CH427308A - Verfahren zum Verbinden von Graphitgegenständen miteinander oder mit Gegenständen aus anderen Materialien - Google Patents

Description

  Verfahren zum Verbinden von Graphitgegenständen miteinander  oder mit Gegenständen aus anderen     Materialien       Die     Erfindung        betrifft    ein     Verfahren    zum Ver  binden von Graphitgegenständen miteinander oder       reit    Gegenständen aus anderen Materialien durch  Löten.  



  Unter  Graphit  wird im nachfolenden nicht  nur .in der Graphitform kristallisierter Kohlenstoff,  sondern auch     Material        verstanden,    das     teilweise    ans  nicht kristallisiertem Kohlenstoff besteht,     wie    es zum       Beispiel    bei     Handelsprodukten    :der     Fall        sein    kann,       die,    mit      Elektrographit     bezeichnet werden.  



  Für manche     Anwendungen    kommen die mit     Hilfe     eines Leims auf der Basis organischer Stoffe erzielten  Verbindungen von Graphibgegenständen nicht in  Frage, da solche     Verbindungen    nur gegen     niedrigere     Temperaturen beständig sind.

   Da zur Zeit gas- und  flüssigkeitsdichte Graphibarten verfügbar sind, ist die  Erzielung dichter Verbindungen     erwünscht.        Mecha-          nische        Verbindungen,        zum    Beispiel Schrauben- oder       Klemmverbindungen,    sind     .in        diesem    Fall     nicht     brauchbar.  



  Weiterhin ist es bekannt, dass Verbindungen     zwi-          schen        Graphit        und        bestimmten    Metallen mit     Hilfe     eines geschmolzenen     Metallei        hergestellt        werden    kön  nen. Solche Verbindungen     weisen    im     allgemeinen     die obererwähnten Nachteile nicht oder in geringe  rem Masse auf.  



  So ist es bekannt, dass solche Verbindungen mit  Hilfe von Indium oder einer Indiumlegierung erzielt  werden können. Weiterhin ist es zum Beispiel be  kannt, dass Graphitkörper sich mit Aluminium mit       Hilfe    von Zinn verbinden lassen. Diese     Verbindungen     haben aber den Nachteil, dass Indium,     Indmumlegie-          rungen    und Zinn einen niedrigen Schmelzpunkt     auf-          weisen.     



  Bekannt ist auch die     Verwendung    höher     schmel-          zender        Metalle    oder     Legierungen,        zum        Beispiel    Lot         auf        der    Basis     eines    oder mehrerer der     Metalle    Kupfer,  Silber und Gold zum     Verbinden    von     Gegenständen     -aus Graphit     mit    Gegenständen, (die völlig oder wenig  stens an einer Oberfläche aus Titan,

   Zirkon oder       deren        Legierungen    bestehen. Zwar ergibt sich     auf          diese    Weise eine     verhältnismässig        hochschmelzende     Verbindung, aber die     Anwendung    beschränkt     sich     ,auf     Verbindungen    von Graphit mit den     Metallen     Titan und Zirkon.  



  Schliesslich ist es noch bekannt,     Verbindungen     von Graphit mit Metallen     mit        Hilfe    von     Oxyden     herzustellen. So     kann    zum     Beispiel    eine     Verbindung          zwischen    Eisen und     Graphit,durch        Erhitzung    -in einer       oxydierenden    Atmosphäre     erzielt    werden,

   wobei ent  standenes Eisenoxyd die Verbindung     herstellt.        Die     mechanische     Festigkeit        eines    solchen     Verbindung    .ist       verhältnismässig        gering.     



  Die     Erfindung    bezweckt, die     erwähnten        Nach-          ,teile        zu        vermeiden.     



  Nachdem Verfahren gemäss     oder    Erfindung wer  den Graphitgegenstände miteinander oder mit Gegen  ständen aus anderen     Materialien    durch     Löten,        ver-          bunden,    in :dem mit     einer        Legierung    von Gold     mit     ,einem Gehalt an Tantal und/oder Niob von wenig  stens 1 Gew. % im Vakuum oder mit einer     Edel-          gasatmosphäre    gelötet wird.  



       Legierungen    mit     einem    niedrigeren     Gehalt        -an     Tantal und/oder Niob ergeben eine unzulängliche       Benetzung    der zu     verbindenden        Oberflächen.     



