AT354329B - Verfahren zum metallisieren von rohren aus keramikmaterial und vorrichtung zur durch- fuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallisieren von Rohren mit rechteckigem oder rundem Querschnitt aus Keramikmaterial, insbesondere von Flachrohren aus Bariumtitanat-Keramik, bei dem die Rohre in eine Suspension aus Silberpartikeln, Haftoxyden wie etwa Silizium-, Blei- und Boroxyden und einem Suspensionsmittel etwa einer Lösung von Nitrozellulose in Äthylenglykolmonoäthyläther eingetaucht und wieder herausgezogen werden und danach das Suspensionsmittel durch Trocknung entfernt und die Silbermetallisierung bei Temperaturen zwischen 500 und   800 C   eingebrannt wird. 



   Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. 



   Das Aufbringen einer Metallisierung, insbesondere einer Silberschicht, auf die Oberfläche eines Keramikteiles bereitet wegen der Benetzungsschwierigkeiten einige Probleme. Sofern es nicht darauf ankommt, ob die Metallisierung zusammenhängend und möglichst gleichmässig stark aufgetragen ist, kann die Benetzung durch Netzmittel, die der   Metallisierungslösung   zugesetzt werden oder mit denen der Keramikkörper vorher behandelt wird, so weit verbessert werden, dass eine ausreichende Metallisierung erfolgt. 



   Insbesondere, wenn es sich bei den Keramikkörpern um Rohre mit rundem oder rechteckförmigem Querschnitt handelt, die aus Bariumtitanat-Keramik bestehen und die später zu Kondensatordielektrika verarbeitet werden sollen, kommt es wesentlich darauf an, einen gleichmässigen Silberbelag ohne Fehlstellen herzustellen. 



   Die hiefür im Handel befindlichen   sogenannten"Silbertinkturen"sind Silbersuspensionen,   bei denen feinteiliges metallisches Silber zusammen mit Haftoxyden in einem Suspensionsmittel aufgeschlämmt sind. 



  Aus verschiedenen Gründen,   u. a.   um die Viskosität der Suspension nicht zu verändern und um die Trocknungseigenschaften nicht nachteilig zu beeinflussen, ist es praktisch nicht möglich, diese Silbersuspensionen mit Netzmitteln zu versehen oder mit Netzmittel behandelte Keramikteile in solche Suspensionen einzutauchen. 



   Weil nach dem Trocknen der aufgetragenen Silbersuspension das Silber durch Temperaturbehandlung bei 500 bis   800 C   mit der Keramikoberfläche durch einen Einbrennprozess verbunden wird, bei dem die Haftoxyde   u. a.   auch für eine mechanisch feste Verbindung sorgen, werden solche Silbertinkturen oder Silbersuspensionen auch   als"Einbrennsilber"bezeichnet.   Es enthält 40 bis 60   Gew.-%   Silber, 35 bis 55   Gew.-%   organische Harze und Öle und 0, 5 bis 12   Gew.-%   eines hauptsächlich aus Silizium-, Blei und Boroxyden bestehenden, unter 5000C schmelzenden Glases. Organische Suspensionsmittel sind beispielsweise überwiegend Nitrozellulose, gelöst in Äthylenglykolmonoäthyläther.

   Der überwiegende Bestandteil nach dem Einbrennen ist Silber, während der Haftoxydanteil etwa nur bis 5% der Gesamtmenge beträgt. 



   Wenn man Keramikrohre für die Herstellung einer möglichst gleichmässigen Metallisierung in eine solche Suspension eintaucht oder diese Suspension mittels Unterdruck in den Keramikrohren hochsaugt, ist nicht gewährleistet, dass eine ausreichende Benetzung erfolgt und dass auch ein gleichmässiger Überzug entsteht. 



   In der DE-OS 2231908 ist ein Verfahren zum Anlöten von in Bohrungen eingesteckten Anschlusselementen an bekohlte oder metallisierte Trägerkörper von elektrischen Bauelementen, insbesondere an Widerstandskörpern beschrieben, bei denen der metallisierte Trägerkörper in eine Metall- oder Legierungsschmelze, in der sich ein Ultraschallstrahler befindet, eingetaucht und intensiv beschallt wird, wobei die von der Schmelze benetzten Oberflächen des Trägerkörpers mit einer haftfesten Metall- oder Legierungsschicht überzogen werden und damit gleichzeitig die in den Bohrungen der Trägerkörper eingesteckten Anschlusselemente fest angelötet werden. 



