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Verfahren zur Herstellung sehr dünner Drähte.
In der Praxis können dünne Metalldrähte mittels eines Ziehverfahrens dadurch hergestellt werden, dass Stäbchen oder dickere Drähte mittels Ziehdüsen im Durchmesser verkleinert werden. Diese Ziehdüsen können z. B. aus Diamant bestehen, durch den ein dem Durchmesser des herzustellenden Drahtes entsprechendes Loch gebohrt ist. Mittels Ziehdüsen ist es aber nicht möglich, Drähte mit sehr kleinem Durchmesser zu ziehen, da solche Drähte während des Ziehverfahrens zerbrechen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, nach dem man sehr leicht sehr dünne Drähte mit einem Durchmesser einiger Mikrons herstellen kann, ohne dabei Ziehdüsen zu benutzen.
Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung solcher sehr dünner Drähte darin, dass Drähte von grösserem Durchmesser als Kathode in einer Glimmentladung bei einer solchen 81roIJI- dichte geschaltet werden, dass eine Zerstäubung'der Kathode auftritt. Bekanntlich tritt in einer Glimmentladung eine solche Zerstäubung ein, wenn die Stromdichte einen bestimmten Wert Überschreitet.
In diesem Falle ist das Potentialgefälle an der Kathode grösser, als der normale Kathodenfall.
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als Kathode geschalteten Draht und einer Hilfsanode durch eine geraume Zeit eine Glimmentladung mit genügend hoher Stromdichte herbeiführt, der Kathodendraht im Druchmesser abnimmt und in dieser Weise Drähte erhalten werden können, deren Durchmesser 1 Mikron oder noch weniger beträgt.
Es muss bemerkt werden, dass es nicht möglich ist, durch Verdampfung bei höherer Temperatur a'is
Drähten mit grösserem Durchmesser dünne Drähte herzustellen. Verdampfung ist ein unstabiler Vorgang, denn ein glühende Draht weist an den dünnsten Stellen die höchste Temperatur auf, so dass die Verdampfung dort am stärksten ist, wo der Draht am dünnsten ist. Es ist einleuchtend, dass dieser Umstand zum Brnchdes Drahtes Veranlassung gibt. Zerstäubung hingegen ist ein stabiler Vorgang, bei dem die bei derVerdampfungauftretendenErscheinungensichnichtzeigenundderdieHerstellungdünnerDrähte gestattet, deren Durchmesser über die ganze Länge praktisch derselbe ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung sehr dünner Einkristalldrähte. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Einkristalldrähten gestatten nicht, diese Drähte mit einem geringeren Durchmesser als 10 Mikron herzustellen und das Ziehen dickerer Einkristalldrähte zu einem kleineren Durchmesser ist nicht möglich, ohne dass dabei die Einkristallstruktur verlorengeht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auf alle Einkristalldrähte angewendet werden ; beispielsweise auf Drähte aus: Zinn, Zink, Wolfram, Wismuth, Kadmium, Thallium, Blei usw.
Ausführungsbeispiel: Ein Welframdraht 2. dessen Länge 2 dm und dessen Durchmesser 50 Mikron beträgt und aus dem man einen sehr dünnen Draht herstellen will, ist bei 3 und 4 in eine Glasbirne 1 mit einem Durchmesser von 6 ein eingeschmolzen. Überdies ist ein zweiter Draht 5 z. B. ans Nickel bei 6 und 7 in die Birne eingeschmolzen. Der Draht 2. dessen Enden leitend miteinander verbunden sind, ist über das Potentiometer, in dem 8 eine Stromquelle mit einer Spannung von 500 Volt und 9 einen regelbaren Widerstand darstellen, über den Widerstand In von 10.000 Ohm und ein Galvanometer 11, das gestattet, 0'1 Milliampere abzulesen, mit dem Draht. ? verbunden.
Die Birne 1 ist mit Argon unter einem Druck von 0#2 mm Quecksilbersäule gefüllt. Wenn man den Schiebekontakt über den Widerstand ss so einstellt, dass das Galvanometer einen Strom von l Milliampere anzeigt, so ist die Stromdichte hoch genug, um die Zerstäubung der Kathode herbeizuführen.
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Die Dicke des Kathodendrahtes kann durch eine Widerstandsmessung dieses Drahtes während des Zerstäubungsvorganges kontrolliert werden. Setzt man den Zerstäubungsvorgang fort, bis der Widerstand des Drahtes 2 etwa das Zwanzigfache des Widerstandes des ursprünglichen Drahtes erreicht hat, so ergibt sich, dass der Kathodendraht nur noch einen Durchmesser von einigen Mikron aufweist.
Es ist aber möglich, den Vorgang noch weiter fortzusetzen, und auf diese Weise Drähte herzustellen, die einen noch bedeutend kleineren Durchmesser aufweisen. Ist der Durchmesser des Kathodendrahtes klein genug geworden, so kann man durch Zerbrechen der Einschmelzstellen 3 und 4 den Draht aus der Birne herausnehmen.
Nach diesem Verfahren hergestellte Drähte eignen sich insbesondere zur Verwendung als Widerstandsthermometer in Saitengalvanometern nach Einthoven und anderen Vorrichtungen, in denen es erwünscht ist, sehr dünne Drähte zu benutzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Durchmesser als Kathode in einer Glimmentladung bei einer solchen Stromdichte geschaltet werden, dass Zerstäubung der Kathode eintritt.
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