Elektrischer Heizkörper ans hoehsehinelzenden Metallen und Verfahren zu dessen Herstellung. Um Heizdrähte aus Molybdän, Wolfram oder Tantal in Hochtemperaturöfen verwen den zu können, musste man bisher reduzie rende und inerte Gase verwenden oder ge gebenenfalls im Vakuum. arbeiten, da solche hochschmelzende Metalle schone zwischen 500 bis<B>700'</B> C lebhaft -zu oxydieren beginnen:
Um die hohe Schmelztemperatur der besag ten Metalle ausnützen zu können, hat man zwar versucht, Heizkörper aus diesen Me tallen in hochschmelzende Oxyde einzubetten; doch ist es bisher nicht gelungen, auf diesem Wege zuverlässig 'gasdichte Einbettungen zu erzielen.
Es war ferner bekannt, niedrigschmel- zende Metalle und Metallegierungen, wie zum Beispiel Nickelchromdrähte, mit festhaften den Metalloxyden zu überziehen, indem man primär aufgebrachtes Magnesiummetall durch Wasserdampf unter hohem Druck in Magnesiumoxyd überführte:
Derartige Oxyd häute haften zwar ziemlich gut, bilden aber bestenfalls nur, eine brauchbare elektrische Isolationsschicht, da sie stark porös sind und Gaszutritt nicht verhindern können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein mit Schutzmantel versehener elek trischer Heizkörper aus hochschmelzenden Metallen, wie z. B. Molybdän, Wolfram, Tantal etc., und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der erfindungsgemässe Heiz körper zeichnet sich dadurch aus, dass der Schutzmantel, der den Zutritt von Gasen, ins besondere von atmosphärischem Sauerstoff,
zu dem oxydationsempfindlichen Heizleiter zuverlässig und vollkommen verhindern soll, aus mindestens einem hochschmelzenden, bei Temperaturen über 1400'C leicht zu gasdich tem Scherben sinternden Metalloxyd besteht.
Bei der Herstellung eines solchen gas dichten Schutzmantels kann in der Weise vorgegangen werden, dass man wenigstens eine Schicht aus mindestens einem hoch schmelzenden, bei Temperaturen über 1400'C leicht zu gasdichtem Scherben sinternden Metalloxyd auf, dem Heizleiter aufbringt und sie darauf durch Hitzewirkung zum Festhaften bringt. Dabei kann die Metall oxydschicht in kolloidaler Lösung aufgetra gen und auf dem Heizleiter durch Sintern zum Festhaften gebracht werden, oder sie kann in Gestalt eines Rohres auf den Heiz- heiter aufgebracht und darauf aufgeschrumpft werden.
Der Schutzmantel kann auch durch Überlagerung mehrerer Metalloxydschichten erzeugt werden. Zwischen Heizleiter und Schutzmantel kann mindestens eine Schicht aus reinem Metalloxyd, das selbst bei höchsten Temperaturen, das heisst zwischen 1400 bis 2000' C praktisch mit dem Heiz- leiter nicht reagiert, aufgebracht werden, an die sich dann nach aussen mindestens eine Kieselsäure enthaltende Schicht, zum Bei spiel aus einem Gemenge von Aluminium- oxyd und Kieselsäure, oder von Aluminium oxyd, Magnesiumoxyd und Kieselsäure usw., anschliesst. Die innerste,
den Heizleiter um gebende Schicht kann z. B. aus Aluminium oxyd, Magnesiumoxyd, Thoriumoxyd, Beryl- liumoxyd usw. bestehen. Zweckmässig wird bei Verwendung eines aufzuschrumpfenden Rohres der Heizleiter vorher mit einem Über zug aus reinem Metalloxyd, wie zum Beispiel Aluminiumoxyd, versehen. Diese Zwischen schicht kann in der Weise angebracht wer den, dass auf dem Heizleiter zunächst ein Me tall, zum Beispiel Aluminium in verteiltem Zustande, aufgetragen und dieses dann oxy diert wird.
Es ist dabei nicht unbedingt nötig, die den Heizstab umkleidende Metall schicht nur so dünn zu gestalten, dass sie un- mittelbar zur Gänze oxydiert wird; vielmehr kann es zweckmässig sein, die Metall-, zum Beispiel Aluminiumschicht so stark auf zutragen; dass bei der Oxydation der innere Teil derselben im wesentlichen unverändert bleibt oder in nach innen zu allmählich ab nehmender Stärke oxydiert wird.
