DD202456A5 - Verfahren zum schmelzen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren fuer das Verschmelzen eines zweiten leitfaehigen Elementes mit der Matrix eines ersten leitfaehigen Elementes wird zur Verfuegung gestellt, bei dem das zweite Element entweder in Form eines Feststoffes oder einer dissoziierbaren Loesung mit dem ersten leitfaehigen Element in Kontakt gebracht wird und einem zerhackten elektrischen Signal einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird.

Description

Ve rs chme Iz längsverfahren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Lie Erfindung "betrifft Verschmelzungsprozesse, Anlagen für die Durchführung derartiger Verfahren und Produkte aus aolchen Verfahren,

Diese Anmeldung iat eine Teilweiterbehandlung der US-PA 224.762, eingereicht am 13. Januar 1981.

Für die Zwecke dieser Anmeldung soll unter dem Begriff "Verschmelzung" ein Verfahren zu verstehen sein, mit dessen Hilfe verschiedene Elemente chemisch oder physikalisch verbunden werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Bisher war es üblich, Substrate oder Matrizen in unterschiedlichster Weise zur Verbesserung der Kennwerte der Matrix für einen bestimmten Anwendungszweck zu behandeln. Manchmal wurde bei diesen Behandlungen die Matrix als Körper aufgefaßt und bei anderen Techniken wurden nur die Oberflächenkennwerte erhöht»

Diese Techniken wiesen jedoch Grenzen auf. Das Werkstück oder die Matrix kann eine gewisse Form haben, die sich nicht dafür eignet, daß ein bestimmter, die Kennwerte erhöhender Prozeß vorgenommen wird j durch das Verfahren können schon vorhandene erwünschte Eigenschaften dea Werkstückes zerstört werden; oder das behandelte Werkstück kann, obwohl es bestimmte verbesserte Kennwerte aufweist, andere verringerte Eigenschaften erhalten.

Im allgemeinen- hängt das angewandte Verfahren vom zu behandelnden Werkstück oder der zu behandelnden Matrix und den erwünschten Eigenschaften ab.

Genauer ausgedrückt, sind Beschichtungstechniken, Wärmebehandlung, Anodisierung, Lichtbogenspritzen, Vakuumverdampfung, chemische Ablagerung, Zerstäubung und Ionenplattierung insgesamt, übliche Prozesse«,

Nicht-Eisenmetalle können durch Alterung, Wärmebehandlung oder Anodisieren gehärtet werden»

231151.1982*024536

23b/1O 2

Durch α iese . Techniken wird aber kein ausreichender Schutz gegen Trockenabriebverschleiß erzielt.

Durch. Spritzbeschichtungstechniken konnten die Korrosionsbeständigkeit oder die physikalischen Eigenschaften von eisenhaltigen Werkstoffen nicht verbessert werden.

Die Abriebfestigkeit von Nicht-Eis ensubstrat en konnte durch elektro-chemiache oder elektromechanisch^ Plattierung mit Hartchrom verbessert werden, aber diese Maßnahme ist teuer und zeitaufwendig»

Die anderen Techniken wie Lichtbogenspritzen, Vakuumverdampfen und Zerstäuben weisen auch Nachteile auf, weil die aufgebrachte Schicht gewöhnlich dünn ist, die Grenzflächenbindungafestigkeit schiecht ist, oder sie nur zur Behandlung kleiner Oberflächenbereiche angewandt werden können«

Bei der praktischen Anwendung liegen die Nachteile darin, daß Gastechniken oder Hochspannungen erforderlich sind, die Schwierigkeiten bereiten und ihre Vielseitigkeit einschränken.

Zur einfacheren Bezugnahme" soll sich in dieser Beschreibung de^;r Begriff "erstes leitfähiges chemisches Element" auf die Matrix beziehen, mit der die Verschmelzung erfolgen soll; und der Begriff "chemisches Element" soll ein derartiges Element oder eine Legierung davon kennzeichnen; der Begriff "zweites leitfähiges chemisches Element oder eine Legierung davon" soll das Element bezeichnen, das mit der Matrix verschmolzen werden soll. _:

Es ist auch beabsichtigt, daß mit-dem in dieser·· Spezifikation verwendeten Begriff "Verschmelzung" eine Eindringung von Atomen oder Molekülen eines zweiten Elementes in die feste Matrix eines ersten Elementes oder einer Legierung desselben gemeint sein soll.

Ziel der Erfindung;

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise auszuschalten, indem ein neuartiges Verfahren und eine Anlage für das Verschmelzen der verschieden-

~ J ~ / in/ 531

sten leitfähigen Elemente mit entweder eisenhaltigen oder licht-Eisen-Matrizen zur Verfügung gestellt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft eine neuartige Anlage und ein Verfahren unter Anwendung einer Auftragungstechnik bei Umgebungstemperaturen, durch die eine hohe Bindungsfestigkeit ohne Verzerrung oder Verlust von Werkstück- oder IvIatrizeneigenschaften erzielt wird.

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe betrifft ein Verfahren, bei dem der Einsatz von Prozeßgas-Luft nicht erforderlich ist und bei dem keine Sicherheitsrisiken auftreten und durch das keine "Wärmeverzerrungen hervorgerufen werden.

Noch eine erfindungsgemäße Aufgabe betrifft ein Verfahren, das einen geringen Energieeinsatz verlangt und das Beschichtungsmaterial trotzdem wirksam angewandt wird«

Eine andere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, eine Anlage zur Verfügung zu stellen, die billig und transportabel soviie leicht ist*

Noch eine erfindungsgemäße Aufgabe betrifft ein Verfahren, durch das eine feste Grenzflächenbindung geschaffen wird, und das für die Ausführung keine geübten Arbeiter erfordert.

Sine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Lösungen von leitfähigen chemischen Elementen zur Verfügung zu" stellen, die für die Verschmelzung dieser chemischen Elemente mit festen Matrizen anderer leitfähiger Elemente oder Legierungen derselben eingesetzt werden können.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, neue und verbesserte Produkte zu erzeugen, die verbesserte physikalische und chemische Eigenschaften haben werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Gemäß der Erfindung werden ein Verfahren, eine Anlage und Lösungen zur Verfügung gestellt, die für die Veränderung der Oberflächeneigenschaften eines Metalls oder einer Legierung desselben bei Umgebungstemperaturen durch physikalisches Auftragen eines zweiten leitfähigen chemischen Elementes auf die

L· w U / \ U L

Oberfläche, deren Kennwerte verändert werden sollen, und daa Anlegen eines zerhackten elektrischen' Signals einer bestimmten Frequenz an beide Elemente, wenn sie physikalischen Kontakt haben, eingesetzt werden,

Ea wird eine Anlage geschaffen, die einen Schwingkreis zur Erzeugung eines Halbwellensignals am Ausgang sowie Mittel für die Verbindung eines zweiten Elementes, das geschmolzen werden soll, und des ersten chemischen Elementes, mit dem das zweite verschmolzen werden soll, mit dem Ausgang aufweist..

Es werden auch Lösungen für den Einsatz bei dem Verfahren und in Verbindung mit der Anlage zur Verfügung gestellt. Diese lösungen bestehen aus einer Lösung einer leitfähigen Chemikalie der in einer dissoziierbaren Form zu verschmelzenden Chemikalie; die in einer Menge von 0,10 bis 10 Massel vorhanden sein kann und einen im Bereich von 0,4 bis.14 liegenden pH-Wert aufweist. Ea ist günstig, wenn der spezifische. Widerstand der. Lösung im Bereich von 5 bis 500 0hm-cm-liegt, vorzugsweise zwischen 10 und 80 Ohm-cm,-

Durch die' Anwendung des ¹Verfahrens für-eisenhaltige-und ilicht-Eisenmatrizen werden neue Produkte erzeugt, in denen ein zweites" chemisches- leitfähiges Element in ein erstes chemisches' leitfähiges Element bis zu einer Tiefe von mehr als 0,5 /tun eingeschmolzen wurde und eine Oberflächenschicht des zweiten chemischen leitfähigen Elementes in Dicken von über 0,5 /Um aufgebracht worden ist·

Ausführungsbe!spiele;

Diese- und andere Aufgaben und Merkmale- der Erfindung/;w erden aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen deutlicher werden, in denen spezifische·'Ausführungsbeispiele der Prozeßanlage und von Produkten des Verfahrens zur Verdeutlichung der Erfindung erläutert werden.

In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungs gemäß en Anlage', die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird-j

23671O I

Fig. 2 eine allgemeine perspektivische Ansicht einer'zweiten Ausfuhr ungs form der erfindungsgemäßen Anlage, die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird;

Fig. 3 einen schematischen elektrischen Schaltkreis für die Erfindung;

Fig. 4 ein Schaltdiagramm eines Oszillators, der für die Anlage bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 eine Mikroaufnahme in einer 500-fachen Vergrößerung einer Stahlprobe, die erfindungsgemäß mit Titanmcnokarbid behandelt wurde; . .

Fig. 6 eine Mikroaufnahme in einer 110-fachen Vergrößerung, die die Eindringung von Titan in den behandelten Prüfkörper von Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 eine Hontgenatrahlenabtastung mit einem Elektronenscndenmikroanalysator (EPMA) der Ti-K-Oberflächenschlcht des Prüfkörpers, dessen Schnitt in den Fig. 5 und 6 gezeigt wird;

Fig. 8 eine Mikroaufnahme in einer 1100-fachen Vergrößerung des in Figo 5 gezeigten Prüfkörpers nach starker Hickelplattierung und Polieren, die die Dicke der Ablagerung zeigen soll;

Fig« 9 bis 16 EPMA-Zeilenabtastungen von jeweils den Stellen 1 bis 8, wie in Fig. 5„angegeben;

Fig. 17 eine EPMA-Abtastung der mit Ti angereicherten, in Fig, 8 markierten Zone;

Fig. 18 eine Verbund-Mikroaufnahme, aufgenommen mit einem Rastermikroskop (SEM), mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatrix, mit der Molybdän mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens von einer festen Molybdänelektrode verschmolzen, wurde; die linke Hälfte ist eine 655-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 1965-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 18A eine Verbund-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer weiteren Stahlmatrix, mit der Molybdän unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einer festen Mo-

ZJO/IU L

lybdänelektrode verschmolzen -wurde; die linke Hälfte ist eine 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 3930-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Pig. 19 ein Diagramm einer SM/EPIvIA der in Fig. 18 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Molybdän mit dem Stahl zeigt;

Fig., 19A ein Diagramm einer Rastermikroskopabtastung der in Fig. 19 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Molybdän mit dem Stahl zeigt;

Fig. 20 eine SH.I-Mikroaufnahme in 1310-facher Vergrößerung einer Stahlmatrix, mit der Wolfram mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens von einer festen Wolframelektrode verschmolzen wurde;

Fig. 21 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 20 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Wolfram mit dem Stahl zeigt;

Fig. 22 eine Verbund-SEM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Molybdän unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Molybdänlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung.-· und'die- rechte'Hälfte eine 8-fache ^ Vergrößerung· der in der linken Hälfte markierten Fläche;

Fig. 23 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 22 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Molybdän mit Kupfer zeigt;

Fig. 24 eine Verbund-SEM-Mikroaufnähme, mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatrix, mit der Molybdän-unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Molybdänlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 8-fache Vergrößerung der in der linken Hälfte markierten Fläche;

