CH398827A - Stabförmiges elektrisches Heizelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Stabförmiges elektrisches Heizelement und Verfahren zu dessen Herstellung

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CH398827A
CH398827A CH817261A CH817261A CH398827A CH 398827 A CH398827 A CH 398827A CH 817261 A CH817261 A CH 817261A CH 817261 A CH817261 A CH 817261A CH 398827 A CH398827 A CH 398827A
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CH817261A
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Ingmar Fredriksson John
Robert Watson George
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Norton Co
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic

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Description


      Stabförmiges    elektrisches Heizelement und Verfahren  zu dessen Herstellung    Die vorliegende Erfindung betrifft ein     stabförmiges     elektrisches Heizelement und ein Verfahren zu dessen  Herstellung.  



  In der Zeitschrift      Industrial        Heating ,    24 (8),  l623-32, (9) 1851-56 (1957) und im US-Patent  Nr. 2 747 929 ist die Imprägnierung von     Heizelemen-          ten    mit     Molybdän-Siliziden    beschrieben. Doch be  stehen die an den genannten Stellen beschriebenen  Heizelemente vor allem aus     Molybdän-Material    und  es sind keine Veröffentlichungen über die Imprägnie  rung von Stäben aus     rekristallisiertem        Siliziumkarbid     bekannt.  



  Imprägnierte Stäbe sind dabei zu unterscheiden  von Stäben, die durch Sintern einer Masse gewonnen  werden, die     Siliziumkarbide    und     Molybdän-Silizide     enthält (siehe hierzu beispielsweise das norwegische  Patent Nr. 71070). Besonders hoch zu werten ist  ein     Molybdän-Silizid    von einer Reinheit, in der das       Molybdän-Silizid    nicht mehr als 37 Gewichts-% an  Silizium und mindestens einen Gesamtbetrag von  90% an     Molybdän    plus Silizium enthält. Ein Stab  von dieser Reinheit kann in normaler, handelsüblicher  Verwendung auf 1700 C oder gar 1800 C aufgeheizt  werden.  



  Das stangenförmige elektrische Heizelement nach  dieser Erfindung besitzt einen mittleren heissen Be  reich zur Verwendung in Öfen für hohe Temperaturen  und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stab aus       rekristallisiertem        Siliziumkarbid    hergestellt ist und der  heisse Bereich mit einer     Molybdän-Silizium-Verbin-          dung    imprägniert ist.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung  eines solchen Heizelements ist dadurch gekennzeich-         net,    dass zunächst ein Rohr aus Teilchen aus     Silizium-          Karbid    hergestellt wird und zusammen mit einem  Bindemittel auf 1650 bis 2650 C erwärmt wird, um  das     Siliziumkarbid    zu     rekristallisieren,    dass hierauf  ein Ende des Rohres mit einem feuerfesten Stöpsel  verschlossen wird und das Rohr bis zum Ende der  Länge des kalten Endes vermindert um die Breite  des Stöpsels und um denjenigen Teil des kalten Endes.

    der unter den schwersten Temperaturbedingungen  steht und bei denen der Stab auf eine Temperatur  von etwa 1000 C gelangt, mit Silizium gefüllt wird,  dass hierauf ein zweiter feuerfester Stöpsel eingesetzt  und das Rohr mit     Molybdän-Silizium    bis zur Höhe  der heissen Zone einschliesslich der Teile der beiden  kalten Enden gefüllt wird, die Temperaturen ausge  setzt sind, die höher als 1000 C liegen, und dass ein  dritter feuerfester Stöpsel eingesetzt und das Rohr  bis zu der verbleibenden Länge im Silizium gefüllt  wird, vermindert um die Breite eines weiteren Stöpsels,  dass dann ein weiterer feuerfester Stöpsel am Ende  des Rohres     eingesetzt    wird und dieses auf eine Tem  peratur zwischen 1800 C und 2600 C erwärmt wird,

    um die     Imprägnierung    der Enden mit Silizium und  des mittleren Teils mit     Molybdän-Silikat    herbeizu  führen, und dass schliesslich eine Wendel zwischen  den kalten Enden in das Rohr eingeschnitten wird,  um den heissen Bereich zu bilden.  



  Weitere Vorteile von Ausführungsbeispielen der  Erfindung werden aus der nun folgenden Beschrei  bung hervorgehen, in der auf die Zeichnung Bezug  genommen ist.  



       In    der Zeichnung ist:       Fig.    1 eine Seitenansicht eines fertigen elektrischen      Heizelementes in     Stabform,    das nach den Lehren der  Erfindung hergestellt ist;       Fig.    2 die Ansicht eines Längsschnittes durch  ein Rohr, das eine Zwischenform bei der Herstellung  des neuen Heizelementes darstellt, und den Zustand  zeigt, in dem sich das Erzeugnis vor der Imprägnie  rung und vor dem Einschneiden der Wendel befindet.  



       Fig.    3 eine Ansicht einer     Graphithülse    zum Halten  der in     Fig.    2 wiedergegebenen gefüllten Rohre wäh  rend der Durchführung des     Imprägnierungsvorganges     mit     Molybdän-Silizium    und Silizium, der gleichzeitig  in den mittleren und äusseren Bereichen einer Anzahl  von Rohren durchgeführt wird;

         Fig.    4 eine Endansicht auf die     Graphithülse    nach       Fig.    3, aus der zu ersehen ist, wie die gefüllten Rohre  im Abstand voneinander im     Innern    der     Graphithülse     angeordnet sind, und       Fig.    5 eine Teilansicht der wendelförmigen Nut  in der Wandung des Rohres, die zur Herstellung der  Wendel dient, welche den heissen Bereich des Wider  standsstabes nach der Erfindung bildet.  



  Das     stabförmige    elektrische Heizelement nach der  Erfindung ist aus einem hohlen Rohr aufgebaut und  wird so hergestellt, dass der heisse Bereich 1 mit  den kalten Enden 2 aus einem Stück besteht. Die  gesamte Stange (Stab) besteht aus     rekristallisiertem          Siliziumkarbid,    welches in geeigneter Weise im  prägniert ist, um die gewünschten elektrischen Eigen  schaften zu erhalten, die insbesondere an den kalten  Enden erzielt werden müssen, um den elektrischen  Strom durch den heissen Bereich zu leiten, und eine  heisse Zone zu erzeugen, die in     Schraubenlinienform     eingeschnitten wird, um ein wendelförmig gestaltetes       Widerstandselement    herzustellen,

   das einen spezifi  schen Widerstand solcher Grösse besitzt, dass der  gewünschte Temperaturbereich mit Hilfe einer be  stimmten Stromstärke erreicht wird.  



