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Verfahren zum Löten an Diamanten
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung vm 1J. Lötverbindungen an einem Diamanten, etwa zur Herstellung von Werkzeugen, wie z. B. von Bohrern und Meisseln, und von Nadeln zur Abtastung vonin einer Nut niedergelegten Aufzeichnungen, insbesondere zur Anwendung bei Plattenspielern.
Ein Löten an Diamanten lässt sich nicht ohne weiteres mittels der üblichen Lötmetalle, wie z. B.
Kupfer, Silber und Kupfer-Silberlegierungen, durchführen, da diese beim Löten den Diamanten nicht benetzen.
Titan und Zirkon haben die Eigenschaft, den Diamanten sehr gut zu benetzen. Es wurde daher bereits ein Lötverfahren vorgeschlagen, bei dem Titan- oder Zirkonhydrid benutzt wird. Gemäss diesem bekannten Verfahren wird eine Schicht des Hydrids in Form einer Suspension auf einem Diamanten aufgetragen und in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, insbesondere in reinem Wasserstoff oder im Vakuum, oberhalb der Zersetzungstemperatur des Hydrids unter Anwendung eines üblichen Lots eine Verbindung hergestellt.
Gemäss einem andern bekannten Verfahren wird eine Verbindung an Diamanten mittels eines Lötdrahtes aus einem üblichen Lot z. B. einer Silber-Kupferlegierung hergestellt, der aber einen Kern aus Titan oder Zirkon aufweist.
Bei dem letzteren Verfahren wird die Menge des Titans oder Zirkons so gewählt, dass, bezogen auf das Lötmetall, etwa 30/0 vorhanden sind, damit die gewünschte Benetzung des Diamanten erzielt werden kann. Grössere Mengen als etwa 15% können den Schmelzpunkt des Lots in unerwünschtem Masse heraufsetzen und eine spröde Verbindung ergeben.
Bei dem Verfahren, bei dem zunächst eine Hydridschicht auf dem Diamanten aufgetragen wird, ist die Menge des Hydrids weniger kritisch ; es kann sogar eine verhältnismässig kleine Menge ausreichen.
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Benetzung nur auf der Oberfläche des Diamanten stattzufinden braucht, während es zum Erzielen einer guten Lötverbindung nicht wesentlich ist, ob das nicht unmittelbar an die Oberfläche des Diamanten grenzende Lötmetall einen Gehalt an Titan oder Zirkon besitzt.
Bei diesem bekannten Verfahren hat man ein Hydrid benutzt, da man glaubte, dass infolge der grossen Affinität der Metalle Titan und Zirkon mit andern Stoffen, insbesondere Sauerstoff, bei den zum Löten erforderlichen hohen Temperaturen die Schutzwirkung des dabei durch Zersetzung aus dem Hydrid frei werdenden Wasserstoffes unentbehrlich war.
Gemäss der Erfindung hat es sich jedoch gezeigt, dass die Anwendung eines Hydrids das Löten nur unnötig verwickelt macht und dass eine gleichwertige Lötverbindung an einem Diamanten dadurch erzielt werden kann, dass auf dem Diamanten eine Titanpulverschicht aus einer Suspension niedergeschlagen wird, worauf im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. in reinem Wasserstoff oder einem Edelgas, mit einem üblichen Lot auf der Basis von Silber und/oder Kupfer, vorzugsweise mit der eutektischen Legierung von 727a Silber und 28% Kupfer, gelötet wird.
Das Anlöten eines Diamanten an eine Metallfassung kann dadurch bewerkstelligt werden, dass letztere, nachdem die Titanpulverschicht auf dem Diamanten angebracht wurde, mechanisch mit dem Diamanten verbunden und das Ganze darauf kurzzeitig in das geschmolzene Lötmetall getaucht wird. Der Diamant wird darauf durch Schleifen von überflüssigem Lötmetall befreit. Das Lötmetall kann auch in Draht- oder Folienform auf der Verbindungsstelle angebracht werden, worauf es durch Hochfrequenzerhitzung geschmolzen wird.
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mant vor dem Anbringen der Titanpulverschicht in einer sauerstoffhältigen Atmosphäre erhitzt wird, so dass die Oberfläche einigermassen rauh wird.
Beispiel 1 : Ein Diamant wird mit Petroläther entfettet und gegebenenfalls durch Erhitzung auf 8000 C an der Luft oberflächlich aufgerauht. Darauf wird der Diamant in das Ende eines Nickelrohres eingeklemmt, worauf eine Titanpulverschicht aus einer Suspension von 10 g Titanpulver in 15 ml Butanol und 15 ml Äthanol angebracht wird. Nach dem Verdampfen des Suspensionsmittels wird der Diamant im Hochvakuum in geschmolzenes Silber-Kupferlot getaucht.
Beispiel 2 : Ein in ein Moylbdänrohr eingeklemmter Diamant wird mit einer Titanpulverschicht auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise überzogen. Darauf wird über das Rohr ein schraubenlinienförmig gewickelter Draht aus Silber-Kupferlot geschoben, worauf dieser im Hochvakuum durch Hochfre- quenzerhiizung geschmolzen wird.