küvetten.The "sealing" by means of a second or multiple subsequent coating Also causes the closure of pyrographite bodies Frequently existing interlaminar cracks and breaks with their negative repercussions on function and service life of the cuvettes.
Die "versiegelnde" Schicht ist so orientiert, daß die mit der Aufwachsrichtung korrespondierenden c-Achsen an allen Orten senkrecht zur Basis (Rohküvette) stehen. Dies bedeutet unter anderem, daß der elektrische Widerstand der Küvette besonders an den ringförmigen Endflächen, die gleichzeitig Kontaktflächen für die Stromzufuhr sind, erhöht wird. Das gleiche gilt für den Wärmewiderstand an den Kontaktflächen. Beide Effekte sind erwünscht, ersterer wegen des günstigen Strom/Spannungs-Verhältnisses in der Heizleistung, letzterer wegen der Behinderung des Wärmeabflusses aus der Küvette.The "sealing" layer is oriented so that the with the c-axes corresponding to the growth direction are perpendicular to the base (raw cuvette) at all locations. this means Among other things, that the electrical resistance of the cuvette especially at the annular end faces, which at the same time Contact areas for the power supply are increased. The same applies to the thermal resistance on the contact surfaces. Both effects are desirable, the former because of the favorable current / voltage ratio in the heating output, the latter because of the obstruction of the heat flow from the cuvette.
Die "versiegelnde" Schicht bewirkt eine zusätzliche mechanische Versteifung. Dadurch können sehr dünnwandige, hinreichend stabile Küvetten angefertigt werden. Außerdem wird die Gefahr des Abblätterns von Teilchen praktisch eliminiert.The "sealing" layer provides additional mechanical stiffening. This allows very thin-walled, sufficient stable cuvettes are made. In addition, the risk of particles flaking off is virtually eliminated.
Für die Herstellung großer Stückzahlen ist es vorteilhaft, sowohl bei der Herstellung des hohlen Grundkörpers auch bei der Nachbeschichtung das aus den DE-PS 16 67 649 und 16 67 650 bekannte Verfahren der Heißwandpyrolyse anzuwenden, welches die gleichzeitige Abscheidung auf eina* Vielzahl von Substraten erlaubt. Dabei sollte aus Homogenitätsgründen zweckmäßig die Beschichtung in mindestens zwei Schritten durchgeführt werden. Dies gilt, je nach angestrebter Schichtdicke, zumindest für die Versiegelung, während Wandstärkeninhomogenitäten bei der Grundkörperherstellung durch die mechanische Nachbearbeitung ausgeglichenFor the production of large numbers, it is advantageous both in the production of the hollow base body to use the hot-wall pyrolysis process known from DE-PS 16 67 649 and 16 67 650 during subsequent coating, which the simultaneous deposition on a * multitude of substrates allowed. For reasons of homogeneity, the coating should expediently be divided into at least two Steps are carried out. Depending on the desired layer thickness, this applies at least to the sealing, while wall thickness inhomogeneities in the production of the base body are compensated for by mechanical post-processing
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werden Können, wenn bei der GrundKÖrperherstellung WanddicKen mit Übertoleranz erzeugt werden.Can be used if wall thicknesses are used in the manufacture of the basic body are generated with over-tolerance.
Es ist zu bemerKen, daß sich das Verfahren nicht nur auf exakte Zylindersubsträte beschränKt. Es Können auch andere Innenprofile realisiert werden, etwa zu den Enden hin sich Konisch aufweitende oder stufenförmig vergrößernde Innenprofile. Dazu ist es lediglich erforderlich, den Substrat-Kern aus zwei oder mehreren voneinander trennbaren Teilen zwecKmäßigerweise mit einem Zentrierstift - anzufertigen. Dabei müssen sogenannte "Hinterschneidungen" vermieden werden, die das Herausnehmen der Substratteile aus der umhüllenden Schicht unmöglich machen würden.It should be noted that the method is not limited to exact cylinder substrates. Others can do it too Inner profiles are realized, for example inner profiles that widen conically towards the ends or that enlarge in steps. For this it is only necessary to expediently the substrate core from two or more parts which can be separated from one another with a centering pin - to be made. So-called "undercuts" must be avoided that the removal of the substrate parts from the enveloping Would make shift impossible.
