DE1046275B - Verfahren zum Herstellen eines aus Glas und Metall bestehenden Koerpers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines aus Glas und Metall bestehenden Körpers.

Will man irgendeinen Stoff mit Metall oder einer metallhaltigen Zusammensetzung kombinieren, dann muß sich dieser Stoff mit dem Metall leicht verbinden und in das Metall dispergieren bzw. verbinden und dispergieren lassen. Es darf ferner bei den Behandlungs- oder Herstellungstemperaturen des Metalls oder der Metallzusammensetzung, z. B. beim Ausziehen, Gießen, Formen, Pressen, Schmieden, Strangpressen od. dgl., nicht zerstört werden. Der Stoff muß dabei nicht nur temperaturbeständig, sondern auch der mechanischen Behandlungsart gewachsen sein, denen das Metall bei seiner Verarbeitung zum Endprodukt unterworfen wird. Es hat sich gezeigt, daß filmartiges Glas oder Glasplättchen diese Forderungen im wesentlichen erfüllen.

Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Einbau von Glasfilm oder Glasplättchen in Metall oder Metallzusammensetzungen zur Qualitätsverbesserung der sich ergebenden Zusammensetzung und zur Schaffung verbesserter, Glas und Metall enthaltender Produkte.

Es hat sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren herausgestellt, daß sich die Eigenschaften von mit Glasplättchen kombinierten oder verstärkten Metallen wesentlich von denen der reinen Metalle unterscheiden. So führt beispielsweise die Zugabe von in geeigneter Weise behandelten und sich dadurch innig mit dem Metall verbindenden Glasplättchen in den meisten Fällen zu einer Verbesserung des Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht. Diese Verbesserung beruht vermutlich auf einer Verminderung der Dichte unter gleichzeitiger Erhöhung der Festigkeitseigenschaften.

Auch die Formbeständigkeit, die Schlagfestigkeit und die Dauerfestigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, werden beträchtlich verbessert. Diese Verbesserungen sind vermutlich darauf zurückzuführen, daß das Glas in der Mischung die Elastizität und die Plastizität des Metalls begrenzt. So bricht beispielsweise mit Glasplättchen gemäß der Erfindung gemischtes Aluminium bei Biege- oder Zugbeanspruchung ohne merkbare vorherige Deformation.

Die Beigabe von Glas zu Metallen oder metallhaltigen Zusammensetzungen, wie sie gemäß der Erfindung vorgeschlagen wird, verstärkt außerdem die Widerstandsfähigkeit dieser Metalle oder Metallzusammensetzungen gegen Korrosion, insbesondere bei erhöhten Temperaturen.

Auch hinsichtlich der Verarbeitung oder Herstellung von Glasplättchen enthaltenden Metallen oder metallhaltigen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung ergeben sich wesentliche Vorteile. Infolge einer Er-Verfahren zum Herstellen eines aus Glas und Metall bestehenden Körpers

Anmelder:

Owens-Coming Fiberglas Corporation,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne (Westf.), Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Februar 1955

Games Slayter, Harry B. Whitehurst

und Willard L. Morgan, Newark, Ohio (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

höhung der Viskosität des Metalls, insbesondere im Bereich seiner Schmelztemperatur, läßt sich besonders bei niedrigschmelzenden Metallen der Auszieh- oder Strangpreßvorgang des Metalls wesentlich leichter beherrschen. Die Verwendung von Glasplättchen nach der Erfindung ermöglicht ferner die Verstärkung des ausgezogenen oder stranggepreßten Metalls nach allen Richtungen.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Verwendung von Glasplättchen in Metallen durch Sintern des in den zu bildenden Massen enthaltenen Glases, vorzugsweise unter Bedingungen, unter denen Sintern der Metallphase der Zusammensetzungen schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist. Das führt zur Bildung von Metallzusammensetzungen, deren Eigenschaften grundsätzlich von denen der reinen Metalle abweichen. So zeigt beispielsweise ein gesinterter, glashaltiger Magnetkern im Vergleich zu einem vollständig aus Metall, bestehenden Kern gleicher Art eine wesentlich niedrigere magnetische Feldstärke und eine geänderte Hysteresis. Selbst wenn das Metall in größerem Anteil vorliegt und die Sinterung zwischen den Metallteilchen, beispielsweise bei hoher Temperatur erfolg't, ergeben sich durch die Anwesenheit des Glases im Endprodukt Eigenschaften, die normalerweise von denen der reinen Metallmasse abweichen.

Es ist bereits bekannt, Fäden mit einem Metallüberzug zu versehen. Bei diesem Verfahren wird der

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Metallüberzug jedoch auf die fertigen kalten Glasfaden aufgebracht und nirgends der Vorschlag gemacht, derart hergestellte Glasfaden in Metall einzubauen.

Auch die Oberflächenveränderung von aus dem Schmelzfluß verformbaren Massen, insbesondere Superpolymeren und gegebenenfalls auch Glas, ist bereits bekannt. Auch hier wird jedoch nirgends- darauf hingewiesen, kontinuierliche Metallschichten auf den Glaskörpern herzustellen und die derart modifizierten Glaskörper in Metall einzubauen.

Selbstverständlich ist das im Rahmen der Erfindung in Erwägung gezogene Aufdampfen von Metall auf irgendwelche Körper bereits seit langem bekannt. Für dieses Merkmal wird, also nur im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung eines aus Glas und Metall bestehenden Körpers Schutz begehrt, wobei in das Metall Glasblättchen oder Glaskörper eingebaut werden, die aus Glas bestehen, das bei seinem Ausziehen aus dem Schmelzfluß wenigstens einseitig einen kontinuierlichen Überzug aus einem Metall oder einer Metallegierung erhalten hat. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Glasfilmen und zur Kombination dieses Glases mit Metall oder einer metallhaltigen Zusammensetzung,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 eine stark vergrößerte perspektivische Ansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Plättchens,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt längs derLinie4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines gemäß der Erfindung hergestellten Plättchens und in

Fig. 6 einen den Fig. 4 und 5 entsprechenden Schnitt durch ein etwas abgeändertes, nach der Erfindung hergestelltes, aus Glas und Metall bestehendes Plättchen.

Nach Fig. 1 wird geschmolzenes Glas in einem Schmelzbehälter vorrätig gehalten, in dessen Mitte ein Trennmantel 11 verläuft. Die Trennwand 11 umschließt eine oder mehrere Leitungen 12,13, die von oben durch den Mantel 11 bis unter den Boden des Behälters 10 durch eine im wesentlichen waagerechte, ringförmige Öffnung 14 verlaufen. Die Röhren 12 und 13 können am unteren Ende mit Sprühköpfen 15, wie beim Rohr 17 ersichtlich, versehen sein. Die ringförmige öffnung 14 hat einen nicht gezeichneten, dünnen Schlitz, durch den ein ringförmiger Strom geschmolzenen Glases austritt. Nach dem Passieren der Öffnung 14 erhält also der Schmelzglasstrom eine rohrförmige Struktur, die in Fig. 1 bei 16 zu erkennen ist. Das Glasrohr 16 wird vor seiner vollständigen Verfestigung plattgedrückt, so daß zwei gegenüberliegende Wandungen 17 entstehen, die durch ein Paar Förderwalzen 18 hindurchlaufen. Die Walzen 18 liefern den Ausziehdruck, durch den das Rohr 16 fortlaufend aus dem ringförmigen Glaisschmelzstrom nach unten abgezogen wird. Um ein Zusammenklappen des Rohres 18 durch seine eigene Oberflächenspannung und den Ausziehdruck und damit eine Berührung zwischen den Wandungen 17, die in ihrem erweichten Zustand oberhalb des Eingriffs mit den Zugwalzen 18 aneinander haften wurden, zu verhindern, wird in das Innere des Rohres 16 durch eine der beiden Leitungen 12,13 Gas oder Dampf unter solchem Druck eingeblasen, daß sich das Rohr 16 etwas bläht.