Fig. 25 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 24 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Molybdän mit Stahl zeigt;

Fig. 26 eine Verbundmikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Wolfram unter Anwendung des

erfindungsgemäßen Yerfahrena aus einer Wolframlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig» 27 eine weitere SSI-Mikroaufnahme der Probe von Fig. 26 in einer 10 000-fachen Vergrößerung eines Teiles des in Figo 26 markierten Bereichs;

Fig. 28 ein Diagramm einer SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der in den Fig. 2¹S und 2ψ £P) gezeigten Probe;

Fig. 29 eine Verbundmikrcaufnahme, mit rechter und linker Half-.. te, einer Stahlmatrix, mit der Wolfram unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Wolframlösung verschmolzen wurde, Die^; linke Hälfte ist eine 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 30 ein Diagramm einer SM/SPMA-Abtastung der in Fig. 29 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Wolfram mit Stahl zeigt;

Fig. 31 eine Verbund-Mikrοaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Indium mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Indiumlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung und die-rechte Hälfte" ist eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 32 ein Diagramm einer Elektronenmikrosondenabtastung der in Fig. 31 gezeigten Probe;

Fig. 33 eine Verbund-SM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatrix, mit der Indium unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Indiumlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 625-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 8-fache des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 34' ein Diagramm einer SEM/SPMA-Abtastung der in Fig. 33 gezeigten Probe;

ZJb/ I ϋ Ι

Fig, 35 eine Verbtmd-SEM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Nickel unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer ITickellcsung verschmolzen wurde· Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung dea in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 36 ein Diagramm einer SM/EPMA-Abtastung der in Fig. 35 gezeigten Probe;

Fig. 37 eine Verbund-SEM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatrix, mit" der Nickel unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Nickellösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine. 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 38 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 37 gezeigten Probe; '

Fig. 39 eine Verbundmikroaufnahme einer Kupfermatrix, mit der Gold verschmolzen 'wurde.-. Die. linke Hälfte ist eine , 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung· des' in der linken Halfte markierten Bereichs;

Fig. 40 ein Diagramm einer SEM/SPMA-Abtastung der in Fig. 39 gezeigten Probe, das mit der Kupfermatrix verschmolzenes Gold ⁽k.J zeigt;

Fig. 41 eine Verbundmikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatrix, mit der Gold unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens' verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 42 ein Diagramm einer SM/EPMA-Abtastung der in Fig. 40 gezeigten Probe, das in die Stahlmatrix eingeschmolzenes Gold zeigt;

Fig. 43 eine SEM-Mikroaufnähme in 10 000-facher Vergrößerung von einer Kupfermatrix, mit der Chrom unter Anwendung des er-

findungagemäßen Verfahrens aus einer ersten Chromlösung verschmolzen wurde.

Pig. 44 ein Diagramm einer SM/ SPM A- Ab tastung der in Fig. 43 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Chrom mit Kupfer zeigt 5

Fig. 45 eine SEM-Mikrοaufnähme in einer 10 000-fachen Vergrößerung von einer Stahlmatrix, mit der Chrom unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der oben genannten ersten Chromlösung verschmolzen wurde;

Fig,- 46 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 45 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Chrom mit Stahl zeigt;

Fig. 47 eine Verbund-SEM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Chrom unter Anwendung des erf Ladungsgemäßen Verfahrens aus einer zweiten Chromlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 625-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 8-fache Vergrößerung des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 47A eine stärker vergrößerte SEEvI-M ikr ο auf nähme des vergrößerten Bereichs von Fig. 47 in einer 10 000-fachen Vergrößerung;

Fig. 48 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 47 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Chrom mit Kupfer zeigt;

Fig. 49 eine Verbund-SEM-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Stahlmatris, mit der Chrom unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer zweiten Chromlösung verschmolzen wurde. Die linke Hälfte ist eine 1250-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung • des in der linken Hälfte markierten Bereichs;

Fig. 49A eine stärker vergrößerte SM-M ikro auf nähme des vergrößerten Bereichs von Fig. 49 in einer 10 000-fachen Vergrößerung;

Fig. 50 ein Diagramm einer SM/EPMA-Abtastung der in Fig* 48 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Chrom mit Stahl zeigt;

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/ -. —

Pig. 51 eine·Verbund-Mikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Cadmium unter Anwendung dea erfind unga gemäß en Verfahrens aus einer ersten Cadmiumlösung verschmolzen wurde; die linke Hälfte ist eine 1310-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 5-fache Vergrößerung dea markierten Bereichs;

Fig. 52 ein Diagramm einer SEM/EPMA-Abtastung der in Flg. 51 gezeigten Probe, das eine Verschmelzung von Cadmium mit Kupfer zeigt;

Fig. 53 eine Mikroaufnahme in 11 500-facher Vergrößerung...von einer Stahlmatrix, mit der Cadmium unter Anwendung des erfindungsgemäSen Ve rf ahrens "aus einer'; zweiten Cadmiumlösung verschmolzen wurde;

Fig. 54 ein Diagramm einer SM/EPMA-Abtastung der in Fig. 53 gezeigten Probe., das die Verschmelzung von Cadmium mit Stahl ζ e igt;

Fig» 55 eine Verbundmikroaufnahme, mit rechter : und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, ..mit der Zinn unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer ersten Zinnlösung verschmolzen wurde; die., linke Hälfte ist eine 655-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung des markierten Bereichs;

Flgr 56 eine""SEM/EPMA-Abtastung der Probe von Fig. 55, das die Verschmelzung von Zinn mit Zupfer; zeigt;

Fig. 57 eine Verbundmikroaufnahme, mit rechter und linker Hälfte, einer Kupfermatrix, mit der Zinn unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer zweiten Zinnlösung verschmolzen wurde; die linke Hälfte ist eine 326-fache Vergrößerung und die rechte Hälfte eine 8-fache Vergrößerung des markierten Bereichs;

Fig. 58 eine SEM/EPMA-Abtastung der Probe von Fig. 57, das die Verschmelzung von Zinn mit Kupfer;zeigt; .

Fig. 59 eine Verbund-SEM-Mikroaufnähme, mit rechter und linker Hälfte einer Stahlmatrix, mit der Zinn unter Anwendung des

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erfindungsgemäßen Verfahrens aus der zweiten Zinnlösung verschmölzen wurde; die rechte Hälfte ist eine 1310-fache Vergrößerung und die linke Hälfte ist eine 8-fache Vergrößerung des markierten Bereichs;

Fig. 60 eine SEM/EPMA-Abtastung der in Pig. 59 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Zinn mit Stahl zeigt;

Pig. 61 eine SEM-Mikroaufnähme in einer 5200-fachen Vergrößerung von einer Kupfermatrix, mit der Kobalt unter ·Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer ersten Kobaltlösung verschmolzen wurde; -

Pig. 62 eine SEM/EPMA-Abtastung der in Fig. 61 gezeigten Probe, das die Verschmelzung von Kobalt mit Kupfer zeigt;

Fig. 63 und 63A Mikroaufnahmen einer Kupfermatrix, mit der Silber unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer ersten Silberlösung verschmolzen wurde;

Fig. 63 ein Verbund, wobei die linke Hälfte eine 625-fache Vergrößerung ist und die rechte Hälfte eine 8-fache Vergrößerung des markierten Bereichs · ist;

Fig. 63A eine stärker vergrößerte SM-Mikroaufnahme des vergrößerten Bereichs von Fig. 63 in einer 10 000-fachen Vergrößerung;

Fig. 64 eine SEM/EPMA-Abtastung der Probe von Fig. 63, das die Verschmelzung von Silber mit Kupfer zeigt;

Fig. 65 eine SEM-Mikroaufnähme in 10 000-facher Vergrößerung von einer Kupfermatrix, mit der Silber unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer zweiten Silberlösung verschmolzen wurde;

Fig. 66 eine Elektronenmikrosondenabtastung der Probe von Fig.

65, die die Verschmelzung von Silber mit Kupfer zeigt*

In den Diagramme; darstellenden Figuren, von Fig. 19 bis Figo

66, ist die vertikale Achse logarithmisch, während die horizontale Achse linear ist. Und in diesen Diagrammen wurde die Oberflächenschicht -an der Stelle ermittelt, an der die Konzentration (Massel) der Matrix und des damit verschmolzenen

-•12 -

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Elementes beide 50 % betragen, wie durch die Verlängerungen verdeutlicht wird. V

Die Pig. 1 und Fig. 2 der Zeichnungen zeigen in allgemeiner perspektivischer Ansicht die erfihdungsgemäße Anlage, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird»

In Pig. 1, die ein Feststoff-mit-Feststoff-Verfahren verdeutlicht, bezeichnet die Nummer 10 eine Energiequelle und 11 einen Oszillator«

Eine Seite des Oszillatorausganges ist durch eine Fassung 12 mit der Elektrode 13 verbunden. Die Fassung 12 ist mit einem drehbaren Spannfutter versehen und besitzt einen Auslöseschalter, der die Drehgeschwindigkeit der Elektrode 13 steuert. Die Drehzahl ist zwischen 5000 bis 10 Ό00 U/min variabel«,

Die Elektrode 13 besteht aus dem mit der Matrix zu verschmelzenden Material. Die Matrix oder das Substrat, für die (das) das Verfahren angewandt und die (das) behandelt werden soll, ist mit 14 bezeichnet. Die Matrix ist auch mit der anderen Seite»des Oszillatorausganges durch eine Klemme 15 und Leitung 16 verbundene

Durch diese Verbindungen wird die Elektrode positiv und die Matrix negativ geladen, wenn das Signal angelegt wird»

In Fig« 2 sind.die entsprechenden Bestandteile entsprechend numeriert. Aber bei dieser Ausführungsform kann das angewandte Verfahren als Flussigkeit-mit-Feststoff-Prozeß charakterisiert werden. In dieser.Anlage weist das zu verschmelzende Material e Form /aüfuna befindet sich in -einem Behälter·-17. Der Behälter 17 ist durch ein Rohr 18 mit einer Elektrode. 19 verbunden. Elektrode 19 ist eine Platte, die mit einem isolierten Griff 20 versehen ist, mit dein, eine Seite des Ausganges von Oszillator 11 verbunden ist. Dieser Ausgang wird in einen Hauptkanal 21 in Elektrode 19 geführt. Kanal 21 ist mit einer Reihe von Seitenkanälen 22 versehen, die zur Unterseite der Elektrode 20 hin offen sind. Das Fließen aus dem Behälter 17 erfolgt durch Schwerkraft oder mit Hilfe einer Pumpe und kann durch ein Ventil wie bei 23 am Griff 20 reguliert werden. Zur

ι υ ι

weiteren Steuerung, zur gleichmäßigeren Verteilung der Lösung und zur Verhinderung des Einschlusses von Fremdstoffen ist die Oberfläche von Elektrode -19 vorzugsweise mit einer durchlässigen Membran wie Baumwolle oder rlylon überzogen.

Es hat sich herausgestellt, daß zur Erzielung der Verschmelzung

die Anlegung von 50 000 Watt/cm oder alternativ die Anlegung

eines Stromes in der Größenordnung von 10 000 A/cm erforderlich ist. .

Aus praktischen Erwägungen können 10 000 A/cm nicht konstant ohne Beschädigung der zu behandelnden Matrix angelegt werden.

