Verfahren zum Herstellen eines Metallüberzuges auf einem Molybdän enthaltenden Körper, nach diesem Verfahren hergestellter Körper und Verwendung eines solchen Körpers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Metallüberzuges auf einem Molybdän enthaltenden Körper, dass der Über zug sich an seiner freien Oberfläche gleichmässig mit Loten benetzen lässt und einen demjenigen des Kör pers etwa gleichen thermischen Ausdehnungskoeffi zienten besitzt, sowie auf die mach diesem Verfahren hergestellten verbesserten Körper.
Es war bisher sehr schwierig, Molybdän mit Molybdän oder anderen Metallen zu verlöten oder zu verschweissen. Man hat vorgeschlagen, vor dem Löt- vorgang einen Nickelüberzug auf dem Molybdän an zubringen. Nickelüberzogenes Molybdän hat sich bei Verwendung von Lötmitteln niedrigen Schmelzpunk tes bewährt. Bei Verwendung von Lotmetallen hohen Schmelzpunktes, etwa der Grössenordnung 620 C bis 1000 C, erwiesen sich solche Nickelüberzüge je doch nicht als befriedigend. Lotlegierungen mit ho hem Schmelzpunkt verbinden sich nicht gut mit dem nickelüberzogenen Molybdän und können leicht ab gelöst werden.
Die Schwierigkeit, gute Lötverbindun- gen zu erhalten, hat man der Verschiedenheit der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Nickel und Molybdän zugeschrieben; diese Verschiedenheit führt zu einem Bimetalleffekt, wenn die Lotlegierun gen aufgetragen werden.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nun da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein an der Oberfläche reiner oxydfreier Körper aus Molybdän oder aus einer Molybdänlegierung vollständig und dicht in ein Gehäuse eingeschlossen wird, welches aus einer Legierung besteht, die 10 bis 35 Gewichts prozent Kobalt, 35 bis 22 Gewichtsprozent Nickel und ferner Eisen enthält, dass das Gehäuse und der Körper auf eine Temperatur von 870 bis 1320 C erhitzt und alsdann einem einen oder mehrere Durch gänge durch die Walzvorrichtung umfassenden Walz- prozess unterworfen werden,
wobei eine Querschnitts verringerung von mindestens 30 % eintritt und da durch eine innige Verbindung zwischen dem molyb- dänhaltigen Körper und dem Gehäuse herbeigeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner .einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten und mit einem Überzug versehenen, Molybdän enthaltenden Körper, gekennzeichnet durch einen Kern aus Molyb dän oder einer Molybdänlegierung mit einer Metall überzugsschicht, wobei die Überzugsschicht aus einer Metallegierung besteht, die einen thermischen Aus dehnungskoeffizienten etwa gleich demjenigen des Körpers besitzt und aus 10 bis 35 Gewichtsprozent Kobalt, 33 bis 22 Gewichtsprozent Nickel, bis zu 10 Gewichtsprozent Chrom sowie ,einem Rest aus Eisen besteht.
Schliesslich wird auch noch die Ver wendung eines solchen Körpers als Trägerplatte oder Kontaktteil für Silizium-Halbleitergleichrichter bean sprucht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Molybdän enthaltenden Körper mit einem Metallüberzug auf seiner Oberfläche mit einem etwa gleichen Wärme ausdehnungsbeiwert wie der Molybdänkörper, Fig.2 einen Aufriss, teilweise im Schnitt, eines Walzverfahrens. Das erfindungsgemässe Verfahren wird mit be sonderer Rücksicht auf Molybdänmetall beschrieben;
selbstverständlich kann das Verfahren auch auf Le- gierungen von Molybdän angewandt werden, welche annähernd denselben thermischen Ausdehnungskoef- fizienten besitzen wie Molybdänmetall. Molybdän hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 4,9 - 10-6 je Grad Celsius. Molybdän kann mit kleineren Mengen anderer Metalle, etwa mit Wolfram, Niob und Titan, legiert werden, ohne dass sich der thermische Ausdehnungskoeffizient wesent lich ändert. Eine Legierung aus 5 % Wolfram und 95 % Molybdän hat nahezu den gleichen Ausdeh nungskoeffizienten wie reines Molybdänmetall.