Nach dem Passieren der Walzen 18 ist das Rohr 16 zu dem bei 19 angedeuteten, doppelwandigen Band plattgedrückt, das anschließend einer weiteren Behandlung zugeführt und/oder in einzelne Glasplättchen zerbrochen wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung läßt sich gemaß der Erfindung mit zwei oder mehreren Sprühköpfen zum Aufbringen von Oberflächenbehandlungsoder -Überzugssubstanzen auf das Äußere des Rohres 16 und damit auch auf das Äußere des Doppelbandes 19 versehen.

ίο Einige dieser Sprühköpfe oder -düsen sitzen nach Fig. 1 bei 20 kurz unterhalb der Austrittsöffnung 1, während die Sprühköpfe 21 ihren Strahl zwischen die konvergierenden Außenflächen der Wandungen 17 und die jeweilige Oberfläche der Walzen 18 richten. Die Sprühköpfe 22 sind unterhalb der Walzen 18 zu beiden Seiten des Doppelbandes 19 angeordnet. Gegebenenfalls kann man zusätzlich zu den Sprühköpfen 20, 21 und 22 oder als wenigstens teilweisen Ersatz für sie ein Paar von Walzenapplikatoren 23 verwenden,

so die aus beheizten Behältern 24 eine Oberflächenbehandlungs- oder -Überzugssubstanz auf die Außenwandungen des Doppelglasbandes 19 aufbringen.

In vielen Fällen kann man den Einbau der Glasplättchen bzw. des kontinuierlichen Glasfilms in ein Metall oder eine metallhaltige Zusammensetzung durch Aufbringen eines Überzugs aus Metall oder einer metallhaltigen Zusammensetzung auf die eine oder beide Oberflächen des Glases im Zuge der Herstellung des Doppelbandes 19 erleichtern. Die inneren Glasflächen lassen sich bei der Vorrichtung nach Fig. 1 auf verschiedene Weise überziehen. So kann beispielsweise das Metall auf der Innenfläche des Glasfilms dadurch aufgebracht werden, daß man es in einem inerten. Gas verdampft und dieses Gas-Dampf-Gemisch durch die Leitung 12 unter Druck in das Innere des Rohres 16 einpumpt. Der Metalldampf bläht dabei das Rohr 16 auf und schlägt sich gleichzeitig unter Bildung eines Metallüberzugs auf der Innenfläche der Wandungen 17 nieder. Ist die Menge des zum vollständigen Überziehen der Oberflächen erforderlichen Dampfes größer als die, die zum Aufblasen des Rohres 16 erforderlich ist, dann kann das Rohr 13 als Rückleitung verwendet werden, um den Druck im Rohr 16 konstant zu halten.

Wünscht man einen zusammengesetzten Überzug, dann kann man in gleicher Weise ein Metall oder eine metallhaltige Zusammensetzung in verdampftem Zustande durch die Leitung 12 pumpen und durch die zweite Leitung einen anderen Metalldampf einführen. Der zum Aufblähen des Rohres 16 erforderliche Druck ist nur sehr gering, so daß der Druckausgleich außerordentlich empfindlich ist und sorgfältig aufrechterhalten werden muß.

Wird beispielsweise Bleitetraäthyl in das Rohr 16 eingeführt, dann entstehen bei seiner thermischen Zersetzung annähernd 4 Mol Äthylen und 2 Mol Wasserstoff pro Mol Bleitetraäthyl und somit pro Mol auf den Wandungen des Rohres 16 niedergeschlagenes Blei. In diesem Falle muß eines der beiden Rohre 12 oder 13 als. Absaugleitung zur Entfernung der überschüssigen Abgase verwendet werden.

Es ist ferner möglich, die Metallzusammensetzung, mit der die Glasplättchen kombiniert werden sollen, in der flüssigen Phase einzuführen, beispielsweise also dadurch, daß man sie nach unten durch eines der Rohre 12 oder 13 pumpt oder fließen läßt und das andere Rohr als Rücklaufleitung oder als Druckleitung zur Einführung des zum Aufblähen des Rohres 16 erforderlichen Druckes verwendet. Unter bestimmten Umständen kann es zweckmäßig sein, verdampftes oder flüssiges Metal·! durch eines der Rohre 12 oder 13

einzuführen und durch das andere Rohr ein mit diesem Metall reagierendes Medium zu schicken, um dadurch eine Reaktion hervorzurufen und das dabei entstehende Produkt auf der Innenwandung des Rohres 16 als Niederschlag anhaften zu lassen. Verschiedene Kombinationen von Verbindungen, die auf diese Weise im Inneren des Rohres 16 aufgegeben werden können, sollen im folgenden noch diskutiert werden. Natürlich können die Rohre 12 oder 13 auch mit Sprühköpfen, wie beispielsweise dem Sprühkopf 15, j._o ausgerüstet sein, wobei dann das flüssige Metall auf die Oberfläche des Rohres 16 aufgesprüht wird und sich nicht nur in die Angriffsstelle zwischen den Wandungen 17 an den Walzen 18 ergießt. Falls das Überzugsmaterial im flüssigen Zustand oder als sich kondensierender oder einen Niederschlag bildender Dampf eingeführt wird, muß auf der Oberfläche der Wandungen 17 dieses Metall in ausreichender Stärke aufgebracht sein, so daß beim Ausziehen des Glases der Überzug über die sich vergrößernde Glasoberfläche mitwächst. Diese Forderung begrenzt die Anzahl der zur Auswahl zur Verfügung stehenden Metalle, die in einer kontinuierlichen Schicht auf dem Glas niedergeschlagen werden können, auf diejenigen, welche wenigstens bei der Ausziehtemperatur des Glases plastisch bleiben. Die Einführung solcher Metalle oder Metallzusammensetzungen mit solcher Geschwindigkeit, daß eine bestimmte Menge in der Angriffsstelle zwischen den konvergierenden Wandungen 17 des Rohres 16 möglicherweise verbleibt, erleichtert es, im Ausziehbereich Metall zur Verfügung zu haben.

Das Metall, die Metallegierung oder die Metallzusammensetzung können in das Innere des Glasrohres 16 auch in Pulverform eingeführt werden. Das Pulver wird durch ein oder beide Rohre 12 oder 13 zugeführt, d. h. man kann es zusammen mit einem Gas zum Aufblähen des Rohres 16 oder getrennt in das Rohrinnere einführen.