Die erfindungsgemäße AAS-Küvette besteht demnach, wie an sich beKannt, nur aus pyrolytischem Graphit. Dabei ist jedoch der GrundKörper aus pyrolytischem Graphit nochmals mit einer versiegelnden Schicht überzogen. GrundKörper und Versiegelung haben folgende Wachstumsrichtungen: parallel an der äußeren, antiparallel an der inneren zylindrischen Oberfläche. Dadurch wird nicht nur eine gewisse erhöhte chemische ReaKtivität der substratseitigen Oberfläche blocKfert, sondern es werden auch fast immer existierende oder bei Betrieb entstehende interlaminare Risse und Brüche verschlossen, so daß Keine Analysensubstanz dort eindringen Kann. Dieser durch die Erfindung erzielte EffeKt Kann als ErKlärung dafür herangezogen werden, daß bei bisherigen Anwendungen von nur aus Pyrographit bestehenden Küvetten nicht die Eigenschaftsverbesserungen beobachtet wurden, wie sie beispielsweise bei Beschichtung (Versiegelung) von normalen GraphitrohrKüvetten mit intaKten dünnen Pyrographitschichten erreicht werden. Insbesondere gilt letzteres für die außergewöhnlich hohe Lebensdauer der Küvetten. Neben diesen HauptmerKmalen hat die erfindungsgemäße Mehr schicht enKüvetbe noch eleKtrische, thermische und mechanische Vorzüge.The AAS cuvette according to the invention therefore exists as on known, only made of pyrolytic graphite. However, the main body made of pyrolytic graphite is also included coated with a sealing layer. The body and the seal have the following directions of growth: parallel on the outer, antiparallel to the inner cylindrical surface. This not only blocks a certain increased chemical reactivity of the substrate-side surface, but interlaminar cracks and fractures that almost always exist or occur during operation are closed, so that no analytical substance can penetrate there. This effect achieved by the invention can be used as an explanation be used for the fact that in previous applications of cuvettes consisting only of pyrographite not the improvements in properties were observed, such as those observed, for example, with coating (sealing) of normal Graphite tube cuvettes with intact thin pyrographite layers can be achieved. The latter applies in particular to the exceptionally long service life of the cuvettes. Besides these The main features of the multi-layered cell according to the invention still electrical, thermal and mechanical advantages.
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Hierzu ist noch folgende Feststellung bemerkenswert: Verwendet man pyrolytischen Graphit seinerseits als Substrat für weitere Beschichtungen, so wachsen die neuen Schichten auf der äußeren, natürlich entstandenen End-To this end, the following observation is noteworthy: If you use pyrolytic graphite in turn as Substrate for further coatings, the new layers grow on the outer, naturally created end
5 Oberfläche des Substrats (aus pyrolytischem Graphit) epitaxial auf, d.h., die Kristalltracht bleibt erhalten, eine Trennungslinie ist im allgemeinen nicht wahrzunehmen. Diese Gesetzmäßigkeit gilt nur für diese eine Fläche und dies auch nur, solange sie nicht auf irgendeine Weise, sei es durch physikalische, chemische oder mechanische Mittel, verändert worden ist. Eine adsorptive Belegung mit Gasen, etwa zwischen den einzelnen Beschichtungsschritten, ist dabei ohne Belang, da sie beim nächsten Beschichtungsprozeß, d.h. in der Pump- und Hochheizphase, praktisch wieder desorbiert wird.5 surface of the substrate (made of pyrolytic graphite) epitaxially, i.e. the crystal appearance is retained, a The dividing line is generally imperceptible. These Law is only valid for this one surface and only as long as it is not in any way, be it has been altered by physical, chemical or mechanical means. An adsorptive coating with gases, between the individual coating steps, for example, is irrelevant, as it is during the next coating process, i.e. in the pumping and high heating phase, is practically desorbed again.
Auf alle anderen Flächen, insbesondere auch auf die ursprünglich mit dem Substrat verbundene "innere" Oberfläche wachsen neue Schichten ohne Jedes Anzeichen von Epitaxie auf.Grow on all other surfaces, in particular also on the "inner" surface originally connected to the substrate new layers with no evidence of epitaxy appear.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing and a few exemplary embodiments.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine AAS-KUvette für Horizontalbetrieb im Schnitt.The only figure in the drawing shows an AAS cuvette for horizontal operation on average.