Le gierungen mit einem thermischen Ausdehnungskoef fizienten zwischen 3,8 - 10-6 und 5,0 - 10-u je Grad Celsius können daher bei dem erfindungsgemässen Verfahren mit Erfolg verwendet werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens wird ein Überzugsmetall verwendet, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient etwa den glei chen Wert wie der des Molybdäns hat. Eine Legie rung mit einem Schmelzpunkt über 1200 C, vor zugsweise über 1400 C, und einem thermischen Aus dehnungskoeffizienten zwischen 3,8 ³10-6 und 5,0³10-6 je Grad Celsius hat sich bewährt. Ferner soll sich das Überzugsmetall leicht durch und durch gleich mässig mit Loten, insbesondere solchen mit hohem Schmelzpunkt, vorzugsweise ohne Zusatz von Fluss mitteln, benetzen lassen.
Besonders geeignete Über zugsmetalle sind Legierungen aus 10 bis 35 Gewichts prozent Kobalt, 22 bis 33 Gewichtsprozent Nickel und einem Rest von Eisen. Unter Umständen kön nen sie auch bis zu 10 % Chrom enthalten. Mangan und zufällige Verunreinigungen können in kleinen Mengen vorhanden sein.
Beispiele geeigneter Legierungen sind: L eine Legierung aus 29 Gewichtsprozent Nickel, 17 Gewichtsprozent Kobalt und einem Rest von Ei sen, 2. eine Legierung, bestehend aus 28 Gewichts prozent Nickel, 18 Gewichtsprozent Kobalt und einem Rest Eisen, 3. eine Legierung, bestehend aus 37 Gewichts prozent Eisen, 30 Gewichtsprozent Nickel, 25 Ge wichtsprozent Kobalt und 8 Gewichtsprozent Chrom.
Der Fachmann wird sofort ersehen, dass auch an dere Legierungen mit anderen Zusammensetzungs verhältnissen, die die oben erwähnten Forderungen erfüllen, geeignete Überzugsmetalle im Sinne der Er findung sein können.
Der Metallüberzug kann im Anfangszustand auf dem molybdänhaltigen Körper eine solche Stärke ha ben, dass er nach der Herabsetzung des Querschnittes durch den Walzvorgang etwa 0,025 bis 0,25 mm stark ist. Gewöhnlich macht die Stärke des Metall überzuges vor dem Walzvorgang 5 bis 20 % der Stärke des Molybdänkörpers aus.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt 10 durch einen erfindungsgemässen Molybdänkörper mit Metallüber zug. Der Molybdänkörper ist mit 12 bezeichnet, das Gehäuse aus Überzugsmetall, welches den Molybdän körper vollständig und dicht einschliesst, mit 14. Bei der Vereinigung des Molybdänkörpers und des Metallüberzuges ist es wichtig, dass die Ober fläche des Molybdänkörpers, insbesondere auch die Innenfläche des ihn einschliessenden Gehäuses aus Überzugsmetall, rein und frei von Oxyden sind.
Irgendwelche Fremdpartikeln oder Oxyde beein trächtigen nämlich das gute Haften des Überzugs metalles am Molybdänkörper. Es ist wesentlich, dass der Molybdänkörper vollständig in dem Überzugs metall eingeschlossen und abgedichtet ist, damit eine Oxydation des Molybdäns während der Wärme- und Walzbehandlung verhindert eist.
Eine beispielsweise des erfin dungsgemässen Verfahrens zur Herstellung des über zogenen Molybdänkörpers besteht darin, dass man zunächst einen Behälter herstellt, welcher auf einer Seite offen ist, indem man einfach Folien des über zugsmetalles von der richtigen Grösse und Wand stärke miteinander verschweisst. Der so erzeugte Be hälter ist so bemessen, dass ein Molybdänkörper der gewünschten Grösse durch die Öffnung eingeführt werden kann und das Gehäuse annähernd ausfüllt. Das Gehäuse wird dann durch Aufschweissen einer weiteren Folie auf die noch offene Seite verschlossen, so dass das Gehäuse den Molybdänkörper vollständig und dicht umschliesst.
