AT217735B - Gesinterter Thermoelementschenkel - Google Patents

Description

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  Gesinterter Thermoelementschenkel 
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 gen. Lötet man z. B. einen zylinderförmigen Thermoelementschenkel mit einem Durchmesser von 10 mm beiderseits auf Kupferstücke auf, so beträgt die Zugfestigkeit mehr als 30 kg. Es ist dabei zu beachten, dass die Erwärmung des Thermoelementschenkels auf die Löttemperatur und dessen Abkühlung nach der Lötung nicht zu rasch erfolgt, da sonst die Materialfestigkeit herabsetzende Mikrorisse entstehen könnten. 



   Durch   Kalt- oder Warmnachpressen   kann die Dichte des Thermoelementschenkels und dessen elektrische Leitfähigkeit noch erheblich gesteigert werden, z. B. um den Faktor   l,     5 - 3.   



   Besonders empfehlenswert ist das   Warmnachpressen,   im vorstehenden Falle z. B. bei einer Temperatur von   450 C.   Dabei wird die Erwärmung in Schutzgasatmosphäre langsam durchgeführt und dann mit einem   spezifischen Flächendruck zwischen 0, 5   und 2   t/cm2 nachverdichtet.   Das im kalten Zustand spröde Material lässt sich dabei über   301o   plastisch verformen. Der Warmpressdruck wird während einiger Sekunden bis zu etwa 2 Minuten aufrechterhalten. Dabei erreicht man über   9wo   der Kompaktdichte. 



   Das Herstellen des Thermoelementschenkels gemäss der Erfindung kann auch in der Weise erfolgen, dass nach dem Einfüllen der Pulver und dem Pressen unmittelbar-vorzugsweise in   Schutzgasatmosphäre-   warm nachgepresst wird. Dabei erhält man sehr feine, mikroskopisch nicht mehr festzustellende Diffusionsschicht. 



   In gewissen Fällen können die thermoelektrischen Eigenschaften des Nachpresskörpers den   vorgegebe-     nen Bedingungen durch eine ärmebehandlung-vorzugsweise in Schutzgasatmosphäre-angepasst werden.    



   Wie oben bereits angegeben worden ist, kann die sperrfreie Diffusionsschicht durch eine zwischen der gut   lötbaren Schicht   und der thermoelektrisch wirksamen Schicht eingelagerte Metallzwischenschicht gebildet sein. Davon wird vor allem dann Gebrauch gemacht, wenn die mit dem für die gut lötbaren Schichten vorgesehenen Stoff sich bildende Diffusionsschicht die oben angegebenen Eigenschaften nicht aufweist, 
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 gruppe oder Kombinationen aus diesen Elementen. 



   Hiezu wird folgendes Beispiel angegeben :   Als thermoelektrisch wirksame Schicht wird Bi. Te., als   Zwischenschicht Sb und   als gut lötbare   Schichten Kupfer oder Silber verwendet. An Stelle von   BTeg   kann z. B. auch das ternäre System   Sb2Te3/Bi2Tes   verwendet werden. Das Herstellungsverfahren verläuft analog wie oben angegeben. 



   Bei der Bemessung der Schichtdicken ist vor allem zu berücksichtigen, dass bei den Betriebsbedingungen, denen der Thermoelementschenkel später unterliegt, keine unzulässigen thermischen Spannungen auftreten können. 



   Der Aufbau des Thermoelementschenkels gemäss der Erfindung wird durch die Zeichnung noch näher erläutert ; es zeigt Fig. 1 die Aufschichtung der Ausgangspulver nach dem Pressen, Fig. 2 den Schichtenaufbau des fertigen Thermoelementschenkels gemäss der Erfindung mit einfacher Diffusionsschicht, Fig. 3 den Schichtenaufbau des fertigen Thermoelementschenkels gemäss der Erfindung mit Metallzwischenschicht. 



   Es sind in den Fig.   1 - 3   die thermoelektrisch wirksamen Schichten jeweils mit   l,   die gut lötbaren Schichten jeweils   mit 2,   in den Fig. 2 und 3 die Diffusionsschichten jeweils mit 3 und in Fig. 3 die Metallzwischenschichten mit 4 bezeichnet. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Gesinterter Thermoelementschenkel, dadurch gekennzeichnet, dass er auf beiden Kontaktseiten eine gut lötbare Sinterschicht aufweist, die über eine elektrisch sperrfreie Diffusionsschicht mit der thermoelektrisch wirksamen Schicht verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Thermoelementschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sperrfreien Diffu- sionsschichtendurchzwischendengutlötbaren Schichten und der thermoelektrisch wirksamen Schicht eingelagerte Metallzwischenschichten gebildet sind.

   3. Thermoelementschenkel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gut lötbaren EMI2.2

   Zn, Ge, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Au, Te, Pb oder Bi oder aus mindestens einem der Elemente der Platingruppe bestehen.

   4. Verfahren zum Herstellen eines Thermoelementschenkels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulver der einen gut lötbaren Schicht, der thermoelektrisch wirksamen Schicht, gegebenenfalls der die Diffusionsschicht bildenden metallischen Zwischenschicht und der andern gut lötbaren Schicht nacheinander in den gewünschten Schichtdicken entsprechenden Mengen in die Press- <Desc/Clms Page number 3> matrize eingefüllt und dann in an sich bekannter Weise gepresst und - vorzugsweise in Schutzgasatmo- sphäre - gesintert werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterdaucr der gewünschten Dicke der Diffusionsschicht angepasst wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn.-ichnet, dass der Sinterkörper kalt oder-vorzugsweise in Schutzgasatmosphäre - warm nachgepresst wird.

   7. Verfahren zum Herstellen eines Thermoelementschenkels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulver der einen gut lötbaren Schicht, der thermoelektrisch wirksamen Schicht, gegebenenfalls der die Diffusionsschicht bildenden metallischen Zwischenschicht und der andern gut lötbaren Schicht nacheinander in den gewünschten Schichtdicken entsprechenden Mengen in die Prees- matrize eingefüllt und dann in an sich bekannter Weise kalt vorgepresst und anschliessend-vorzugsweise in Schutzgasatmosphäre - warm nachgepresst werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoelementschenkel nach dem Nachpressen einer Wärmebehandlung - vorzugsweise in Schutzgasatmosphäre - unter worfen wird.