DE110643C

DE110643C -

Info

Publication number: DE110643C
Application number: DE1898110643D
Authority: DE
Filing date: 1898-08-31
Anticipated expiration: 1918-09-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate und Maschinen.

Firma W. C. HERAEUS in HANAU. Verfahren zur Herstellung von elektrischem Widerstandsmaterial.

Patentirt im Deutschen Reiche vom !.September 1898 ab.

Bekanntlich kann man durch Mischen von pulverigen unschmelzbaren mineralischen Stoffen mit fein vertheilten Platinmetallen eine Masse erhalten, welche, in geeigneter Weise zu Fäden oder Stäben verarbeitet, die Elektricität leitet (vergl. Patentschrift 14058).

Formt man ferner aus unschmelzbaren mineralischen Stoffen Fäden, tränkt diese mit gelösten Verbindungen der Platinmetalle und scheidet darauf durch Erhitzen die Platinmetalle als solche in den Fäden aus, so erhält man gleichfalls Leiter der Electricität (vergl. Patentschrift 31065).

Weiterhin hat man unschmelzbare mineralische Stoffe unter Hinzufügung von Flufsmitteln mit Metallpulvern verschmolzen, die erhaltene Masse gemahlen, zu Stiften oder Platten geprefst und gebrannt (vergl. Patentschrift 94293).

Man glaubte die auf solche Weise hergestellten Fäden als elektrische Widerstände,¹ Leuchtkörper für elektrische Glühlampen u. s. w. benutzen zu können.

Von allen derartigen Verfahren ist aber keines einer technischen Verwendung fähig. Der Grund dafür mag in drei Thatsachen zu ■finden sein:

Erstens erhält man durch die genannten Verfahren aufserordentlich leicht zerbrechliche Körper, mit welchen sich schlecht arbeiten läfst.

Zweitens müssen nach, den angewendeten Verfahren sehr erhebliche Mengen von Platin oder sonstigen Metallen zur Verwendung kommen, damit die auf diese Weise entstehenden Körper den metallischen Zusammenhang nicht verlieren, wodurch sie elektrisch nichtleitend würden. . .

Drittens endlich sind grofse Stromstärken erforderlich, um die so hergestellten Fäden zum Glühen zu bringen.

Durch Versuche ist nun festgestellt, dafs auf andere Weise Stäbchen bis fadenförmige Körper erhalten werden können, welche grofse mechanische Festigkeit besitzen, eines verhältnifsmäfsig sehr geringen Gehaltes an Platinmetallen bedürfen , um den elektrischen Strom zu leiten, und welche durch sehr geringe Stromstärken zum Glühen gebracht werden.

Nach der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung der elektrisch leitenden, Stäbchen und Fäden gleichfalls solche natürlichen oder künstlichen Silicatgemische verwendet, welche in hoher Temperatur schmelzbar sind.

Als zweckmäfsig hat sich ein Gemenge von Thon und Asbest ergeben. Doch sind auch andere in hoher Temperatur schmelzbare, natürlich vorkommende oder künstlich hergestellte Silicatgemische oder Mischungen von Kieselsäure mit basischen Bestandteilen oder mit Silicaten als Flufsmittel verwendbar. Diese pulverigen Gemenge werden mit solchen Salzen der Platinmetalle, welche beim Glühen Metall ergeben, vermischt. Als vorteilhaft hierzu haben sich die Chlorammoniumverbindungen herausgestellt. Darauf formt man aus dem gegebenenfalls durch Zusatz von geeigneten organischen Stoffen (Gummi arabicum) plastisch gemachten Gemenge längliche Körper von in der Regel kreisförmigem Querschnitt.

Diese Körper werden nuh nach dem Trocknen in einer reducirenden Atmosphäre auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt, wobei unter Schmelzen der Masse chemische Reactionen

eintreten. Die vorher nicht leitenden Stäbchen oder Fäden sind dadurch zu Leitern der Elektricität geworden.

Die Bedingung der reducirenden Atmosphäre führt man vorteilhaft in der Weise herbei, dafs die ,Erhitzung in einem Rohre oder einer Muffel vorgenommen wird, in welche Kohlenwasserstoff oder Wasserstoff eingeleitet wird, oder durch welche man eine unter Sauerstoffmangel erzeugte Flamme selbst streichen läfst.

Nach dem Erkalten erhält man Stäbchen

od.eV Fäden von grofser Festigkeit und Härte, welche das Aussehen und die Eigenschaft von Glas oder Email haben. Diese Stäbe und Fäden lassen sich mit Hülfe eines sehr heifsen Ge-

j biases (Knallgas) wie Glas vor der Glasbläser-' flamme schmelzen, biegen und in beliebige Form bringen.

