AT207461B - Hitzebeständiger, unter Preßdruck gesinterter, kompakter Körper und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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  Hitzebeständiger, unter Pressdruck gesinterter, kompakter Körper und Verfahren zu seiner Herstellung 
Die Erfindung bezieht sich auf einen hitzebeständigen, unter Pressdruck gesinterten, kompakten Körper nach Patent Nr. 202053 und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung. 



   Der Körper nach dem Stammpatent, bei dem der Gehalt an Molybdändisilizid vorzugsweise etwa   90%   beträgt und der gegebenenfalls Kupfer enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass an bestimmten Stellen des Körpers das Mischungsverhältnis der Bestandteile von demjenigen an bestimmten andern Stellen verschieden ist. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Körpers besteht nach dem Stammpatent darin, dass zunächst ein Teilkörper des einer Stelle entsprechenden   Mischungsverhältnisses   hergestellt und dieser dann unter Pressdruck mit einem oder mehreren Presskörpern anderer Mischungsverhältnisse bzw. dem diesen entsprechenden Materialpulver zusammengesintert wird. Solche Körper können als hitzebeständige elektrische Widerstände verwendet werden. 



   Gemäss der Erfindung ist ein als Widerstand verwendbarer Körper dieser Art, der aus zwei Anschlüsse bildenden Endteilen und einem diese verbindenden Mittelteil verschiedener Zusammensetzung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Endteile einen verhältnismässig hohen, nicht unter 22% betragenden Gehalt an Molybdändisilizid und daher einen relativ niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen und der Mittelteil einen erheblich niedrigeren Gehalt an Molybdändisilizid und einen entsprechend höheren Gehalt an Aluminiumoxyd, somit einen wesentlich grösseren spezifischen Widerstand besitzt und dass die einzelnen Teile durch Sintern vereinigt sind. 



   Zweckmässig weist der Mittelteil zwischen 15 und 30, vorzugsweise 20   Vol.-% Molybdändisilizid,   Rest Aluminiumoxyd, auf. 



   Bei der Herstellung eines solchen Körpers wird erfindungsgemäss so verfahren, dass längliche, aus gesintertem   Molybdändisilizid   allein oder in Mischung mit Aluminiumoxyd bestehende, gesinterte Widerstandselemente   aneinandergest03en   und durch Sintern vereinigt werden, wobei der Gehalt an Molybdändisilizid der einzelnen Elemente von der Mitte gegen die Enden zu zunimmt. 



   Die grössere Leitfähigkeit der beiden Endteile des Körpers erleichtert den Durchgang des Stromes zwischen dem Widerstand und den Anschlusskontakten infolge Verringerung des Übergangswiderstandes, während gleichzeitig Gewähr besteht, dass die durch den Stromdurchgang durch den Widerstand entwikkelte Hitze zum grössten Teile im Mittelteil auftritt, während sie die   Anschlusskontakte   nur wenig beeinflusst.

   Die Endteile können aus reinem Molybdändisilizid bestehen, doch kann   gewUnschtenfalls   ein geringerer Prozentsatz, bis herab zu dem Minimum von   22%,   verwendet werden, beispielsweise im Interesse einer besonders guten Verbindung mit dem Mittelteil, wobei stets vorausgesetzt ist, dass der Gehalt an Molybdändisilizid und die sich daraus ergebende elektrische Leitfähigkeit in beiden Endteilen erheblich grösser sind als im Mittelteil.

   Die zulässige Differenz im Molybdändisilizidgehalt zwischen den beiden Endteilen und dem zwischen denselben befindlichen und hohen Widerstand liefernden Teil kann dadurch erhöht werden, dass man den Übergang der Massezusammensetzung der Endteile zum Mittelteil abstuft, beispielsweise durch Zwischenschaltung eines oder mehrerer zusätzlicher Teile, die einen Molybdändisilizidgehalt zwischen jenem der Endteile und jenem des Mittelteiles aufweisen. Wenn auch Tonerde als Material für die Mischung mit Molybdändisilizid bevorzugt wird, können auch andere keramische Stoffe mit ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten an Stelle der gesamten oder bloss eines Teiles der Tonerde gesetzt werden, insbesondere wenn weniger hohe Anforderungen an Hitzefestigkeit gestellt werden. 

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   Bei einer bevorzugten Ausfahrung eines stangenartigen, erfindungsgemässen Widerstandes besteht der Mittelteil aus einem Gemisch von Molybdändisilizid und Tonerde,   während   die beiden Endteile nur aus Molybdändisilizid gebildet sind. Durch gleichzeitiges Heissverpressen der drei aneinander gestossenen Teile wird ein Sinterkörper erhalten, der aus gut leitenden Endteilen aus Molybdändisilizid besteht, die durch einen widerstandsfähigen Mittelteil aus einer feuerfesten Molybdändisilizidmasse verbunden sind. 



   Erfindungsgemässe   Widerstände   können mit Vorteil als Heizelemente verwendet werden. 



   Wenn auch ein Widerstand bzw. ein Heizelement nach der Erfindung durch Einzelverformung der Endteile sowie des Mittelteiles und zwischenliegender Abschnitte, wenn solche vorhanden sind, und durch Zusammensintern unter Druck hergestellt werden kann, wird nun ein bevorzugtes Verfahren und das damit gewonnene Erzeugnis an Hand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 eine Draufsicht und Fig. 2 ein Aufriss bzw. ein Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist. Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht des erhaltenen Widerstandes. 



   Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem gesenkartigen Rahmen 1 aus Graphit, der zusammen mit einem ebenfalls aus Graphit hergestellten Stempel 2 einen Gesenk- oder Form-Hohlraum 3 bildet, in den mittels einer entsprechenden Presse ein Oberstempel 4 einführbar ist. 



