DD226598A1 - Verfahren zur herstellung eines absorberelementes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Absorberelementes zur Messung der Strahlungsleistung von Lasern, die bei 10 mm Wellenlaenge arbeiten. Um weitgehend die Oberflaechenstruktur des Traegermaterials durch die abgeschiedene Absorptionsschicht zu reproduzieren und definierte Ablenkung der einfallenden Strahlung zu gewaehrleisten, wird der Traeger aus Aluminium oder einer Legierung in einen speziellen Elektrolyten getaucht und anodisch geschaltet. Die erhaltene Eloxalschicht weist eine relativ geringe Vickers-Haerte auf und wandelt den groessten Teil der Strahlung in Waerme um.

Description

Titel der Erfindung;

Verfahren zur Herstellung eines Absorber'elementes

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung kann in Strahlungsmeßgeräten zur Messung der Strahlungsleistung von Lasern, deren Wellenlänge im Bereich 10 /um liegt, angewandt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Strahlung absorbierenden schwarzen Empfängerflächen von Absorbern werden meist durch Aufbringen von Lack und auf galvanischem Ifege oder im Aufdampfverfahren gewonnenen Schichten auf metallischen Flächen hergestellt. Mit Lack beschichtete Träger erlauben wegen des geringen Wärmeleitvermögens und der Zusammensetzung des Lackes aus organischen Stoffen keine Belastung mit hoher Energiedichte.

Bei elektrolytisch aufgebrachten Schichten, z.B. eingefärbten Elopalschichten, aus einem Elektrolyten zur dekorativen Eloxierung tritt bei hohen Energiedichten ebenfalls ein Farbwechsel auf. Galvanische Schichten, z.B. Schwarzchrom, besitzen im Wellenlängenbereich von 10 /um ein zu großes Reflexionsvermögen. Das gleiche gilt z.B. für auf chemischem Wege abgeschiedenes Kupferoxid. Das Aufdampfen von Absorberschichten ist verhältnismäßig aufwendig und hat den Nachteil, daß Schichtdicken über 2 /um in der Regel nicht abgeschieden werden, wie in WP-DD 187869 beschrieben.

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In GB-PS 1557281 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Oberfläche mit geringem Reflexionsgrad für elektromagnetische Strahlung einschließlich des nahen DT, des sichtbaren -Lichtes und des IR beschrieben, das Schritte der mechanischen Aufrauhung und Anodisierung der Oberfläche eines anodisierbaren Metalls in Schwefelsäure der Dichte 1,10 bis 1,13 bei 70 ⁰F, einer Elektrolyttemperatur von 80 ⁰F bis 100 ⁰F und einer Spannung zwischen 12 und 25 Volt sowie einer Elektrolysedauer von 1,25 bis 2,25 h enthält.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß Abweichungen von den vorgegebenen Parametern eine beträchtliche Verschlechterung der Absorptionseigenschaften für elektromagnetische Strahlung bewirkt, nachteilig sind bei diesem Verfahren die relativ hohe Elektrolyttemperatur in Kombination mit einer relativ hohen Säurekonzentration, die bei Beschichtung scharfkantiger Teile leicht zu Anfressungen oder Abscheidung kreidiger, pulvriger Schichten führen kann. Desweiteren ist dieses Verfahren ungeeignet, Schichten unter weitgehender Reproduktion der Oberflächengestalt des Trägermaterials abzuscheiden. Die lange Zeitdauer des Anodisiervorganges bildet einen weiteren Nachteil.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die Nachteile der bekannten technischen Lösungen vermeidet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, womit Absorberschichten abgeschieden werden können, die weitgehend die Oberflächengestalt des met al lischen Trägers reproduzieren und die definierte Ablenkung der auffallenden elektromagnetischen Strahlung gewährleisten.

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Diese Aufgabe löst ein Verfahren zur Herstellung eines Absorberelementes erfindungsgemäß dadurch, daß die Absorptionsschicht aus einem Elektrolyten der pro Liter 100 g Schwefelsäure und 50 g Glyzerin enthält, bei einer Stromdichte von 5 bis 8 A/dm und einer Spannung von 16 bis 30 Volt abgeschieden wird.

Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: Sine Platte aus AlMg5 wird in 10 %iger Natronlauge 5 bis 20 s gebeizt, abgespült und anodisch in den Elektrolyten geschaltet.

Die Katode bildet ebenfalls AlMg5 oder Reinaluminium. Unter einer jeweils konstanten anodischen Stromdichte von 5 bis 8 A/dm wird die Badspannung beginnend mit 16 V innerhalb von 30 bis 60 min auf 30 V erhöht. Der Träger wird nach dieser Elektrolyse 20 min gewässert, um verbliebene Säurereste zu entfernen. Abschließend wird die aufgebrachte Schicht getrocknet.

Auf diese ¥eise wird eine 80 bis 130 /um dicke, graue

/

Eloxalschicht mit einer Vickershärte von 280 - 330 kp/mm abgeschieden.

Die Schicht ist zur Absorption langwelliger Laserstrahlung im Gegensatz zu den tiefschwarzen Schichten sehr gut geeignet. Die Oberflächengestalt des Trägers wird weitgehend durch die abgeschiedene Schicht reproduziert. Bei Durchführung des Verfahrens wird die Rückseite des Trägers in bekannter Weise abgedeckt und nach Abschluß des Prozesses gereinigt, vernickelt und galvanisch verkupfert .

Durch ein Absorberelement mit dem beschriebenen Schichtaufbau ?/ird der größte Teil der einfallenden Strahlung in "Wärme umgewandelt und der sich einstellende Temperaturunterschied zwischen Empfängerfläche und einer Vergleichsfläche wird durch ein Thermoelement erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt.

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Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll durch, ein Beispiel erläutert werden. Ein Trägermaterial, eine Platte aus AlMg5, wird in natronlauge gebeizt und in einem erfindungsgemäßen Elektrolyten anodisch geschaltet. Bei Einhalten der im Wesen

der Erfindung vorgegebenen Werte scheidet sich eine Hartes

eloxalschicht ab, die eine Vickers-Härte von 280-350 kp/mm aufweist.

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Claims (1)

1. Erfindungsansprucn

   Verfahren zur Herstellung einea Absorberelementes, bei dem auf einem Trägermaterial durch Elektrolyse eine Eloxalschicht zur Absorption von Strahlung hoher Energiedichte und einer Wellenlänge von 10 /Um abgeschieden wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren durch folgende Arbeitssehritte charakterisiert ist: a) Beizen einer AlMg5 - Platte in 10 %iger Natronlauge 5 -20 s
   b) Spülen der AlMg5 - Platte

   c) Abdecken von nicht mit der. Eloxalschicht zu bedeckenden Gebiete der AlMg5-Platte

   d) Einbringen und anodische Schaltung der AlMg5 - Platte in einen Elektrolyten, der 10 bis 12 Gew.55 Schwefelsäure und 3 bis 6 Gew.% Glyzerin enthält.

   e) Schrittweise Erhöhung der Spannung von 16 V bis 30 V, innerhalb 30 bis 60 min Zeitdauer bei jeweils konstanter Stromdichte von 5 bis 8 A/dm . Die Elektrolyttemperatur liegt zwischen 16 und 20 ⁰C.

   f) Wässerung des Trägers mit 80 bis 130 /um dicker abgeschiedener Eloxalschicht nach Arbeitsschritt e). g) Trocknung und Entfernung der Abdeckung aus Arbeitsschritt c).

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