DE751194C - Verfahren zum Einschmelzen von pfropfenartigen Glasteilen in Metallringe - Google Patents

Description

• Verfahren zum Einschmelzen von pfropfenartigen Glasteilen in Metallringe Es ist bekannt, daß bei Verschmelzungen zwischen Metallen und Glas die Oberflächenbeschaffedheit des Metallteils einen wesent-'lichen Einfluß auf die Festigkeit der Verhindung zwischen Metall und Glas au#Übt. Man, -hat #deshalb schon frühzeitig empfohlen, zum Einschmelzen dünner Drähte aus unedlem Metall!, die als, Ersatz für Platindrähte dienen- sollen, den Einschmelzdraht zunächst mit einem überzug aus einer Verbindung einer glasartigen Masse mit einer schwer schmelzbaren platinfreien Masse zu bedecken. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, auf den Kerndraht eine teigige, aus pulverisiertem Glas und puhrerförmigen, schwer schmelzbamn Metallen, wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Tantal, Zirkon, bestehende Schicht aufzutragen und niederzuschmelzen. Auch k6nnen die Sauerstoffverbindungen der erwähnten Metalle, wie z. B. Wolf ramsäure, benutzt werden. Die dem Glas beigemengten metallischenMas#sen sollen wegen ihrer großen Affinität zum Sauerstoff die Oxydation des Kerndrahtes veiühintdern, während sie sich mit dex Glasmasse gut verbinden und durch diesie gegen Oxydation geschützt werden.
• . In der Einschmelztechnik ist es auch bekan#nt, daß eine oberflächliche Oxydation des Metalltei#ls; für das Haften des Glases sehr wesentlich ist. Beim Verschmelzen von Kupfer- oder Chromeisenteilen mit Glas ist man in der, Weise vorgegangen, daß man:den Metallteil zunächst z. B. durch Aufwickeln mit einer Schicht dies Einschmelzglases überzieht. Dabei löst sich wenigstens teilweise die Oxydschicht, die den Metallteil bedeckt, im Glas. Man hat es bei diesem Verfahren aber nicht in der Hand, die Menge des in dem Glas zu lösenden Oxyds zu regeln. Es besteht deshalb die Gefahr, daß bei zu dicker Oxydschicht eine unvollständige Lösung des Oxyds ; tritt und keine gasdichte Verschmelzung entsteht, weil Gas längs der Oxydschicht in den Vaktiumraum eindringen kann.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren, zum Einschmelzen pfropfenartiger Glasteile in Me-tallringe (Pfropfeneinsehmelzunggen), bei dein leicht wiederholbare Bedingungen für das Zustandekommen einer gasdichten und mechanisch festen Verbindung zwischen Glas und Metall geschaffen werden. Gemäß der Erfindung wird vor dem eigentlichen Einschmelzen des Glaspfropfens, auf den Metallring an der Einscbmelzstelle ein mit Haftoxvd versetztes Pulver eines Glases, dessen A#sdelmungskoeffizient ganz oder nahezu mit dem Ausdehnungskoeffizienten des Einschmelz-l'ases übereinstimmt, in Form einer plastischen ,Masse aufgetragen, dann getrocknet und zu einem glasigen Überzug niederges.Chmolzen. Zweckmäßig wird das Glaspul#ver aus dem Einschmelzglas selbst hergestellt.
• ,Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gelingt, es, die für das Haften zwischen Glas und Metall notwendige Oxydnienge gut zu dosieren, so daß weder die Gefahr besteht, daß zu geringe Mengen Oxyd sich im Glas lösen, noch daß ein Oxydüberschuß am Metallteil zurückbleibt. Wenn es sich beispielsweise um die Herstellung einer Pfropfenverschmelzun#g zwischen Glas und Eis-en, Nickel oder chromhaltigen Metallen oder Legierungen handelt, so verwendet man zweckmäßig die aus der Emailliertechnik bekannten Haftchxyde, nämlich Kobalt- und Nickeloxyd. So kann man beispielsweise Pulver,eines Glas-es, von dein bekannt ist, daß es mit den in Betracht kommenden Metallen vaktiumdichte Verhindungen ergibt, 5 1/9 Kobaltoxyd und i 1/o Nickeloxyd zusetzen.
• Für die Erfindung ist es wesentlich, daß der auf dem -Metallring gebildete Glasüberztig frei von Zusätzen ist, die beim Erhitzen Gase abgeben oder sich zersetzen. Solche Zusätze siiid aber in Einailüberzügen enthalten, wie sie zur Herstellung von Verschnielzungen zwischen Glas und Metall bekanntgeworden sind. Im Gegensatz hierzu wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein von sol:chen Zusätzen f reies, Glas verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient etwa gleich dem des eigentlichen Einschmelzglases ist. Es gelingt auf diese Weise, Spannungen zu vermeiden, die zu einer Beschädigung des Glasteils führen können.