Unterbricht man den Erhitzungsprocefs bei einer Temperatur, bei welcher noch kein Schmelzen des mineralischen Stoffes eingetreten ist, so findet man, dafs dann die Fäden noch im praktischen Sinne Nichtleiter für Elektricität sind. Sie werden erst in praktisch verwendbarer Weise leitend, wenn die Schmelztemperatur erreicht ist. Erhitzt man die Körper andererseits in neutraler Atmosphäre, etwa .an der Luft oder im Kohlensäurestrom, selbst bis zum Schmelzen, so bleiben sie Nichtleiter.

Dieses Verhalten beweist, dafs vorliegendes Verfahren auf einem wesentlich anderen Grundgedanken beruht, als die bisher bekannten Methoden.

Bei letzteren hat man sich vorzustellen, dafs der elektrische Stromübergang entlang den an einander stofsendeh Platintheilchen stattfindet, welche gewissermäfsen ein Netzwerk bilden, in welchem die mineralischen Theilchen eingebettet sind. Beruhte das vorliegende,Verfahren nicht auf einem wesentlich anderen Grundgedanken, so müfste ohne Zweifel der Faden ,schon leitend sein, sobald das Platin in den metallischen Zustand übergegangen ist. Dieses ist aber bereits bei Temperaturen von 200 bis 300° C₁.der .Fall, wä^:hrend das Leitendwerden der Fäden, .vorliegender ,Erfindung¹ erst nach _: einer Erhitzung- auf 120ό bis 1400⁰ C. eintritt. . : !ν' . . .. ■' . ■· : ■

, Um ein Gemisch von .mineralischen Bestandteilen und metallischem Platin in praktisch verwerthbarer Weise leitend zu machen, mufs der Platingehalt gegenüber den mineralischen Bestandtheilen überwiegen, während es sich bei dem neuen Verfahren nur um etwa 8 bis 16 pCt. Platingehalt handelt.
Endlich bedarf ein Faden von etwa 1 mm Durchmesser, nach dem neuen Verfahren, hergestellt,, um ins Glühen zu gerathen, aufserordentlich geringer Stromstärken, etwa 0,3 bis 0,6 Ampere, während nach den früheren Verfahren hergestellte gleich starke Fäden zum Glühendwerden ganz erheblich höhere Stromstärken benöthigen.

Diese im Wesen wie auch in ihrem praktischen Erfolg ganz aufserordentlich wichtige Verschiedenheit ist wohl darauf zurückzuführen, dafs das Leitendwerden der nach dem neuen Verfahren hergestellten Fäden in der Weise zu Stande kommt, dafs beim Schmelzen der mineralischen Unterlage unter dem reducirenden Einflüsse der Flammengase eine leitende chemische Verbindung des Platins, Platinsilicium, sich bildet, welche ihrerseits im cohärenten Zustande den Faden leitend macht. Die Bildung von Platinsilicium überall da, wo in sehr hoher Temperatur Silicate oder Kieselsäure mit Platin bei Gegenwart von Reductionsmitteln in Berührung sind, ist eine feststehende Thatsache und die günstigsten Bedingungen dafür sind in vorliegendem Verfahren herbeigeführt. Würden die Fäden oder Stäbe zerschlagen, gemahlen und die so erhaltene Masse wieder zu neuen Körpern geformt werden, so ginge die Leitungsfähigkeit infolge zu geringen Gehalts an Platin oder Platinsilicium verloren.

Die beschriebenen elektrisch leitenden Fäden können als elektrische Widerstände jeder Art, insbesondere auch für Heizzwecke, Verwendung finden. Vornehmlich sollen sie die Frage der Anheizung von Nernst'sehen. Leuchtkörpern in zufriedenstellender Weise lösen.

Man könnte auch die aus schmelzbaren Silicatgemengen' geformten Körper mit Platinsalzen tränken und daraufhin in reducirender Atmosphäre bis zum Schmelzen erhitzen.

Dem Gemenge zur Herstellung der Fäden könnten auch feste Reductionsmittel, z. B. Kohle, unmittelbar zugesetzt werden, anstatt dafs die Fäden in reducirender Atmosphäre oder Flamme zur Erhitzung kommen.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung von elektrischem Widerstandsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dafs man ein zu Stäbchen oder Fäden geformtes Gemenge von Platin (oder Platinmetallen, Platinsalzen, Platinmetallsalzen) und kieselsäurehaltigen Stoffen in reducirender Flamme oder Atmosphäre oder unter Zusatz von festen Reductionsmitteln bis zum Schmelzen erhitzt, so dafs das vorher nicht leitende Gemisch nunmehr, in der Kälte leitet.