Mitunter ist es vorteilhaft, das gepulverte Metall in einem geeigneten Träger in das Innere des Rohres 16 zu versprühen. Man kann dazu einen flüchtigen Wachsträger verwenden, der durch die im Inneren des Rohres 16 herrschende Hitze verdampft und beispielsweise aus der Düse 15 zersprüht wird, wobei das verdampfte Wachs durch das Rohr 13 abgezogen wird. Man kann auch andere Trägersubstanzen, beispielsweise schwere Öle, in gleicher Weise verwenden. Auch die Verwendung von Kombinationen aus einem einen hohen Schmelzpunkt aufweisenden, gepulverten Metall oder einer entsprechenden Metallzusammensetzung in einem flüssigen Metall oder einer Metallzusammensetzung als Trägersubstanz hat sich als zweckmäßig erwiesen. In diesem Falle wird das Rohr 16 mit einer Schicht aus einem Metall oder einer Metallzusammensetzung überzogen, in der das andere gepulverte Metall oder eine entsprechende Metallzusammensetzung in dieser Form festgehalten wird. Anschließend kann eine weitere Behandlung, beispielsweise durch Wärme und Druck, Verwendung finden, um die physikalischen Eigenschaften von Glas und Metall oder Metallzusammensetzung zu modifizieren.

Einige Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, wie Zink oder Zinklegierungen, lassen sich in Form von Stangen in das Rohr 16 einführen, indem man sie durch das Rohr 13 einsteckt und an der Spitze zwisehen den Wandungen 17 durch die von dem heißen Gas ausgestrahlte Hitze abschmelzen läßt, so daß das Metall nach unten tropft.

Das Äußere des Rohres bzw. des abgeflachten Ban>des 19 läßt sich dadurch mit einer Metallzusammensetzung überziehen oder behandein, daß man ein solches Metall bzw. eine solche Metallzusammensetzung in flüssiger oder Dampfphase verwendet und so aus den Sprühköpfen 20, 21 oder 22 unmittelbar auf das Äußere des Glasrohres 16 oder des Bandes 19 aufsprüht. Gegebenenfalls kann man das Überzugs- oder Oberflächenbehandlungsmaterial auf das. Äußere des Rohres 16 aufbringen, wenn das Glas noch eine hohe Temperatur aufweist und bevor es durch Temperaturabfall auf seiner Oberfläche Feuchtigkeit absorbiert, wobei das Metall durch die Sprühköpfe 20 aufgesprüht wird. Soll das Material auf eine kältere Oberfläche aufgesprüht werden, dann erfolgt dieses durch die Sprühköpfe 21. Soll das Material auf eine vollständig kalte Außenfläche aufgebracht werden, dann wird es durch die Sprühköpfe 22 auf das Äußere des abgekühlten und ausgezogenen Doppelbandes 19 aufgesprüht. Einige Materialien eignen sich besonders gut zur Aufbringung mit Hilfe von Auftragwalzen, so daß man den Außenüberzug des Doppelbandes 19 durch die Walzenapplikatoren 23 aufbringen kann. Selbstverständlich lassen sich die Sprühköpfe 20, 21 und 22 und der Walzenapplikator 23 entweder einzeln oder in den verschiedensten Variationen, je nachdem, ob ein einziger Überzug oder eine Kombination von Überzugs^ materialien gewünscht ist, verwenden.

Die Verwendung von mehr als einem Überzugsmaterial, beispielsweise zur Herstellung einer intermetallischen Verbindung oder einer gemischten Zusammensetzung aus Überzugsmaterial kann sowohl auf der Innen- und Außenfläche des Rohres 16 und des Bandes 19 erfolgen, oder man behandelt einander gegenüberliegende Glasoberflächen auf voneinander abweichende Weise.

Um die Temperatur der Umgebungsatmosphäre des Bandes während des Überzugsvorganges steuern zu können, verwendet man vorzugsweise ein die Zugwalzen 18 und das zu überziehende Band umschließendes Gehäuse.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist ein Paar von den Zugwalzen 18 der Anordnung nach Fig. 1 entsprechenden Zugwalzen 25 vorhanden und von dem gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gebildeten Rohr 26 nur ein Teilausschnitt zu erkennen. Das Rohr 26 wird durch die Walzen 25 zusammengequetscht, so daß einander gegenüberliegende Wandungen 27 entstehen. Die gegenüberliegenden Wandungen 27 werden an ihren Kanten aufgeschnitten oder in anderer Weise getrennt, so daß die beiden Wandungen 27 beim Austritt aus den Walzen 25 zu getrennten kontinuierlichen Glasfilmen auseinanderlaufen. Jeder Film 27 wird durch eine durch die Heizlampen 28 angedeutete Heizzone geführt, wo das Glas gegebenenfalls wieder erweicht wird. Anschließend gelangen die Filme in ein Behandlungsgehäuse 29, wo die bei 30 allgemein angedeuteten Sprühköpfe die Oberfläche der Filme 27 mit Überzugsmaterial besprühen. Bei der Anordnung nach Fig. 2 benötigt man die Rohre 12 oder 13 wie nach Fig. 1 nicht, da die Überzugssubstanzen, unabhängig davon, ob sie gasförmig, flüssig oder pulverförmig sind, auf die Filme 27 in den Gehäusen 29 aufgebracht werden können. Für die Heizvorrichtungen sind in der Zeichnung Heizlampen 28 dargestellt. Selbstverständlich kann man dafür auch öfen oder offene Flammen oder andere Heizvorrichtungen mit größerer oder geringerer Intensität verwenden, die sich je nach Bedarf über einen größeren oder kleineren Bereich erstrecken.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines metallüberzogenen Glasplättchens, das allgemein mit

31 bezeichnet ist und aus einem Glasplättchen 32 mit auf den beiden Oberflächen vorgesehenen Metallüberzügen 33 besteht.

Fig. 4 ist ein vertikaler Schnitt durch das Plättchen 31. Das Plättchen 31 entsteht durch Aufbrechen des Films 27 nach Fig. 2 oder des überzogenen Doppelbandes 19 nach Fig. 1. Die gewünschte Glas-Metall-Zusammensetzung kann man unmittelbar dadurch erhalten, daß man eine bestimmte Masse an solchen Plättchen in einer Form sammelt und diese Masse, im allgemeinen unter Druck, erhitzt, bis das die Überzüge 33 auf allen Plättchen bildende Metall miteinander \^rerschmilzt, so daß ein die Glasplättchen umschließendes Metallnetz entsteht. Die Plättchen lassen sich auch orientieren, so daß sie parallel zueinander liegen, oder man ordnet sie je nach dem Herstellungsverfahren in völlig zufälliger und willkürlicher Anordnung an.

