CH288438A - Verfahren zum Aufbringen von Metallüberzügen auf langgestrecktes Arbeitsgut, sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Aufbringen von Metallüberzügen auf     langgestreektes    Arbeitsgut,  sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.    Die vorliegende Erfindung betrifft. ein  Verfahren zum Aufbringen von Metallüber  zügen     auf        langgestrecktes    Arbeitsgut, wie  Drähte und Bänder, sowie eine Einrichtung  zur     Durchführalng    des Verfahrens.  



       Das    erfindungsgemässe Verfahren besteht  darin, dass das Arbeitsgut. in stetigem     Arbeits-          gang-    durch einen Behandlungsraum durch  geführt wird, in dem das zur Belegung des       Arbeitsgutes    dienende Metall verdampft. wird,  während gleichzeitig die den Behandlungs  raum. begrenzenden Flächen über die     Ver-          clampfungstemperatur    des     1letalles        aufgeheizt     werden.  



  Die Einrichtung zur Durchführung des  Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass im  Hohlraum eines nach aussen     abgeschlossenen     Behälters ein den Behandlungsraum     einschlie.          I-)endes    Gefäss mit Öffnungen zur Durchfüh  rung von Arbeitsgut, Mittel zur     Arbeits.gut-          bewegung,

          Verdampfungseinrichtungen    für  das aufzubringende Metall und eine Wärme  quelle zur     Aufheizung    mindestens der innern  Oberfläche des Gefässes bis über den     Ver-          dampfungspunkt    des aufzubringenden     Metal-          les    angeordnet sind.  



  In der Zeichnung ist schematisch ein Aus  führungsbeispiel der Einrichtung veranschau  licht. In Verbindung mit der Schilderung die  ses Beispiels wird auch ein Ausführungsbei  spiel des     Verfahrens    beschrieben.  



  Mit strichpunktierten Linien ist ein nach  aussen abgeschlossener Behälter 1 dargestellt,    der evakuiert werden kann. Im Hohlraum des  Behälters 1 befindet sich ein geschlossenes Ge  fäss, das aus zwei im     wesentlichen    zylindri  schen Teilen 2 und 3 besteht, welche mittels  der     Flansche    4 und 5     aneinanderliegen    und  durch nicht gezeichnete Verbindungsmittel  miteinander verbunden sind.

   An zwei einan  der diametral gegenüberliegenden Stellen sind       Ausnehmungen    6 und 7 derart in das Gefäss  eingearbeitet, dass sie an die Trennfläche zwi  schen den Flanschen 4 und 5     angrenzen.    Über  diese     Ausnehmungen    6 und 7 wird mit einem  metallischen Überzug zu versehendes Arbeits  gut 8     langgestreckter    Form und geringen  Querschnittes, beispielsweise Draht oder Band,  in das Innere des Gefässes 2, 3 hinein- und  aus ihm wieder herausgeführt. Das Arbeits  gut 8 läuft hierzu von einer ebenfalls im In  nern des Behälters 1 angeordneten Spule 9 ab  und wird nach Belegung auf eine Spule 10  aufgewickelt, die sich auch im Hohlraum des  Behälters 1 befindet und die mit Hilfe einer  nicht dargestellten Vorrichtung angetrieben  ist.

    



  Im Gefäss 2, 3 ist eine bestimmte Menge       desjenigen        Metalles    11, das als Überzug auf  das Arbeitsgut 8 aufgebracht werden soll, an  gesammelt. Das Aufbringen geschieht durch  Verdampfen des Materials 11 und durch Kon  densation des gebildeten     Metalldampfes    auf  dem Arbeitsgut B. Um das zu ermöglichen, be  steht das     Bedampfungsgefäss    2, 3 beispiels  weise aus Graphit. Das Schmelzen und Ver-      dampfen des     Metalles    11 geschieht durch Er  wärmung des     Bedampfungsgefässes    2, 3; im  Falle die Ausführungsbeispiele erfolgt das mit  tels elektrischen Stromdurchganges durch das  Gefäss.

   An den Enden der Gefässteile 2 und  3 sind zu diesem Zwecke     Anseblussklemmen     12 bzw. 13 befestigt, zu denen elektrische Lei  tungen 14 und     1ä    führen. Die     Beheizung    des       Bedampfungsgefässes    könnte aber auch mittel  bar erfolgen, sei es durch Widerstandskörper  oder mittels hochfrequenten Wechselstromes,  wobei die beiden Gefässteile 2 und 3 getrennt  beheizbar sein können.