   Bei diesem bekannten Verfahren wird von bereits metallisierten Körpern ausgegangen. Anderseits wird dort mittels Ultraschall der Lötvorgang in einer Metallschmelze eingeleitet. 



   Bei Rohren aus Keramik,   die-später   in einzelne Abschnitte zerteilt-als elektrische Kondensatoren verwendet werden sollen oder die auch als keramische Kaltleiter mit Bariumtitanat-Keramik als Material verwendet werden sollen, dient die Metallisierung in erster Linie dazu, bei Kondensatoren die Kapazität desselben festzulegen (Kondensatorbelegungen) oder bei keramischen Kaltleiter den Widerstandswert festzulegen. Für diese Zwecke muss die Metallisierung möglichst gleichmässig, gut zusammenhängend und gut an der Keramik haftend ausgebildet sein. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem diese Gesichtspunkte berücksichtigt sind, und das es ermöglicht, die Metallisierung von Keramikrohren schneller, unter Einsparung von Silber und möglichst automatisierbar durchzuführen. 

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   Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Rohre in die Suspension mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 10   cm/s   eingetaucht werden, wonach die Suspension zu longitudinalen Druckschwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, für etwa 15 s angeregt wird und dass danach die keramischen Rohre aus der wieder schwingungsfreien Suspension mit einer Geschwindigkeit von 1, 0 bis 2, 5 cm/s herausgeführt werden. 



   Bevorzugte Geschwindigkeiten für das Eintauchen bzw. Herausnehmen sind 6   cm/s   bzw.   1, 0   bis 2, 0 cm/s. Lange Rohre (zirka 30 cm) werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 1, 5 cm/s und kurze Rohre (zirka 15 cm) werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 2   cm/s   herausgeführt. Bei hoher Viskosität der Einbrennsilbersuspension von zirka 60 cP sind die Rohre mit 1, 0 cm/s und bei niedriger Viskosität von zirka 50 cP sind die Rohre mit einer Geschwindigkeit von 2, 0 cm/s herauszuführen. Die
Silbersuspension wird vorteilhafterweise mit einer Frequenz, abhängig vom Innenquerschnitt der Rohre, von 20 bis 60 Hz zu longitudinalen Druckschwingungen angeregt. 



   Bei grossem Innenquerschnitt (zirka 0, 08 cm2) werden niedrige Frequenzen von etwa 40 Hz und bei kleinem Innenquerschnitt (zirka 0, 05 cm2) werden hohe Frequenzen von etwa 50 Hz angewendet. 



   Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pneumatikzylinder zum Absenken und Herausheben der Keramikrohre, Mehrfachklemmen zum Halten der Keramikrohre, wenigstens einen Behälter zur Aufnahme der Silbersuspension, einen Hydraulikzylinder zum ruckfreien Bewegen der Keramikrohre, einen Vibrator zum Anregen der longitudinalen Druckschwingungen in der Silbersuspension, einen Sammelbehälter für die Silbersuspension, der mit dem Behälter zur Aufnahme von Silbersuspension mittels Rohrleitungen verbunden ist, und eine Umlaufpumpe für die Silbersuspension aufweist. 



   Durch das Verfahren der Erfindung beträgt die Einsparung an Silber 20 bis 25%, der Zeitaufwand wird auf die Hälfte verringert und es werden gleichmässig starke Silberbeläge von 5, 2 bis 6, 4 pm erzielt, während früher nur Schichtstärken von 7, 5 bis   9, 7 um   Mindestschichtstärke erzielt werden konnten. 



   An Hand der Zeichnung wird das Verfahren und die Wirkungsweise der Vorrichtung nachfolgend näher erläutert. 



   In der Figur sind folgende Bezugszeichen verwendet :
1 = Pneumatikzylinder
2 = Klemme
3 = Keramikrohrstrang
4 = Silbersuspensionsbehälter
5 = Auflagebrett bzw. Einlegevorrichtung
6 = Hydraulikzylinder
7 = Vibrator
8 = Steuergerät
9 = Fussschalter zum Ein- und Abschalten der Vorrichtung
10 = Sammelbehälter für Silbersuspension
11 = Umlaufpumpe für Silbersuspension
12 = Halterung für den Zylinder
13 = Verbindungsrohre zwischen Sammelbehälter 10 und Arbeitsbehälter 4. 