Das Auftragen der einzelnen Oxyd schichten kann in jeder bekannten Weise er folgen, zum Beispiel durch Aufspritzen oder Eintauchen in wässrige Suspensionen. Vor teilhaft werden jeweils die Einzelschichten bei zirka 1400 bis<B>2200'C</B> betragenden Tem- peraturen gesintert, so dass jeweils ein fester Verband der neuaufgetragenen Schicht mit der' vorhergehenden erzielt wird.
Bei Aufbringung des Schutzmantels in Gestalt von mehr oder weniger dünnen Rohren ist es angezeigt, dafür zu sorgen, dass die Aufschrumpfung oder Sinterung in einem Temperaturbereich genügender plastischer Bildsamkeit erfolgt, damit eine innige Haf tung und Frittung mit dem gegebenenfalls darunterliegenden Überzug aus reinem Oxyd erreicht wird.
Das Sintern der Metalloxydschichten kann zweckmässigerweise in einem reduzie renden oder inerten Medium oder im Vakuum erfolgen.
Electric radiator of high-level metals and process for their manufacture. In order to be able to use heating wires made of molybdenum, tungsten or tantalum in high-temperature furnaces, you previously had to use reducing and inert gases or, if necessary, in a vacuum. work, as such high-melting metals begin to oxidize vigorously between 500 to <B> 700 '</B> C:
In order to be able to exploit the high melting temperature of said metals, attempts have indeed been made to embed radiators from these metals in high-melting oxides; but so far it has not been possible to reliably achieve gas-tight embeddings in this way.
It was also known to coat low-melting metals and metal alloys, such as nickel-chromium wires, with firmly adhering metal oxides by converting the magnesium metal applied primarily into magnesium oxide by means of steam under high pressure:
Such oxide skins adhere fairly well, but at best only form a useful electrical insulation layer, since they are highly porous and cannot prevent the entry of gas.
The present invention is a protective jacket provided with elec tric radiator made of refractory metals, such as. B. molybdenum, tungsten, tantalum, etc., and a method for its production. The heater according to the invention is characterized in that the protective jacket, which prevents the entry of gases, in particular atmospheric oxygen,
to prevent the oxidation-sensitive heating conductor reliably and completely, consists of at least one high-melting metal oxide, which at temperatures above 1400'C easily sintered to gas-tight shards.
In the production of such a gas-tight protective jacket, the procedure can be that at least one layer of at least one high-melting metal oxide, which easily sintered to gas-tight body at temperatures above 1400 ° C, is applied to the heating conductor and it is adhered to it by heat brings. The metal oxide layer can be applied in a colloidal solution and made to adhere to the heating conductor by sintering, or it can be applied to the heating element in the form of a tube and shrunk onto it.
The protective jacket can also be created by superimposing several layers of metal oxide. Between the heating conductor and the protective jacket, at least one layer of pure metal oxide, which practically does not react with the heating conductor even at the highest temperatures, i.e. between 1400 and 2000 ° C, can be applied to the layer, which then contains at least one silica on the outside, For example, from a mixture of aluminum oxide and silica, or of aluminum oxide, magnesium oxide and silica, etc., connects. The innermost
the heat conductor to giving layer can, for. B. from aluminum oxide, magnesium oxide, thorium oxide, beryllium oxide, etc. consist. When using a tube to be shrunk on, the heating conductor is expediently provided beforehand with a coating made of pure metal oxide, such as aluminum oxide. This intermediate layer can be applied in such a way that first a metal, for example aluminum in a distributed state, is applied to the heating conductor and this is then oxidized.
It is not absolutely necessary to make the metal layer covering the heating rod only so thin that it is immediately and completely oxidized; rather, it can be useful to apply the metal, for example aluminum, layer so thickly; that during the oxidation the inner part of the same remains essentially unchanged or is oxidized to a gradually decreasing strength inwardly.
The individual oxide layers can be applied in any known manner, for example by spraying on or immersing in aqueous suspensions. Advantageously, the individual layers are each sintered at temperatures of approximately 1400 to 2200 ° C., so that a firm bond between the newly applied layer and the previous one is achieved.
When applying the protective jacket in the form of more or less thin tubes, it is advisable to ensure that the shrinking or sintering takes place in a temperature range with sufficient plasticity so that an intimate adhesion and fritting with the possibly underlying coating of pure oxide is achieved .
The metal oxide layers can conveniently be sintered in a reducing or inert medium or in a vacuum.