Wenn nötig, kann das Gehäuse nach der Anbringung eines Rohres evakuiert werden.
Hierauf wird das Ganze auf eine Temperatur von 870 bis 1320 C erhitzt jund in heissem Zustand ge walzt. Durch den Walzvorgang wird der Querschnitt verringert und ein guter Verband zwischen den bei den Teilen hergestellt; dieses Verfahren ist in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 sieht man, wie ein länglicher, mehrschichtiger Streifen 16 zwischen zwei Walzen 18 von rechts nach links hindurchläuft.
Das folgende Walzprogramm eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Bevor der metallüberzogene Molybdänkörper zum erstenmal durch Walzen hindurchläuft, wird er für 15 Minuten auf 1024 C erhitzt; ausserdem wird er nach jedem Durchgang durch Walzen vor dem näch sten Durchgang wieder aufgewärmt. Bei jedem Durchgang wird eine Querschnittsverringerung von annähernd 25 % erzielt. Nach dem letzten Durchgang wird der Körper für etwa 5 Minuten auf 1024 C erhitzt.
<I>Beispiel 1</I>
EMI0002.0025
Durchgang <SEP> Durchgangstemperatur
<tb> 1 <SEP> 1024
<tb> 2 <SEP> 1024
<tb> 3 <SEP> 1024
<tb> 4 <SEP> 1024
<tb> 5 <SEP> 1024
<tb> 6 <SEP> 1024
<tb> 7 <SEP> 1024 Die. nach diesem Schema hergestellten Körper be sitzen eine im wesentlichen gleichmässige Struktur und eine ausgezeichnete Kaltstreckbarkeit. Eine innige Bindung zwischen den einzelnen Teilen des Walzkörpers wird gewöhnlich während des ersten oder zweiten Durchganges, d. h. nach Reduzierung des Querschnittes auf 30 l erreicht.
Der Fachmann wird erkennen, dass das Walz- programm in vieler Hinsicht geändert werden kann, je nach der ursprünglichen Grösse des Körpers, der erwünschten Querschnittsreduzieung und der an gestrebten Streckbarkeit des Molybdäns bei Zimmer temperatur. Bei Anwendung der verschiedenen Walz- programme sollte die Walztemperatur die Verfesti gungstemperatur des Überzugsmetalles nicht über schreiten. Es könnte z. B. vorzugsweise die Walz- temperatur immer auf einem Wert unterhalb 1150 C gehalten werden.
Im allgemeinen werden die nach dem erfindungs gemässen Verfahren ,erzeugten Walzkörper seinen Kern aus einer Molybdänlegierung und eine äussere Hülle mit einer Wandstärke von 0,025 bis 0,25 mm auf weisen; dabei ist diese Hülle aus einem Metall her gestellt, welches sich leicht mit Lotmetallen hohen Schmelzpunktes benetzen lässt und das einen thermi- schen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der demje nigen des Molybdäns oder der gerade verwendeten Legierung etwa gleich ist.
Die Walzkörper sind weich und verformbar, können leicht geschnitten und nach dem üblichen Verfahren in gewünschte Formen ge bracht werden. Die Bindung zwischen dem Molybdän und dem Überzugsmetall bleibt fest und erlaubt so mit eine Verformung des Körpers. Die Eigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten Walzkörper können noch weiter verbessert werden, wenn man eine ver hältnismässig dünne Zwischenschicht aus Bindeme tall verwendet.
Man bringt zu diesem Zweck vor dem Erhitzen und Walzen eine dünne Zwischen schicht von Bindemetall zwischen den Molybdänkör per und das Metallgehäuse. Die Zwischenschicht ent hält zweckmässig ein Bindemetall aus der Gruppe Chrom, Palladium, Kupfer und einer Legierung, wel che 60-70 % Gewichtsteile Nickel und als Rest in dieser Legierung im wesentlichen Kupfer enthält. Die Zwischenschicht kann entweder auf die Oberfläche des Molybdänkörpers oder auf die Innenseite des Gehäuses aufgetragen werden. Die Auftragung des Bindemetalles erfolgt z.