  Es ist an sich bekannt, Widerstandselemente aus       rekristallisiertem        Siliziumkarbid    herzustellen. Die  bisher bekannt gewordenen Stangen dieser Art können  aber nicht auf hohe Temperaturen in der     Grössenord-          nung    von 1600  bis l700  erwärmt werden, weil das       Siliziumkarbid    oxydiert. Es ist nun gefunden worden,  dass man eine     Siliziumkarbid-Matrix    herstellen kann,  die ein     Imprägnierungsmittel    trägt, welches in den  Leiter verwandelt wird und das     Siliziumkarbid    gegen  Oxydation bei Temperaturen bis zu 1800  schützt.

    Zur Erreichung dieses Ziels wird das     Siliziumkarbid     der mittleren Zone 3 der Widerstandsstange nach der  Erfindung mit einer     Molybdän-Siliziumverbindung     imprägniert, während die     aussenliegenden    Zonen 4  entweder mit der gleichen     Siliziumverbindung    oder  vorzugsweise mit Silizium allein imprägniert werden  können. Wie aus dem nun folgenden Beschreibungs  teil hervorgehen wird, kann man die Imprägnierung  der     einzelnen    Zonen dadurch ausführen, dass man  das Ende des Rohres, welches beispielsweise in     Fig.    2  zu sehen ist, mit einem Stöpsel 5 verschliesst und  den einen Abschnitt mit dem kalten Ende mit pul  verisiertem Silizium 6 füllt.

   Eine Trennwand 7 kann    auf das Silizium aufgelegt werden, um die äussere  Zone 4 von dem mittleren Bereich 3 zu trennen. Der  Innenraum des mittleren Bereichs kann dann mit einer       Molybdän-Siliziumverbindung    8 gefüllt werden, und  wenn sie vollständig ausgefüllt ist, kann eine zweite  Abschlusstrennwand 7 eingesetzt werden, die dann  zwischen dem mittleren Bereich 3 in der zweiten  äusseren. Zone 4 liegt. Die zweite äussere Zone kann  dann mit Silizium 6 gefüllt werden und das Rohr  mit einem weiteren Stöpsel 5 verschlossen werden.  In den äusseren Zonen 4 wird vorzugsweise Silizium  verwendet, um die Leitfähigkeit der Endstücke der  kalten Enden 2 für niedrige Temperaturen zu ver  bessern.

   Dies ist an sich üblich und, obwohl andere  Stoffe zur Imprägnierung einschliesslich der Mo  lybdän-Siliziumverbindungen bessere Eigenschaften  hinsichtlich der Leitfähigkeit oder in anderer Be  ziehung haben, so hat sich doch ergeben, dass gerade  das Silizium die meisten Vorteile bietet, wenn man  es als     Imprägnierungsmittel    für die kalten Enden  verwendet. Man kann in diesem Bereich eines jeden  kalten Endes Silizium verwenden, weil die Tempe  ratur normalerweise verhältnismässig niedrig gehalten  wird.

   Silizium besitzt auch in ausreichendem Masse  Hitzebeständigkeit, um die Temperaturen auszuhal  ten, die sich an den freien Enden der Widerstands  stangen einstellen, wenn diese auf normale Weise  betrieben werden; nimmt dagegen die Temperatur  von dem kalten Ende her nach dem mittleren Bereich  zu und sind die kalten Enden mit dem heissen Be  reich verbunden, dann hat sich ein anderes Im  prägnierungsmittel besser bewährt.  



  Die heisse Zone 1 des Heizelements nach der  Erfindung soll bei wesentlich höheren Temperaturen  betrieben werden können als diejenigen, die normaler  weise bei Widerstandselementen angewendet werden  können, und es ist gefunden worden, dass eine Im  prägnierung der Stangen mit einer     Molybdän-Silizium-          verbindung,    wie sie im folgenden noch näher be  schrieben werden soll, dazu dient, den heissen Bereich  gegen Oxydationsschäden zu schützen.

   Ein wesent  licher Vorteil des stangenförmigen elektrischen     Heiz-          elements    nach der Erfindung besteht darin, dass der  heisse Bereich des Elementes ständig mit Temperatu  ren über 1500 C und für mehrere Stunden bei Tem  peraturen in der Gegend von 1800 C ohne sichtbare  Schäden betrieben werden kann.  



  Bei der Herstellung des elektrischen Heizelements  nach der Erfindung und insbesondere bei der Her  stellung hohler Stangen wird     Siliziumkarbid    als Roh  material verwendet. Dabei kann jede beliebige Sorte  von     Siliziumkarbid    verwendet werden. Das     Silizum-          karbid    wird fein     vorgemahlen,    und es kann dann die  Teilchengrösse, beispielsweise durch Trockenmahlen,  auf weniger als 50     Mikron    reduziert werden, die  Erfindung soll aber nicht durch die Festlegung auf  eine bestimmte Teilchengrösse in irgendeiner Weise  eingeschränkt werden.  



  Ein anderes geeignetes Rohmaterial für die Her  stellung der     Imprägnierung    von stangenförmigen elek-           trischen    Heizelementen nach der Erfindung ist das       uDisilizium-Molybdän         MoSi,    Beim Erfindungsge  genstand wird vorzugsweise eine     Vielzahl    dieser Ma  terialien verwendet, und zwar in reiner Form, während  die verunreinigten Werkstoffe zur Herstellung billiger       Heizelemente    dienen, bei denen keine so hohen An  forderungen gestellt werden.

   Sehr reines     Disilizium-          Molybdän    kann man mit einem Gesamtgehalt von  über 99%     Molybdän    und Silizium ohne weiteres  erhalten. Dies muss aber nicht notwendigerweise alles       MoSi,    sein.  