Es hat sich allerdings als durchführbar erwiesen, ein Impulssignal 2,5 Mikrosekunden bis 28,6 Fanosekunden lang mit einer Stärke von 3 A an die Elektrode anzulegen, wodurch die Ver-

2 Schmelzung auf einer Fläche von annähernd 0,3 mm erfolgt.

Um eine Verschmelzung auf einer Fläche mit der in Fig. 1 gezeigten Anlage durchaufuhren, werden die Elektrode 13, Matrix Η und der Oszillatorausgang wie gezeigt-miteinander verbunden.

Der Arbeiter führt die sich drehende Elektrode 13₅ die mit der Oberfläche der Matrix in Berührung steht, mit einer bestimmten Geschwindigkeit über die Matrixoberfläche, um das Elektrodenmaterial auf die Matrix aufzutragen und damit zu verschmelzen.

Es hat sich ebenfalls gezeigt, daß die kontinuierliche Anlegung 6ines Wechselsignals beträchtliche Wärme in dem Substrat oder der Matrix erzeugt, und um diese Wärmeansammlung zu beseitigen und Verschweißungen zu vermeiden, ist das in der erfindungsgemäßen Anlage erzeugte Signal ein Halbwellensignal, das die Ableitung von Wärme ermöglicht.

Wie dem Fachmann bekannt ist, hat jedes Material, sowohl die , Matrix als auch'das aufzutragende Material, spezifische Widerstandskennwerte. So wird mit jeder Veränderung bei einem dieser Stoffe oder bei beiden eine Veränderung im spezifischen Widerstand des Stromkreises verbunden sein.

In Fig. 3 sind R- = der Widerstand der Elektrode

R₂ = der Widerstand der Matrix und Ro = der Widerstand des Stromkreises von 10 und

I t

u / s y

Eine Veränderung von R.. und R₂ wird zu Veränderungen der Fre- '. quenz dea erzeugten Signals und der Amplitude dieses Signals führen.

Wie bereits ermähnt, wird von einem Signal mit einer .Amplitude von 3 A angenommen, daß ea die bevorzugte Amplitude hat. Iat die Amplitude höher, tritt Entkohlung oder Verbrennen der Matrix auf und bei darunter liegender Amplitude werden in der Grenzfläche Hydroxide gebildet.

Pig. 4 ist ein schematischea Diagramm einer Oszillatorschaltung, wie aie bei einer erfindungagemäßen Anlage angewendet wird«

In diesem Stromkreia iat eine Energiequelle 30 mit dem Eingang verbunden und an den Eingang ist ein Kondensator 31 angeachloaaen. Eine Seite des Kondensators 31 ist mit dem LC-Stromkreia 32 verbunden, der eine Regeldroaaelapule 33 und einen Kondenaator 34 enthält, die parallel geschaltet sind.

Der LC-Stromkreia 32 ist mit einer Seite einer Kristalloszillatorschaltung verbunden, die Kristall 35, Drosselspule 36» UPN-Transistor 37 und den RC-Stromkreis' mit dem Regelwiderstand 38 und dem kapazitiven Widerstand 39 umfaßt.

Dieaer,Oszillatoratromkreia iat mit dem Ausgang 50 verbunden, und zviar an einer Seite durch den Kondenaator 40 und an der

/--\ anderen. Seite durch Diode 41 , um am Auagang 50 ein Halbwellen- *-"" signal zu erzeugen.

In der tatsächlich benutzten Anlage /hatten die einzelnen Bestandteile folgende Kennwertes

31 = 1,2 /U-Parad

32 = 0,3 Pikofarad

33 = 0 - 25 Millihenry

35 = 400 - 30 kHz

36 = 20 Millihenry

37 = IPN

38 = 3,5 /U-Farad

39 = 0 - 500 0hm

40 = 400 /U-Farad

41 = Diode

-15 - ι jo / ι υ ι

Um die Amplitude dea Signala auf 3 A zu halten, wird R^-Widerstand 38 variiert; zur Veränderung der Frequenz wird Drosaelapule 33 variiert.

Wenn C = die Kapazität der Schaltung von Pig« 3 und R-, Rp und R^ die oben charakteriaierten Wideratände aind, dann kann man' davon ausgehen, daß die optimale Frequenz dea Schmelzeignala

F aus folgender Formel bestimmt werden kann ο · ° .

F Formel I

2? -/lc?

worin bedeutenj L = ILeRo «Ro

und G = Kapazität dea Stromkreises«

L und C können nach Jeder allgemein bekannten Methode bestimmt werden.

F ist von dem zu behandelnden Material und dem aufzubringenden Material abhängig, wird aber im Bereich von 400 Hz bia 35 MHz liegen» Man nimmt an, daß die Frequenz· die Geschwindigkeit des Prozesses bestimmt.

Zum Verschmelzen, einer bestimmten Fläche wird dieselbe.gemessen,

ρ Da durch jede Entladung annähernd 0,3 mm geschmolzen werden, wird die - Vorachubgeschwindigkeit durch die folgende Formel bestimmt :

Vorschubgeschwindigkeit = " _{pormel ιχ}

^4^. and

2 A = zu beschichtende Fläche in mm F-= die Anzahl der Entladungen pro Sekunde.

Wie oben erläutert wurde, können die Widerstände R- und Rp nach jeder bekannten Methode gemessen werden»

Es ist jedoch entdeckt worden, daß die Meaaung dea Widerstandes in der flüssigen Phase möglicherweise nicht gleichbleibend ist. In diesem Fall wird der Widerstand mit Hilfe einer Standardmethode gemessen. Zwei Elektroden in einem Abstand von 1 cm und

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mit einer Fläche von 1 cm werden in ein Bad der flüssigen Phase eingesetzt and der Widerstand wird nach einer Verzögerung von 20 Sekunden gemessen. Nachdem die variablen Parameter bestimmt worden sind und Anlage, Matrix und Sonde wie in den Fig» 1 und 3 gezeigt verbunden worden aind, wird die Sonde 13 mit der festgelegten Geschwindigkeit über die Oberfläche der Matrix geführt, wobei sie dieselbe berührt»

Von der Drehzahl nimmt man gleichfalls an, daS sie die Qualität einer Verschmelzung beeinflußt, wobei bei einer Drehzahl von 5000 U/min eine Oberflächenbeschaffenheit in einer ungleichmäßigen 200 bis 300 /um Ausführung erzielt wird und bei einer Drehzahl von 10 000 U/min die Oberflächenbeachaffenheit im wesentlichen eine 15 /um Ausführung aufweist.

Die Anlage von Pig. 2 vsird in der gleichen Weise wie die Anlage von.Fig. 1 betrieben, und das Verfahren ist im wesentlichen das gleiche, nur wird eine Flüssigkeit mit einer festen Elektrode verwendete

Aus den folgenden spezifischen Beispielen wird das Verfahren noch deutlicher werden«

Bei jedem"dieser Beispiele war die -Elektrode'so angeschlossen, wie es aus der Beschreibung hervorgehen wird, so daß nach dem Laden die Elektrode positiv und die Matrix negativ geladen ist.

Der Feststoff-mit-Feststoff-Prozeß wird durch die Beispiele . I, II, HA, III und IV veranschaulicht*

Beispiel I

Werkzeugstahl^ Atlas A151 OT'wurde als Matrix 14 mit der Anlage von Fig. 1 verbunden und als Elektrode 13- diente als Kennametal K165 bezeichnetes Titancarbid.

Im folgenden sind die Kennwerte und die Behandlungsbedingungen aufgeführt:

Matrixwiderstanä 0,002 0hm

Sondenwiderstand 0,026 0hm

Stromkreiswiderstand ·0,01 Ohm

-π- I Jb/ ! U Ί

Frequenz (F₁) 12 kHz bei 4,62 yU-Farad

Spannung 3 Volt

Auftragungsgeschwindigkeit 50 cm/Minute

Behandlungstiefe # 40 /um

Oberflächendickenzunahme £0,5 /um

Die Ergebnisse von der Behandlung dea Werkzeugstahles Atlas A151 01 mit dem Titankarbid sind in den Mikroaufnahmen und den Spektrometerabtastungen von Fig. 5 bia Fig. 17 wiedergegeben.

Der polierte und mit Titankarbid behandelte Stahl wurde mit Hil fe von SM/BPMA untersucht und zeigte das Aussehen von Fig. 5° Von Jeder der in Fig. 1 angegebenen numerierten Stellen wurden Röntgenaufnahmen gemacht und diese werden in den Diagrammen der Fig. 9 bis 16 gezeigt und sie entsprechen jeweils den Stellen 1 bia 8.

Fig. 9, 10 und 11 geben Spektren des Grundmetalls wieder.

Fig 12 bis 16 zeigen das Vorhandensein einer kleinen Titanapitze, deren Höhe sich bei Überkreuzen der Zone nicht merklich ver änderte.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist die annähernde Breite der Zone, in der Titan nachgewiesen wurde, etwa 50 /Um, obwohl sich diese Dimension mit der Prüfkörperlänge veränderte.

Eine-TJ-nte-r-a-ttchung" der^Obe'rflächenschicht unter Einsatz eines Mikrosondenanalysators ergab das in Fig. 7 wiedergegebene Ti-K-d Röntgenbild, das zeigt,- daß die Titanmenge bis zu einer gemessenen Tiefe von etwa 40 /um ziemlich konstant war.

Die Probe wurde anschließend mit einem dicken Mckelüberzug versehen und wieder poliert. Wie aus Fig. 5 zu sehen ist, zeigt die angefertigte Rastermikroaufnahme eine Oberflächenschicht von etwa ¹/2 Mikrometer. Fig. 17 ist ein Röntgenspektrum dieser Schicht.

Anschließend wurde eine Härteprüfung der beschichteten Stahlprobe vorgenommen, und es wurden die in Tabelle I aufgeführten Ergebnisse ermittelt.

Z/ I U

Tabelle I

	Knoop-Härteteats, Belastung 100 Gramm	angereicherte Zone	650	(2)
Entfernung	zur Prüfkörperkante KHN	536	516
(Zoll)	(D	655	728
0,0005) Ti	790	770
0,001 )	863	872
0,0015)	955	1006
0,002	536	1006
0,0025	243	453
0,003		-
0,004		148
0,005
0,01

Wie man feststellen wird, waren die Härtekennwerte des Stahles erheblich verbessert worden.

Beispiel II.,

Stahl 1018 wurde mit der Anlage von Fig. 1 als Matrix 14 verbunden und als Elektrode 13 diente Molybdän, Typ Mo 1, Der Stahl war 72 Zoll breit, χ Y 4 Zoll dick χ 1¹/2 Zoll lang, das Molybdän 1 Zoll lang bei einem Durchmesser von 4 mm. Die angelegte Frequenz betrug 43» 31 kHz und die Geschwindigkeit der Elektrodendrehung annähernd 12 000 U/min.

Die Oberfläche des Stahla wurde bia zu einer Oberflächengüte mit einer Körnung.von. 600 abgeschliffen. ..Die, Elektrodenapitze wurde mit der Hand über die Oberfläche der Stahlprobe in geraden nebeneinanderlegenden Linien geführt'. Der "Vorgang wurde in 90 wiederholt, um die ganze Oberfläche zu bedecken. Unter dem Lichtmikroskop konnten bei, einer. 40-fachen Vergrößerung kleine Perlen von geschmolzenem und wieder verfestigtem Material nachgewiesen werden.

