DE1080464B - Verfahren zum Metallisieren der Oberflaechen keramischer Koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Metallisieren von keramischen Körpern und insbesondere auf metallische Überzüge für Keramikteile und Aufbringeverfahren von innig mit den Oberflächen keramischer Körper verbundener Metallschichten.

Bisher sind Verfahren zur Metallisierung keramischer Oberflächen entwickelt worden, die eine Mischung von Metallpulvern aus elementarem Mangan und einem weiteren Metall, wie Molybdän, Wolfram, Eisen oder deren Mischungen, verwenden. Fernerhin sind keramische Körper entwickelt worden, deren metallisierte Oberflächen Mangan und ein weiteres Metall, wie Molybdän, Wolfram, Eisen, Nickel oder der,en Mischungen, enthalten. Das Verfahren, keramische Körper mit einem Metall einschließlich Mangan zu überziehen, und die keramischen Körper mit derartigen Überzügen finden einen weiten Anwendungsbereich. Jedoch begegnet man besonderen Problemen, wenn keramische Körper als Isolatoren, z. B. in bestimmten Arten von Elektronenröhren, verwendet werden. Die als Isolatoren in der Basis von Elektronenröhren benutzten keramischen Stoffe besitzen im allgemeinen öffnungen, durch die verschiedene metallische Drahtleitungen hindurchgehen müssen. Die keramische Basis muß luftdicht mit der Hülle der Entladungsröhre und ebenfalls luftdicht mit den Drahtzuführungen verbunden sein, damit ein vakuumdichter Abschluß entsteht. Die Öffnungen in der keramischen Basis weisen normalerweise einen sehr geringen Durchmesser von etwa 0,082 cm auf. Es ist daher schwierig, eine gleichförmige Schicht des metallisierten Stoffs auf den Wänden der öffnung zu erzielen, damit eine metallische Fläche, mit der der Draht verbunden werden kann, erhalten wird.

Aus der deutschen Patentschrift 954 040 ist bereits ein Verfahren zum Vorbehandeln von keramischen Oberflächen für das Verbinden mit Metall- oder anderen Keramikgegenständen, insbesondere zur Herstellung gasdichter, Verbindungen bekannt. Bei diesem Verfahren wird die keramische Oberfläche vor dem Verbinden mit Molybdänoxyd oder Wolframoxyd überzogen und dann in reduzierender Atmosphäre gebrannt. Die nach diesem Verfahren hergestellten, gasdichten Verbindungen erweisen sich als nicht sehr haltbar.

Ein Ziel der Erfindung ist die Herstellung sehr haltbarer gasdichter Verbindungen auf schwer zu metallisierenden keramischen Körpern.

Ein spezielles Ziel der Erfindung besteht darin, eine gleichförmige, bleibende Schicht des metallisierten Stoffes nicht nur außen auf einem keramischen Körper, sondern auch auf den Wänden einer Öffnung von sehr geringem Durchmesser herzustellen.

Es müssen bei einigen Anwendungsmöglichkeiten von Elektronenröhren keramische Stoffe von sehr Verfahren zum Metallisieren
der Oberflächen keramischer Körper

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1956

Henry Joseph Nolte, Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
ist als Erfinder genannt worden

großer Festigkeit als Isolatoren benutzt werden. Derartige keramische Stoffe sind Körper, mit hohem Gehalt von reiner Tonerde, die sehr hitzebeständig und daher schwer zu metallisieren sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Metallisieren der Oberflächen keramischer Körper, insbesondere zum Herstellen einer sehr haltbaren, gasdichten Verbindung, wird eine Mischung aus 10 bis 50% Chrompulver und 50 bis 90% Molybdänpulver auf den zu metallisierenden Körper aufgebracht und in einer an sich bekannten reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Chroms und unterhalb der Erweichungstemperatur des keramischen Körpers eingebrannt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vergrößerte, längentreue Ansicht eines zylindrischen, keramischen Isolationskörpers mit einem metallisierten Überzug;

Fig. 2 ist ein vergrößerter, längentreuer Querschnitt durch einen andersartigen, keramischen Körper, der in der Basis einer elektrischen Entladungsröhre eingesetzt werden kann.