  Vielmehr enthält die Verbindung auch noch an  dere Silikate in der Form von     Mo3Si    und     Mo3Si2,     welche die beiden einzigen anderen Verbindungen sein  können. Erfahrungsgemäss gibt es aber auch noch  andere Verbindungen des     Molybdäns    mit Silizium in  der ansteigenden Reihenfolge des Anteils von Silizium,  nämlich     Mo"Si5,        Mo15Si"        @    und     M0Si"    bzw.     Mo'5Si3,     und diese Verbindungen können durchaus auch darin  enthalten sein. Im übrigen können bestimmte Mengen  freien Siliziums in diesen Silikaten angetroffen werden.

    An sich kann jedes Material verwendet werden, das  nicht mehr als 37% Silizium und einen Gesamtbetrag  an     Molybdän    und Silizium von mindestens 90% hat,  die besten Ergebnisse erzielt man aber bei 98% und  für die Spitzenergebnisse sind mindestens 99% Mo  lybdän und Silizium erforderlich. Im folgenden sollen  alle brauchbaren Werkstoffe mit dem Sammelbegriff        Molybdän-Silizium     belegt werden.  



  Ein dritter Rohstoff ist dasjenige Silizium, welches  vorzugsweise einen kleinen Betrag von     Borkarbid     enthält, um den spezifischen Widerstand des mit  Silizium imprägnierten Teils der Stangen weiter herab  zusetzen. Die Reinheit des Siliziums bzw. des     Bor-          korbids    sollte mindestens 90% betragen. Der Prozent  gehalt an     Borkarbid    in Bezug auf Silizium in dieser  Mischung sollte zwischen 0,078% und 5% liegen.  Die Teilchengrösse der Mischung kann solange be  liebig gross sein als sich das     Borkarbid    vollständig  in dem     geschmolzenen    Silizium auflöst und solange  genügend Material in die Stangen gefüllt werden  kann, um die Poren vollständig zu imprägnieren.  



  In ähnlicher Weise ist auch die Teilchengrösse  für     Molybdän-Silizium-Verbindungen    tatsächlich nicht  kritisch, so dass jede Teilchengrösse überhaupt Ver  wendung finden kann, vorausgesetzt, es ist genügend  Material vorhanden, um die Poren der hohlen Stangen  während des     Imprägnierungsvorganges    vollständig zu  füllen.  



  Für jeden Fachmann auf diesem Spezialgebiet  ist es dabei selbstverständlich, dass auch etwas Feuch  tigkeit, Bindemittel und     Extrusionsbeschleuniger    ver  wendet werden können.  



  Die Vorgänge bei der Herstellung einer elektri  schen Widerstandsstange nach der Erfindung sind  folgende:       Siliziumkarbid,    welches die hohle Stange bilden  soll, wird auf die gewünschte Teilchengrösse reduziert.  Es wird dann mit einem Bindemittel gemischt und  in die Form einer hohlen Stange gebracht, die vor-         zugsweise    zylindrisch ist. Die hohle Stange wird dann  gebrannt, um den grössten Teil des Bindemittels im       Interesse    der Vermeidung einer Blasenbildung usw.  zu entfernen. Dies kann offensichtlich mit dem  nächsten Verfahrensschritt kombiniert werden, so  lange die     Temperatur-Zeit-Kurve    entsprechend ein  gestellt ist.  



  Die nächste Verfahrensstufe besteht in der     Re-          kristallisierung    des     Siliziumkarbids.    Diese erfolgt  durch Erwärmung der Stange auf die geeignetste Tem  peratur von etwa 2100 C in     reduzierender    At  mosphäre. Bei dieser Temperatur und unter diesen  Bedingungen wachsen die     Siliziumkarbidteilchen    zu  sammen, ein Vorgang, den man     Rekristallisation     nennt. Die Teilchen schmelzen nicht, weil das Silizium  karbid weder unter normalen Drücken, noch bei  irgendeiner Kombination von Temperatur und Druck  schmelzen, soweit dies bisher bekannt ist.

   Silizium  karbid kann bei jeder beliebigen Temperatur zwischen  1650 C und über 2400 C     rekristallisieren.    Bei etwa  2500 C bis 2650 C dissoziiert das     Siliziumkarbid.     Die wirkliche     Rekristallisationstemperatur    ist eine  Funktion des     Feinheitsgrades    des     Siliziumkarbids.     



  Bis zu diesem Zeitpunkt führten diese Verfahrens  stufen zu einer hohlen Stange mit zylindrischer     Innen-          und    Aussenfläche aus     rekristallisiertem,        hexagonalem          Siliziumkarbid.    Die Stange wird     dann    über ihren  ganzen mittleren Bereich mit der     Molybdän-Silizium-          Verbindung    imprägniert und ihre äusseren Enden  werden mit Silizium mit oder ohne     Borkarbid    im  prägniert.

   Diese     Imprägnierung    kann auf folgende  Weise vorgenommen werden:  Ein feuerfester Stöpsel 5 aus irgendeinem ge  eigneten Material, beispielsweise aus Kohlenstoff oder       Siliziumkarbid    oder dgl., wird in das eine Ende  der Stange eingesetzt. Die Stange ist dann offen und  wird bis zu der Stelle des Endes der einen äusseren  Zone 4 mit Silizium 6 mit oder ohne Zusatz von       Borkarbid    gefüllt. Hierauf wird ein feuerfester Stöpsel  7 eingesetzt, um den gefüllten äusseren Endteil     ab-          zuschliessen.    Der mittlere Bereich 3 der hohlen Stange  wird dann auf seine gesamte Länge der mittleren  Zone mit der     Molybdän-Silizium-Verbindung    8 ge  füllt.

   Hierauf wird ein weiterer Stöpsel 7 am anderen  Ende des mittleren Bereichs eingesetzt. Es bleibt  dabei genügend Raum für die äussere Zone 4 übrig,  die dann mit einer weiteren     Siliziummenge    6 mit oder  ohne     Borkarbid    gefüllt wird, worauf ein weiterer  Stöpsel 5 in dieses Ende der hohlen Stange eingesetzt  wird.  



  Die nächste Verfahrensstufe besteht darin, dass  das Silizium und die     Molybdän-Silizium-Verbindun-          gen    in die Stange eingefüllt werden. Um dies zu  erreichen, wird die gefüllte Stange erneut auf     eine     Temperatur in der Grössenordnung von 2000 C ge  bracht, bei der das Silizium und die     Molybdän-Sili-          zium-Verbindungen    schmelzen, wobei erstere jegliches       Borkarbid    auflöst, welches mit ihm     wegfliesst,    wenn  es in die Poren der Stange hineinströmt. Der Schmelz  punkt von Silizium liegt bei 1420 C.