Die Küvette besteht aus einem Grundkörper 1 aus pyrolytischem Graphit, der mit einer umhüllenden Schicht 2 aus pyrolytischem Graphit bedeckt ist. Die Küvette weist Kontaktflächen 3 an den Enden auf. Eine in der Wand der Küvette angebrachte Bohrung 4 dient zur Beschickung der Küvette mit Analysensubstanz 5. Der Meßstrahl passiert im Betrieb die Küvette längs der Linie 6-6.The cuvette consists of a base body 1 made of pyrolytic graphite, which is made of an enveloping layer 2 pyrolytic graphite is covered. The cuvette has contact surfaces 3 at the ends. One in the wall of the cuvette Attached hole 4 is used to load the cuvette with analysis substance 5. The measuring beam passes during operation Cell along line 6-6.
Auf einem zylindrischen Graphitdorn von 6,1 mm Durchmesser und polierter Oberfläche wurde in einer Propangasatmosphäre bei einem Totaldruck von ρ = 2,3 mbar und einer TemperaturOn a cylindrical graphite mandrel with a diameter of 6.1 mm and a polished surface was carried out in a propane gas atmosphere at a total pressure of ρ = 2.3 mbar and a temperature
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von 20000C nach dem Verfahren der Heißwandpyrolyse eine Beschichtung durchgeführt. Nach dem Ende des Beschichtungsprozesses und Abkühlung auf Raumtemperatur konte von dem Substratdorn ein Pyrographitzylinder abgezogen werden, der folgende Abmessungen hatte:from 2000 0 C carried out a coating by the process of hot wall pyrolysis. After the end of the coating process and cooling to room temperature, a pyrographite cylinder with the following dimensions could be removed from the substrate mandrel:
Länge 1 = 6 cmLength 1 = 6 cm
Außendurchmesser 7,4 mmOutside diameter 7.4 mm
Innendurchmesser 6,2 mmInner diameter 6.2 mm
mittlere Wandstärke ο = 600 um.mean wall thickness ο = 600 µm.
Dieser Pyrographitzylinder hatte u.a. folgende Eigenschaften: This pyrographite cylinder had the following properties, among others:
Spez. Gew. -f = 2,1 g cm""'Specific weight -f = 2.1 g cm ""'
Widerstand über die Länge 1 < 0,1 Su Resistance over the length 1 <0.1 Su
spez. Widerstand < 10"^ /lernspec. Resistance <10 "^ / learn
Bruchlast bei axialer Belastung P = 52 kp = G> = 406 kp/cm .Breaking load under axial load P = 52 kp = G> = 406 kgf / cm.
Es wurden unter den Bedingungen des Beispiels 1 gleichzeitig 40 Substratdorne aus Graphit (Elektrographit) beschichtet und auf diese Weise 40 Stück Pyrographitzylinder hergestellt. Diese wurden dann durch Bearbeiten auf einer Drehbank auf eine Länge von 2,8 cm gebracht. Anschließend wurde ein seitliches Loch von 1,5 mm Durchmesser in die Mitte des Zylinderwand gebohrt. Danach wurden die Rohkörper von 7,4 mm Außendurchmesser und 6,2 mm Innendurchmesser auf einer Rundschleifmaschine auf unterschiedliche Außendurchmesser und damit auf Wandstärken von 500 um bis hinunter auf 100 um abgetragen. Die so gefertigten Rohküvetten wurden daraufhin einer Zweitbeschichtung unterzogen, bei der noch einmal eine versiegelnde Pyrographitschicht von 10-40 um Stärke allseitig aufgetragen wurde.There were under the conditions of Example 1 simultaneously 40 substrate mandrels made of graphite (electrographite) coated and in this way 40 pieces pyrographite cylinders are produced. These were then machined on a lathe to a length of 2.8 cm. Subsequently was a side hole 1.5 mm in diameter is drilled in the center of the cylinder wall. After that, the blanks were made of 7.4 mm outside diameter and 6.2 mm inside diameter on a cylindrical grinding machine to different outside diameters and thus removed to wall thicknesses of 500 µm down to 100 µm. The raw cuvettes manufactured in this way were then subjected to a second coat, with the still once a sealing pyrographite layer of 10-40 µm Starch was applied on all sides.
130026/0038130026/0038
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