Verfahren zum Aufbringen von Schichten lötfähiger, unedler Metalle auf keramische Gegenstände. Das 3fetallisieren, das heisst die Bedek- kung von keramischen Körpern mit leiten den Schichten, stösst vielfach auf Schwierig keiten.
Insbesondere gelingt es häufig nicht, Schichten auf den keramischen Körper auf- zubringen,die auch bei raschem Temperatur wechsel fest haften und leicht durch Erhitzen von okkludierten Gasen befreit werden können.
Es ist bereits bekannt, keramische Kör per zunächst mit einer Glasur zu versehen, darauf nach dem Platin-Chloridverfahren eine dünne Platinschicht einzubrennen und diese dann elektrolytisch, beispielsweise mit Kupfer, zu verstärken. Das Verfahren ist aber teuer und hat ferner den Nachteil, dass ein niedrig schmelzender Stoff (Glasur) vor handen ist, der unter der Wirkung hoher Temperaturen leicht verdampft und bei spielsweise bei elektrischen Entladungsge fässen den Gasinhalt verunreinigen bezw. das Vakuum verschlechtern kann.
Andere bekannte Verfahren zum Auf- bringen von leitenden Schichten auf kerami schen Körpern bestehen darin, die Metall schicht durch Kathodenzerstäubung aufzu tragen, oder aber .mit Hilfe von Schellack eine schwache, leitende Graphitschicht auf zubringen, die :dann elektrolytisch verstärkt wird. Die mit diesen bekannten Verfahren erzeugten Metallüberzüge haften bei weitem nicht fest genug, um als Grundlage einer zu verlässigen Lötverbindung zu dienen.
Man hat auch versucht, durch Tauchen in flüssige Metalle eine dünne Metallschicht auf keramischen Körpern zu erzeugen. Auf diese Weise lassen sich aber nicht beliebig ausgewählte Stellen an keramischen Körpern metallisieren. Überdies sind natürlich nur solche Metalle verwendbar, deren Schmelz punkt so tief liegt, dass der keramische Kör per selbst unter der Temperatur nicht leidet.
Schliesslich sind auch bereits Aluminium verzierungen keramischer Gegenstände be kannt, die in :der Weise hergestellt werden, dass Aluminiumpuder auf die mit halbtrok- %ener <B>1</B> arbe gebildete Zeichnung aufgestäubt und .dann bei etwa<B>500'</B> C eingebrannt wird. Derartige Metallüberzüge erweisen sich als unbrauchbar, wenn die metallisierten Gegen stände höheren Temperaturen ausgesetzt, bei spielsweise mittels eines Hartlotes gelötet werden sollen.
Nach dem Verfahren zum Aufbringen von Schichten lötfähiger unedler Metalle auf keramische Gegenstände gemäss der Erfindung wird eine gasdichte Verbin dung des keramischen Gegenstandes mit dem unedlen Metall dadurch erzielt, dass dieses in fein verteiltem Zustand auf den kerami- scheu Gegenstand aufgebracht und mit :die sem unter Ausschluss von Sauerstoff bis zum Sintern erhitzt wird.
Um ein sicheres Haften des Metallpulvers vor dem Festsintern zu ge währleisten, :empfiehlt es sich, das Metall pulver im Gemisch mit klebenden organi schen Stoffen auf den keramischen Gegen stand aufzubringen. Im folgenden wenden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläu tert.
Es werde auf einen keramischen Gegen stand fein verteiltes Eisenpulver aufgetragen. Dieses kann unter Luftabschluss bereits bei einer Temperatur von etwa 1100 C gesin- tert werden, doch erfordert dabei die Sin- terung Zeiten, die das; Verfahren teuer und umständlich machen würden.
Bei einer Tem peratur über 12180 C anderseits bildet sich statt einer dichten Eisenschicht eine schwarz fleckige Metallschicht .aus, die zum Beispiel ein Verlöten mit Metallen nicht gestattet. Es empfiehlt sich,daher, die Sinterung in einem Temperaturbereich von<B>1220'</B> bis<B>1260,'</B> C durchzuführen. Als besonders geeignet hat sich Eisenpulver erwiesen, :das nach dem Karbonylverfahren gewonnen wurde.
Eine derart hergestellte Metallschicht kann bei elektrischen Entladungsgefässen als Elektrode, zum Beispiel Anode, verwendet werden und so ;ausgebildet sein, :dass sie -gute Wärmeableitung zeigt. Es lassen sich auch solche Oberflächenüberzüge bei keramischen Entladungsgefässen herstellen, die die Ent stehung von Wandladungen verhindern.