Manchmal kann man die Plättchen 32 nach Fig. 3 zuerst mit einer dünnen Schicht aus dem einen. Metall tiberziehen und dann die metallüberzogenen Plättchen 31 zusammen mit einem anderen Metall verwenden. Das Metall wird zuerst mit einem verträglichen Metall oder einem Metall überzogen, mit dem es sich verbindet, und dann in die Endzusammensetzung mit dem anderen Metall eingebaut. Beispielsweise wird Bleiglas zuerst mit Blei überzogen und dann beispielsweise in Kombination mit Aluminium verwendet.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der metallische Anteil jeder Zusammensetzung mit dem Glasfilm im Zuge von dessen Herstellung kombiniert bzw. auf ihm niedergeschlagen wird, obwohl dies für bestimmte Zusammensetzungen und andere Verwendungszwecke der Plättchen sehr wesentlich sein kann. Außerdem ist es nicht unbedingt notwendig, daß das auf die Innenflächen des Glases im Zuge seiner Herstellung aufgebrachte Metall bzw. die Metallzusammensetzung identisch mit dem auf die Außenflächen aufgebrachten Metall od. dgl. ist. So kann man bei- +0 spielsweise die aufeinanderzu zeigenden Innenflächen des Doppelbandes zur Herstellung eines Plättchens 37 nach Fig. 5 miteinander verschweißen oder verbinden. Diese Verbindung erfolgt durch Einführen einer geeigneten Metallzusammensetzung, eines Metalls oder eines Metallsalzes ins Innere des Rohres 16 im dampfförmigen, gepulverten oder geschmolzenen Zustand, indem man beispielsweise einen Vorrat verflüssigten Metalls am Boden des Rohres 13 an der Eingriffsstelle zwischen den Walzen 18 aufrechterhält. Außen kann das Rohr 16 überzogen werden oder ohne Überzug bleiben. Wird die Außenfläche überzogen, dann kann der Überzug aus dem gleichen Metall oder aus einem abweichenden Metall bestehen. Solche geschichteten Plättchen mit einer Zwischenschicht und einem Außen-Überzug aus einem Metall oder einer metallhaltigen Zusammensetzung sind durch die Fig. 6 veranschaulicht, wo ein solches Plättchen bei 38 angedeutet ist. Das Plättchen 37 nach Fig. 5 besteht aus zwei Glasschichten 39 und einer Zwischenschicht 40 aus Metall, einer Metallegierung oder einer metallhaltigen Zusammensetzung. Beim Plättchen 38 nach Fig. 6 kommen zu diesem Aufbau noch die beiden Außenschichten 41 aus einem Metall, einer Metallegierung oder einer metallhaltigen Zusammensetzung hinzu.

Ob das in das Innere des Rohres 16 eingeführte Metal! oder die Metallzusammensetzung die beiden Seiten des Doppelbandes 19 miteinander verklebt, hängt nicht nur von der verwendeten Metallzusammensetzung cd. d"I. ab, sondern auch vom Abstand der Achsen der Walzen 18 und von dem Druck, mit dem das Medium ins Innere des Rohres 16 eingeführt wird, um dieses so am Zusammenklappen zu hindern. Werden diese Faktoren richtig eingestellt, dann lassen sich die beiden gegenüberliegenden Wandungen 17 des Rohres 16 voneinander zum Doppelband 19 trennen. Der Abstand wird nur durch die metallische Innenschicht 40 des Plättchens 37 oder 38 hervorgerufen, oder er kann größer als die Dicke des Innenüberzugsmaterials sein, so daß zwei getrennte Wandungen 17 entstehen, die jeweils den im Band 19 enthaltenen Metallüberzug aufweisen. In diesem Falle weisen die von jeder der beiden Wandungen 17 gebildeten Plättchen den in Fig. 4 dargestellten Querschnitt auf.

Mitunter will man die Innenflächen des Rohres 16 mit einem nichtmetallischen Überzug versehen und die Außenflächen mit Metall überziehen oder umgekehrt oder einen zweiten nichtmetallischen Überzug auf einen metallischen Überzug aufbringen.

Es gibt die verschiedensten Möglichkeiten- zur Aufbringung verschiedenster Zusammensetzungen, und zwar im Hinblick auf die verschiedenen Stellen, auf die ein solcher Überzug aufgebracht werden kann, d. h. das Innere des Rohres 16, sein Äußeres oberhalb der Zugwalzen 18 oder das Äußere des Doppelbandes 19 unterhalb der Zugwalzen 18 oder beim Aufspalten des, Bandes 19 zur Bildung getrennter Filme, wie nach Fig. 2 beide Seiten der Filme 27. In letzterem Falle weisen der auf der Vorrichtung nach Fig. 2 hergestellte Film bzw. die daraus entstehenden Plättchen einen Querschnitt auf, der im wesentlichen dem Querschnitt des Plättchens 31 nach Fig. 4 entspricht.

Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung noch die Einführung der fertigen Glasplättchen mit oder ohne Oberflächenbehandlungs-, Schmier-, Dispersions-, Haft- oder Kupplungsmittel in Massen aus geschmolzenem Metall oder Metallegierung zur Herstellung verstärkter Metallzusammensetzung vorgeschlagen. Das Problem der Bindung von Glas und einer dünnen, auf das Glas während seiner Herstellung aufgebrachten Metallschicht oder zwischen Glas, und einem Metallnetz, in das die Plättchen eingemischt oder eingebaut sind, ist außerordentlich schwierig. Aus diesem Grunde ist es manchmal erwünscht, zuerst die Oberflächen des Glasplättchens mit einem oberflächenaktiven Mittel zu überziehen, so daß das Metall an ihm anhaftet. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Metalloxyd, ein Metallsalz oder ein anderes Material sein. Wenn der Überzug auf der Oberfläche der Plättchen der gleiche wie im anderen Teil des Metallnetzes ist, dann mischen sich beide miteinander und lassen sich nicht mehr unterscheiden. Ist das Überzugsmaterial auf der Oberfläche des Plättchens ein Metall oder eine metallhaltige Zusammensetzung, die mit dem anderen Metall eine Legierung bildet, dann werden die beiden Metalle oder Metallzusammensetzungen in dem jedes der Verstärkungsplättchen unmittelbar umgebenden Bereich miteinander eine Legierung bilden.

Die Überzugsschichten können aus Metall, Metalllegierungen, metallhaltigen Zusammensetzungen, Mecailoxyden, anderen Metallverbindungen, wie Chloriden oder Sulfiden, oder Materialien, mit Ausnahme derjenigen, die den Plättchen zur Erleichterung der Bindung, Beimischung usw. zugegeben sind, bestehen. In jedem Falle bilden die Glasplättchen und die Überzüge oder die Glasplättchen und die Einbaumasse ein gemäß der Erfindung erzeugtes Material, welches Glas und ein Metall oder eine metallhaltige Zusammensetzung enthält.

Diese Masse kann Glasplättchen mit einem äußeren Überzug aufweisen oder durch die Verwendung von Glasplättchen 37 nach Fig. 5 oder Glasplättchen 38 nach Fig. 6 verstärkt oder in anderer Weise modifiziert sein. In den letzten beiden Fällen können, die Metallschichten 40 und 41 mit dem die Masse selbst bildenden Material identisch oder nicht identisch sein.