Bei bestimmten Elektronenröhren werden keramische Isolationskörper verwendet, die 'Starken Temperaturänderungen und folglich hohen mechanischen Spannungen ausgesetzt sind. In Fig. 1 ist ein Isolator 23 gezeigt, der in Elektronenröhren Verwendung findet und eine Metalloberfläche 25 aus Molybdän—Chrom besitzt, die zur Verbindung mit Metallkörpern geeignet ist. Die Anwendung von Chorm als

'■'-'- 909·' 787/360

Element für die Metallisierung erzeugt ausgezeichnete Metall-Keramik-Überzüge. Die Aufgabe, feuerfeste, keramische Körper, z. B. solche, die Tonerde enthalten, zu überziehen, wird schwieriger, wenn diese Arbeiten von Keramikteilen sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden, um eine gegenseitige Reaktion und Verbindung zu erzielen. Zusätzlich zu der kostspieligen Ausrüstung zur Erzeugung hoher Temperaturen und außer, der längen Zeit, die zum wirklichen Überziehen der keramischen Stoffe aufgebracht werden muß, entsteht ein weiteres Problem beim Überziehen feuerfester Keramikteile in bekannter Weise mit Mangan und Molybdän. Infolge der Tatsache, daß ein großer Teil des metallischen Überzugspulvers bei den hohen Temperaturen zum Überziehen mit Mangan und Molybdän verdampft wird, ist ein nochmaliges Überziehen und Brennen notwendig, wodurch das Überzugsverfahren erschwert wird. Bei Verwendung einer Mischung von Chrom und Molybdän als Überzugsmasse ist dieser zweite zusätzliche Schnitt im Überzugsverfahren überflüssig. Darüber hinaus reagiert und verbindet sich das Chrom besser mit den feuerfesten keramischen Stoffen als das Mangan.

Ungefähr 10 bis 50% werden als Material zur Metallisierung verwendet, der Rest besteht im wesentlichen aus Molybdän. Metallisches Molybdänpulver und Chrompulver werden in ein Bindemittel gebracht und mit diesem vermischt. Es wird dann genügend Bindemittel beigegeben, um eine verarbeitbare Mischung zu erhalten. Die metallhaltige Mischung wird dann auf dem keramischen Körper 23, z. B. durch Aufspritzen oder Eintauchen, aufgebracht, um die gewünschten überzogenen Flächen, z. B. die Bänder 25 in Fig. 1 herzustellen. Der keramische Körper mit den aufgebrachten Überzügen wird dann in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, z. B. aus Wasserstoff, bei höheren Temperaturen als bei denjenigen gebrannt, die für die Überzugsmasse mit Mangananteilen benutzt werden. Das Brennen erfolgt in einem Temperaturbereich zwischen dem Schmelzpunkt der keramischen Körper, die für einen Stoff von allgemeiner Verwendung bei 1725° C liegt, und der Sintertemperatur des Chroms. Vortreffliche Überzüge sind bei Verwendung von 20% Chrom, 80% Molybdän und bei einer Temperatur von 1625° C zum Brennen der Keramikteile und des aufgebrachten Überzugs erzielt worden.

Bestimmte Vorteile werden bei der Verwendung von Molybdäntrioxyd an Stelle von metallischem Molybdänpulver in der Überzugsmasse erzielt. Bei der Benutzung von Molybdäntrioxyd kann ein gleichförmiger Überzug auf den Innenflächen von Öffnungen 17 erzielt werden, wozu sich metallisches Molybdänpulver schlecht eignet. Molybdäntrioxyd neigt näm-Hch dazu, im suspendierten Zustand zu bleiben. Es ist weich und fließt wie eine Ölfarbe auseinander, wogegen metallisches Molybdänpulver körnig, klebrig und nicht sehr flüssig ist. Eine Mischung mit metallischem Molybdänpulver neigt zum Verstopfen der

ίο Öffnungen 17 und verhindert dadurch eine gleichförmige Verteilung der Mischung auf der Gesamtoberfläche der Öffnungen, wogegen eine Pulvermischung mit Molybdäntrioxyd glatt fließt und sich gleichmäßig über die ganze Fläche der öffnungen verteilt. Fernerhin erhält man bei Verwendung eines löslichen Bindemittels, das in erster Linie aus Aceton besteht, eine Suspension von geringer Viskosität, die durch die Öffnungen 17 von geringem Querschnitt leicht strömen kann. Beim zuvor erwähnten Brennen wird das Molybdäntrioxyd zu metallischem Molybdän reduziert.

Nachdem Metallflächen 19 und 19' auf einem keramischen Körper 11 aufgebracht sind, können die Oberflächen, z. B. eine Oberfläche 21., geschliffen werden, um unerwünschte Metallüberzüge zu entfernen und dem keramischen Körper für die beabsichtigte Verwendung in einer Vakuumröhre die passende Form zu geben.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Metallisieren der Oberflächen keramischer Körper, insbesondere zum Herstellen einer gasdichten Verbindung, zwischen Metall und Keramik unter Verwendung von Pulvern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus 10 bis 50% Cr-Pulver und 50 bis 90% Mo-Pulver auf dem zu metallisierenden Körper aufgebracht und in einer an sich bekannten reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Chroms und unterhalb der Erweichungstemperatur des keramischen Körpers eingebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Mo-Pulvers eine diesem entsprechende Menge MoO₃-Pulver in der Mischung verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 954 040.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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