AT90455B - Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien Einschmelzungen von Metallen oder Legierungen in Gläsern. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien   Einsebme1zungen   von Metallen oder
Legierungen in Gläsern. 



   Zur luftdichten Einschmelzung von Stromzuführungen und dgl. in Glasgefässen wird bekanntlich in der Regel Platin bzw. Ersatzmaterialien, die denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Platin haben, benutzt. Die technischen Gläser haben einen Ausdehnungskoeffizienten, der von etwa 400.   10'   bis 1100. 10-8, je nach der chemischen Zusammensetzung, variiert. In diesen Bereich des Ausdehnungkoeffizienten fallen folgende Metalle : Wolfram, Molybdän, Platin, Eisen. ferner gewisse Eisennickellegierungen. Für diese Metalle bzw. Legierungen lassen sich sonach Gläser herstellen, die denselben Ausdehnungskoeffizienten haben, wie das einzuschmelzende Metall bzw. Legierung und in diesen Fällen lässt sich eine spannungsfrei Einschmelzung des Metalles in das Glas erzielen. 



   Vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Fall, wo das Glas einen anderen Ausdehnungskoeffizienten hat als das einzuschmelzende Metall bzw. Lpgierung. Als Beispiel sei die Einschmelzung von Kupfer in ein Glas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 900. 10- erörtert. Kupfer hat einen Ausdehnungskoeffizienten von rund   nOO.   10   ;   also nahezu den doppelten Wert als das Glas, in das wir das Kupfer einschmelzen wollen. Es ist bekannt, dass eine luftdichte Einschmelzung in ein solches Glas dadurch zu erzielen ist, dass man dem Kupfer eine entsprechende Form gibt. Beispielsweise stellt man das Kupfer in Form eines sehr diinnen Hohlzylinders dar, der innen oder aussen, oder innen und aussen mit Glas belegt wird.

   Ist der Hohlzylinder dünnwandig genug. so gelingt diese   Einsehmelzung,   hat aber den Nachteil, dass   Spannungen ; m   Glase   zurückbleiben,   die die Sicherheit der Einschmelzung gefährden. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, nach welchem es   möglich   ist. diese Einschmelzung derart zu vollziehen, dass nach vollendeter Einschmelzung das Glas bei Zimmertemperatur spannungsfrei'bleibt. Zum Verständnis des Verfahrens ist es notwendig, den Vorgang, der sich beim Einschmelzen von Kupfer in Glas abspielt. zieh zu vergegenwärtigen. In Fig. 1 ist der Querschnitt durch einen solchen mit Glas belegten Hohlzylinder gezeichnet. Darin bedeutet a das Kupfer, b das Glas. Das Kupfer wird mit Glas bei einer Temperatur belegt, bei der das Glas flüssig (plastisch) ist.

   Beim Abkühlen zieht sich das Kupfer stärker zusammen, als das Glas, weil es einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten hat als Glas. Solange das Glas halb starr (plastisch) ist. gibt es dem Drucke des Kupfers nach. Nehmen wir an, dass etwa bei   5000 das   Glas bereits vollkommen erstarrt. Von dieser Temperatur an wird das Glas nicht mehr plastisch   nachgeben können.   Es wird vielmehr von dieser Temperatur an sowohl das Kupfer wie das Glas deformiert, wobei beim Glase nur eine elastische aber keine plastische Deformation möglich sein wird. Beim Kupfer wird die Deformation zum Teile eine elastische und zum Teile eine plastische sein. Sobald nämlich die Spannungen im Kupfer die Elastizitätsgrenze des Kupfers überschritten haben, tritt eine plastische (dauernde) Deformation des Kupfers ein.

   Zum Schlusse der Abkühlung, also bei Zimmertemperatur wird am Kupfer eine Deformation zu konstatieren sein, die zum Teil eine plastische und zum Teile eine elastische sein wird. Der elastischen Deformation des Kupfers steht   natürlich   eine analoge elastische Deformation des Glases gegenüber, die Spannungen im Glase zur Folge hat. Um nun zu erreichen, dass bei Zimmertemperatur die ganze Deformation im Kupfer eine plastische sei und gar nicht elastisch, wird nach Erfindung folgendermassen verfahren : Es wird das ganze Stück weit unterhalb der Zimmertemperatur abgekühlt, z. B.   bis-180  C.   



  Hiebei zieht sich das Kupfer noch weiter zusammen, u. zw. stärker als das Glas und es tritt eine weitere Deformation des Kupfers ein, die wiederum zum Teile eine plastische ist. Erwärmt sich das Stück von   - 1800   C auf Zimmertemperatur, so wird durch diese Erwärmung das Kupfer stärker ausgedehnt als 

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 das Glas und die noch zurückgebliebene elastische Deformation aufgehoben und es bleibt im Kupfer nur mehr eine plastische Deformation zurück. Infolgedessen ist auch im Glase keine elastische Deformation mehr vorhanden. 



   Das Verfahren ist ganz analog dem Verfahren, welches man benutzt, um beispielsweise einen Schuh, der zu eng ist und den Fuss drückt, soweit zu dehnen, dass er den Fuss nicht mehr drückt. Man gibt nämlich den Schuh auf einen Leisten, der   grösser   als der Fuss ist. Hiebei deformiert sich das Leder zum Teile elastisch, zum Teile plastisch. Nimmt man dann den Leisten aus dem Schuh heraus, 
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   Praktisch genommen, stellt sich das Verfahren so dar, dass man die fertigen   Einschmelzstueke   vorsichtig in flüssige Luft oder feste Kohlensäure eintaucht und vorsichtig herausnimmt. Dieses Eintauchen des Einsehmelzstückes in die flüssige Luft, beseitigt die elastischen Spannungen, so dass nunmehr das Einsehmelzstück sich bezüglich der Spannungen gar nicht mehr von einer Platineinschmelzung unterscheidet. Durch dieses Verfahren ist es demnach   möglich,   luftdichte Einschmelzungen von Kupfer in Glas vorzunehmen, die denjenigen von Platin in Glas vollkommen gleichwertig sind. 



   Das vorliegende Verfahren ist natürlich auf jede Kombination von Metall und Glas anwendbar, bei der die Einschmelzung bei Zimmertemperatur zwar luftdicht aber nicht spannungsfrei ist. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien Einschmelzungen von Metallen oder Legierungen in Gläsern, deren Ausdelmungskoeffizient verschieden ist   vom. ''dehnungskoeffizienten   des einzu- 
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 das   Einschmelzstück bis zu   einer entsprechend niedrigen Temperatur unter die Zimmertemperatur abgekühlt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung durch Eintauchen des Einschmelzstückes in feste Kohlensäure oder flüssige Luft oder flüssigen Wasserstoff bewirkt wird. EMI2.3