   Zur Erleichterung der Herstellung eines stangenartigen Widerstandes mit in der   Längsrichtung   aneinandergefügten Abschnitten verschiedener Zusammensetzung sind vier Messingstreifen 5, die in Parallellage und in gegenseitigem Abstand über den Hohlraum 3 verteilt und durch ein Paar Stangen 6 aus Stahl gehalten sind, in den Formhohlraum eingesenkt ; sie bilden Scheidewände, die einen mittleren Raum 7, zwei Endräume 8 und. zwei Zwischenräume ergeben. Wenn die Zwischenwände 5 eingebracht sind, werden bemessene Mengen des zu formenden Pulvers in jeden Raum eingebracht, in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Herstellung einer Stange mit gleichbleibendem Querschnitt und gleichförmiger Pressung.

   Das Pulver in den Endräumen 8 besteht ausschliesslich aus Molybdändisilizid oder aus einem Gemisch desselben mit Tonerde, wobei ein verhältnismässig hoher Prozentsatz an Silizid, mindestens   22elm,   verwendet ist, wogegen das Pulver in dem mittleren Raum aus einem Gemisch aus Tonerde und einem niedrigeren Prozentsatz an Molybdändisilizid als in den Endräumen besteht ; das Pulver in den dazwischen gelegenen Räumen besteht aus einem Gemisch aus Aluminium und einem Prozentsatz an Molybdändisilizid, der zwischen jenem im Mittelteil und jenem in den Endteilen liegt. Das Gebilde aus Messingstreifen und Stahlstangen wird dann aus dem Pulver herausgehoben und entfernt, worauf der Oberstempel in den Formhohlraum eingesenkt, sowie Druck und Wärme zur Anwendung gebracht werden, wie dies im Stammpatent erläutert ist. 



   Der entstandene Körper ist in Fig. 3 schematisch dargestellt ; er besteht aus fünf Abschnitten, die den durch die Scheidewände 5 gebildeten Räumen entsprechen, welche aber infolge der gemeinsamen Sinterung und der grossen Ähnlichkeit der Wärmeausdehnungskoeffizienten benachbarter Abschnitte insgesamt einen festen Körper bilden. Gleichzeitig können die Endteile zufolge ihrer verhältnismässig hohen Leitfähigkeit als Kontaktelektroden dienen, so dass für viele Anwendungen die Notwendigkeit der Herstellung eines metallischen Überzuges wegfällt, da der Übergangswiderstand an den Verbindungsstellen der einzelnen Abschnitte im Verhältnis zum Widerstand des Mittelteiles sehr klein ist.

   Diese Merkmale sichern bei Verwendung des Widerstandes als Heizelement oder bei seiner hohen elektrischen Belastung, bei welcher er heiss wird, dass nur eine verhältnismässig geringe Wärmemenge an den Endkontakten bzw. in den Endteilen entwickelt wird, so dass verhältnismässig billiges Metall für diese Kontakte verwendet werden kann. 



   Manchmal, z. B. wenn die Differenz zwischen den Gehalten an Molybdändisilizid im Mittel-und in den Endteilen relativ klein ist, kann man von den Zwischenabschnitten absehen, während es umgekehrt in manchen Fällen wünschenswert sein kann, den Mittelteil zu unterteilen, indem man vier oder mehr verschiedene Mischungen zur Anwendung bringt. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Hitzebeständiger, unter Pressdruck gesinterter, kompakter Körper aus Aluminiumoxyd und Molybdändisilizid nach Patent Nr. 202053, wobei der Sinterkörper aus zwei Anschlüsse bildenden Endteilen und einem diese verbindenden Mittelteil verschiedener Zusammensetzung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Endteile einen verhältnismässig hohen, nicht unter 22% betragenden Gehalt an Molybdändisilizid und daher einen relativ niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen und der Mittelteil einen erheblich niedrigeren Gehalt an Molybdändisilizid und einen entsprechend höheren Gehalt an Aluminiumoxyd, somit einen wesentlich grösseren spezifischen Widerstand besitzt, und dass die einzelnen Teile durch Sintern vereinigt sind. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Körper nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil zwischen 15 und 30, vorzugsweise 20 Vol.-lo Molybdändisilizid, Rest Aluminiumoxyd aufweist.

   3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. dass die Endteile im Wesen gänzlich aus gesintertem Molybdändisilizid bestehen.

   4. Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere zusätzliche Teile, die einen Molybdändisilizidgehalt zwischen jenem des Mittelteiles und jenem der Endteile aufweisen und zwischen diese Teile eingeschaltet sind.

   5. Verfahren zur Herstellung eines Körpers nach einem det Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass längliche, aus gesintertem Molybdändisilizid allein oder in Mischung mit Aluminiumoxyd bestehende, gesinterte Widerstandselemente aneinandergestossen und durch Sintern vereinigt werden, wobei der Gehalt an Molybdändisilizid der einzelnen Elemente von der Mitte gegen die Enden zu zunimmt.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum der Form einer Formpresse durch Scheidewände in mindestens drei aneinanderschliessende Räume unterteilt, der mittlere Raum mit einem pulverigen Gemisch aus so viel Molybdändisilizid und Aluminiumoxyd beschickt wird, dass es beim Sintern elektrisch leitend wird, die andern Räume bloss mit Molybdändisilizid oder mit einem konzentrierteren Gemisch desselben mit Aluminium gefüllt werden, worauf die Scheidewände entfernt und die Form durch einen Stempel aus einem Material abgeschlossen wird, das mit dem Gemisch beim Sintern nicht reagiert und dass alsdann Druck und Wärme zur Anwendung kommen, um das Material in der Form zu einem festen gepressten Sinrerkörper zu vereinen.