B. entweder durch Eintau chen, Versprühen, Elektrogalvanisieren oder durch einfaches Einlegen dünner Folien zwischen den Mo lybdänkörper und das Metallgehäuse. Es kommt nicht darauf an, dass die ganze Fläche des Molybdän körpers oder des Metallgehäuses, soweit sie mit dem Molybdänkörper in Kontakt kommt, mit Bindemetall von vornherein vollständig überzogen ist. Wesentlich ist jedoch, dass nach der Zusammenstellung des Kör pers eine Zwischenschicht des Bindemetalles derart zwischen dem Molybdänkörper und dem Gehäuse metall liegt, dass die Zwischenschicht dem direkten Druck der Walzen ausgesetzt ist. Die Schichtstärke der Zwischenschicht liegt in der Grössenordnung 0,025 bis 0,25 mm.
Der nach diesem Verfahren erzeugte Walzkörper besteht aus drei Komponenten, einem Molybdänkör per, einer Zwischenschicht aus Bindemetall und schliesslich einer Umhüllung aus einem Metall, wel ches sich von Lotmetallen gleichmässig benetzen lässt und welches einen thermischen Ausdehnungskoeffi zienten besitzt, der demjenigen des Molybdäns etwa gleich ist.
Die Drei-Komponenten-Einheit wird durch den bereits beschriebenen Walzvorgang in ihrer Quer schnittsfläche verringert. Der durch den Walzvorgang entstehende Walzkörper ist durch eine extrem feste Verbindung zwischen dem Molybdänkörper und dem äusseren Metallmantel gekennzeichnet: Für bestimmte Anwendungen braucht man Walz- körper, bei denen der Metallüberzug nur auf einer Fläche des Molybdäns aufgetragen ist.
Einen solchen Körper :erhält man ebenfalls, indem man von einem einseitig offenen Behälter aus Überzugsmetall ausgeht. In diesen Behälter wird durch die Öffnung eine Dop pelschicht eingeführt, welche aus zwei Molybdänkör pern und einem dünnen Zwischenfilm aus neutra lem Werkstoff, ,etwa Aluminiumoxyd oder Magne siumoxyd von etwa 0,025 mm Filmstärke besteht. Der Behälter wird nach Einführung der Doppel schicht wiederum verschlossen. Die zusammengesetzte Einheit wird .hierauf erhitzt und gewalzt, so dass eine Verringerung der Querschnittsfläche eintritt.
Beim er findungsgemäss hergestellten Körper können nun nach dem Walzvorgang die Kanten des Walzkörpers ab getrennt werden, worauf sich die beiden Molybdän schichten in der Fläche des dünnen Zwischenfilms leicht voneinander trennen lassen; damit entstehen zwei gewalzte Molybdänkörper, an denen nur eine Fläche mit Metall überzogen ist. Die Doppelschicht kann aus Molybdänschichten von gleicher oder un terschiedlicher Stärke bestehen. Der dünne 'Zwischen film ist so zwischen den Molybdänkörpern unter gebracht, dass er dem direkten Druck der Walzen während des Walzvorganges ausgesetzt ist.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren her gestellten Walzkörper haben sich ausgezeichnet als Trägerplatten und Kontaktteile für Silizium-Halblei- tergleichrichter bewährt. Eines der kritischen Pro bleme bei der Herstellung von guten Gleichrichtern aus halbleitendem Siliziummaterial ist es, die wäh rend des Gebrauchs auftretende Wärme rasch und wirksam abzuführen. Überhöhte Temperaturen von ,
etwa 220 C können nämlich die Wirkungsweise der Gleichrichter beeinträchtigen und sogar eine Zerstö rung des Gleichrichters herbeiführen, weil dieser ne ben den hohen Temperaturen auch hoher elektri scher Belastung ausgesetzt ist. Die Siliziumplatte muss auf einem Endkontakt befestigt sein und mit diesem in inniger, thermischer und elektrischer Berührung stehen;
der Endkontakt muss aus gut wärmeleitendem Metall hergestellt sein und ,etwa den gleichen thermi- schen Ausdehnungskoeffizienten haben wie Silizium. Das Metall Molybdän erfüllt diese beiden Forderun gen. Es hat sich jedoch als äusserst schwierig erwie sen, die Sildziumplatte durch Schweissen oder Löten direkt auf dem Molybdän zu befestigen. Durch Ver wendung eines erfindungsgemässen überzogenen Mo lybdäns als Endkontakt und eines Hartlots hohen Schmelzpunktes, z.
