AT356773B - Verfahren zum aufbringen einer metallschicht auf einen keramikkoerper - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht, die aus Nickel, Phosphor und/oder Bor sowie Zinn und Palladium besteht, auf einen keramischen Körper aus polykristallinem Material auf der Basis von Perowskitstruktur besitzenden Titanaten, Zirkonaten oder Stannaten, insbesondere auf einen als Kondensatordielektrikum mit inneren Sperrschichten dienenden Körper aus Material auf der Basis von Bariumtitanat der allgemeinen Formel 
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 mit z = 1, 005 bis 1, 05, das wenigstens zwei verschiedene Dotierungssubstanzen enthält, von denen eine im Innern der Kristallite überwiegend n-Leitung und die andere (Cu, Fe, Co oder Mn) in der Oberflächenschicht der Kristallite überwiegend p-Leitung bewirken, und bei dem die n-Leitung bewirkende Substanz (Antimon, Niob, Wismut, Lanthan, Yttrium und Seltene Erden) in Mengen von 0, 15 bis   0,

   25 Gew.-%-gerechnet   als Oxyde und bezogen auf   Bariumtitanat - anwesend   ist und der Anteil der die p-Leitung bewirkenden Substanz 0, 01 bis   0, 15 Gew.-%   beträgt, bei dem zunächst eine Sensibilisierung und dann eine Aktivierung der zu metallisierenden Oberflächenbereiche des keramischen Körpers und daran anschliessend eine stromlose Abscheidung einer Nickel-   Phosphor- und/oder   Nickel-Bor-Legierung erfolgt, indem die Körper in eine   Zinn (II) Chloridlösung   und anschliessend in eine   PalladiumdDChloridlösung   getaucht werden und auf der derart sensibilisierten und aktivierten Oberfläche die stromlose Abscheidung der Nickel-Phosphor- und/oder Nickel-Bor-Legierung in einem Bad erfolgt, welches Nickel (Il) Chlorid,

   Phosphor als Anion und/oder Bor als Boridion sowie Natriumhypophosphat als Reduktionsmittel und Natriumcitrat als Stabilisierungsmittel enthält und als letzter Verfahrensschritt eine Temperung bei Temperaturen bis   600 C   an Luft vorgesehen ist. 



   Die als Kondensatorkeramik mit inneren Sperrschichten bekannten Dielektrika sind beispielsweise in der DE-AS 1614605 bzw. in der ihr entsprechenden US-PS Nr. 3,569, 802 sehr ausführlich beschrieben. Über die Kontaktierung dieser Kondensatorkörper ist dort ausgesagt, dass Einbrennoder Aufdampfelektroden vorhanden sein sollen, die als Belegungen dienen. 



   Andere Körper, die nach dem Verfahren der Erfindung mit einer Metallschicht versehen werden können, sind solche, die aus polykristallinem Material auf der Basis von Perowskitstruktur besitzenden Titanaten, Zirkonaten oder Stannaten bestehen und beispielsweise als Kondensatordielektrikum dienen. Halbleitendes, insbesondere kaltleitendes keramisches Material auf der Basis von Bariumtitanat ist ebenfalls hinreichend bekannt und besteht meist aus Mischtitanaten, in denen ein Teil des zweiwertigen Bariums durch Kalzium, Strontium, Magnesium und insbesondere durch Blei und ein Teil des Titanats durch Zirkonium oder Zinn ersetzt ist. Das so substituierte keramische Material auf der Basis von Bariumtitanat enthält n-Dotierung bewirkende Substanzen, wie z. B.

   Antimon, Niob, Wismut, Lanthan und/oder Seltene Erden und gegebenenfalls auch p-Dotierung bewirkende Substanzen, wie Kupfer, Eisen, Mangan oder Kobalt. Im Bereich der Curietemperatur besitzen diese Körper einen mit steigender Temperatur um mehrere Zehnerpotenzen steil zunehmenden Widerstandswert. Je nach den Erfordernissen kann die Curietemperatur auf Werte unterhalb des reinen Bariumtitanats (1200C) oder auf Werte oberhalb dieser Temperatur verschoben werden. Die Verschiebung der Curietemperatur auf Werte oberhalb   120 C   wird meist durch die Substitution des Bariums im Bariumtitanat mittels Blei bewirkt. 



   Ähnliche Überlegungen hinsichtlich der Curietemperatur gelten auch für Keramikkörper auf der Basis von Perowskitstruktur besitzendem Material, die als Kondensatordielektriken normaler Art,   d. h.   ohne innere Sperrschichten, verwendet werden. 



   Die hinreichend bekannten keramischen Körper mit piezoelektrischen Eigenschaften bestehen aus einem Material, dessen Grund- und Hauptbestandteil Bleititanat-Zirkonat ist. 



   Die beschriebenen Keramikkörper müssen für ihre Verwendung zu elektrotechnischen Zwecken (Kaltleiter =   PTC-Widerstand,   Dielektrika, Piezokörper) mit als Elektroden dienenden Belägen aus Metallschichten versehen sein. 