   In dien Fällen kann  das Gefäss 2, 3 auch     aiis    nichtleitenden Werk  stoffen bestehen,     beispielsweise    aus Quarzglas  oder einem Oxyd, dessen Schmelzpunkt höher  ist     als    der     Verdampfungspunkt    des aufzutra  genden     Metalles.     



  Die Wirkungsweise der bisher     besehriebe-          nen    Einrichtung ist wie folgt.:  Das mit einem Metallüberzug zu     ver-          sehende    Arbeitsgut, z. B. ein Draht 8, wird  durch Antreiben der     Aufwickelspule    10 durch  das     Bedampfungsgefäss    2, 3 hindurchgezogen,  in welchem sich das aufzutragende Metall 11  mindestens     teilweise    in der Form von Dampf  befindet.

   Auf dem im Vergleich zum Gefäss 2,  <B>3 3</B>     kalten        Draht    8     schlägt        sich        der        Dampf        nie-          der    und bildet dabei den gewünschten zusam  menhängenden Überzug. Der Draht 8 wird  mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch  das     Bedampfungsgefäss    gezogen, so dass eine  stetige Belegung des Drahtes erfolgt.  



  Zur Erzielung eines einwandfreien und  gleichmässigen Überzuges     ist    es unerlässlich,  dass die gesamte innere Oberfläche des     Be-          dampfungsgefässes    2, 3 bis über den V     er-          dampfungspunkt    des aufzubringenden Metal  ler erwärmt wird, damit sieh kein Nieder  schlag an den Gefässwandungen bildet, der auf  den zu belegenden Draht. abtropfen könnte.  



  Im Vergleich zum gesamten Rauminhalt  des evakuierten Behälters 1 ist der     Bedamp-          fungsraum    im Innern des Gefässes 2, 3 klein.       Daraus    ergibt. sich zunächst eine Einsparung  an zu verdampfendem Material und weiteres  an Energie, die zur Verdampfung des Me  taller und zur Erwärmung der Gefässwandun-    gen erforderlich ist.

   Die     Durchtrittsausneh-          mungen    6 und 7 für das zu belegende Arbeits  gut 8 sind dem     Querschnitt    desselben     ange-          passt,    damit der Metalldampf nicht. aus dem  Innern des     Bedampfnngsgefässes    ?, 3 in den  Vakuumraum 1 hinaus entweicht ;     dass    Spiel  zwischen Arbeitsgut     und    den die     Durchtritts-          a.usnehmungen    begrenzenden Flächen ist- grö  ssenordnungsmässig höchstens gleich der Dicke  des     Überzuges.     



  Zwischen der     Abwiekelspule    9 und dem       Bedampfungsgefäss        '',    3 können im Hohlraum  des Behälters Mittel zum     Reinigen    des zu be  legenden     Arbeitsgutes    8 unmittelbar vor des  sen Belegung angeordnet sein. Beim darge  stellten     Ausführungsbeispiel    erfolgt diese  Reinigung     thermiseli,    indem das Arbeitsgut 8  eine elektrische Spule 16 durchläuft, die mit  hochfrequentem Wechselstrom gespeist ist, und  das durchlaufende     Arbeitsgut    vorübergehend  stark erhitzt.

   Bei dieser Massnahme findet  gleichzeitig eine     Vorwärmung    des     Arbeits-          gutes    statt. Die Reinigung könnte aber auch  rein mechanisch erfolgen oder durch Bombar  dierung des zu belegenden. Arbeitsgutes mit  Ionen oder Elektronen von hoher     kinetiseher     Energie oder mit beiden.  



  Eine gute Haftfestigkeit des     erzeugten     Metallüberzuges auf dem Arbeitsgut 8 erreicht  man durch eine thermische     Naehbehandlung     des Arbeitsgutes, bei welcher der Überzug teil  weise in das Arbeitsgut diffundiert. Hierzu ist  zwischen dem     Bedampfungsgefäss    2, 3 und  der     Aufwickelspule    10 eine elektrische Spule  17 vorhanden, durch welche das bedampfte  Arbeitsgut hindurchläuft.  



  Zur Erzielung einer bestimmten gewünsch  ten Stärke des aufgebrachten     lletalliiber-          znges    kann das     Arbeitsgut    8 auch im wieder  holten Arbeitsgang     durch    das     Bedampfungs-          gefäss    hindurchgeführt werden, bis die erfor  derliche     Schielitdicke    erreicht. ist.  



  In     gewissen    Fällen ist es angezeigt, da,  Verfahren nicht im Vakuum, sondern in einer       Schutzgasatmosphä.re        durehzuführen;    in die  sem Falle wird das     Sehutzgas    in den vorher  entlüfteten     Behälter    1 eingebracht.           Auf    die beschriebene Weise lassen sich  Drähte und Bänder, vor allem sehr     geringen          Querschnittes,    mit einem Metallüberzug     ver-          .@ehen,    sei es zur Erhöhung der elektrischen       Leitfähigkeit,    zur Erhöhung der Korrosions  beständigkeit oder zu irgendwelchen andern  Zwecken.