Wie aus Fig. 18 zu erkennen ist, ist die Verschmelzung des Molybdäns mit dein Stahl ganz deutlich zu sehen_o

Die Ergebnisse einer Elektronenmikrosondenabtastung der Grenzfläche zeigen, daß Molybdän bis zu einer Tiefe von mindestens

23571 O

15 /um vorhanden ist, wie aua.nachstehender Tabelle und Fig. 19 hervorgeht.

Tiefe,	/um	Masse%
		Mo
1		6,9
2		7,6
3		7,0
4		7,5
10		6,6
15		6,0

93,1 92,4 93,0 92,5 93,4 94,0

Mikrohärtemessungen wurden am Probenquerschnitt vorgenommen und brachten folgende Ergebnisse:

Knoop Härtezahl Belastung Tiefe von der Oberfläche 493 200 g 30 yum

198 200 g 40 ,um

Die durchschnittliche KHN des unbehandelten Stahles betrug 188. Die Härte des gleichen Stahls nach Erhitzen auf 900 ⁰C und Wasserabschreckung betrug 285 (KHN) bei 200 g„

Beispiel HA

Die gleiche Matrix und Elektrode sowie die gleiche Verfahrens— weiae wie in Beispiel II wurden bei einer. Frequenz von 30,63 kHz und der gleichen Drehzahl angewandt.

Unter dem Lichtmikroskop wurden kleine Perlen von geschmolzenem und wieder verfestigtem Material nachgewiesen.

Wie aus Fig. 18A hervorgeht, war die Verschmelzung von Molybdän mit Stahl ganz eindeutig.

Die Ergebnisse einer Elektronenmikrosondenabtastung der Grenzfläche ergab, daß Molybdän bis zu einer Tiefe von mindestens 50 ,um vorhanden war, wie in der nachstehenden Tabelle und in Fig. 19A gezeigt wird:

- 20 - L· ο υ / \

Tiefe.,	,um	Massed Mo	Massed Pe
10		8,8	91,2
20		11,2	88,8
30		3,6	96,4
40		3,6	96,4
50		2,5	97,5

Tiefe,	/Um	KM
15		375
25		506
40		445
150		227
500		188

Knoop-Mikrohärtemessungen wurden am Querschnitt der Probe ausgeführt. Ea vjurden folgende Ergebnisse ermitteltj

Belastung 200 200 200 200 200

Die Härtewerte in den Beispielen II und HA, die über KHH 285 liegen, resultieren aus dem Vorhandensein von Molybdän.

Beispiel III

Stahl mit den gleichen Spezifikationen Wie in den Beispielen II und HA wurde als Matrix 14 mit der Anlage von Figo 1 verbunden, und als Elektrode 13 diente Wolframcarbid (Kennametal Sorte Ur. 68). Diese Elektrode hatte einen Durchmesser von 5 mm und war 1 Zoll lang.

Die angelegte Frequenz betrug 26,20 kHz und die Geschwindigkeit der Elektrodendrehnung lag bei annähernd 12 000 U/min.

Als Verfahrensweise wurde die gleiche viie in den Beispielen II und HA angewandt»

Wie·aus Fig. 20 hervorgeht, viurde Wolfram mit der Stahlmatrix verschmolzen. Die Ergebnisse einer Elektronenmikroskopanalyse der Probe zeigen, daß Wolfram bia zu einer Tiefe von mindestens 80 /um vorhanden ist, wie aus Fig. 21 und der nachstehenden Tabelle zu erkennen ist:

ίου/ ϊ

Massed Fe

75,6 .

72,5

98,3

98,2

98,9

98,3

Knoop-Mikrohärtemessungen wurden am Probenquerschnitt vorgenommen. Ea wurden folgende Ergebnisse ermittelt:

Tiefe,	/Um	Masse% W
1		24,4
5		27,5
10		1,7-
20 .		1,8
50		1,1
80		1,7

Tiefe, /um	KHH
28	908
45	718
T5	329
120	220

Belastung	S
200	g
200	S
200	g
200

Die Härte der unbehandelten Probe liegt bei annähernd 188 KHIi und_nach Erhitzen auf 900 ⁰C und Abschrecken bei 285 KHN.

Aua dem Vorstehenden wird eindeutig klar, daß durch die Behandlung der Stahlmatrix die Oberflächenhärte verbessert wird, und das iat für diejenigen Anwehdungsfalle, bei denen die Oberflächenhärte eine wichtige Rolle spielt, sehr nützlich»

Für das Einschmelzen eines zweiten leitfähigen chemischen Elementes in die feste Matrix eines ersten leitfähigen chemischen Elementes- unter"Anwendung einer Lösung der zweiten leitfähigen Chemikalie sowie für jede Lösung wurde das Verfahren bei Umgebungstemperatur, 20 G, in folgender Weise auageführt.

Die Metallmatrix 14 wurde wie oben beschrieben mit dem Stromkreis verbunden. Die Frequenz wurde nach der oben angeführten Formel bestimmt, und die in dem Behälter 17 befindliche Lösung wurde dadurch aufgebracht, daß die Elektrode unterschiedlich lange, wie durch Formel II bestimmt wurde, über eine Oberfläche des ersten Metalls geführt wurde. Um eine gleichmäßige Verteilung der Lösung des zweiten Metalls auf der Oberfläche des ersten Metalls zu gewährleisten, wurde die Elektrode mit Baumviollgaze oder lylon umhüllt. Es ist klar, daß auch andere Stoffe verwendet werden können. Diese Maßnahme diente auch dazu, die Verunreinigung der Lösung bei der Verwendung von Graphit-

elektroden zu "begrenzen» Bei diesen besteht die Möglichkeit, daß sich .Graphitteilchen im Laufe der Bewegung ablösen»

Die behandelten Proben wurden anschließend zersägt, um eine Schnittprobe -zu erhalten, in kaltem Wasser gewaschen, mit Ultraachall gesäubert, in Plaste eingebettet und geschliffen und poliert, um eine ebene Oberfläche und eine glatte Kante zu erhalten. Bei anderen Proben von weicheren Metallen, bei denen di< Gefahr bestand, daß die Kante beim Schleifen abbricht, wurden zwei Schnitte mit den behandelten Flächen aneinanderliegend verbunden, wie zuvor eingebettet und geschliffen und poliert.

Nach dem Einbetten wurde die Probe geätzt.,. wobei für Stahl, das eisenhaltige Substrat, Hital und für Kupfer, das Nichteisen-Substrat, Ammoniumhydrogenperoxid verwendet wurde»

Im Laufe einiger Auftragungaarbeiten wurde festgestellt, daß manchmal Einstellungen von entweder der Frequenz oder der Auftragungsgeschwindigkeit erforderlich waren. Diese waren infolge Veränderungen in der Lösungszusammensetzung oder Abweichungen bei der Matrix erforderlich geworden.

Eine halb quantitative Elektronensondenmikroanalyse der verschmolzenen Grenzflächen wurde unter Anwendung einer Energy Disperaive X-Ray Spectroscopy (EDX) (Energiezerstreuungs-Röntgej spektroskopie) und eines Rastermikroskopes (SEM) durchgeführt.

Die Oberfläche des Einbettungsplasts wurde leitend gemacht, indem eine etwa 20 /Um-dicke Kohlenstoffschicht in einem Vakuumverdampfer auf sie aufgedampft wurde. Diese Maßnahme wurde zur Verhinderung des Aufbaues elektrischer Ladungen auf einem ansonsten nicht-leitenden Material und einer daraus resultierenden Instabilität des SEM-Bildes ergriffen. Kohlenstoff, der keine durch die EDX nachweisbare Strahlung erzeugt, wurde gegenüber einem herkömmlicheren Metallüberzug bevorzugt, um Interferenz einer derartigen Beschichtung bei der Elementaranalyse zu verhüten«

Die Betriebsbedingungen der SEM.wurden so gewählt, daß Störsignale und Kontinuumstrahlung auf ein Mindestmaß beschränkt waren und gleichzeitig die beste mögliche Raumauflösung erzielt wurde«

10 -	20 kV	2000 Hz
200 -	300	180 s
50 nm
100 -	300 pA
12 -	34 mm .
5000	- 10 000
senkrecht zum Strahl
225°
800 -
60 -

Die für die Elementaranalyse durch EDX allgemein angewandten Bedingungen, vj ar en wie folgt:

Beschleunigungspotential

Endöffnung

Fleckengröße

Strahlstrom _n

Arbeitsabstand

Vergrößerungsfaktor

Prüfkörperwinkel '

Ableitungswinkel

Zählrate

Zeit unter Spannung

Die Energieeichung wurde unter Anwendung von Al-Kd-Emiss ion bei 1,486 keV und Gu-K bei 8,040 keV getestet.

Eine standardlose halbquantitative Analyse wurde für die Bestimmung der Elementkonzentration herangezogen, bei der Bezugsstoffe mit Zertifikat (UBS 478, 78 % Gu - 27 % Zn und NBS 479a, Έί, 11 %, Gr 18 %, Fe) zur Bestätigung der Ergebnisse verwendet wurden. Mehrfachanalysen von Bezugstoffen stimmten ausgezeichnet mit den bestätigten Werten von NBS überein. Es wurde eine durchschnittliche Genauigkeit von + 1 % erzielt. Eine Größe.von analysiertem Volumen wurde aus der folgenden Gleichung 1 berechnet:

pfi_Cx) = 0,064 (E_O1⁶⁸ - E₀J⁶⁸) .

worin bedeuteni

R/ \ = der Massebereich (das Röntgenstrahl-Erzeugungsvolumen) ρ = Dichte des analysierten Materials E_Q = das Beschleunigungspotential

E = eine kritische Erregungsenergie

Der Durchmesser von analysiertem Volumen wurde für typische analysierte Elemente berechnet und wie folgt ermittelt: Ii 0,46

Cu 0,39

Fe - 0,55

W 0,30

23671

Zur ürmittlung der Diffusionstiefe wurde ein statischer Strahl in Intervallen, die größer waren als der oben genannte Massebereich, über die Grenzfläche geführt» Dadurch war die Genauigkeit der Analyse gesichert.

Die "Ergebnisse der Elementkonzentration wurden für jeden an der Verschmelzungsgrenzflache gemessenen Punkt in Massefe angegebene

In den verschiedenen Beispielen, die beschrieben werden, ist das zweite leitfähige chemische Element, d, h. das in die Matrix zu diffundierende Element, vorhanden. In einigen Lösungen

sind auch kleine Mengen von Me tallionen?vorhanden. Man nimmt

&th£$ c/sv irSH /ig fatlS

an, daß diese MetallionenVaTs Komplexbildungsmittel vorhanden sein müssen, um die Verschmelzung zu erleichtern. Kleine Mengen organischer Katalysatoren wie Akaziengummi, Hydrochinon, Knochenleim, Pepsin, Dextrin, Lakritze oder deren Äquivalente können gleichfalls vorhanden sein.

Netzmittel wie Hatriumlaurylsulfat oder dessen Äquivalent werden normalerweise verwendet.

Wenn erforderlich, werden.den pH-Wert verändernde Mittel wie Ammoniumhydroxid oder Schwefelsäure gewöhnlich zur Erreichung des verlangten pH-Wertes zugesetzt.