Wegen des beträchtlichen Unterschiedes hinsichtlich des spezifischen Gewichtes der Glasplättchen und der

die Herstellung von Stoffen, die Glas und Metalle oder metallhaltige Verbindungen in zerkleinerter Form aufweisen. Das Metall kann in zerkleinerter Form eingeführt und während der Herstellung des Glasfilmes geschmolzen werden, so daß hinsichtlich des Glasfilmes der gleiche Stoff entsteht, wie wenn man ein Metall oder eine metallhaltige Zusammensetzung in flüssiger oder Dampfform einführt. Darüber hinaus lassen sich gemäß der Erfindung auch Me-

, g g ,

trächtliche Metallmenge in das geschichtete Plättchen 37 eingebaut werden, so daß sein spezifisches Gewicht M h d ll

giert ist.

Das die Filme 17 mit den zwischen ihnen liegenden Metallteilchen enthaltende Doppelband 19 kann nach dem Aufbrechen in Plättchen durch technische Fusion oder einen technischen Sintervorgang zur Herstellung von Körpern verwendet werden, welche entweder in ein Glasnetz eingebaute Metallteilchen oder in ein Metallnetz eingebaute Glasplättchen enthalten.

Mit eingebetteten Metallteilchen versehene Glaskügelchen oder zerbrochene Glasfasern können ferner in Kombination mit oder an Stelle von verschiedenen

Metallmasse, in die sie eingebaut sind, wird die mecha- 10 talle, die bei den bei der Herstellung von Glasfilmen m'sche Beimischung der Plättchen zu dem Metall durch oder Glasplättchen vorliegenden Temperaturen nicht das im Zuge ihrer Herstellung erfolgende Überziehen schmelzen, mit dem in Plättchen- oder Filmform vorder Plättchen mit einer dünnen Schicht aus dem glei- liegenden Glas oder mit einem Glasnetz kombinieren, chen Metall oder einem verträglichen Metall oder durch Durch zusätzliche Behandlung mit einem Gebläse-

die Verwendung überzogener Plättchen wesentlich er- 15 brenner lassen sich die verschiedenen Ausführungsleichtert. Durch den schichtweisen Aufbau der Platt- formen des Ausgangsproduktes, wie sie in den Fig. 3 chen, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, kann eine be- bis 6 dargestellt sind, in andere Produkte umwandeln.

So lassen sich beispielsweise, abhängig von der besonderen Glaszusammensetzung und den verwendeten

sich dem des Metalls, dem es beigemischt werden soll, 20 Metallen sowie ihrem gegenseitigen Anteil, kugelförstärker annähert. Dadurch wird bei der mechanischen mige oder faserförmige Produkte erzeugen, bei denen Beimischung die Neigung der Plättchen nach der einen das Glas in einer kontinuierlichen äußeren Metalloder anderen Grenzfläche des geschmolzenen Materials phase oder einer solchen aus Metalloxyden disperauszuweichen, wesentlich herabgesetzt. Wenn das auf
diese Weise zugeführte Metall nicht schmilzt oder sich 25
mit dem Netz verbindet, bleibt es auf den Plättchen
stehen. Ist das Netz ein Material aus einem anderen
Metall oder kein Metall, sondern beispielsweise ein
Zement- oder Harzmaterial, dann bildet das Metall
sowohl das Bindemittel und liefert auch die gewünschte Dichte.

Das solche Glasplättchen enthaltende Material wird
in einen zum Schmieden geeigneten Rohling gegossen.
Die in der Metallmasse dispergierten Glasplättchen
sind aus Glas hergestellt, das so behandelt ist, daß es 35 Arten aus dem Doppelband hergestellter Plättchen bei der Schmiedetemperatur des betreffenden Metalls verwendet werden. Alle diese verschiedenen Formen erweicht. Vor dem Schmieden weist jedes Plättchen von Kombinationen aus Glas- und Metallteilchen sind

im wesentlichen identisch, wenn man sie fusioniert oder sintert.

Die Art des durch den Sinter- oder Fusionierungsvorgang hergestellten Körpers hängt von den entsprechenden Anteilen des verwendeten Glases und Metallpulvers, dem Unterschied zwischen den Erweichungs- und Sinterungs- bzw. Fusionierungstem-

werden. Dadurch wird ihre Ausrichtung, Überlappung 45 peraturen von Glas- und Metallteilchen und ferner von und die Verstärkung innerhalb der geschmiedeten Me- der entsprechenden Feinheit der Glas- und Metallteiltallmasse weiter verstärkt. chen ab.

Die längliche Ausbildung der Plättchen hat den wei- Beispielsweise kann man aus Glas mit eingebettetem

teren Vorteil, daß in der Zeit, in der sowohl Metall Metall Körper herstellen, bei denen das Metall eine als auch Glasplättchen der erhöhten Temperatur aus- 50 beträchtlich höhere Hitzebeständigkeit als das Glas gesetzt sind, neue Glasoberflächen entstehen, so daß aufweist, beispielsweise Nickelpulver, Eisen, Kobalt, sich Glas und Metall innig miteinander verbinden. Da Molybdän, Wolfram oder andere hitzebeständige Medie Plättchen vollständig in der Metallmasse einge- tallpulver. Das Glas liegt dabei in wesentlichen Anbettet sind, unterliegen die neuen, durch die längliche teilen, beispielsweise zwischen 20 und etwa 80 %> vor. Ausbildung der Plättchen entstehenden Oberflächen 55 Preßt man einen solchen Körper in eine gewünschte keinen nachteiligen Einflüssen, wie beispielsweise Form und erhitzt ihn dann über die Erweichungstemperatur des Glases entweder unter Beibehaltung des Druckes oder ohne Druckaufbringung während der Erhitzungsstufe, dann erhält man Körper, die aus einer 60 kontinuierlichen Glasphase mit unregelmäßig darin dispergierten Metallteilchen bestehen. In den meisten Fällen sind die einzelnen Metallteilchen voneinander durch dünne Glasschichten getrennt. Durch Vergrößerung des Verhältnisses von Glas zu Metall in einem

eine beträchtliche Dicke auf. Nach dem Erhitzen des Metalls ist die Dicke der Masse wesentlich herabgesetzt, weil das Metall infolge der wiederholten Schmiedeschläge fließt. Da die Plättchen infolge der Schmiedetemperatur erweicht werden, führt der Fluß des Metalls und die Abnahme der Metallmassenstärke dazu, daß auch die Plättchen dünner und länglicher

durch Absorption von Feuchtigkeit oder anderer Umgebungssubstanzen, so daß die für die Adhäsion zwi

schen Metall und Glas vorhandenen Bedingungen geradezu ideal sind.

Falls die Schmiedetemperatur und die Natur des die Plättchen bildenden Glases derart sind, daß die Plättchen nicht merklich erweichen und daher unter den Schmiedeschlägen nicht fließen können, wird die

Kraft der Schläge durch die Zersplitterung der Platt- 65 solchen Körper kann man als Funktion der Glaskonchen absorbiert. zentration die verschiedensten magnetischen Eigen-

Durch die vorliegende Erfindung wird nicht nur die schäften und elektrischen Leitfähigkeiten erzielen. Herstellung von Stoffen vorgeschlagen, die Glas, in Solche Körper sind verhältnismäßig brüchig und haben Plättchen- oder Filmform und Metalle oder metall- die Eigenschaften des den Hauptkörper oder das Netz haltige Zusammensetzungen enthalten, sondern auch 70 bildenden Glases.