   Der Schmelz-           punkt    von reinem     MoSi2    wird mit 2030 C angegeben,  derjenige von     Mo3Si,    und     Mo3Si    mit 2090  und  2050 C. Tatsächlich wird weder die     Molybdän-Sili-          zium-Verbindung    noch das Silizium selbst flüssig  genug, um die Stange durch     Kapillarwirkung    zu im  prägnieren, wenn sie auf über 2100 C erwärmt wird.  Es ist gefunden worden, dass die besten Ergebnisse  erzielt wurden in diesem Bereich, während eine zu  hohe Temperatur eine ungleichförmige Verteilung  der     Molybdän-Silizium-Verbindung    zur Folge hat.

    Vorzugsweise werden daher die Stangen gerade auf  eine Temperatur gebracht, die ein wenig oberhalb  der     Schmelztemperatur    der     Silizium-Verbindung    liegt.  



  Nachdem nun die äusseren und mittleren Zonen  der Stange vollständig mit dem geschmolzenen Ma  terial imprägniert worden sind, welches in die Poren  in der Stange und durch die Wandung des Rohres  bis zur Aussenseite fliesst, wird die Stange abgekühlt  und es werden dann die elektrischen Eigenschaften  der Stange festgelegt. Hat man den Widerstandswert  des mittleren Bereichs 3 festgelegt, dann wird der  Teil 1 der heissen Zone innerhalb des mittleren Be  reichs genau markiert und eine wendelförmige Nut 9  hergestellt, um die heisse Zone in einen langen band  ähnlichen Leiter in Form einer Wendel 10 zu bringen.

    Da der     Ohm'sche    Widerstand je Längeneinheit des  Materials des mittleren Bereichs 3 bestimmt werden  kann, ist es möglich, die Steigung der wendelförmigen  Nut 9 festzulegen, um ein     elektrisches        Heizwider-          standselement    herzustellen, welches den gewünschten  elektrischen Widerstand innerhalb sehr kleiner Tole  ranzen aufweist. Der     wendelförmig    verlaufende Schnitt  kann dann mit Hilfe einer     Schneidscheibe    aus Dia  mant vorgenommen werden.

   Es sind natürlich auch  noch andere zweckmässige Verfahrensschritte und  Änderungen der beschriebenen Behandlungsvorgänge  denkbar, aber das soeben beschriebene     Verfahren     stellt das bevorzugte Herstellungsverfahren der     Heiz-          elemente    nach der Erfindung dar und bei der prakti  schen Durchführung dieses Verfahrens sind die elek  trischen Eigenschaften jeder Stange so genau     abstimm-          bar,    dass man eine sehr genaue Festlegung der Wider  standswerte erhält.  



  Entsprechend den obigen Feststellungen erhält  man also eine Widerstandsstange mit einer heissen  Zone, die mit     Molybdän-Silizium    imprägniert ist, und  kalte Enden, von denen jedes einen zusammengesetz  ten Aufbau einschliesslich der äusseren Zone 4 auf  weist, die mit Silizium imprägniert ist, und einen  Teil des mittleren Bereichs 3, der mit     Molybdän-Sili-          zium    imprägniert ist.  



  Man kann auch stangenförmige Heizelemente her  stellen, die vollständig mit einer     Molybdän-Silizium-          Verbindung    imprägniert sind.     In    der Praxis oxydiert  aber die     Molybdän-Silizium-Verbindung    schon bei  Temperaturen unterhalb von 1000 C leicht. Das Mo  lybdän-Oxyd neigt zum Verdampfen und hinterlässt  das Silikat in Pulverform. Um die Beschädigung  oder Verschlechterung des mit     Molybdän-Silizium     imprägnierten äusseren Teils des kalten Endes zu    verhindern, ist es daher erforderlich, diesen mit einem  Schutzüberzug zu versehen, der nicht aufbricht, wenn  er der Wärme ausgesetzt wird, die im Betrieb nor  malerweise an dem kalten Ende auftritt.

   Es wird  daher eine     Borsilikatglasur    verwendet, die sich für  diese Zwecke als sehr geeignet erwies. Eine derartige  Glasur kann man dadurch gewinnen, dass man die  kalten Enden gleichzeitig mit einer     Molybdän-Silizium-          Verbindung    und mit     Borkarbid    in reduzierender At  mosphäre imprägniert. Ist dann das stangenförmige  Heizelement im Betrieb, dann reagieren das     Borkarbid     und das Silizium bei den relativ niedrigeren Tempera  turen, bei denen die kalten Enden arbeiten, auf  einander und bilden eine Glasur aus     Borsilikat.     



  Auch die zusammengesetzte Silizium- und     Borkar-          bidimprägnierung    in der äusseren Zone in Verbindung  mit der     Molybdän-Silikatimprägnierung    in den Teilen  X des mittleren Bereiches, in denen die kalten Enden  bei Temperaturen über 1000 C betrieben werden,  hat sich als     äusserst    zufriedenstellend erwiesen. Dieser  zusammengesetzte Aufbau des kalten Endes ermög  licht die Verwendung eines kalten Endes mit den  bekannten Eigenschaften der üblichen kalten Enden  der bisher bekannten Widerstandsstangen aus     Sili-          zium-Karbid.     



  Die elektrischen Verbindungen zu den     stangen-          förmigen    Heizelementen können infolgedessen äusserst  leicht hergestellt werden. Die Teile X und auch der  übrige Teil des mittleren Bereichs sind indessen durch  die     Molybdän-Silikatimprägnierung    geschützt und auf  alle Teile der Stange, die bei Temperaturen über  1000 C betrieben werden, wird eine Schutzschicht  aus     Silikatglasur    aufgebracht, die den     Siliziumkarbid-          körper    gegen Oxydation schützt.  



  Zu beachten ist die Sperre gegen Wärmeüber  tragung, welche durch die Stöpsel 7 gebildet wird,  welche die äusseren Zonen 4 von dem mittleren  Bereich 3 trennen. Diese Stöpsel bestimmen annähernd  den Punkt für die Temperatur von 1000 C an dem  kalten Ende und bleiben an ihrer Stelle im Innern der  Stangen, wenn diese endgültig fertiggestellt sind. Die  abgestrahlte Energie, die an dem heissen Bereich 1  entsteht, trifft an jedem Ende des mittleren Bereichs  3 der Stange auf die Stöpsel 7, wenn das Heizelement  im Betrieb ist, und die Stöpsel selbst dienen als sehr  wirksame     Stahlungsabschirmungen,    welche die strahl  ende Energie zurückwerfen, die sonst in die äussere  Zone 4 der Stange gelangen würde.