Einige weitere Lösungen erfordern Komplexbildungsmittel für das zweite chemische leitfähige Element, die die Ausfällung des zweiten Elementes ausschließen. Solche Mittel sind beispielsweise Zitronensäure oder Natriumpyrophosphat oder Äthyldiamintetraessigsäure oder deren Äquivalente*

In einigen Lösungen wird, wenn es erforderlich ist, auch ein geeigneter Puffer vorgesehen.

Das Wasser ist immer entmineralisiert.

Und für bestimmte Anwendungsfälle, bei denen das Äußere des Produktes ansprechend sein muß, können geringe Mengen von Aufhellungsmitteln wie. Formaldehyd, Kohlenstoffdisulfid,. Benzolaulfonsäure oder deren Äquivalente verwendet werden«

In diesen Beispielen wird, wenn nichts anderes angeführt wird, als Stahlmatrix ASA 1018 und als Kupfer Legierung 110 nach ASTM B-i333 verwendet.

0,0018 Ohm	Ki Ioohm	0,4 Pikofarad	2
150	0,01 Ohm	cm/Minute
650 Hz bei	,5 /um
2αη	5 /um
60
·» O
\> '

Beispiel IV

Stahl Atlas Al 51 1020 wurde.als Matrix 14 mit der Anlage von Fig. 2 verbunden, und eine 10 %ige Lösung von Ammoniummolybdat in Wasser wurde in den Behälter 17 gegeben«,

Die folgenden Kennwerte und Behandlungsbedingungen wurden angewandt:

Matrixw id erstand ⁺ Sondenwiderstand Stromkreiswiderstand Fre quenz Kontaktfläche Geschwindigkeit Behändlungs tiefe Oberflächenerhöhung

+ 2

Bestimmt durch Messung von 1 cm Platten, die 1 cm aufeinander lagen, nach einer Verzögerung von 20 Sekunden,,

Die Probe von Beispiel IV wurde einem Wärmekorrosions test unterzogen. 25 %ige Schwefelsäure konnte 20 Minuten lang bei 325 G auf die Oberfläche ohne irgendeine Oberflächenpenetration einwirken.

Beispiel V

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung

hergestellt: '~

lame Gramm/Liter

Natriummolyb.dat 37 > 8

Eisen(II)-ammoniumsulfat 7

Eisen (III)-ammoniums ulf at 8,6

Zitronensäure 66,0

Wasser (destilliert) 997 ml

Hatriumlaurylsulfat 0,5

Ammoniumhydroxid bis zum verlangten pH-Wert

Akaziengummi (Gummi arabicum) 0,1-0,2

Formaldehyd . 7,5 ml

Die Lösung zeigte folgende Kennwertes

- ^Hb - L όΌ / I U L·

pH-Wert = 7,5

spezifischer Widerstand =19 Ohm-cm

Mo⁺ Konzentration =1,8 Massel

Fe⁺² = 0,10 Massel

Pe⁺³ = 0,10 Massel

Die Konzentration von Mo⁺ kann von 1,5 bis 2,5 Massel variiert werden; der pH-Wert kann von 7,2. "bis 8,2 betragen and der spezifische Widerstand kann zwischen 17 und 25 Ohm-cm liegen«

Reaktionab ed indungen

Matrix = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektredenüberzug = Baumwollgewebe

Frequenz =9,09 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 736,2 mm/Minute

Auftragungsdauer = 2 Minuten

Man nimmt an, daß in den in den Beispielen V and "VT erläuterten Lösungen die Anwesenheit von" Eiaen(II)- und E is en (HI-)*· Ionen dazu dient, den Wertigkeitszustand'von Mo⁺ auf ^:einen geringeren-lertigkeitszuatand zu reduzieren*·

Obwohl das Eisen anscheinend gleichzeitig übertragen wird, wie es in Pig» 23 gezeigt wird, übt das Eisen offensichtlich keinen Materialeinfluß auf die Kennwerte der Matrix oder des Molybdäns aus·

Eine Untersuchung der Probe mit einem Lichtmikroskop zeigt eine durchgehende Molybdänbeachichtung, die frei von Grübchenbildung ist und eine dunkelsilberne !färbung aufweist«

Wie in der nachstehenden Tabelle and Jig. 23 gezeigt wird, geht aus einer SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zwischen der Matrix und dem aufgebrachten Metall hervor, daß Molybdän bis zu einer Tiefe von mindestens 4 /um bei einer Oberflächenablage«* rung von annähernd T /Um verschmolzen worden ist.

Tabelle Tiefe, /.am Element' Konzentration (Massel)

0,5 -· Mo - · 65,4

Pe 19,9

Gu 1.4,5

1,0 Mo 58,4

Pe 10,9

Ca 30,5

2,0 Mo 6,6

Pe 0,8

Gu 92,5

3,0 Mo 2,9

Pe 0,4 Ca . ' 96,6

4,0 Mo 0,9

Pe . 0,0

Ca 98,9

Beispiel

Ea wurde eine wäßrige Lösung mit der gleichen· Zusammensetzung wie in Beispiel Ύ hergestellt and anter folgenden Bedingungen auf gebrächt:, . "

Reaktionsbed indungen

Matrix": = Stahl (ASA 1018)

Elektrode = Graphit; —

Elektrodenüberzug . = Baumwollgewebe

Preqaenz = 4,11 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 739,8 nun/Minute

Auftragungsdauer = 3 Minaten

Die Untersuchung unter dem Lichtmikroskop ergab eine durchgehende dunkelsilber gefärbte"Oberfläche.

Die Mikroaufnahme von Pig. 24 zeigt die Ablagerung einer im wesentlichen gleichmäßigen Schicht von Molybdän in einer Dicke von 1 /am und mit gleichmäßiger Pichte.

Wie aus Pig. 25 zu sehen ist, zeigt eine SEM/EFMA-Abtastung der Grenzfläche zwischen dem Substrat und dem aufgebrachten Metall, daß Molybdän bis zu einer Tiefe von mindestens 10 Mikrometer vorhanden war» und zwar mit einem wie in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Molybdängradienten»

Tabelle Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

0,5 - ' ' · Mo 81,0

Pe 19,0

2	Mo Fe
3	Mo Fe
10	Mo Fe
Beispiel YII

2,2 97,8

0,8 99,2

0,6 99,4

Ea wurde eine Wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellts

Harne . Gramm/Liter

Uatriamwolframat 31,40~~ '

Eisen(III)-ammoniumsulfat 8,63

Eiaen(II)-aulfat 4,98

Zitronensäure 66,00

Wasser (destilliert) 1000 ml

immoniumhydrQxid "' "bis zum erforderlichen pH-Wert

/Natriumlaurylsulfat 0,1 '

Formaldehyd 5 ml

Die Lösung hatte folgende Kennwertes

pH-Wert ' " « 7,99

spezifischer Widerstand = 22 ©hm-cm

W*⁶ · =1,75 Massel

Fe⁺² _ = 0,1 Massel'

= ©,.1 Massel

Die W^TVJ Konzentration kann zwischen 1,6 und 2,5 Massel variieren; der; pH-Wert kann von 7,5 "bis 8,5 "betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 18 Ohm-cm und 24 Ohm-cm liegen.

Reaktionäredingungen

Matrix ' ' - · - · = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz =3,83 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 689,4 mm/Minute

Auftragungsdauer . =3 Minuten

?/ie aus den Mikroaufnahmen der Fig. 26 und 27 zu erkennen ist,

lab / ! U

Fe	Ca
38,5	24,2
2,1	93,1
Ot3	99,2
0,2	99,1
0,2	99,5

zeigte die Probe eine gleichmäßige Wolframschicht mit einer Dicke von annähernd 1 Mikrometer. Erne SEM/SPMA-Abtastung zeigte eine Verschmelzung von Wolfram auf Kupfer-bis-zu einer Tiefe von mindestens 5,0 Mikrometer, wie aus der nachstehenden Tabelle und fig. 28 zu entnehmen ist.

Tabelle . " .

Tiefe, /um Konzentration (Massel)

1,0 37,3

2,0 4,8

3,0 · 0,5

4,0 0,7

5,0 ' 0,3

Beispiel VIII

Es wurde eine wäßrige; lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

CTame . Gramm/Liter

Matriumvnolframat 34,00'"

Eisen(II)-sulfät¹ .. 4,98

Ei sen (II)-ammoniums ulf at 7,02

Eisen(III)-ammoniumsulf at 8,62

Zitronensäure . 66,00

Wasser (destilliert) 980

Ammoniumhydroxid " bis zum erforderlichen pH-Wert Natriumlaurylsülfat . 0,10 "

Anmerkung; Es kann entweder 1 oder 2 verwendet werden.

Die Lösung hatte folgende Kennwerte: pH-Wert ' * = 8

spezifischer Widerstand = 20,9 Ohm-cm

W⁺⁶ =1,9 Massel

=0,1 Massel =0,1 Massel

Die Konzentration von Wolfram kann zwischen 1,6 und 2,5 Massel variieren; der pH-Wert kann von 7,5 bis 8,5 betragen und der '

apezifische Widerstand kann zwischen 18,8 Ohm-cm und 22,8 Ohm-cm liegen.

HeaktJonabedindungen

Matrix = Stahl (ASA 1018)

Elektrode - = Graphit

Elektrodenüberzug = Baamwollgaze

Frequenz = 4,78

Auftragungsgeaehwindigkeit = 860,4 mm/Minute

Auftragungsdauer = 3 Minuten

Eine Untersuchung der Probe mit Hilfe der SEM/ΕΡΜΑ, Pig. 29, zeigte eine T/olframachicht von annähernd 0^5 /um, und wie aua Pig. 30 und der nachatehenden Tabelle deutlich wird, konnte Wolfram bia zu einer Tiefe von mindestens 3 /um nachgewiesen

^erden· - Tabelle	Konzentration (Massel)	Die Löaung hatte folgende Kennwertes	" = 1,60
Tiefe, /um Element'		pH-Wert	= 51,8 0hm-cm
'/ '. ' 0,5 "' W	6	spezifischer Widerstand	= 1 ,75 Massel
1 W	1	Konzentration In+ .:. ' '/· ' , .': .··. ·,., . . 'γ-, -*	" ' . · ' *" ":. ; ' , = 0,077 Massel
2 W	1*1	.·. . :.- ·;· . . .: .·.. . .'· '4-3 Konzentration Al
3 W . '
Beiapiel IX	folgender Zusammensetzung
Es wurde"eine wäßrige Löaung mit
hergeatellt:	Gramm/Liter
Name	40,0 "-
Indium's ulf at	9,6
Aluminiums ulf at	3,5
Natriumsulfat·	0,05 - 0,1
Gelatine	0,1 - 0,2
Natriumlaurylaulfat	1000 ml
Wasser (destilliert)

Die Indiumkonzentration kann zwischen 0,2 und 2,2 Massel variieren; der pH-Wert kann von 1,60 bis 1,68 betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 48,8 Ohm-cm und 54,8 Ohm-cm liegen.

Reaktionabedingungen

Matrix ~ ' = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

frequenz =4,75

Auftragungsgeschwindigkeit = 855 mm/Minate

Auftragtingadauer = 3 Minuten

Eine Untersuchung der Probe unter dem Lichtmikroskop und dem Rastermikroskop zeigte eine durchgehende Oberfläche, die frei von Gefügefehlern war, wie Pig. 31 zeigt*

Wie aus der nachstehenden Tabelle und Fig» 32 hervorgeht, ergab eine SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche zwischen der Kupfermatrix und der Indiumschicht eine Auftragung von annähernd 1 /Um und eine Verschmelzung von Indium bis zu einer Tiefe von min—-destens 4 /Um.