Die Schicht kann auch für Widerstände, insbesondere Vakuumw'derstände oder Eisen- wasserstoffwiJerstände verwendet werden, indem man auf einem keramischen, beispiels- weise zylinderförmigen Körper an den Innen- oder Aussenflächen unmittelbar mittels einer Streichvorrichtung die Metallpulverpaste in Form eines Streifens,
einer Schraubenlinie oder dergleichen aufträgt und dann aufsin- tert. Man kann auch :den ganzen keramischen Körper von solchen Widerständen in die Paste tauchen und nach dem Sintern durch Herausschleifen entsprechender Stellen bei spielsweise eine Schraubenlinie herstellen.
Die Erfindung ist naturgemäss nicht auf die erwähnten Ausführungsbeispiele be schränkt, sie kann überall dort mit Vorteil verwendet wenden, wo es darauf ankommt, keramische Körper mit fest anhaftenden und dichten Überzügen aus unedlen Metallen für irgendwelche Zwecke zu versehen, so zum Beispiel bei Isolatoren. Es lassen sich schliess lich auch Schichten aus andern lötfähigen unedlen 14Tetallen als Eisen herstellen.
Process for applying layers of solderable, base metals to ceramic objects. The 3fetallization, that is, the covering of ceramic bodies with conductive layers, often encounters difficulties.
In particular, it is often not possible to apply layers to the ceramic body which adhere firmly even when there is a rapid change in temperature and which can easily be freed from occluded gases by heating.
It is already known to first provide ceramic bodies with a glaze, then burn in a thin layer of platinum using the platinum-chloride process and then reinforce them electrolytically, for example with copper. The method is expensive and also has the disadvantage that a low-melting substance (glaze) is present, which evaporates easily under the action of high temperatures and contaminate the gas content with, for example, electrical Entladungsge vessels. can worsen the vacuum.
Other known methods for applying conductive layers on ceramic bodies consist in applying the metal layer by cathode sputtering, or else applying a weak, conductive graphite layer with the help of shellac, which is then electrolytically reinforced. The metal coatings produced with these known methods are far from adhering firmly enough to serve as the basis for a reliable soldered connection.
Attempts have also been made to produce a thin metal layer on ceramic bodies by dipping into liquid metals. In this way, however, it is not possible to metallize arbitrarily selected locations on ceramic bodies. In addition, of course, only those metals can be used whose melting point is so low that the ceramic body itself does not suffer from the temperature.
Finally, aluminum decorations on ceramic objects are already known which are manufactured in such a way that aluminum powder is dusted onto the drawing formed with semi-dry% ener <B> 1 </B> and then at about <B> 500 ' </B> C is branded. Such metal coatings prove to be unusable if the metallized objects are exposed to higher temperatures, for example to be soldered by means of a hard solder.
According to the method for applying layers of solderable base metals to ceramic objects according to the invention, a gas-tight connection of the ceramic object with the base metal is achieved in that this is applied in a finely divided state to the ceramic object and with: this under Exclusion of oxygen is heated until sintering.
To ensure that the metal powder adheres securely before sintering, it is advisable to apply the metal powder to the ceramic object in a mixture with adhesive organic substances. In the following, embodiments of the invention apply tert erläu.
Finely divided iron powder is applied to a ceramic object. This can be sintered in the absence of air at a temperature of around 1100 C, but the sintering requires times that allow this; Would make procedures expensive and cumbersome.
At a temperature above 12180 C, on the other hand, instead of a dense iron layer, a black speckled metal layer forms, which, for example, does not allow soldering with metals. It is therefore advisable to carry out sintering in a temperature range from <B> 1220 '</B> to <B> 1260,' </B> C. Iron powder has proven to be particularly suitable: that was obtained by the carbonyl process.
A metal layer produced in this way can be used as an electrode, for example anode, in electrical discharge vessels and can be designed in such a way that it exhibits good heat dissipation. It is also possible to produce such surface coatings for ceramic discharge vessels that prevent wall charges from forming.
The layer can also be used for resistors, in particular vacuum resistors or ferrous hydrogen resistors, by applying the metal powder paste in the form of a strip on a ceramic, for example cylindrical body on the inner or outer surfaces directly by means of a coating device.
a helical line or the like and then sintered on. You can also: dip the entire ceramic body of such resistors into the paste and, after sintering, create a helix by grinding out the appropriate points, for example.
The invention is of course not limited to the exemplary embodiments mentioned, it can be used with advantage wherever it is important to provide ceramic bodies with firmly adhering and dense coatings of base metals for any purposes, for example insulators. Finally, layers of solderable base metals other than iron can also be produced.