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In anderen Fällen, in denen die Metallteilchen eine Sinterungs- oder Schmelztemperatur aufweisen, die beträchtlich unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases liegt, und in denen das Metall in beträchtlichem Anteil, beispielsweise zwischen etwa 20 und 80 %>, vorliegt, kann man Körper pressen und wie oben beschrieben auf eine Temperatur erhitzen, die oberhalb der Sintertemperatur oder oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls, aber unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases liegt. In diesen Fällen sind die einzelnen Metallteilchen entweder zusammengesintert oder miteinander verschmolzen. Als Beispiele für Metallpulver, die im Inneren des Doppelbandes eingebracht und zur Herstellung einer einheitlichen Struktur dieser Art verwendet werden können, seien Aluminium, Titan, Magnesium, Woodmetall und Blei genannt.

Wenn die Erweichungstemperatur im wesentlichen der Schmelz- oder Sinterungstemperatur des Metalls entspricht, lassen sich weitere Körper erstellen. Bei einem solchen Körper haben die einzelnen Glasplättchen beispielsweise die Neigung, zusammenzuwachsen, eine Eigenschaft, die ebenfalls den einzelnen Metallteilchen zu eigen sein kann, wobei zwischen den Metallteilchen und den Glasteilchen im wesentlichen Ausmaß eine gegenseitige Diffusion auftritt. Zur Herstellung solcher Körper muß man darauf achten, daß das spezifische Gewicht des Metalls im wesentlichen dem spezifischen Gewicht der Metallplättchen entspricht. Dies kann man dadurch erreichen, daß man ins Innere des Doppelbandes 19 eine gleichförmige Mischung eines hochschmelzenden und hitzebeständigen Materials mit einem zweiten Material einbettet, das eine Sinterungs- oder Schmelztemperatur aufweist, die \venigstens angenähert der Erweichungstemperatur des Glases entspricht. Wenn während des Erhitzungsvorgangs das niedrigerschmelzende Metall schmilzt und das Glas erweicht, dann bleibt das höherschmelzende oder hitzebeständige Metall fest und haftet am Glas. Durch geeignete Bemessung der Anteile zwischen hitzebeständigem Metall und niedrigerschmelzendem Metall kann man erreichen, daß die Glasplättchen wenigstens annähernd das gleiche spezifische Gewicht wie das niedrigerschmelzende Metall aufweisen, und während des Erhitzungsvorganges im Metall dispergfert bleiben.

Gewisse Glassorten werden durch bestimmte, geschmolzene Metalle benetzt, wenn die Glasplättchen mit der Metallschmelze vermischt werden. So benetzt beispielsweise geschmolzenes Aluminium Bleiboratgläser, B₂O₃-GIäser, natriumhaltige Gläser und Bleiborsilikatgläser. Es hat sich auch gezeigt, daß geschmolzenes Aluminium ein Bleiboratglas mit einem Gehalt von etwa 85% PbO, 10% B₂O₃ und 5% SiO₂ benetzt. Es wurde ferner festgestellt, daß geschmolzenes Aluminium ein B₂O₃-GIaS benetzt, welches etwa 60% B₂O₃, 20% Na₂O, 10% CaO und 10% SiO₂ enthält. Es konnte ferner festgestellt werden, daß ein hochschmelzendes Sodaglas mit einem Gehalt von etwa 52,5% SiO₂, 37,5% Na₂O und 10% B₂O₃ durch geschmolzenes Aluminium benetzt wird. Außerdem benetzt geschmolzenes Aluminium Bleiborsilikatgläser mit einem Gehalt von etwa 20 bis 30% SiO₂, 10 bis 15% Na₀O, 15 bis 20% PbO, 5 bis 25% B₀O₃, 4 bis 12% ZnO, 2 bis 5% CaO, 5 bis 10%. Al₂O₃ oder Kryolith (Na₃AlF₆), 5 bis 6% Fluorid (zugegeben als CaF₂) und bis zu 5% BaO. Will man die Glasplättchen in ein besonderes Metall einbauen, dann kann man Plättchen einer bestimmten Zusammensetzung auswählen, wobei man die Wahl hat, ob diese Zusammensetzung den besonderen Metallnetzen oder nur der Schmelze zugegeben werden soll.

Im Falle von Bleiborat- und Bleiborsilikatgläsern hat sich herausgestellt, daß das darin befindliche PbO durch das geschmolzene Aluminium reduziert wird und daß das derart gebildete metallische Blei in das Aluminium diffundiert, während das Aluminium in die Glasoberfläche hinein diffundiert. Das im Glas befindliche SiO₂ wird bei hohen Temperaturen durch

ίο geschmolzenes Aluminium reduziert und bildet Silicium und Al₂O₃ auf der Glasoberfläche, wobei diese beiden Stoffe Oberflächen liefern, die sehr leicht mit geschmolzenem Aluminium netzen, so daß eine starke Bindung zwischen dem Glas und dem Aluminium entsteht. Silicium und Al₂O₃ diffundieren ferner in das Aluminium, während das Aluminium und Al₂O₃ in das Glas diffundieren.

Die Anwesenheit von Blei-, Silber-, Kupfer- oder Antimonverbindungen in der Glaszusammensetzung

ao führt zur Reduktion dieser Metalle, wenn sie mit geschmolzenen Metallen in Verbindung kommen, die in der Spannungsreihe höher stehen. Somit kann man durch Reaktion mit der Glasoberfläche zur Herstellung dieser Metalle oder eines Metalloxyds ausgezeichnete

Benetzung und Haftung an den Gläser« durch die gewünschten, geschmolzenen Metalle sicherstellen.

Es wurde ferner festgestellt, daß frisch hergestellte Glasplättchen irgendeiner gegebenenZusammensetzung mit dem geschmolzenen Metall besser haften als Plättchen gleicher Zusammensetzung, die eine bestimmte Zeit abgestanden sind.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ebenfalls die Bindung geschmolzenen Metalls an frisch entstehende Oberflächen der Glasplättchen. Im allgemeinen erfolgt

die Bindung an eine frische Oberfläche entweder durch Aufbringen des geschmolzenen, Metalls auf die Oberfläche unmittelbar nach ihrer Herstellung oder durch Verhinderung oder Herabsetzung der störenden Einwirkungen absorbierter Gase, bis das Metall aufge-