   Diese     Reflektions-          wirkung    erlaubt es, die kalten Enden der Stangen  bei viel niedrigeren Temperaturen in Betrieb zu halten,  ein Umstand, der äusserst wünschenswert ist.  



  <I>Beispiel</I>  Für die Herstellung eines stangenförmigen elek  trischen Heizelements von 73,7 cm Länge mit kalten  Enden von 21,6 cm Länge und einem heissen Bereich  von 30,5 cm Länge bei einem Innendurchmesser von  1,27 cm und einem Aussendurchmesser von 1,90 cm  wurde folgendermassen vorgegangen:  Eine bestimmte Menge von grünem     Siliziumkarbid              hexagonaler    Form, die einen Reinheitsgrad von 99%  aufwies, wurde zerkleinert, so dass sie durch ein  Maschennetz von 100 Maschen je Flächeneinheit  hindurchging. Hierauf wurden 1000 g dieses Materials  in Kugelmühlen für hohe Geschwindigkeit und mit  Stahlkugeln gegeben.

   Ein 40 Minuten lang dauernder  Mahlvorgang führte zu folgenden Grössen:  
EMI0005.0002     
  
    <I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb>  Mikrons <SEP> %
<tb>  100-150 <SEP> 2
<tb>  75-100 <SEP> 4
<tb>  50- <SEP> 75 <SEP> 6
<tb>  35- <SEP> 50 <SEP> 15
<tb>  25- <SEP> 35 <SEP> 20
<tb>  15- <SEP> 25 <SEP> 25
<tb>  7- <SEP> 15 <SEP> 17
<tb>  3- <SEP> 7 <SEP> 10
<tb>  1- <SEP> 3 <SEP> 1
<tb>  weniger <SEP> als <SEP> 1 <SEP> Spuren       Elfhundertvierzig Gramm dieses     Siliziumkarbids     wurden dann mit 24 Gramm Getreidemehl, das unter  der Handelsbezeichnung      Cere-Amic     bekannt ist, mit  36 Gramm     Polyvinylalkohol    mit der Handelsmarke        Elvanol    70/05  und mit 75/1000 Liter Glyzerin sowie  mit 120/1000 Liter Wasser gemischt.

   Bei der praktischen  Ausführung wurden zuerst     Siliziumkarbid,    Getreide  mehl und Alkohol gemischt, hierauf wurde das  Wasser hinzugefügt und die Stoffe wurden erneut  gemischt. Schliesslich wurde das Glyzerin hinzugefügt  und alle Stoffe weiter miteinander vermengt. Das Er  gebnis war eine     extrusionsfähige    Mischung.  



  Es gelangte eine     Extrusionspresse    zur Anwendung,  deren Zylinder     evaquiert    werden konnte. In dem Zy  linder wurde ein Vakuum von über 635 mm hergestellt  und fünf Minuten lang aufrecht erhalten bevor der       Extrusionsvorgang    begann; ebenso wurde das Va  kuum während des gesamten     Extrusionsvorganges     aufrecht erhalten. Die     Extrusion    der Mischung wurde  bei einem Druck von etwa 5 t in einem     Gesenkkolben     von 57,15 mm Durchmesser vorgenommen.  



  Selbstverständlich wurde in den Zylinder oder  in die Presse eine etwas grössere Menge eingegeben  als sie für eine einzige Stange erforderlich war, und  es wurde die     Extrusion    kontinuierlich fortgesetzt und  einzelne Längen abgeschnitten, so dass die gewünsch  ten Stäbe von 73,7 cm Länge entstanden. Selbstver  ständlich wurden immer gleichzeitig mehrere Stangen  hergestellt und die fertigen Stangen wurden dann  über Nacht in Luft bei Raumtemperatur getrocknet.  Am nächsten Tag wurden sie in einen Ofen gelegt  und bei 150 C während 4 Stunden getrocknet. Hierauf  wurden sie in einen anderen Ofen gebracht und  während 4 Stunden bei einer Temperatur von 250 C  erwärmt, um das gesamte Bindemittel und die Hilfs  stoffe für die     Extrusion    (Glyzerin) zu entfernen. In  diesem Ofen befand sich Luft.

      Die Stangen wurden dann in einer reduzierenden  Atmosphäre bei einer Temperatur von etwa 2100 C  gebrannt, um die     Rekristallisation    des     Siliziumkarbids          (SiC)    in den Stangen zu bewirken, Waren die Stangen  dann durch und durch getrocknet und     ordnungsge-          mäss    nach den obigen Verfahrensstufen behandelt  worden, dann war der Brennvorgang in keiner Weise  kritisch.

   Die Temperatur von 2100 C kann nach den  bisherigen Erfahrungen für jede beliebige Zeitdauer  aufrecht erhalten werden.     In    der reduzierenden At  mosphäre kann die Temperatur so schnell wie nur  irgend möglich gesteigert werden ohne dass irgend  welche Beschädigungen an den Stangen auftreten, und  sie können für eine vernünftige Zeitdauer auch auf  2100 C gehalten werden oder auch auf niedrigeren  Temperaturen, wenn diese nach einer wesentlich  längeren Zeitdauer erreicht werden. Diese Behand  lungsweise ermöglicht es den     Siliziumkarbidteilchen    zu       rekristallisieren    oder zusammenzuwachsen.

   Im übrigen  sind diese technologischen Vorgänge und Zusammen  hänge im wesentlichen an sich bekannt, so dass es  nicht erforderlich ist, sie hier noch im einzelnen zu  beschreiben.  



  Für die     Rekristallisierung    der Stangen wurde ein  Ofen benutzt. Die Stangen wurden mit einer Ge  schwindigkeit von etwa 76 cm je Stunde langsam  durch diesen Ofen bewegt. Die     Gesamtsinterungszeit     vom Beginn bis zu der Zeit, zu der die Stangen voll  ständig aus dem Ofen heraus waren, betrug 3 Stunden  und 40 Minuten und der mittlere Bereich der langen       Graphitröhre    des Ofens wurde auf 2100 C gehalten.  Die Länge des Ofenrohres betrug 1,62 m.  



  Zur Herstellung der Stöpsel (Abschlussstöpsel) 5  wurde eine Paste aus dem gleichen     Siliziumkarbid     unter Verwendung von Getreidemehl hergestellt und  in jedes Ende der gesinterten Stangen eingefüllt. Dies  ist an sich nicht sehr kritisch, wenn man bedenkt,  dass die Stärke der Stöpsel 5 verhältnismässig gross  ist, es wurden aber Abschlussstöpsel verwendet, die  nur 12,4 mm breit waren. Nach Abschluss der Luft  trocknung, die etwa eine Stunde dauerte, wurden  etwaige Sprünge in den Stöpseln mit der gleichen  Paste ausgebessert, und die Stangen wurden hierauf  in dem Ofen zwei Stunden lang bei 150 C getrocknet,  um die Feuchtigkeit aus den     Stöpseln    zu entfernen.  



  Die Stangen wurden dann mit den Enden nach  oben zunächst mit Silizium- und     Borkarbid-Mischung     6 bis zum Ende der ersten äusseren Zone, d. h. bis  auf eine Höhe von etwa 28 cm gefüllt. Hierauf wurden       Siliziumkarbid-Stöpsel    7 von 6,35 mm Länge am Ende  der gefüllten äusseren Zone eingesetzt und in jedem  einzelnen Rohr getrocknet; hierauf wurden die zen  tralen Bereiche 3 jeweils mit der     Molybdän-Silikat-          mischung    8 bis zu einer Höhe von etwa 27 cm gefüllt.

    Weitere     Siliziumkarbid-Stöpsel    7 mit 6,35 mm Durch  messer wurden hierauf eingesetzt und in den Röhren  getrocknet, und die zweite der entsprechenden     äusse-          ren    Zonen wurde mit dem erstgenannten Gemisch  aus Silizium und     Borkarbid    gefüllt, wobei genügend  viel Raum für die     Siliziumkarbid-Stöpsel    5 mit      12,7 mm Breite aus     Siliziumkarbid-Mehlpaste    an ihren  Enden freigelassen wurde.  



  Zur Vollendung dieses Füllvorganges ist es, be  sonders bequem, eine Messung mit einer Stange vor  zunehmen, die Skalenbezeichnungen aufweist, die  ebensogut zum Feststampfen der Mischung benutzt  werden kann. In dieser Mischung war der Prozent  gehalt des     Borkarbids    relativ zu dem Silizium etwa       1%.DieTeilchengrösse    der     Molybdän-Silikatmischung     war kleiner als 30 Maschen je Flächeneinheit und  bei Silizium und     Borkarbid    war sie kleiner als 30 Ma  schen bzw. kleiner als 100 Maschen je Flächeneinheit.  



  Die gefüllten Stangen wurden dann bis zu 12  Stück gleichzeitig in eine geeignete     Graphithülse    15  gefüllt, die mit einem     Graphitüberzug    16 versehen  war, wie dies in     Fig.    3 dargestellt ist. Sie wurden  durch grössere     Graphithülsen    17 in Abstand von  einander gehalten, um das     Zusammenkleben    der ein  zelnen Stangen zu verhindern. Diese Hülse wurde  dann in das eine Ende des Rohres des oben be  schriebenen Ofens für die Zwecke der     Rekristallisie-          rung    des     Siliziumkarbides    hineingesteckt, wobei der  Innendurchmesser des Ofens etwa 43,5 cm betrug.

    Bei den weiteren an sich bekannten Verfahrensstufen  wurde der Innenraum des Ofens mit ähnlich geform  ten     Graphithülsen    angefüllt, die das gleiche Gewicht  des Materials     (beispielsweise        Siliziumkarbid)    je Län  geneinheit wie die zu sinternde Hülse aufweisen.  Diese  Blindladung  bietet     Gewähr    dafür, dass das  Wärmegleichgewicht in dem Ofen konstant bleibt.

    Der Ofen wurde innerhalb von 40 Minuten auf     2080-          2100 C    erwärmt und die      Blindladung     wurde für  die Dauer von einer halben Stunde entwässert, worauf  das Rohr mit den Stangen mit einer Geschwindigkeit  von 7,6 cm je Stunde hindurchgeführt wurde, während  der Ofen auf der gleichen hohen Temperatur gehalten  wurde. Bei der Herstellung von laufender Meterware  werden aufeinanderfolgende Belastungen durch einen  Ofen der gleichen Bauart hindurchgeführt. Die  Stangen des soeben behandelten Ausführungsbeispiels,  die in einer Hülse 15 gehalten wurden,     konnten    am  Ende des Ofens abgezogen werden und wurden nach  erfolgter Abkühlung der     Stangen    aus der Hülse  herausgenommen.

   Die Distanzstücke aus Graphit wur  den einfach zwischen den Fingern zerbrochen. Durch  die geschilderte Wärmebehandlung wird die Im  prägnierung der Stangen zu Ende geführt.  



  Entsprechend den üblichen praktischen Gepflogen  heiten werden die äussersten Enden der kalten Enden  von Ofenstangen zur Herstellung eines besseren elek  trischen Kontakts mit Hilfe einer Spritzpistole mit  Aluminium überzogen.  



  In einigen Fällen gelangte ein Teil des     mit    Silizium  imprägnierten Materials durch die Aussenwand des  Rohres hindurch und wurde in Form von kleinen  Kügelchen fest, die leicht mit der Hand von der  Oberfläche weggekratzt werden konnten. Die Stangen  waren dann praktisch fertiggestellt mit Ausnahme der       Anbringung    der wendelförmig verlaufenden Nut.  



  Die elektrischen Werte der imprägnierten Stangen    wurden dann bestimmt und die heissen Bereiche von  73,7 cm Länge wurden mit Hilfe einer Diamant  scheibe wendelförmig mit einer Steigung von 7,36 mm  ausgespart. Die einzelnen Schnitte wurden selbstver  ständlich durchlaufend vorgenommen, d. h. dass die  Wandungen bis zur Innenseite durchgeschnitten  wurden. Auf diese Weise wird die elektrische Länge  der Leiter, welche die heissen Bereiche bilden, er  heblich vergrössert. Die Schnittbreite betrug, wie bei  9 in den     Fig.    1 und 5 angedeutet, 1,4 mm.  



  Jede dieser Stangen hatte einen durchschnittlichen  Widerstand von 1,11 Ohm im heissen Bereich und  einen totalen Endwiderstand von 0,081 Ohm.  



  Elektrische Heizstangen werden in vielen und ver  schiedenen Grössen mit sehr verschiedenen Wider  standswerten für den heissen Bereich eines jeden  Modells benötigt. Eine Gleichung, die sämtliche Fak  toren     berücksichtigt,    die hier eine Rolle spielen, ist  folgende:  
EMI0006.0027     
         In    dieser Gleichung ist:  R der     Ohm'sche    Widerstand  r der spezifische     Ohm'sche    Widerstand  L die Länge des heissen Bereichs, längs der  Achse der Stange gemessen  3,1416       0D    der äussere Durchmesser       ID    der innere Durchmesser  P die Steigung der Wendel, wobei die Länge  einer Windung längs der Achse gemessen ist  S die Breite einer Nut zwischen zwei Schrauben  flächen.  



  Der spezifische     Ohm'sche    Widerstand des heissen  Bereichs von Stangen, die nach dem obigen Beispiel  hergestellt sind, beträgt 0,001 Ohm cm plus oder  minus 10% Toleranz. Es ist indessen ohne weiteres  möglich, den spezifischen Widerstand des heissen  Bereichs so zu verändern, dass er in dem Bereich  von 0,005 bis 0,0005 Ohm cm liegt, indem man erstens  die     Porosität    und den     Molybdän-Silikatgehalt,zweitens     den Anteil von     Molybdän-Silikat    und drittens den  Anteil von     Siliziumkarbid    ändert, wobei der Wider  stand im allgemeinen seinen kleinsten Wert erreicht,  wenn reines     Siliziumkarbid    zur Anwendung gelangt.

    Dieser Änderungsbereich ermöglicht die Erfüllung  aller Erfordernisse und der     Ohm'sche    Widerstand der  heissen Zone einer vorgegebenen Länge kann     in     weiten Grenzen durch Änderung der Steigung der  wendelförmigen Nut in dem Rohr geändert werden,  um die heisse Zone zu bilden.  



  In praktischen Versuchen wurden Ofenstangen,  die nach den Lehren der Erfindung hergestellt waren,  bei Temperaturen zwischen 1650 C und 1700 C und  nach 900 Betriebsstunden genauestens untersucht, und  es konnte festgestellt werden, dass sie offensichtlich  in einwandfreiem Zustand in der normalen Form  waren. Ein Teil des     Molybdän-Silikats,    welches durch  Imprägnierung in den mittleren Bereich hineingelangt      war, wurde an den Oberflächen der Wendel über den  heissen Bereich exponiert und bei hohen Temperatu  ren an der     Oberfläche    in einen oxydationsbeständigen  Überzug in Gestalt einer Silizium     haltigen    Schutzglasur  verwandelt.  



  In der Zone des äusseren Endes kann man an  Stelle von     Borkarbid    und Silizium     Titanborid    oder       Zirkonborid    verwenden. Bekanntlich ist     Borkarbid     zugleich     Kohlenstoffborid    und steht daher in enger  Beziehung zu     Titanborid    und     Zirkonborid.    Jede       Titanborid-    oder     Zirkonboridverbindung    kann durch       Kohlenstoffborid    ersetzt werden und es können Mi  schungen verwendet werden, um die     Silizium-Im-          prägnierung    zu verbessern.

   Die Grenzbeträge liegen  dabei im Bereich von 0,078% bis 5% von Bor in  Bezug auf das freie Silizium in dem kalten Ende. Es  können auch andere     Boride    als das Bor an dem  kalten Ende verwendet werden, welches dessen       Ohm'schen    Widerstand herabsetzt. Die bisher bekannt  gewordenen     Boride    sind vor allem     Kohlenstoffborid     und die Übergangsmetalle, wie z. B. Titan,     Zirkon,          Hafnium,        Vanadium,        Columbium,        Tantal,    Chrom,       Molybdän    und Wolfram. Man kann auch freies Bor  verwenden, dieses ist aber teuer.

   Im Rahmen der  vorliegenden Anmeldung ist mit      Bor     entweder  freies Bor oder kombiniertes Bor gemeint. Wenn von       Zirkonborid    die Rede ist, dann ist     vorausgesetzt,    dass  dieses den normalen Gehalt von     Hafniumborid    auf  weist, mit dem es fast immer zusammen auftritt.  



  Für den Fachmann sind zahlreiche Änderungen  des Erfindungsgegenstandes denkbar. So ist es bei  spielsweise für das Verfahren zur Herstellung der  neuen Heizstange unwichtig, welche Vorrichtung be  nutzt wird, sofern nur die verschiedenen genau be  schriebenen Verfahrensstufen eingehalten werden.  Ausserdem können viele der nebensächlichen Ver  fahrensstufen geändert oder ganz weggelassen werden.  



  Es kann auch jedes übliche Bindemittel verwendet  werden und es steht nichts im Wege, jedes beliebige  Schmiermittel oder jeden beliebigen     Extrusionsbe-          schleuniger    zu verwenden. Die     rohrförmige    Raumform  kann auf jede beliebige Weise, in der eine maschinelle  Herstellung möglich ist, im breitesten Sinne gewonnen  werden und insoweit, als das Erzeugnis davon be  troffen wird. Auch beim Formen, Stopfen und Giessen  können alle beliebigen bekannten     Verfahren    benutzt  werden.  



  Gemäss einem besonderen Beispiel beträgt der     Vo-          lumenprozentgehalt    an     rektristallisiertem        Siliziumkar-          bid    in den Stangen 55% bis 85%. Der Rest an  Material in Volumenprozent ist der Imprägnierstoff  mit Ausnahme der Tatsache, dass einige Poren ent  weder nicht gefüllt oder nur teilweise gefüllt sind.  



  Anstatt die kalten Enden aus einem Stück mit dem  heissen Bereich herzustellen, wie dies oben beschrieben  worden ist, können die kalten Enden auch getrennt  nach irgendeinem bekannten Verfahren hergestellt  werden und an die heissen Bereiche angeschweisst  werden, wie dies an sich seit langem bekannt ist  und auch schon praktisch ausgeführt worden ist.    Da es nun viele verschiedene Möglichkeiten zur  Herstellung eines     Siliziumkarbidkörpers    gibt, der Sili  zium enthält, bedeutet das Wort  imprägniert  immer  nur, dass sich freies Silizium in dem     Siliziumkarbid     befindet.  



  Der wirksamste Temperaturbereich zur Durch  führung der Imprägnierung des     Siliziumkarbids    mit  Silizium ist 1800 C bis 2600 C; die besten Ergebnisse  wurden in dem Bereich von 2000 C bis 2200 C  erzielt. Bei Anwendung von Temperaturen unterhalb  von 1800 C benetzt das Silizium nicht ohne weiteres  das     Siliziumkarbid    und dringt infolgedessen auch  nicht in dieses ein, oberhalb von 2600 C neigt das  Silizium aber zum Verdampfen, so dass eine zu  grosse Menge an Silizium verlorengeht. Benetzt das  Silizium das     Siliziumkarbid    nicht, so     dass    es eindringt,  dann entsteht beim Abkühlen des Siliziums eine  Schicht von festem Silizium am Boden des hohlen  Rohres und kann beim praktischen Betrieb schmelzen  und verlorengehen.  



  Das oben wiedergegebene Beispiel stellt das beste  Verfahren für die praktische Durchführung der Er  findung dar, und zwar sowohl     hinsichtlich    des Ver  fahrens an sich als auch     hinsichtlich    der Herstellung  der besten Heizstangen.

   Es muss allerdings berück  sichtigt werden, dass in der     Praxis    Widerstandsstangen  mit den verschiedensten elektrischen Eigenschaften  und physikalischen Grössen verlangt werden und dass  für manche Verwendungszwecke die geringeren Rein  heitsgrade von     Siliziumkarbid    und     Molybdän-Silikat-          Verbindungen    zum     Imprägnieren    des     Siliziumkarbids     nicht nur die Kosten verringern, sondern auch zu  einer geringeren Leitfähigkeit in den heissen Zonen  führt, die in manchen Fällen verlangt wird.

       Silizium-          karbide    mit kleineren Reinheitsgraden ergeben     Heiz-          elemente    mit geringerer Leitfähigkeit. Die     ausser-          ordentlich    zahlreichen Möglichkeiten zur Ausführung  der     Erfindung    zeigen, dass man in sehr vielen Fällen  mit nur 90%     Siliziumkarbid    auskommt.  



  Das Verfahren zur Herstellung     stabförmiger    elek  trischer Heizelemente nach der Erfindung und die  Heizstäbe selbst bieten zahlreiche wesentliche Fort  schritte, so dass die Erfindung die einschlägige  Technik erheblich bereichert. Für den Fachmann sind  zahlreiche Abänderungen des     Herstellungsverfahrens     denkbar, die er     vornehmen    kann, ohne den Rahmen  der Erfindung verlassen zu müssen. Die beschriebenen  und dargestellten Ausführungsbeispiele dienen     aus-          schliesslich    der Erläuterung der Erfindung und sollen  diese in keiner Weise einschränken.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Stabförmiges elektrisches Heizelement mit einem mittleren heissen Bereich zur Verwendung in öfen für hohe Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab aus rekristallisiertem Siliziumkarbid herge stellt ist und der heisse Bereich mit einer Molybdän- Silizium-Verbindung imprägniert ist.
    II. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizelementes nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass zunächst ein Rohr aus Teilchen aus Siliziumkarbid hergestellt wird und zusammen mit einem Bindemittel auf 1650 bis 2650 C erwärmt wird, um das Siliziumkarbid zu rekristallisieren, dass hierauf ein Ende des Rohres mit einem feuerfesten Stöpsel verschlossen wird und das Rohr bis zum Ende der Länge des kalten Endes vermindert und die Breite des Stöpsels und um denjenigen Teil des kalten Endes, der unter den schwersten Temperaturbedin gungen steht und bei denen der Stab auf eine Tempe ratur von etwa 1000 C gelangt, mit Silizium gefüllt wird,
    dass hierauf ein zweiter feuerfester Stöpsel eingesetzt und das Rohr mit Molybdän-Silizium bis zur Höhe der heissen Zone einschliesslich der Teile der beiden kalten Enden gefüllt wird, die Temperatu ren ausgesetzt sind, die höher als 1000 C liegen, und dass ein dritter feuerfester Stöpsel eingesetzt und das Rohr bis zu der verbleibenden Länge mit Silizium gefüllt wird, vermindert um die Breite eines weiteren Stöpsel, dass dann ein weiterer feuerfester Stöpsel am Ende des Rohres eingesetzt wird und dieses auf eine Temperatur zwischen 1800 C und 2600 C er wärmt wird, um die Imprägnierung der Enden mit Silizium und des mittleren Teils mit Molybdän-Silikat herbeizuführen, und dass schliesslich eine Wendel zwischen den kalten Enden in das Rohr eingeschnitten wird,
    um den heissen Bereich zu bilden. UNTERANSPRÜCHE 1. Element nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der heisse Bereich die Form einer Wendel hat. 2. Element nach Patentanspruch I und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzt, um bei Betriebstemperaturen zwischen 1400 C und 1800 C selbsttragend zu bleiben, wobei die Steigung der Wendel entsprechend dem elektrischen Wider stand für den heissen Bereich ausgebildet. 3. Element nach Patentanspruch 1 und Unteran sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der heisse Bereich zwischen den kalten Enden liegt, die mit Molybdän-Silikat imprägniert sind. 4.
    Element nach Patentanspruch 1 und Unteran sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der heisse Bereich zwischen den mit Silizium imprägnier ten kalten Enden liegt. 5. Element nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die kalten Enden Bor im Betrag von 0,078% bis 5% in Bezug auf das freie Silizium enthalten. 6. Element nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bor in Form eines Borides vorhanden ist, welches Kohlenstoff, Titan oder Zirkon oder auch Mischungen dieser Elemente aufweist. 7.
    Element nach Patentanspruch I und Unteran sprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des heissen Bereichs eine feuerbeständige Trennwand vorgesehen ist, die als Reflektor für die ausgestrahlte Energie dient, um die Ableitung von Wärme-Energie aus dem heissen Bereich zu ver ringern.
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