   In der US-PS Nr. 3,586, 534 ist ein Verfahren zur Herstellung sperrschichtfreier Belegungen (ohmscher Kontakt) auf keramischen Kaltleitern beschrieben, bei dem zunächst eine Sensibilisierung 

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 die Oxydationskraft ausreichend stark für die Zerstörung der Reduktionsmittelspuren ist. Bei Keramikkörpern mit inneren Sperrschichten erweist sich ein Konzentrationsbereich zwischen 30-und 37%ig am günstigsten. Für andere Keramikkörper können auch Wasserstoffsuperoxydlösungen geringer oder höherer Konzentration eingesetzt werden. 



   Ausführungsbeispiel : Ein Keramikkörper mit inneren Sperrschichten, der als Dielektrikum für Kondensatoren dienen soll, wird folgenden Arbeitsgängen unterworfen. 



   1. Behandlung mit Salpetersäure   (hog)  
2. Sensibilisierung mit Zinn (II)-Ionen
3. Aktivierung (Bekeimung) mit Palladium (II)-Ionen
4. Abscheidung der   Nickel-Phosphor- und/oder   Nickel-Bor-Schicht
5. Behandeln mit   H202-Lösung  
6. Auskochen der metallisierten Keramikkörper in Wasser
7. gegebenenfalls Tempern der Körper
Zwischen den Arbeitsgängen empfiehlt sich ein gutes Spülen in Leitungswasser oder vorzugsweise in entionisiertem Wasser. 



   Die Konzentrationen und die Rezepturen der einzelnen Lösungen werden nach Gesichtspunkten gewählt, die bei den bekannten Verfahren ebenfalls massgebend sind. 



   Für die Erfindung ist der Arbeitsgang 5), nämlich die Behandlung mit Wasserstoffsuperoxydlösung, wesentlich, der nach der chemischen Vernickelung vorgenommen wird. Danach erfolgt eine Spülung mit Wasser   und-wenn möglich-wird   mit ölfreier Pressluft abgeblasen, jedoch nur insoweit, dass eine vollständige Trocknung nicht eintritt. Für die Nachbehandlung mittels Tauchung in Wasserstoffsuperoxydlösung wird eine 30-bis 37% ige Konzentration gewählt,   u. zw.   für eine Zeit von 30 bis 50 s. Danach erfolgt Spülung mit Wasser und eventuell die Arbeitsgänge 6 und 7. 



   Die mit Wasserstoffsuperoxydlösung nachbehandelten Teile können, wenn   z. B.   bei Kondensatoren in Rohrform (Flachrohrform) Rohre in einem langen Stück metallisiert werden, mit einer Nassritzmaschine (= eine oder mehrere wassergekühlte Trennscheiben) getrennt werden, ohne dass die Gefahr der Fleckenbildung während des Trocknens im Trockenschrank besteht. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht, die aus Nickel, Phosphor und/oder Bor sowie Zinn und Palladium besteht, auf einen keramischen Körper aus polykristallinem Material auf der Basis von Perowskitstruktur besitzenden Titanaten, Zirkonaten oder Stannaten, insbesondere auf einen als Kondensatordielektrikum mit inneren Sperrschichten dienenden Körper aus Material auf der Basis von Bariumtitanat der allgemeinen Formel EMI3.1 mit z = 1, 005 bis 1, 05, das wenigstens zwei verschiedene Dotierungssubstanzen enthält, von denen eine im Innern der Kristallite überwiegend n-Leitung und die andere (Cu, Fe, Co oder Mn) in der Oberflächenschicht der Kristallite überwiegend p-Leitung bewirken, und bei dem die n-Leitung bewirkende Substanz (Antimon, Niob, Wismut, Lanthan, Yttrium und Seltene Erden) in Mengen von 0, 15 bis 0,

   25 Gew.-%-gerechnet als Oxyde und bezogen auf Bariumtitanat - anwesend ist und der Anteil der die p-Leitung bewirkenden Substanz 0, 01 bis 0, 15 Gew.-% beträgt, bei dem zunächst eine Sensibilisierung und dann eine Aktivierung der zu metallisierenden Oberflächenbereiche des keramischen Körpers und daran anschliessend eine stromlose Abscheidung einer Nickel- Phosphor-und/oder Nickel-Bor-Legierung erfolgt, indem die Körper in eine Zinn (II) Chloridlösung und anschliessend in eine Palladium (II) Chloridlösung getaucht werden und auf der derart sensibilisierten und aktivierten Oberfläche die stromlose Abscheidung der Nickel-Phosphor- und/oder NickelBor-Legierung in einem Bad erfolgt, welches Nickel (II) Chlorid,

   Phosphor als Anion und/oder Bor als Boridion sowie Natriumhypophosphat als Reduktionsmittel und Natriumcitrat als Stabilisierungsmittel enthält und als letzter Verfahrensschritt eine Temperung bei Temperaturen bis 600 C an <Desc/Clms Page number 4> Luft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Trocknung und der Temperung der Körper diese kurzzeitig in eine wässerige Wasserstoffsuperoxydlösung (HaO :), vorzugsweise einer Konzentration von 30 bis 37%, getaucht und danach mit Wasser gespült werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkzeit der Wasserstoffsuperoxydlösung 30 s bis 2 min beträgt.