   Das Verfahren eignet sieh vor allem  für die Verdampfung von Edelmetallen, da  die bisher bekannten Verfahren zu sehr gro  ssen Verlusten an diesen, abgesehen von der       hiii",eitigkeit    der     Bedampfung,    führten. Da  her können nach dem Verfahren     beispielsweise          (loldüberzüge    auf feinsten     --#Tolybdändrähten     mit. dem Erfolg     erzeu-t    werden, dass minde  stens die Hälfte des verdampften Goldes zur  Kondensation zu bringen ist; Drähte dieser  Art finden Verwendung zur Herstellung von  ('zittern in Elektronenröhren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRU CII I : Verfahren zur Aufbringung von Metall überzügen auf langgestrecktes Arbeitsgut, da durch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut in stetigem Arbeitsgang durch einen Behand- lungsraum durchgeführt wird, in dem das zur Bele-üng des Arbeitsgutes dienende Metall verdampft wird, während gleichzeitig die den Behandlungsraum begrenzenden Flächen über die Verdampfungstemperatur des Metaller aufgeheizt werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sowohl der Be handlungsraum als auch das Arbeitsgut einem Vakuum unterworfen werden. '?. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sowohl der Behand lungsraum als auch das Arbeitsgut mit einer Sehutzgasatmosphäre umhüllt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durell gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut. wiederholt durch den Behandlungsraum hin durchgeführt wird.

   4-. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut un mittelbar vor dem Bedampfen einer Reini- f-ung unterworfen wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut mechanisch gereinigt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut thermisch gereinigt wird. 7.. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut mittels eines Ionenbom- bardementes gereinigt wird.

   B. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut mittels eines Elektronen- bombardementes gereinigt wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgut nach Durchführung durch den Behandlungs raum unter Diffusion des Überzuges in das Arbeitsgut selbst thermisch nachbehandelt wird.

   PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum eines nach aussen abgeschlossenen Behälters ein den Be handlungsraum einschliessendes Gefäss mit Öffnungen zur Durchführung von Arbeits gut, Mittel zur Arbeitsgutbewegung, Ver- dampfungseinrichtungen für das aufzubrin gende Metall und eine Wärmequelle zur Ruf heizung mindestens der innern Oberfläche des Gefässes bis über den Verdampfungspunkt des aufzubringenden Metaller angeordnet sind.

   UNTERANSPRÜCHE: l0. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedamp- fungsgefäss aus Quarzglas besteht. 11. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedamp- fungsgeläss aus Graphit besteht. 12.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedamp- fungsgeläss aus einem Oxyd besteht, dessen Schmelzpunkt höher als der Verdampfungs- punkt des aufzutragenden Metaller liegt. 13. Einrichtung nach Patentanspruch I1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedamp- finzgsgefäss als Widerstand in einem Strom kreis angeordnet ist. 14.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen zur mittelbaren Beheizung des Bedampfungs- gefä.sses vorgesehen sind. 7.5. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefässbehei- zung als MTärmequelle für die Metallver- dampfungseinrichtung ausgebildet ist. 16.

   Einrichtung nach Patentanspruch <B>11,</B> dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum des Behälters Mittel zur Vorwärmung des Ar beitsgutes vor der Durchführung durch das Bedampfungsgefäss vorgesehen sind. 17. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum des Behälters Mittel zur Reinigung des Ar beitsgutes vor der Durchführung durch das Bedampfungsgefäss angeordnet. sind. 1$.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum de's Behälters Mittel zur Diffusion des L\ber- zuges in das Arbeitsgut angeordnet sind. 19. Einrichtung nach Patentansprueh 1I, dadurch gekennzeiehnet, dass im. Hohlraum des Behälters umlaufende Träger zum Ab rollen des zu belegenden und zum Aufwickeln des belegten Arbeitsgutes angeordnet sind. 20. Einrichtung nach Patentansprueh 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedamp- fungsgefäss mehrteilig ist. 21.

   Einrichtung nach Patentanspruch<B>11</B> und Unteransprueh 20, dadurch gekennzeich net, dass die zur Durehführung des Arbeits gutes dienenden Ausnehmungen an die Trennfläche der Teile des Bedampfungsgefdi- sses angrenzen. 22. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 20, dadurch gekennzeielr- net, dass für die Einzelteile des Bedampfungs- mefä.sses besondere Beheizungen vorgeseben sind.