B. einer Legierung aus 95 % Silber und 5 % Antimon oder einer Legierung aus 98 % Silber und 2 % Germanium, hat man einen guten Verband zwischen der Siliziumplatte und dem Endkontakt her stellen können. Die zwischen der Siliziumplatte und dem Endkontakt hergestellte Verbindung ist von hoher mechanischer Festigkeit und besitzt eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit. Die hohe mechanische Festigkeit dieser Verbindung erkennt man an einem Versuch, bei dem eine Siliziumplatte mit einer Silberlegierung auf einen Endkontakt aus überzogenem Molybdän gelötet wurde. Die so ver lötete Einheit wurde um einen Winkel von 90 gebo gen.
Die Siliziumplatte brach infolge ihrer bröckligen Konsistenz. Das Lötgut jedoch haftete fest auf dem metallüberzogenen Endkontakt aus Molybdän.
Method for producing a metal coating on a body containing molybdenum, body produced by this method and use of such a body The invention relates to a method for producing such a metal coating on a body containing molybdenum that the coating is evenly distributed on its free surface Solder can be wetted and has a thermal expansion coefficient that is approximately the same as that of the body, as well as the improved body produced by this process.
Up to now it has been very difficult to solder or weld molybdenum to molybdenum or other metals. It has been proposed to apply a nickel coating to the molybdenum before the soldering process. Nickel-plated molybdenum has proven itself when using low melting point solder. When using solder metals with a high melting point, for example of the order of magnitude of 620 ° C. to 1000 ° C., such nickel coatings have not proven to be satisfactory. Solder alloys with a high melting point do not bond well with the nickel-coated molybdenum and can be easily removed.
The difficulty in obtaining good soldered connections has been attributed to the difference in the thermal expansion coefficients of nickel and molybdenum; this difference leads to a bimetal effect when the solder alloys are applied.
The method according to the invention is characterized in that at least one oxide-free body made of molybdenum or a molybdenum alloy, which is pure on the surface, is completely and tightly enclosed in a housing which consists of an alloy containing 10 to 35 percent by weight cobalt, 35 contains up to 22 percent by weight nickel and also iron, that the housing and the body are heated to a temperature of 870 to 1320 C and then subjected to a rolling process comprising one or more passes through the rolling device,
a cross-sectional reduction of at least 30% occurs and is brought about by an intimate connection between the molybdenum-containing body and the housing.
The invention also relates to a body produced by the process according to the invention and provided with a coating, containing molybdenum, characterized by a core made of molybdenum or a molybdenum alloy with a metal coating layer, the coating layer consisting of a metal alloy which has a thermal expansion coefficient for example same as that of the body and consists of 10 to 35 percent by weight cobalt, 33 to 22 percent by weight nickel, up to 10 percent by weight chromium and the remainder of iron.
Finally, the use of such a body as a carrier plate or contact part for silicon semiconductor rectifiers is also claimed.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1 a cross section through a body containing molybdenum with a metal coating on its surface with approximately the same thermal expansion coefficient as the molybdenum body, FIG. 2 an elevation, partially in section, of a rolling process. The method according to the invention is described with particular regard to molybdenum metal;
Of course, the method can also be applied to alloys of molybdenum which have approximately the same coefficient of thermal expansion as molybdenum metal. Molybdenum has a thermal expansion coefficient of around 4.9 - 10-6 per degree Celsius. Molybdenum can be alloyed with smaller amounts of other metals, such as tungsten, niobium and titanium, without the coefficient of thermal expansion significantly changing. An alloy of 5% tungsten and 95% molybdenum has almost the same expansion coefficient as pure molybdenum metal.
Alloys with a coefficient of thermal expansion between 3.8-10-6 and 5.0-10-u per degree Celsius can therefore be used successfully in the process according to the invention.
To carry out the process according to the invention, a coating metal is used whose coefficient of thermal expansion has approximately the same value as that of molybdenum. An alloy with a melting point above 1200 C, preferably above 1400 C, and a thermal expansion coefficient between 3.8 ³10-6 and 5.0³10-6 per degree Celsius has proven itself. Furthermore, the coating metal should easily be wetted evenly through and through with solders, in particular those with a high melting point, preferably without the addition of fluxes.
Particularly suitable coating metals are alloys composed of 10 to 35 percent by weight cobalt, 22 to 33 percent by weight nickel and a remainder of iron. Under certain circumstances they can also contain up to 10% chromium. Manganese and incidental impurities can be present in small amounts.
Examples of suitable alloys are: L an alloy of 29 weight percent nickel, 17 weight percent cobalt and a remainder of iron, 2. an alloy consisting of 28 weight percent nickel, 18 weight percent cobalt and the remainder of iron, 3. an alloy consisting of 37 weight percent iron, 30 weight percent nickel, 25 Ge weight percent cobalt and 8 weight percent chromium.
The person skilled in the art will immediately see that other alloys with other composition ratios that meet the above-mentioned requirements can be suitable coating metals within the meaning of the invention.
In the initial state, the metal coating on the molybdenum-containing body can have such a thickness that it is about 0.025 to 0.25 mm thick after the reduction in cross section by the rolling process. Usually the thickness of the metal coating before the rolling process makes up 5 to 20% of the thickness of the molybdenum body.
1 shows a cross section 10 through a molybdenum body according to the invention with a metal coating. The molybdenum body is denoted by 12, the housing made of coating metal, which completely and tightly encloses the molybdenum body, with 14. When combining the molybdenum body and the metal coating, it is important that the upper surface of the molybdenum body, especially the inner surface of the one enclosing it Casing made of metal plating, pure and free from oxides.
Any foreign particles or oxides impair the good adhesion of the coating metal to the molybdenum body. It is essential that the molybdenum body is completely enclosed and sealed in the coating metal, so that oxidation of the molybdenum during the heat and rolling treatment is prevented.
One example of the inven tion method for producing the drawn molybdenum body consists in first producing a container which is open on one side by simply welding foils of the drawn metal of the correct size and wall thickness together. The container produced in this way is dimensioned so that a molybdenum body of the desired size can be inserted through the opening and approximately fills the housing. The housing is then closed by welding another foil onto the side that is still open, so that the housing completely and tightly encloses the molybdenum body.
If necessary, the housing can be evacuated after a pipe has been attached.
The whole thing is then heated to a temperature of 870 to 1320 C and rolled in a hot state. The rolling process reduces the cross-section and creates a good bond between the two parts; this process is shown in FIG. In Fig. 2 you can see how an elongated, multilayered strip 16 runs between two rollers 18 from right to left.
The following rolling program is suitable for carrying out the method according to the invention. Before the metal-coated molybdenum body passes through rollers for the first time, it is heated to 1024 C for 15 minutes; In addition, it is warmed up again after each pass by rolling before the next pass. A cross-section reduction of approximately 25% is achieved with each pass. After the last pass, the body is heated to 1024 C for about 5 minutes.
<I> Example 1 </I>
EMI0002.0025
Passage <SEP> passage temperature
<tb> 1 <SEP> 1024
<tb> 2 <SEP> 1024
<tb> 3 <SEP> 1024
<tb> 4 <SEP> 1024
<tb> 5 <SEP> 1024
<tb> 6 <SEP> 1024
<tb> 7 <SEP> 1024 Die. Bodies produced according to this scheme have an essentially uniform structure and excellent cold stretchability. An intimate bond between the individual parts of the roll body is usually established during the first or second pass, i.e. H. achieved after reducing the cross-section to 30 l.
The person skilled in the art will recognize that the rolling program can be changed in many ways, depending on the original size of the body, the desired cross-sectional reduction and the desired elongation of the molybdenum at room temperature. When using the various rolling programs, the rolling temperature should not exceed the solidification temperature of the coating metal. It could e.g. For example, the rolling temperature should preferably always be kept at a value below 1150 ° C.
In general, the roller bodies produced by the fiction, according to the method, will have its core made of a molybdenum alloy and an outer shell with a wall thickness of 0.025 to 0.25 mm; This shell is made of a metal which can easily be wetted with solder metals with a high melting point and which has a coefficient of thermal expansion that is roughly the same as that of molybdenum or the alloy currently used.
The roller bodies are soft and deformable, can be easily cut and brought into the desired shapes using the usual method. The bond between the molybdenum and the coating metal remains firm and thus allows the body to deform. The properties of the roller bodies produced according to the invention can be improved even further if a comparatively thin intermediate layer of binding metal is used.
For this purpose, before heating and rolling, a thin intermediate layer of binding metal between the Molybdänkör and the metal housing. The intermediate layer suitably contains a binding metal from the group consisting of chromium, palladium, copper and an alloy which contains 60-70% parts by weight of nickel and the remainder in this alloy essentially contains copper. The intermediate layer can be applied either to the surface of the molybdenum body or to the inside of the housing. The application of the binding metal takes place z.
B. either by immersion, spraying, electroplating or by simply inserting thin films between the Mo lybdenum body and the metal housing. It does not matter that the entire surface of the molybdenum body or of the metal housing, as far as it comes into contact with the molybdenum body, is completely covered with binding metal from the outset. However, it is essential that, after the body has been assembled, an intermediate layer of the binding metal is located between the molybdenum body and the metal housing in such a way that the intermediate layer is exposed to the direct pressure of the rollers. The layer thickness of the intermediate layer is in the order of magnitude of 0.025 to 0.25 mm.
The roller body produced according to this process consists of three components, a molybdenum body, an intermediate layer made of binding metal and finally a coating made of a metal which can be evenly wetted by solder metals and which has a thermal expansion coefficient that is roughly the same as that of molybdenum .
The three-component unit is reduced in its cross-sectional area by the rolling process already described. The roller body created by the rolling process is characterized by an extremely strong connection between the molybdenum body and the outer metal jacket: For certain applications, roller bodies are required in which the metal coating is only applied to one surface of the molybdenum.
Such a body: is also obtained by starting from a container made of coating metal, which is open on one side. In this container, a double layer is introduced through the opening, which consists of two Molybdänkör pern and a thin intermediate film of neutra lem material, such as aluminum oxide or Magne siumoxyd of about 0.025 mm film thickness. The container is closed again after the introduction of the double layer. The assembled unit is then heated and rolled so that the cross-sectional area is reduced.
When he inventively produced body can now be separated from the edges of the rolling body after the rolling process, whereupon the two molybdenum layers in the surface of the thin intermediate film can easily be separated from each other; This creates two rolled molybdenum bodies, on which only one surface is coated with metal. The double layer can consist of molybdenum layers of the same or different thickness. The thin 'intermediate film is placed between the molybdenum bodies under that it is exposed to the direct pressure of the rollers during the rolling process.
The roller bodies produced by the process according to the invention have proven to be excellent as carrier plates and contact parts for silicon semiconductor rectifiers. One of the critical prob problems in the manufacture of good rectifiers from semiconducting silicon material is to dissipate the heat generated during use quickly and effectively. Excessive temperatures of,
about 220 C can in fact impair the operation of the rectifier and even cause destruction of the rectifier because it is exposed to high electrical loads in addition to the high temperatures. The silicon plate must be attached to an end contact and be in intimate, thermal and electrical contact with it;
the end contact must be made of metal that conducts heat well and have roughly the same thermal expansion coefficient as silicon. The metal molybdenum fulfills these two requirements. However, it has proven extremely difficult to attach the silicon plate directly to the molybdenum by welding or soldering. By using an inventive coated Mo lybdenum as the end contact and a hard solder high melting point, z.
B. an alloy of 95% silver and 5% antimony or an alloy of 98% silver and 2% germanium, you can make a good association between the silicon plate and the end contact ago. The connection established between the silicon plate and the end contact is of high mechanical strength and has good thermal and electrical conductivity. The high mechanical strength of this connection can be seen in an experiment in which a silicon plate was soldered with a silver alloy to an end contact made of coated molybdenum. The unit soldered in this way was bent at an angle of 90.
The silicon plate broke due to its crumbly consistency. However, the item to be soldered adhered firmly to the metal-coated molybdenum end contact.