   Die Keramikrohre werden zunächst auf das   Auflagebrett --5-- aufgelegt   und justiert. Danach werden die Keramikrohre --3-- mit einer der beiden Klemmen --2--, die   z. B.   je zehn Keramikrohre aufnehmen können, in die Zylinderhalterung --12-- eingeschoben. Wird der   Fuss schalter --9-- betätigt,   fahren die Klemmen --2-- mit den Keramikrohren in den mit Silbersuspension gefüllten   Behälter --4-- bis   zur unteren Endlage, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 6 cm/s. 



   Erst wenn diese Lage der Keramikrohre --3-- erreicht ist, wird der Vibrator --7-- eingeschaltet. 



  Dadurch wird die Oberflächenspannung der Silbersuspension herabgesetzt und somit ein Aufsteigen in das Innere der   Rohre --3-- ermöglicht.   In dieser Lage verweilen die Keramikrohre etwa 15 s. Danach wird der Vibrator --7-- ausgeschaltet und die Flachrohre werden mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise 1, 0 bis   2, 0 cm/s   herausgeführt. Die so versilberten Flachrohre werden abgelegt und zur Weiterverarbeitung, insbesondere zum Einbrennen des Silbers, geführt. 

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   Die Auf- und Abbewegung der   Keramikrohre --3-- in   die   Behälter --4-- wird   mit dem Pneumatik-   zylinder --1-- durchgeführt.   Der Hydraulikzylinder --6-- stellt ein ruckfreies Bewegen der Keramikrohre sicher. 



   Die Silbersuspension wird, angetrieben durch die Umlaufpumpe --11-- aus dem   Behälter --10-- durch   die Rohre --13-- in die   Arbeitsbehälter --4-- gefördert.   



   Mit dem   Steuergerät --8-- kann   der Vorgang vollautomatisch durchgeführt werden. Auch das Einlegen und Justieren der Keramikrohre auf dem   Auflagebrett-5-kann voUmechaniseh   durchgeführt werden. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Verfahren zum Metallisieren von Rohren mit rechteckigem oder rundem Querschnitt aus Keramikmaterial, insbesondere von Flachrohren aus Bariumtitanat-Keramik, bei dem die Rohre in eine Suspension aus Silberpartikeln, Haftoxyden wie etwa Silizium-, Blei- und Boroxyden und einem Suspensionsmittel etwa einer Lösung von Nitrozellulose in Äthylenglykolmonoäthyläther eingetaucht und wieder herausgezogen werden und danach das Suspensionsmittel durch Trocknung entfernt und die 
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 bis 10   cm/s   eingetaucht werden, wonach die Suspension zu longitudinalen Druckschwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, für etwa 15 s angeregt wird und dass danach die keramischen Rohre aus der wieder schwingungsfreien Suspension mit einer Geschwindigkeit von 1, 0 bis 2, 5 cm/s herausgeführt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eintauchgeschwindigkeit auf 6 cm/s und die Herausführgeschwindigkeit auf 1, 5 bis 2, 0 cm/s (längenabhängig und abhängig von der Viskosität der Suspension) eingestellt werden und dass die Suspension mit einer Frequenz von 20 bis 60 Hz (abhängig vom Innenquerschnitt der Rohre) zu longitudinalen Druckschwingungen angeregt wird.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da- EMI3.2 Herausheben der Keramikrohre, Mehrfachklemmen (2) zum Halten der Keramikrohre (3), wenigstens einen Behälter (4) zur Aufnahme der Silbersuspension, einen Hydraulikzylinder (6) zum ruckfreien Bewegen der Keramikrohre, einen Vibrator (7) zum Anregen der longitudinalen Druckschwingungen in der Silbersuspension, einen Sammelbehälter (10) für die Silbersuspension, der mit dem Behälter (4) zur Aufnahme von Silbersuspension mittels Rohrleitungen (13) verbunden ist, und eine Umlaufpumpe (11) für die Silbersuspension aufweist.