• Um aus dein Glaspulver und den beigemischten, Haftoxyden eine pla,stische Masse zu erhalten, empfiehlt es sich, Schutzkolloide zu verwenden. Man kann beispielsweise das genannte Glaspulver mit 61/o Ton und etwa 1 0/0 Soda versetzen und mit Wasser zu einer plastisc'hen Masse anrühren, wie dies bei der Herstellung von Emails an sich bekannt ist. Diese Masse wird auf,den zu verschmelzenden Metallteil, und zwar wenigstens an der Einschmelzstelle aufgetra', ,en , getrocknet und dann zu einem glasigen. Überzug- niedergeschmolzen. Bedeckt man nicht nur die EinschmeIzstelfe mit einem derartigen Cberzug, sondern auch, diie die eigentliche Einschmelzstelle timgeblendien Zonen in einer Ausdehnum, von einem oder mehreren Zentimetern, so kann man gleichzeitig einen! isolierenden Überzug eV1ialteii., der das Ansetzen unerwünschter Entladungen am Metallteil verhindert.
• Nach der Herstellung des Glasüberzugs auf dein Metallring wird das Verschmelzen in Üblicher Weise durchgeführt. Nachdem der Metallring mit dem Glasüherzug versehen ist, wird der Einschmelzstab od,-,r -dralit innerhalb des Metallrings befestigt und der Raum zwischen #let2,1#lring und Einschmelzdralit mit Glas ausgefüllt. Der Glasteil wird dann vorzugsweise im elektrischen Ofen, gegebenen-ZD 11 e#I falls in Gegenwart von Sauerstoff, niederlyeschmolzen. Auch der Einschmelzstab oder b -,dralit kann vor dem Durchführen des _eigentlich-en #'erschnielzungsvorgangs in der be- schriebenen Weise mit einer Gla,sscliiclit überzogen sein.
• Das Bedecken des Metallrings an der Einschinelzstelle mit einer plastisch-en Masse, die schließlich in, eine glasige Schicht übergefübrt wird, hat auch den -\"o,rteil, daß sich die Oberfläche des Metallteils sowohl während des Niedlerschnielzens der Glasschicht als auch #vährend des Niederschnielzens des Glaspfropfens nicht mehr wesentlich ändert. Das hat zur Folge, daß an, allen Stellen der Verbindung zwischen Glas und Metall die für eine feste Verbindung notwendigen Verhältnisse innegehalten werden können.
• Zum Herstellen von Verschmelzungen von Glas mit Metallen, wie Molybdän oder Kobalt Nickel und Eisen enthaltenden Le gierungen iiiit einem Kobaltgehalt von etwa 2oOlo oder einem Nickelgehalt von etwa 30'IG und einem Eisengehalt von etwa 5o%, kommen schwer schmelzbare Gläser mit einem Ausdehnungskoeffizienten, von etwa 5o-io-", in; Betracht. Der GI!asüberzug auf dem Metallteil wird aus einem Glast hergestellt, das den gleichen oder nur wenig abweichenden Aus,delhnungskoeffizienten hat. Vorzugsweise stellt, man dien Überzug aus dem Glas her, das auch zum Herstellen des Pfropfens dient. Beim Verschmelzen von, Glas mit Chrom-Eisen- oder Nickel-Eisen-Legierungen u. dgl. verwendet man dagegen zweckmäßig leicht, schmelzbare Gläser mit einern Ausdehnungskoeffizienten - von i oo - i o-7. In diesem Fall werden derartige Gläser auch zur Herstellung des Glasüberzugs auf dem Metallring benutzt.
• Man kann das Verfahren gemäß der Erfindung natürlich auch anwenden, wenn Gläser mit Eisen- oder Nickelteilen verschmolzen werden sollen., die keine wesentlichen Zusätze anderer Metalle enthalten. In diesen Fällen muß durch die Formgebung der Metall- und Glasteile dafür gesorgt, werden, daß nach dem Erkalten der Verschmelzung am Glasteil keine ,vesentlichen Zugspannungen auftreten. Man kann dann mit Gläsern arbeiten, der-en Ausdehnungskoeffizient merklich, z. B. um 30'/0, vom Ausdehnungskoeffizient des Metallteils abweicht. Auch in diesen Fällen kann man das Verschmelzen wesentlich durch Anwendiung des, Verfahrens gemäß der Erfindung erleichtern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Einschmelzen von pfropfenartigen Glasteilen in Metallringe (Pfropfeneinschmelzunggen), dadurch gekennzeichnet, daß vor dem eigentlichen Einschmelzen des Pfropfens auf den Metalfring an, der Einschmelzstelle ein mit Haftoxyd versetztes Pulver eines Glases, dessen Atis-dehnungskoeffizient ganz oder nahezu mit dem Ausdehnungskoeffizient des Einschmelzglases übereinstimmt, in Form einer plastischen Masse aufgetragen, dann *getrocknet und zu einern glasigen Überzug niedergeschmolzen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß,die aus dem mit Haftc>xyd versetzten Glaspulver bestehende plastische Masse mit Schutzkolloiden versetzt ist. 3. Verfahren nach, den Ansprüchen. i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Metallringerzeugte Glasüberzug t' z# im wesentlichen aus dem Einschmelzglas selbst besteht.
3. ZurAbgrenzung des Erfindu-ngsglegenstands vom Stand der Technik s#ind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften inBetracht gezogen worden: Deutsche Patentschrfften Nr. 107 44-2, 238 758, 309 343, 634 236; Zeitschrift, »Sprechsaal«, 1935, Nr. i bis 6; Zeitschrift »Physics«, 1934, S. 384 ff-; Espe und Knoll, »Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 328, 333, 334, Abb. 356.