' Tabelle

Tiefe, /um	1	Element	Konzentration von Indium
ι	2		(Massel)
3	In	90,3
4	In	. 5,.5
Beispiel X	In	4,3
In	3,6

Is wurde die Lösung von Beispiel IX verwendet und auf eine Stahlmatrix aufgebracht: Reaktionsbedindungen

Matrix = Stahl (ASA 1010)

Elektrode ~ = Platin

Elektrodenüberzag = Nylongewebe

Frequenz = 6,29 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 1132,2 mm/Minute

Auftragungsdauer = 3 Minuten'

Wie aus den Pig. 33 und 34 zu erkennen ist, wurde auf die Oberfläche der Matrix eine glatte.durchgehende Schicht von Indium in einer Dicke von annähernd 1 /um aufgebracht. Eine SEM/SPMA-Abtastung, Fig. 34» der Grenzfläche und die nachstehende Tabelle zeigen eine Verschmelzung bis zu einer Tiefe von mindestens 3 /um.

Tabelle

Tiefe,	/um	In	(Massel)	Pe (Massel)
0,5		91,	4	8,6
1,0		5,	2	94,8
2,0		1,	O	99,0
3,0		o,	9	99,1

Pig, 35 zeigt eine feste Nickelschicht mit gleichmäßiger Dichte und einer Dicke von annähernd 1,5 /um. Wie die nachstehende Tabelle und Pig· 36 verdeutlichen, zeigte eine SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche zwischen der Matrix und der Nickelschicht, daß Nickel bis zu einer Tiefe von mindestens 4 /um verschmolzen

Massel

92,6 '

; 4,5

3,3

1,0

Ea wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Name Gramm/Liter

Nickel(II)-sulfat 248,9'"

Nickel(II)-chlorid 37,3

Borsäure". 24,9

Formaldehyd 3 ml/Liter

Benzolaulfonsäure 10 ml/Liter

Natriumlaurylsulfat 0,1

Wasser (destilliert) 900

worden ist.	Element
Tiefe, /um	Ni-
1	Ni
2	Ni
3	Ni
4
Beispiel. JI

4- W W / 3 W im

Die Lösung hatte folgende Kennwerte:

pH-Wert =3,10

apezifischer Widerstand = 22,5 Ohm-cm

Konzentration von Hi =6 Massel

Die Nickelkonzentration kann zwischen 2 und 10 % variieren; der pH-Wert kann von 3,10 bia 3,50 betragen und'dar spezifische Widerstand kann zwischen 17 Ohm-cm und 26 Ohm-cm liegen.

Reaktionabedingungen

Matrix = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = 7,50 kHz

Auftragungageschwindigkeit = 1350 mm/Minute

Auftragungadauer " · = 3 Minuten

Beiapiel XCI

Es wurde die gleiche Lösung wie für Beispiel XE hergestellt und auf eine Stahlmatrix aufgetragen:

Reaktionabedingungan

Matrix ' = Stahl (ASA 1018)

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz ' =7,50 kHz

Auf tragunga ge a c hm ind igke it = 1350 mmr/Minute

Auftragungadauer ' =3 Minuten

Wie in Fig. 37 gezeigt wird, ist die Efickelschicht durchgehend und zeigt eine im wesentlichen einheitliche Dicke von etwa 1,5 /Um.

Wie aus Fig. 38 und der nachstehenden Tabelle hervorgeht, wurde Nickel bia zu einer Tiefe von mindestens 3 /Um verschmolzen,

Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

1 Ni 95,9

2 Ni 28,0

3 . ,Ni 0,7

2 36 7 10 2

Beispiel XEII

Sa wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung

hergestellt:

Harne Gramm/Liter

Goldchlonnaaaeratoffsäure 2,5

Kaliumferrocyanid 15jO

Karlimcarbonat 15,0

Wasser (destilliert) 1000 ml

Diese Lösung hatte folgende Kennwertes pH-Wert " =10,99

spezifischer Widerstand = 40 Ohm-cm

Konzentration von Au⁺ -Ionen = 0,14 Massel

Der pH-Wert kann zwischen 3»70 und 11 variiert werden; die Konzentration von Au⁺ -Ionen kann--von 0,1 bis 0,5 Massel betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 40 Ohm-cm und 72 Ohk-cm liegen.

Reaktionabedindungen

Matrix " ., = Kupfer

Elektrode = Platin

Elektrodenüberzug. = Baumwollgaze

Frequenz i 4,33 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 779,4 mm/Minute

Auftragungsdauer = 2 Minuten

Die Untersuchung mit Hilfe dea Licht- und Rastermikroskops ergab ,eine,;».Oberflächenschicht von" Gold mit einer Dicke von annähernd 1,5 /um. Die Schicht war durchgehend und einheitlich dicht,;wie es Pig. 39 zeigt.

Eine .SM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von'Gold bis zu einer Tiefe von mindestens 3 /um, wie aus der nachstehenden Tabelle und Pig. 40 zu entnehmen.ist.

Tiefe, /iim Element , Konzentration (Massel)

0,5	Au
T,0	Au
2,0	Au
3,0	Au

61,3 9,6 0,9 0,5

/IU

Beispiel XIV

Es wurde eine wäßrige Lösung mit der gleichen Zusammensetzung wie für Beispiel XIII hergestellt:

Reaktionsbedingungen

Matrix = Stahl

Elektrode . = Graphit

Elektrodenüberzug . = Baumwollgaze

Frequenz = 3,95 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 711,0 mm/Minute

Auftragungadauer ' =2,0 Minuten

Untersuchungen mit dem Licht- und Rastermikroskop ergaben eine Goldschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 1,0 /um. Die Schicht war gleichmäßig dick und dicht, wie Fig. 41 zeigt.

Eine SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von"Gold' bis zu einer Tiefe von mindestens 4,0 /um, wie nachstehende Tabelle und Fig. 42 zeigen.

Tiefe, /um Element Konzentration (l»Iasse%)

0,5 Au 84,9

1,5 Au 10,6

2,0 Au 2,1

3,0 Au 0,8

4,0 Au 0,6

Beispiel XV

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Name - Gramm/Liter

Chromtrioxid . 150 -

Chromsulfat 0,06

Schwefelsäure 2,15

Natriumhexafluorosilikat 0,2

Kohlenstoffdisulf id 2 - 3 ml

Natriumlaurylsulfai 0,05

Wasser (destilliert) ' bis 1000 ml

Dieae Lösung hatte folgende Kennwerte: pH-Wert ' "=0,6

spezifischer Widerstand = 12 Ohm-cm

Konzentration von Gr⁺ =7,8 Massel

Der pH-Wert kann zwischen 0,6 und 1,0 variiert werden; die Konzentration von Gr -Ionen kann zwischen 3 und 20 Mässe% betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 11 Ohm-cm und 14 Ohm-cm liegen.

Reaktionabedindungen-

Matrix · = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Pre quenz = 6,25 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit =1125 mm/Minute

Auftragungsdauer = 5»0 Minuten

Untersuchungen mit dem Licht- und Rastermikroskop haben eine Ghromschicht auf der Oberfläche von annähernd 1 /um Dicke gezeigt. Die Oberfläche der,Schicht war unregelmäßig, aber die Schicht schien frei von.Fehlern zu sein und war durchgehend, wie Pig. 43 zeigt.

Eine SEH/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zeigte, daß Chrom bis zu einer"Tiefe von mindestens 3,0 /um verschmolzen war, wie aus der nachstehenden Tabelle und Pig. 44 hervorgeht.

Tiefe, /um	Element	Konzentration (Massel)
0,5, :	Gr	94,0
1,0	Gr	32,0
2,0	Gr	1,8
3,0	Gr	1,0-
Beispiel XVI

Es wurde eine wäßrige Lösung mit der gleichen Zusammensetzung hergestellt, wie sie in Beispiel XV verwendet wurde:

Reaktionabedindungen

Matrix ^; = Stahl (ASA 1018)

Elektrode = Graphit'·-

U -

Elektrodenüberzug = Bauinwollgaze

Frequenz =6,48 kHz

Auf tragunga gea chvs ind igke it = 11 66 , 4 mm/Minute

Auftragungadauer =5,0 Minuten

Untersuchungen mit dem Licht- und Raatermikroskop ergaben eine Chromachicht auf der" Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 3,0 /um. Sie entaprach der in Pig» 45 gezeigten.

Eine SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von Chrom bia zu einer Tiefe von mindestena 5,0 /um,wie aus der nachstehenden Tabelle und Fig. 46 hervorgeht.

Tiefe, /um	Element	Maaae%
1,0	Cr	100
2,0	Cr	97,2
3,0	Cr	' 20,8
4,0	Cr	2,8
5,0	Cr	2,1

Beispiel XVII

Es wurde eine wäßrige Losung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Ή ame ' · Gramm/Liter

Chrom(Ui) -Chlorid . 213: ^: ""

Natriumchlorid 36

Ammoniumchlorid 2.6

Borsäure 20

Dimethylformamid 400 ml

Natriumacetat 3,0

Natriuml.aurylsulfat 0,5

?/asser. (destilliert) bis 1000 ml

Diese Lösung zeigte folgende Kennwerte:

pH-Wert ' =3,0

spezifischer Widerstand = 17,4 Ohm-cm

Konzentration von Cr⁺ = 2,5 bia 3,5

Der pH-Wert kann zwischen 2,5 und 3,5 variiert werden; die

Konzentration von Cr⁺ -Ionen kann zwischen 1,8 und 5,0 Massel

ZJD/ i U I

liegen und der apeziflache Widerstand kann 16 Ohm-cm bia 20 Ohm-cm betragen.

Reaktionäredindungen

Matrix = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = 6,85 kHz

Auftragungageschwindigkeit =1251 mm/Minute

Auftragungsdauer =3,0 Minuten

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Chromachicht auf der"Oberfläche von annähernd 0,5 /um Dicke» Die Schicht -,mar feat und durchgehend wie die Fig. 47 und 47A 'zeigen.

Eine SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Chrom bia zu einer Tiefe von mindestens 3,0 ,um wie die nachstehende Tabelle und Fig. 48 zeigen.

Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

1 - Cr , 21,2

2 Cr 4,0

3 ' Cr 0,9

Beispiel XVIII

Ea wurde eine wäßrige Löaung mit der gleichen Zusammensetzung, wie sie für Beispiel XVII hergestellt wurde, verwendet:

Eeakt ionsbe d indungen

Matrix. . = Stahl (ASA Ί0Τ8)

Elektrode Graphit

Elektrodehüberzug = Baumwollgaze

Frequenz =6,85 kHz

Auftragungageschwindigkeit = 1251 mm/Minute

Auftragungadauer =3,0 Minuten

Die untersuchung mit dem Licht- und Raatermikroakop ergab eine Chromachicht auf der Oberfläche., mit.-einer. Dicke von annähernd 1,0 /Um. Die Oberfläche der Schicht schien etwaa unregelmäßig zu sein, aber die 'Schicht-war fest und frei von Feh-

- 39 - ι JD / I U I

lern, ν?ie die Fig. 49 und 49A zeigen»

Bine SEM/ΕΡΜΑ-AIdtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von Chrom bia zu einer Tiefe von mindestens 3,0 /um, wie es aus nachstehender Tabelle und Fig. 50 hervorgeht.