bracht ist. Die Plättchen, können in die Metallschmelze eingebracht und bis zu ihrem Bruch gerührt werden. Obwohl die durch diesen Bruch hergestellten frischen Oberflächen gewöhnlich nur in der Größenordnung eines Durchmessers von wenigen Mikron liegen und daher nur einen geringen Teil der Gesamtoberfläche eines Plättchens bilden, läßt sich auf diese Weise eine meßbare Verbesserung der Adhäsion erzielen. Frische Oberflächen oder im statu nascendi befindliche Oberflächen lassen sich auf den Glasplättchen auch während einer Schmiede-, Walz- oder ähnlichen Bearbeitung des Metalls erzielen, in das die Plättchen eingebaut sind. Wird dieser Arbeitsvorgang bei Temperaturen oberhalb der Erweichungstemperatur des Glases ausgeführt, dann längen sich die Plättchen, und die zerstörten Oberflächen werden dünner und/oder aufgebrochen, so daß sich wieder eine Verbesserung der Adhäsion zwischen Metall und Plättchen ergibt. Statt das Doppelband 19 aus Glasfilm für die spätere Weiterverarbeitung aufzuheben, kann man es auch unmittel-

bar in eine Metallschmelze einführen, die in geeigneter Weise gerührt wird, um derart den Bruch des Bandes hervorzurufen. Dieses Verfahren bringt den Vorteil der unmittelbar bei der Bildung des Bandes 19 entstehenden neuen oder frischen Glasoberfläehen.

65. In den Fällen, wo man Glasplättchen einer bestimmten Zusammensetzung zur Verstärkung eines Metalls verwenden will und die Zusammensetzung derart ist, daß sie durch das Metall nicht benetzt wird, wurden gemäß der Erfindung verschiedene Behandlungsarten, ermittelt, die man anwenden kann, um das Glas für

diesen Zweck verwenden zu können. So kann· man beispielsweise den Glasfilm bzw. die Glasplättchen mit einer wässerigen Lösung eines Bleisalzes, beispielsweise Bleichlorid, Bkinitrat oder Bleiacetat, behandeln, trocknen und die trockenen Plättchen mit dem Überzug des Bleisalzes erhitzen, so daß eine geschmolzene Bleichlorid-, -oxyd oder -silikatglasoberfläche entsteht. Ein derart hergestelltes Glasplättchen mit einer Bleisilikat- oder Bleiverbindungsoberfläche ist beispielsweise durch geschmolzenes Aluminium benetzbar, so daß bei Zumischung zu diesem Aluminium eine Diffusion zwischen der Schmelze und den Oberflächen des Glases auftritt.

Zur Erleichterung der Adhäsion zwischen dem geschmolzenen Metall und den Glasplättchen kann man noch verschiedene andere Oberflächenbehandlungsverfahren zur Anwendung bringen. So können die Glasplättchen mit einer wässerigen Lösung von Borsäure oder eines borsauren Salzes behandelt, getrocknet und erhitzt werden, so daß Plättchen mit einem Oberflächenüberzug aus Borsilikatglas entstehen, die dann durch geschmolzenes Aluminium benetzbar sind. Ein ähnlicher Überzug läßt sich mit einer Mischung aus Bleisalzen und -boraten herstellen, so daß ein Oberflächenüberzug aus einem Blei-Bor-Silikatglas entsteht.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß man die Glasplättchen mit Kobaltoxyd dadurch überziehen kann, daß man eine wässerige Lösung von Kobaltformat aufbringt, trocknet und erhitzt und dann die Plättchen mit dem geschmolzenen Metall mischt. Die Kobaltoxydschicht verschwindet anscheinend, indem sie mit dem Glas oder dem geschmolzenen Metall oder mit beiden reagiert oder in sie diffundiert, so daß eine gute Adhäsion zwischen dem Metall und den Glasplättchen gewährleistet ist.

Zur Verbesserung der Adhäsion zwischen Glas und Metallen kann man noch weitere verschiedene Oberflächenbehandlungen vornehmen. Im allgemeinen ist jede Behandlungsart von Vorteil, die zu einem Oberflächenüberzug auf dem Glas aus Metall oder einem Metalloxyd führt, welcher durch das zu verstärkende Metall benetzbar ist und/oder einen Angriff auf die Glasoberfläche durch eine absorbierte Schicht aus Gasen verhindert oder herabsetzt. Als Behandlungsmittel für die Glasoberflächen seien genannt: Aluminium, Magnesium, Kupfer, Zinn, Silber, Zink, Magnesiumoxyd, Al₂O₃, CuO, Mo₂O₃, MoO₂, Mo₂O₅, ZnO, Ag₂O und SnO. Die Oxyde können als solche, beispielsweise als Dispersionen, in einem trocknenden Öl oder einem flüchtigen Wachs oder als Halogene, Nitrate, Formate, Acetate oder andere Salze aufgebracht werden, die in Oxyde umwandelbar sind, und. zwar entweder durch eine getrennte oder gesonderte Heizstufe oder nach Einbau in eine Metallschmelze. Die Molybdänoxyde lassen sich durch Behandlung mit handelsüblichen Ammoniummolybdänat fixieren, worauf man dieses durch Erhitzen der Glasplättchen zum Zerfall bringt. Ähnliche Behandlungen mit geringen Mengen von Ammoniumphosphatsalzen führen zu einem Oberflächenüberzug von Methaphosphorsäure, welche ebenfalls eine gute Bindung zu Metallen liefert. Die Metalle oder Hydride oder Carbonyle von solchen können innerhalb des Rohres 15 oder in einer anderen umschlossenen Zone, wo sie mit der zu behandelnden Glasoberfläche in Berührung stehen, verdampft werden. Das geschmolzene Metall läßt sich auf die Glasoberflächen über eine oder mehrere Leitungen 12, 13 und/oder durch die Sprühköpfe 20, 21 oder 22 aufbringen, oder es kann gepulvertes Metall, das auf eine solche Temperatur vorerhitzt ist, daß die fühlbare Wärme des Glases es in den geschmolzenen Zustand verbringt, aufgesprüht, aufgetropft oder in anderer Weise auf die Oberflächen aufgebracht werden. Für diese Behandlungen eignen sich auch Cadmium-Blei Legierungen und eine im Handel erhältliche Legierung aus Zinn und Indium mit etwa 50 Gewichtsprozent von jedem, welche das Glas sehr leicht benetzen. Als hydrophobe Überzüge auf den Glasoberflächen

ίο kann man flüchtige Wachse, öle, schwache organische Säuren, wie beispielsweise Stearinsäure, Silane und Silanderivatej wie Silikone, Siliciumsalze und Siloxanole, organische Borverbindungen und Methacrylatchromchlorid verwenden. Die Wachse, öle und schwachen organischen Säuren bilden nur Oberflächenüberzüge, die hydrophob sind und Wasserdampf- oder andere Gasadsorption auf der Oberfläche des Glasfilrnes oder der Plättchen vor der Einführung derselben in eine Metallschmelze verhindern oder herabsetzen. Silane, Silanderivate und organische Borverbindungen liefern Schutzüberzüge und reagieren ferner mit dem Glas zur weiteren Verbesserung desselben hinsichtlich seiner Haftung am Metall.

Die Verwendung eines Bleisalzes oder einesi Silanderivates zur Herstellung eines Schutzüberzuges auf einer oder mehreren Oberflächen des Doppelbandes 19 liefert nicht nur einen Schutzüberzug, sondern führt auch zur Bildung von Bleioxyd und Blei zur Herstellung einer Bleiglasoberfläche auf den Plättehen entweder beim Einbau in die Metallschmelze oder beim Erwärmen vor diesem Einbringen.