  Die Anwendung eines Tantalgehaltes über etwa  25 Gew. % oder eines Niobgehaltes über etwa  10     Gew.%        bringt,den        Nachteil    mit     sich,        dass    die Le  gierungen einen zu hohen     Schmelzpunkt    für     eine          laichte        Verarbeitung    haben, oder spröde sind.  



  Die     Legierungen        mit        einem        Tantalgehalt        bis     25     Gew.%        und    solche mit     einem        Niobgehalt    bis      10 Gew.% haben einen Schmelzpunkt unter 1300  C  und sind duktil. Die Legierungen können dadurch  leicht in die Form von Draht oder Folie gebracht  werden, was beim Löten vorteilhaft     sein    kann.  



       Sehr        günstige    Ergebnisse     werden    mit Legierungen  erzielt, deren Tantalgehalt zwischen 5 und 10 Gew.%  liegt. Der Gehalt -an Niob wird vorzugsweise nicht  höher als etwa 5 Gew.% gewählt.  



  Die Legierungen von Gold mit Tontal und/oder  Niob benetzen beim Löten Oberflächen von Graphit  gegenständen besonders gut. Ausserdem werden die  verschiedenartigsten anderen Materialien, wie Quarz,  Keramik und Metalle, insbesondere Molybdän und  Wolfram, gut benetzt.  



       In.    allen diesen     Fällen        ergibt    sich eine     besonders     gut haftende Verbindung, die für Temperaturschwan  kungen wenig oder nicht empfindlich ist. Dies .hängt  möglicherweise mit der besonderen Duktilität der  betreffenden Legierungen zusammen, wodurch     Span-          nungen    infolge .abweichender Ausdehnungskoeffizien  ten der zu verbindenden Materialien und .der Le  gierung leicht ausgeglichen werden können.  



  <I>Beispiele</I>  1. Zwei Graphitröhren mit einem Inneren Durch  messer von 8     mm    und einem äusseren     Durchmesser     von 10 mm werden mit Hilfe einer Legierung von  95 Gew.% Gold und 5 Gew.% Tontal verlötet. Dazu  wird zwischen den Enden der Rohre .ein ringförmiges  Drahtstückchen der Legierung in der Stärke von  200 Mikron angebracht. Anschliessend wird das Lot  im Vakuum ,durch Hochfrequenzerhitzung auf etwa  1300  C zum     Schmelzen        gebracht.     



  2. Ein Graphitstab mit einem Durchmesser von  6 mm     wird    an     einem    Ende     .mit        Hilfe    .einer     Legierung     von 97 Gew.% Gold und 3 Gew. % Niob auf eine Wol  framplatte gelötet. Das Lot wird in Form einer kreis-    förmigen Folie mit einem Durchmesser von 10, mm  und einer Stärke von 150 Mikron zwischen dem Stab  und der Platte angebracht. Anschliessend erfolgt eine  Erhitzung auf etwa l300  C in einer Argonatmo  sphäre.  



  3. Ein Graphitrohr und ;ein aus Aluminium  oxyd     bestehendes        Keramikrohr    mit     Iden    Abmessun  gen wie im Beispiel 1 angegeben, werden mit     Hilfe     einer Legierung von 97 Gew. % Gold und 3 Gew. %  Tontal miteinander verbunden. Die Rohre werden  dazu an einem Ende derart konisch abgeschliffen, dass  sie über eine Länge von einigen Millimetern inein  anderpassen. Ein Folienstreifen in der Stärke von  150 Mikron der erwähnten Legierung wird zwischen  den Enden der Röhre angebracht, worauf im Vakuum  auf etwa 1300  C erhitzt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Verbinden von Graphitgegen ständen miteinander oder mit Gegenständen aus an- dren Materialien durch Löten, dadurch gekennzeich- net, dass mit einer Legierung von Gold mit einem Gehalt an Tontal und/oder Niob von wenigstens 1 Gew.% im Vakuum oder in einer Edelgasatmo sphäre gelötet wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass .mit einer Legierung von Gold mit höchstens 25 Gew. % Tanbal, vorzugsweise 5 bis 10 Gew. % Tontal, gelötet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge, kennzeichnet, (dass mit einer Legierung von Gold mit höchstens 10 Gew.% Niob, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.% Niab, gelötet wird.