Tiefe, /am Element Konzentration (Massel)

0,5 Gr 97,2

1,0 Cr 97,6

1,5 Cr . 22,2

2,0 Cr -1,5

3,0. Cr 0,8

Beispiel UX

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Uame Gramm/Liter

Cadmiumchlorid STatriumd !phosphat Wasser (destilliert)

Die Lösung hatte folgende.Kennwerte; ρH-Wert

spezifischer Widerstand

- +2 ^Konzentration von Cd

Der pH-Wert kann zwischen 10 und 10,2 variiert werden; die Konzentration von Cd -Ionen kann zwischen 0,2 und 0,5 Massel liegen,und der spezifische Widerstand kann 28 Ohm-cm bis Qhm-cm betragen.

Reaktionsbedingungen

Matrix ' = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = (1) 7,29 kHz;

- (2) 7,91 kHz' Auftragungsgeschwindigkeit = (1) 1 312,2 mm/Minute;

" (2) 1423,8 mm/Minute'

6,	74	10	ml
54		33
1000	P,	0hm—cm
_		32 Massel
77

- 40 - I ά Ö / I U L

Auftragungε dauer =(1)1,0 min;

(2) 3,0 min.

In diesem Beispiel handelte es sich bei der verwendeten Lösung anfangs um' die oben erläuterte, die nach den als (1) gekennzeichneten Bedingungen aufgebracht wurde. Eine zweite Lösung, die in Beispiel ΧΣ angeführte, wurde anschließend unter den 8.1s (2) gekennzeichneten Bedingungen aufgebracht.

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Cadmiurnschicht auf der' Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 4 /um. Diese Schicht war, wie .!Fig. 51 zeigt, nicht homogen, aber eine SM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von Cadmium bis zu einer Tiefe von mindestens 9 /um, wie die nachstehende Tabelle und Fig. 52 zeigen.

Tiefe, /um	Element	Konzentration (Massel)
2	Cd	77,4
3	Cd	65,2
4	Cd	6,7
VJl	Cd	1,2
6	Cd	0,48
7	Cd	2,1
8	Cd	2,9
9	Cd	0,89
Beispiel SX

Es i,iurde eine _:wäßrige_: Lösung ,mit folgender Zusammensetzung·, hergestellt;

Harne	Gramm/Liter
Cadmiumsulfat	26,65"
Natriumchlorid	.8,7
Borsäure	15,0
Aluminiumsulfat	17,5
Akaziengummi (Gummi arabicum)	0,25
Natriumtetraborat	5,0
Benzols ulf onaäure,.	2,5
Hatriumlaurylsulfat	0,5
Wasser (destilliert)	1000 ml

O / 1 U I

Diese Lösung hatte folgende Kennwerte: pH-Wert " =3,40

spezifischer Widerstand = 54.0hm-cm

Konzentration von Cd = 1,1 %

Der pH-Wert kann zwischen 3»2 und 3_}5 variiert werden; die Kcnzenträtion von Cd -Ionen kann 1 "bis 4 üasae% betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 45 Ohm-cm und 55 Ohm-cm liegen.

Reaktionsbedindungen

matrix = Stahl

Elektrode = Platin

Elektrodenüberzug = Hylontuch

Fre quenz '. =13,7 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit ' =2466 mm/Minute

Auftragungsdauer = 2 Minuten

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Cadmiumschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 1 /um. Die. Oberfläche der Schicht war unregelmäßig, aber sie war fest und durchgehend, wie aus Fig. 53 zu sehen ist.

Eine SΕΜ/ΞΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von Cadmium bis zu einer Tiefe von mindestens 4 /um, aus nachstehender Tabelle und Fig. 54 zu sehen ist.

Tiefe, /um	Element	Konzentration (Massel)
0,5	Cd	73,3
1,0	Cd	8,8
2,0	Cd	' 1,4
3,0	Cd	1,2
4,0	Cd	1,1
Beispiel XXI

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Name Gramm/Liter

Zinn(II)-chlorid 77,3 *

Natriumhydroxid 66,0

3 %J

Uatriumacetat 14,7

V/asser (destilliert) 1000 ml

Diese Lösung hatte folgende Kennwerte; pH-Wert "=12,4

apezifischer Widerstand =8,6 Ohm-cm

Konzentration von Sn -Ionen = 4 Massel

Der pH-Wert kann zwischen 11,2 und 12,7 variiert werden; die

+ 2 —

Konzentration der Sn -ionen kann zwischen 2 und 5 Masse% liegen, und der spezifische Widerstand kann 6,2 Ohm-cm bis 10,3 Ohm-cm betragen.

Re akt ionsbe d ingungen

Matrix ' = Kupfer

Elektrode . = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = 9,85 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 1773 mm/Minute

Auftragungsdauer = 2 Minuten

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Zinnschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 1,2 /um» Die Schicht war einheitlich dick "und' homogen«. Das geht - aus Fig. 55 hervor·

Eine SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Zinn bis zu einer Tiefe von mindestens 4 /um, wie - -·- aus der nachstehenden Tabelle und Fig. 56 zu sehen ist.

Konzentration¹ (Masse?!) 91,4

4,4:

0,9 0,5

Beispiel ΣΣΙΙ

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung

hergestellt:.

Tiefe, /um	Element
1	Sn
2.	Sn
3	Sn
4	Sn

ΙόΌ

Name	Gramm/Liter	Kennwerte:	= 9,05
Zinn(II)-Chlorid	9,4 -	=34 Chm-cm
Natriumdiphosphat	44,7
Dextrin	6,25
Wasser (destilliert)	1000 ml
Iiatriumlaurylsul^f at	0,5
Diese Lösung hatte folgende
pH-Wert
spezifischer Widerstand

Konzentration von Sn =0,50 Massel

Der pH-Wert kann zwischen 9 und 9,7 variiert werden; die Konzentration von Sn -Ionen kann zwischen 0,4 und 1 Massel betragen und der spezifische Widerstand kann zwischen 30 Ohm-cm und 36 0hm-cm liegen.

Reaktionsbedingungen

Matrix = Kupfer

Elektrode = Graphit

Blektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz =9,85 kHz Auftragungsgeschwindigkeit - = 1773 min/Minute

Auftragungsdauer = 2 Minuten

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Zinnschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 4 /um. Diese Auftragung scheint aus einer "tieferen einheitlichen und im wesentlichen homogenen Schicht mit einer Dicke von annähernd 1 /um und einer äußeren, leicht porösen Schicht mit einer Dicke von annähernd 3 /um zu bestehen, wie in Pig, 57 zu sehen ist.

Eine SEM/ΕΡΜΑ-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Zinn bis zu einer Tiefe von mindestens 5 /um, wie die nachstehende Tabelle und Fig. 58 zeigen.

Tiefe, /um	Element	Konzentration (Masse?!)
1	Sn	97
IV)	Sn	97,3
3	Sn	94', 3
5	Sn	1,0

- 44 - / < r\ / ι y

Beispiel XXIII

Es wurde eine -wäßrige Lösung mit der gleichen Zusammensetzung, wie sie für Beispiel XZII hergestellt wurde, verwendet:

Reaktionabedingungen .

Matrix = Stahl (ASA 1010)

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = 10,61 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 1909,8 mm/Minute

Auftragungsdauer = 3 Minuten

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Zinnschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von über 2 /um. Diese Schicht war porös aber durchgehend, wie Fig. 59 zeigt.

Eine SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Zinn bis zu einer Tiefe von mindestens 2 /um, wie aus nachstehender Tabelle und Fig. 60 zu sehen ist.

Tiefe, /um	Element	Masse%
0,5	Sn	96,2
1,0	Sn	81,4
2,0	Sn	2,5
Beispiel XXIY

Es wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung

hergestellt:

Uame ·

Kobalt(II)-sulfat Natriumfluorid Borsäure

Dextrose

Matriumlaurylsulfat Wasser (destilliert)

Diese Lösung hatte folgende Kennwerte pH-Wert '

spezifischer Widerstand Konzentration von Go

Gramm/Liter	ml
252	03
14	,5 Ohm-cm
45	3 Massed
5
0,2
1000
= 6,
= 28
= 5,

L Ö D / i Ua

Der pH-Wert kann zwischen 4,5 und 6,5 variieren; die Konzentration der Go -Ionen kann 2 bia 6 Massel betragen und der spezifiache Widerstand kann zwischen 25 Ohm-cm und 30 Ohm-cm liegen.

Reaktionsbedingungen

Matrix " = Kupfer

Elektrode = Platin

Elektrodenüberzug = Nylontüll

Frequenz ._._.. = 5»1 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit =918 mm/Minute .

Auftragungadauer =3,0 Minuten

Die Unterauchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Kobaltschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 6,5 /um. Diese Schicht war gleichmäßig und durchgehend, wie die Fig. 61 zeigt.

Eine SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche zeigte eine Verschmelzung von Kobalt bis zu einer Tiefe von mindestens 20 /um, wie aus nachstehender Tabelle und Fig. 62 hervorgeht.

Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

10 Go 2,65

15 Go 1,6

20 Go 0,87

25 . Go 0,44

Aus der visuellen Untersuchung und den vorausgehenden Experimenten ging hervor, daß die Ablagerung von Kobalt bei einer Höhe von über 10 /uzn extrem dicht war.

Beispiel 2X7

Ea wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung

hergestellt:

Name ' Gramm/Liter

Silbercyanid . 26 "

Kai i urne y an id 46

Kalimcarbonat 37

Natriumlaurylaulfat 1

Kohlenstoffdiaulfid 1,-2

Wasser (destilliert) 1000 ml

Diese Lösung hatte die folgenden Kennwerte; pH-Wert " =11,55

spezifischer Widerstand = 10,5 Ohm-cm

Konzentration von Ag⁺ = 2,09 Massel

Der pH-Wert kann zwischen 11,2 und 11,7 variiert werden; die

+ 1

Konzentration der Ag -Ionen kann von 1 bis 3 Massel betragen, und der spezifische Widerstand kann zwischen 8 Ohm-cm und 13 Ohm-cm liegen.

Reaktionsbedingungen

Matrix = Kupfer

Elektrode = Platin

Elektrodenüberzug = Nylon

!Frequenz = 7,7 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit . = 1386 inm/Minute

Auftragungsdauer =1,0 Minute

Die Untersuchung mit dem Licht- und Rastermikroskop ergab eine Silberschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 5 /um. Das Gefiige ist in Fig. 63 und 63A zu sehen.

Eine SELi/EPMA-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Silber bis zu einer Tiefe von mindestens 3 /urn, wie aus der nachstehenden Tabelle und Pig. 64 zu erkennen ist.

Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

1 Ag 98,7

2 Ag 91,4

3 Ag 46,3

4 Ag 2,4

5 Ag .1,0

Beispiel ΣΣΥΙ

Es wurde, eine·' wäßrige. Lösung mit .folgender Zusammensetzung hergestellt!

Name ' Gramm/Ljter

Silbernitrat 29

Kalimjodid 398

Zitronensäure 6

Dextrose 5

Kohlenstoffdisulfid 1,5

Ammoniumiiydroxid bia zum pH-Wert

V/aaser (destilliert) 1000 ml

Diese Lösung hatte folgende Kennwertes pH-Wert . ' '=5,6

apezifiacher Widerstand = 6,6 Ohm-cm

Konzentration von Ag = 1,84 %

Der pH-Wert kann zwischen 1,5 und 2 variiert werden; die Konsentration von Ag⁺ -Ionen kann von 0,5 bis 2,5 Massel betragen, und der spezifische Widerstand kann zwischen 6 Ohm-cm'und 12 Ohm-cm. liegen.

Reaktiona bedingungen

Matrix . = Kupfer

Elektrode = Graphit

Elektrodenüberzug = Baumwollgaze

Frequenz = 9,5 kHz

Auftragungsgeschwindigkeit = 1710 mm/Minute

Auftragungadauer =2,0 Minuten

Die Unterauchung mit dem Licht- und Rastermikroskop zeigte eine Silberschicht auf der Oberfläche mit einer Dicke von annähernd 2 /um. Daa Gefüge wird in Fig. 65 gezeigt.

Eine SEM/EPMA-Abtastung der Grenzfläche ergab eine Verschmelzung von Silber bis zu einer Tiefe"von mindestens 2,00 ,am, wie aus nachstehender Tabelle und Fig. 66 hervorgeht.

Tiefe, /um Element Konzentration (Massel)

1 Ag .97,7

2 Ag 97,5

3 . ' Ag 28,0

4 Ag 3,8

5 Ag 2,8

6 Ag 1,0

Wie aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich ist, werden durch die Erfindung ein neuartiges Verfahren, eine Anlage für die Durchführung des Verfahrens, Lösungen für den Einsatz bei

<+ CJ

L όΌ / I U

dem Verfahren und neue Produkte, die für die vielseitigsten Anwendungszwecke und Einsatzbedingungen geeignet sind, zur Verfugung gestellt.

Wenn aioh auch die Beschreibung auf Beispiele beschränkt hat, in denen die Aufbringung auf der gesamten Oberfläche erfolgte, so ist doch zu beachten, daß die Aufbringung selbstverständlich auf spezifische Bereiche von Oberflächen je nach einem spezifischen verlangten Ergebnis begrenzt werden kann.

Beispielsweise können Zinn, Gold und Silber infolge der ausgezeichneten, für sie typischen Leitfähigkeitskennwerte für elektrische Aim endungsfälle verwendet werden, und Schaltungen können auf andere Substrate aufgeschmolzen werden,

Auch die Anitkorrosionseigenschaften von Zinn, Gold, Silber, Nickel, Ghrom, Cadmium, Molybdän und Wolfram sind wertvoll. Und die Anwendung dieser Metalle bei Eisen- und lichteisensubstraten wird deren Antikorrosionsverhalten verbessern,,

Chrom, Nickel, Silber, Gold oder Zinn bieten auch die '•-Möglichkeit * der Matrix ein angenehmes Äußeres zu verleihen. Chrom, Molybdän, Wolfram, Titan und Kobalt verleihen der Matrix Oberflächenhärte«

Indium verleiht der Matrix Festigkeit und dient auch als AntiScheuermittel. Eine mit Molybdän behandelte Eisen- oder Nichteiaenmatrix besitzt verbesserte Friktions-Verschleiß- und Hoch- " temperaturbeständigkeitskennwerte. Es ist auch als dielektrische Beschichtung geeignet.

Eine mit Cadmium verschmolzene Matrix weist nicht nur verbesserte Kennwerte hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit auf, sondern kann auch als Antifoulingmittel zur Behandlung von Schiffsrümpfen dienen.

Mit Silber verschmolzene Matrizen sind insgesamt als Reflexionsmedium wertvoll.

Es wird deutlich geworden sein, daß das Verfahren und die Anlage äußerst vielseitig ohne großen Kapitalaufwand und .Anlagenaufwand eingesetzt werden können und die Verwendung von Werkstoffen bei Anwendungsfällen ermöglichen, die bisher bei geringerem

Aufwand als früher nicht in ?rage kamen, und außer den beschriebenen Anwendungsfallen und Einsatzmöglichkeiten «erden dem Fachmann noch viele andere bekannt sein.

Ea wird gleichfalls deutlich geworden sein, daß die verschiedenen Parameter des Verfahrens je nach den betreffenden Variablen und den verlangten Ergebnissen verändert werden können, ohne daß vom Inhalt und Geltungsbereich der Erfindung, die in den angefügten Ansprüchen definiert werden, abgewichen wird.

Claims (20)

1. ^so 2 3b/ i U L

   Erf indungaanapruch;

   1. Verfahren für daa Verschmelzen mindestens einea zweiten leitfähigen chemischen Elementes mit einer Matrix einea ersten leitfähigen chemischen Elementes bei Umge "bungstemperatur, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite leitfähige Element mit einer benachbarten Fläche des ersten leitfähigen chemischen Elementes in Eontakt gebracht wird und ein zerhacktes elektrisches Signal einer bestimmten Frequenz an daa erste und zweite chemische Element angelegt wird, wodurch das zweite chemische Element mit dem ersten chemischen Element verschmolzen wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das

   Signal ein Impulssignal im Bereich von 2,5 Mikrosekunden bis

   2 28,6 lanoaekunden mit einer Amplitude von 3 A je 0,3 mm über einen bestimmten Zeitraum ist.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite leitfähige Element über die Matrix mit einer solchen Geschwindigkeit geführt wird, daß eine im wesentlichen durchgehende Verschmelzungsfläche des zweiten leitfähigen chemischen Elementes mit dem ersten chemischen Element entsteht.
4. 4. Verfahren nach Punkt .3, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten leitfähigen chemischen Elementes im wesentlichen der Hälfte der Frequenz des elektrischen Signals proportional ist.
5. 5. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Frequenz im Bereich von 400 Hz bis 35 MHz liegt.
6. 6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige chemische Element aua der Eisen- und Nichteisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe ausgewählt ist.
7. 7. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite leitfähige chemische Element aus" der Eisen- oder Nichteisenmetalle . oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe ausgewählt ist.
8. 8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige chemische Element aus der Eisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe und das zweite leitfähige

   Element aua der Nichteisenmetalle oder eine Legierung derselben umfaasenden Gruppe ausgewählt' ist.

   9· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige Element aus der Nichteisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe und das zweite leitfähige Element aus der Eisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe ausgewählt ist.
9. 10. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite leitfähige Element in Form einer festen Elektrode, die das zweite leitfähige Element enthält, vorhanden ist,
10. 11. Anlage für das Verschmelzen eines ersten leitfähigen chemischen Elementes mit einem zweiten leitfähigen chemischen Element, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Schwingkreis für die Erzeugung eines zerhackten. Halbwellensignals innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs aufweist, wobei der Schwingkreis einen Ausgang und Möglichkeiten für die Anlegung des Schwingkreisausganges an eine Matrix eines ersten leitfähigen chemischen Elementes, mit dem ein zweites leitfähiges chemisches Element verschmolzen werden' soll, und das zweite chemische Element aufweist, wodurch das zweite leitfähige chemische Element mit dem ersten leitfähigen chemischen Element verschmolzen wird,
11. 12. Anlage nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die bestimmte Frequenz, festgelegt wird.

    13· Anlage nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die bestimmte Frequenz variabel ist und die Anlage Möglichkeiten zum Variieren, des Signals aufweist.

    14· Produkt, gekennzeichnet dadurch, daß es eine Matrix eines ersten leitfähigen chemischen Elementes mit einer Außenfläche, mit der ein zweites leitfähiges chemisches Element zumindest an der Außenfläche verschmolzen wurde, aufweist, und nach dem Verfahren nach Punkt 1 gewonnen wurde.

    15· Produkt nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige chemische Element aus der Eisen- oder Nichteisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe und das zweite leitfähige chemische Element aus der Eisen- oder

    L OO / 1 U L·

    Nichteisenmetalle oder eine Legierung derselben umfassenden Gruppe ausgewählt iat und sich von dem ersten leitfähigen chemischen Element unterscheidet.
12. 16. Produkt nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß das erste . leitfähige chemische Element eisenhaltig oder eine Eisenlegierung ist.
13. 17. Produkt nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige chemische Element nichteisenhaltig oder eine Nichteisenlegierung ist._
14. 18. Produkt nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß daa zweite leitfähige Element nichteisenhaltig oder eine Nichteisenlegierung ist.
15. 19. Produkt nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch,, daß das zweite leitfähige Element eisenhaltig oder eine Eisenlegierung ist.
16. 20. Produkt nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß das erste leitfähige chemische Element Stahl ist und das zweite leitfähige chemische' Element unter den Elementen der Gruppen 4B, 6b der Tabelle des Periodensystems ausgewählt ist»

    21= Anlage für das Verschmelzen einer elektrisch leitenden Komponente mit einer anderen elektrisch leitenden Komponente, gekennzeichnet dadurch,, daß die Anlage aufweist eine elektrische Stromquelle, wobei die Stromquelle einen Schwingkreis und einen Ausgang zur Schaffung eines elektrischen Halbwellensignals am Ausgang umfaßt und der Ausgang ein Klernmenpaar aufweist, eine erste Verbindungsvorrichtung, die mit einem.Ende mit einer Ausgangsklemme verbunden ist und deren gegenüberliegendes'Ende mit der anderen Komponente an einer Stelle verbunden werden kann, und eine zweite Verbindungsvorrichtung, die mit einem Ende mit der anderen Ausgangsklemme verbunden ist und deren gegenüberliegendes Ende mit der anderen Komponente an einer anderen Stelle verbunden werden kann, wobei die erste Verbindungsvorrichtung die eine Komponente am gegenüberliegenden Ende der ersten Verbindungsvorrichtung aufweist, um die eine Komponente mit der anderen Komponente in Berührung zu bringen, wenn die erste Verbindungsvorrichtung a.n diese angeschlossen ist

    and die elektrische Stromversorgung in Betrieb ist und einen Wechselstrom durch die Komponenten -leitet, um die eine Komponente mit der anderen Komponente zu verschmelzen.

    22a Anlage nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß das Halbwellensignal eine im Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 35 MHz liegende Frequenz aufweist.

    23· Anlage nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß der Wechselstrom einen Höchstwert von etwa 3 A aufweist, und die erste

    Verbindungsvorrichtung, die eine Komponente mit etwa OJ nan der anderen Komponente in Berührung bringt»
17. 24. Anlage nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die andere elektrisch leitende Komponente in fester Form vorliegt.
18. 25. Anlage nach Punkt 22, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Verbindungsvorrichtung Möglichkeiten für das Drehen der ersten Komponente, wenn diese mit der anderen Komponente in Berührung steht, aufweist.
19. 26. Anlage nach Punkt 25, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehvorrichtung so betätigt,werden kann, daß die erste Komponente mit einer im Bereich von etwa 5000 bis 10 000 U/min' liegenden Geschwindigkeit.gedreht werden kann.

    27· Anlage nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die andere elektrisch leitende Komponente in flüssiger Form vorhanden ist.
20. 28. Anlage nach Punkt 26, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Verbindungsvorrichtung einen Behälter für die flüssige andere Komponente und Einrichtungen zur Regulierung des Fließens der flüssigen Komponente in Berührung mit der anderen Komponente aufweist.

    HierzulL-Seiien Zeichmingen