DE1257373B

DE1257373B - Process for the production of connecting pieces between glasses with different expansion coefficients

Info

Publication number: DE1257373B
Application number: DEK43704A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Johannes Spies
Original assignee: KERNFORSCHUNG MIT BESCHRAENKTE; Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: KERNFORSCHUNG MIT BESCHRAENKTE; Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1961-05-13
Filing date: 1961-05-13
Publication date: 1967-12-28

Description

Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstücken zwischen Gläsern mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten Uni Glasrohre miteinander zu verbinden, die sich in ihren Ausdehnungskoeffizienten erheblich unterscheiden, benutzt man Verbindungsstücke, die aus einer Reihe sogenannter Zwischengläser bestehen. Die Zwischengläser werden so ausgewählt, daß die Ausdehnungskoeffizienten der aufeinanderfolgenden Zwischengläser sich nur so wenig voneinander unterscheiden, daß eine Verschmelzung benachbarter Gläser ohne Bruchgefahr möglich ist. Daher stellt man eine Verbindung zwischen zwei sich sehr stark im Ausdehnungskoeffizienten unterscheidenden Glasrohren in der Weise her, daß man an das Ende des ersten Glasrohres mit großem Ausdehnungskoeffizienten als erstes Zwischenglas ein solches mit wenig geringerem Ausdehnungskoeffizienten, dann die folgenden Zwischengläser mit immer weiter abnehmenden Ausdehnungskoeffizienten rundherum anschmilzt, und zuletzt ein Zwischenglas mit ungefähr dem Ausdehnungskoeffizienten des zweiten Glasrohres und hieran zuletzt das zweite Glasrohr selbst. In entsprechender Weise werden konische Glasrohre und ebenso auch flächenförmige Gläser miteinander verbunden.Method for making connections between glasses with different expansion coefficients uni glass tubes to connect with each other, the differ considerably in their expansion coefficients, connecting pieces are used, which consist of a series of so-called intermediate glasses. The intermediate glasses are selected so that the expansion coefficients of the successive intermediate glasses differ only so little from one another that a merging of neighboring ones Glasses without the risk of breakage is possible. Hence one establishes a connection between two glass tubes differing greatly in the expansion coefficient in this way ago that one at the end of the first glass tube with a large expansion coefficient as the first intermediate glass one with a slightly lower expansion coefficient, then the following intermediate glasses with ever decreasing expansion coefficients melts all around, and finally an intermediate glass with approximately the same coefficient of expansion of the second glass tube and finally the second glass tube itself. In the same way Wise, conical glass tubes and flat glasses are combined with one another tied together.

Es ist auch ein Verfahren zum gasdichten Verbinden von Quarz- oder Glaskörpern mit Metallkörpern bekannt, nach dem aus pulverförinigem Quarz oder Glas und pulverförmigem Metall durch geeignetes Mischen, übereinanderschichten und Pressen ein Pulverpreßkörper hergestellt wird, dessen Enden aus reinem Quarz bzw. Glas und reinem Metall bestehen, während in der Zwischenschicht ein kontinuierlicher oder stufenweiser Übergang in der Materialzusammensetzung besteht. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch beschränkt auf die Verbindung von Quarz oder Glas mit Metall und legt deshalb den Erfindungsgedanken nicht nahe.It is also a method for gas-tight joining of quartz or Glass bodies with metal bodies are known, after which made of powdery quartz or glass and powdered metal by suitable mixing, layering and pressing a powder compact is produced, the ends of which are made of pure quartz or glass and consist of pure metal, while in the intermediate layer a continuous or there is a gradual transition in the material composition. This known method however, it is limited to the compound of quartz or glass with metal and lays therefore not close to the idea of the invention.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren, das sich insbesondere für zylindrische Übergänge eignet, werden die Übergangsstücke im Tauchverfahren hergestellt, indem das Ende des ersten Rohres nacheinander in geschmolzene Zwischengläser getaucht und zum Schluß mit dem zweiten Rohr verschmolzen wird.In another known method, which is particularly suitable for cylindrical transitions are suitable, the transition pieces are manufactured in the immersion process, by dipping the end of the first tube one at a time into melted intermediate glasses and is finally fused with the second tube.

Der Nachteil der bisher gebräuchlichen Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungsstücke besteht in ihrem verhältnismäßig großen Zeitbedarf. Außerdem sind qualifizierte Spezialisten erforderlich, und dazu kommt noch, daß diese Verfahren nicht für alle geometrischen Glasformen gleich gut geeignet sind.The disadvantage of the previously common methods for producing such Connecting pieces is their relatively large amount of time. Also are Qualified specialists are required, and on top of that, these procedures are not equally suitable for all geometric glass shapes.

Nun ist bekannt, daß man Glasteile und Verbinbindungsstücke für Glasteile auch im Sinterverfahren herstellen kann, indem festes Glas gemahlen und der daraus gewonnene Glasgrieß in Formen gefüllt und einer Temperaturbehandlung ausgesetzt wird, die ein Sintern des Glases und dadurch die Entstehung von vakuumdichten Glasteilen zur Folge hat. Der Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Sinterglases ist derselbe wie der der entsprechenden miteinander zu verbindenden Massivglasteile.It is now known that one has glass parts and connecting pieces for glass parts Can also be produced in the sintering process by grinding solid glass and making it from it The obtained glass grits are filled into molds and subjected to a temperature treatment sintering of the glass and thus the creation of vacuum-tight glass parts has the consequence. The coefficient of thermal expansion of this sintered glass is the same like that of the corresponding solid glass parts to be connected to one another.

Es wurde nun gefunden, daß man Verbindungsstücke zwischen Glasteilen, die sich in ihren Ausdehnungskoeffizienten wesentlich unterscheiden, auf sehr einfache Weise herstellen kann, indem man Glasgrieß aus Gläsern verschiedener Ausdehnungskoeffizienten herstellt und diese in einer ihren Ausdehnungskoeffizienten entsprechenden Reihenfolge schichtet. Diese Grießschichtung wird dann einer Temperaturbehandlung zum Zwecke der Sinterung unterzogen, so daß ein fester Glaskörper entsteht, an dessen beiden Enden die Gläser mit den entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten angeschmolzen werden.It has now been found that connecting pieces between glass parts, which differ significantly in their expansion coefficients, to very simple ones Way can be made by making glass grits from glasses of different expansion coefficients and these in an order corresponding to their expansion coefficients layers. This layer of grit is then subjected to a temperature treatment for the purpose subjected to sintering, so that a solid glass body is formed, on both of which The ends of the glasses are melted with the corresponding expansion coefficient.

Zur Herstellung der Verbindungsglasgrieß-Schichten können nicht nur verschiedene Glassorten verwendet werden, sondern auch verschiedene Mischungen aus den beiden Glassorten der zu verbindenden Glasrohre oder Glasflächen mit stufenweise wachsendem Anteil des einen und abnehmendem Anteil des anderen Glases. Je weniger sich die zu verbindenden Glassorten in ihren Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden, um so weniger Mischungen benötigt mm An Stelle einer einfachen Schichtung kann man den langsamen Übergang von dem einen zum anderen Ausdehnungskoeffizienten nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch durch mechanische Erschütterung, insbesondere durch Ultraschall herbeiführen.For the production of the connecting glass grit layers you can not only different types of glass are used, but also different mixtures of them the two types of glass of the glass tubes or glass surfaces to be connected with stepwise increasing proportion of one and decreasing proportion of the other glass. The less the types of glass to be connected differ in their expansion coefficients, the less mixes required mm Instead of a simple layering one can the slow transition from one to the other expansion coefficient after one Further development of the method according to the invention also through mechanical vibration, in particular by means of ultrasound.

Diese Maßnahme bewirkt auf einfache Weise eine Verteilung des zu sinternden Glasgrießes nach unterschiedlichen spezifischen Gewichten oder Korngrößen.This measure causes the to be sintered to be distributed in a simple manner Glass grits according to different specific weights or Grain sizes.

Die Temperaturbehandlung kann insbesondere bei Herstellung von Verbindungsstücken zwischen Gläsein mit sehr unterschiedlichem Erweichungspunkt so durchgeführt werden, daß die verschiedenen Glassorten bei verschiedenen Temperaturen gesintert werden.The temperature treatment can be used in particular in the production of connecting pieces be carried out between glasses with very different softening points, that the different types of glass are sintered at different temperatures.

Bei der Herstellung der Verbindungsstücke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können gleichzeitig anderweitig hergestellte Glas- oder Metallteile angesintert werden, so daß ein Anschmelzen oder Ansintem dieser Teile in einem gesonderten Arbeitsgang nicht mehr nötig ist, was bei den Verbindungsstücken nach den bisher bekannten Verfahren erforderlich war.In the manufacture of the connecting pieces according to the invention Processes can be sintered on at the same time, otherwise manufactured glass or metal parts so that a melting or sintering of these parts in a separate operation is no longer necessary, which is the case with the connecting pieces according to the previously known method was required.

Es können sogar im gleichen Arbeitsgang andere Sinterglasteile (z. B. Metalleinschmelzungen) hergestellt und durch Sinterung mit dem übergangsstück verbunden werden.Other sintered glass parts (e.g. B. Metal melt-downs) and by sintering with the transition piece get connected.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich im Gegensatz zu den bekannten Verfahren beliebig geformte Verbindungsstücke zwischen Gläsern mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten in rationeller Massenfertigung mit Hilfe von nur angelernten Arbeitskräften herstellen. Außerdem sind die so hergestellten Verbindungsstücke technisch maßhaltiger und auch haltbarer als die bisher bekannten, da direkte Verschmelzungs- und damit Nahtstellen innerhalb der übergangsstücke wegfallen und einheitliehe Sinterkörper entstehen.With the method according to the invention, in contrast to the known method arbitrarily shaped connecting pieces between glasses with different Expansion coefficients in rational mass production with the help of only semi-trained Create manpower. In addition, the connectors so made are technically more dimensionally stable and also more durable than the previously known, since direct fusion and thus seams within the transition pieces are omitted and uniform sintered bodies develop.

Claims

Patentanspräche: 1, A method of manufacturing of connecting pieces of sintered glass Grießen for the dense insbeso - ther gas-tight bonding of glasses of different coefficients of expansion, characterized in that glass grit grades of glasses with in the expansion coefficients of the ser to be joined glass ter- lying expansion coefficient in its Coefficient of expansion and the expansion coefficient of the glasses to be connected are layered and sintered according to the sequence.

2. The method according to claim 1, characterized in that the different types of glass grits are made from mixtures of the two types of glass of the glass tubes or glass surfaces to be connected, with gradually increasing proportion of one and decreasing proportion of the other glass. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the slow transition from one to the other coefficient of expansion in the glass grit stratification is brought about by mechanical vibration, in particular by ultrasound. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sintering of the individual types of glass grits is carried out at a temperature corresponding to their softening point. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that glass or metal parts are sintered on at the same time during sintering of the connecting pieces. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that other sintered glass parts are produced at the same time and connected to the transition piece by sintering in the same operation. Contemplated booklet German Patent No. 557 205, 912 622 1047389. Patent Specification No. 1254 of the Office for Invention and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany; British Patent No. 657 540.