Verschiedene organische Borverbindungen liefern ähnliche Bindungen auf einer Glasoberfläehe und enthalten hydrophobe Gruppen, so daß diese wasserabstoßend wird. Methyl, Äthyl-, Isoamyl-, Isobutyl-, Phenyl-, Propyl- und Tolylborsäuren sind besonders zweckmäßige Beispiele von organischen Borderivaten, welche über B—O—Si-Gruppen auf den Glasoberflächen Bindungen ermöglichen.

Wenn die Glasplättchen durch geschmolzenes Aluminium reduzierbare Metalloxyde enthalten, beispielsweise PbO oder SiO₂, kann eine Oxydations-Reduktions-Reaktion zwischen einem dieser Oxyde und dem geschmolzenen Aluminium zur Bildung von Al₂O₃ und dem entsprechenden Metall an der Zwischenfläche zwischen dem geschmolzenen Aluminium und den Glasplättchen auftreten. Hält man die Schmelze auf der richtigen Temperatur, dann diffundiert das auf der Zwischenfläche gebildete Al₂O₃ in das Glasplättchen und bildet dabei einen Oberflächenüberzug, welcher durch Metall leicht benetzbar ist. Durch eine Interdiffusion ergibt sich dann die erforderliche Adhäsion zwischen dem geschmolzenen Metall und den Glasplättchen. Die Glasplättchen können mit geschmolzenem Aluminium gemischt werden, die Metallschmelze wird auf eine geeignete Temperatur gebracht, und die Plättchen werden von der Schmelze, beispielsweise durch Eingießen des geschmolzenen Metalls durch ein keramisches Sieb, getrennt. Die vom Sieb zurückgehaltenen, behandelten Glasplättchen lassen sich dann in ein zu verstärkendes Metall, beispielsweise Blei oder Zinn, einbauen, und das überschüssige Aluminium kann zur Behandlung weiterer Plättchen verwendet werden.

Bei Glasplättchen mitetwa 50 Gewichtsprozent Si O₂, etwa 17 Gewichtsprozent CaO, etwa 15 Gewichtsprozent Al₂O₃ und einer geringen Menge von MgO₁ B₂O₃, Na₂O und Fe₂O₃ hat sich herausgestellt, daß das oben diskutierte Phänomen mit einer beträchtliehen Geschwindigkeit auftritt, wenn das Metall auf

eine Temperatur etwas oberhalb 735° C erhitzt wird. Oberhalb dieser Temperatur dunkeln die Kanten und Oberflächen der Glasplätteben nach und werden, da sich metallisches Silicium bildet, hochreflektiv. Gleichzeitig werden die Plättchen durch Aluminium benetzt, und eine starke Bindung ist sichergestellt. Die Reaktion erfolgt vermutlich auch bei Temperaturen, die unterhalb 735° C liegen, dann jedoch mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit.

Ein geringer Anteil an Magnesium im geschmolzenen Aluminium verbessert die Haftung zwischen dem Metall und den Glasplättchen. Vermutlich geht diese Verbesserung wenigstens teilweise auf eine ähnliche Oxydations-Reduktions-Reaktion zwischen dem Magnesium in der Schmelze und der Tonerde oder einem anderen Metalloxyd auf der Oberfläche der Glasplättchen zurück.

Man kann zur Verbesserung der Adhäsion zwischen Glas und Metall auch eine andere Behandlung wählen. Diese Behandlung besteht in der Entgasung der Schmelze nach dem Beimischen der Glasplättchen. Die die Glasplättchen enthaltende Schmelze wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Metall eine vergleichsweise niedrige Viskosität aufweist, worauf auf die Oberfläche der Schmelze ein Vakuum zur Einwirkung gebracht wird. Befindet sich die in flüssigem Zustand befindliche Schmelze unter Vakuumeinfluß, dann kann ein wesentlicher Anteil des ursprünglich auf der Oberfläche der Plättchen adsorbierten oder mechanisch mit den Plättchen eingeführten Gases aus der Schmelze beseitigt und die Adhäsion verbessert werden. Diese Vakuummethode eignet sich besonders zusammen mit der Rührmethode zur Herstellung frischer Oberflächen im statu nascendi.

Als Schutzüberzug zur Erleichterung der Adhäsion zwischen Metall und Glasplättchen verwendet man mit Vorteil beispielsweise Stanni- und Stannochloride. Beispielsweise pumpt man SnCl₄-Dampf in dasJnnere des Rohres 15 durch eines der beiden Rohre 12 oder 13 mit einer solchen Geschwindigkeit, daß sich auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Doppelbarides 19 ein Überzug bildet. Ein ähnlicher Überzug kann durch die Düsen 21, 22 oder 23 auf die Außenflächen des Bandes 19 aufgebracht werden, oder man sieht eine gesonderte Behandlungszone für die Aufbringung vor.

Zinnsalze bilden auf der heißen Glasoberfläche Stannioxyde und Chlorwasserstoffdämpfe. Die mit Oxyd

überzogenen Plättchen können ohne weiteres in die geschmolzenen Metalle eingeführt werden, da sie leicht benetzbar sind. Bei den stärker reduzierenden Metallen, beispielsweise Aluminium, Magnesium und Titan, ist eine Zwischenwirkung zur Bildung des Zinnes und der Metalloxyde vorhanden. Unabhängig davon, ob das Zinnoxyd als getrennte Schicht oder als teilweise reagierte und diffundierte Schicht vorhanden ist, ergibt sich immer eine gute Bindung zwischen dem Glas und dem Metall.

Der Ausdruck »Metallzusamtnensetzungen« umfaßt selbstverständlich Metalle, Metallegierungen und Metallverbindungen, unabhängig davon, ob sie organischer oder anorganischer Natur sind, wenn sie nur eine Molekularstruktur aufweisen, in der Metallatome vorhanden sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines aus Glas und Metall bestehenden Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß in das Metall Glasblättchen oder Körper eingebaut werden, die aus Glas bestehen, das bei seinem Ausziehen aus dem Schmelzfluß wenigstens einseitig einen kontinuierlichen Überzug aus einem Metall oder einer Metallegierung erhalten hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Überzuges auf den in das Metall eingebauten Glasblättchen oder Glaskörpern, der aus einem Metallsalz besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf den in das Metall eingebauten Glasblättchen oder Glaskörpern durch Aufdampfen eines Metalls auf die auf ihre Erweichungstemperatur erwärmten Glasblättchen oder Glaskörper im Vakuum hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf den in das Metall eingebauten Glasblättchen oder Glaskörpern im Zuge des Ausziehvorganges des Glases aus einem Schmelzglasvorgang dadurch hergestellt wird, daß das Metall oder die Metallegierung auf die Temperatur der Glaskörper erwärmt wurde.

In Betracht gezogene Druckschriften: ~

Deutsche Patentschriften Nr. 600 374, 883 949,
844.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen