DE1803710C3 - Metallisierte Glasfasern und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Verstärkung um Metallen mit Glasfasern ist im allgemeinen bekannt, l-'.s lsi lerner bekannt, zur l.r'io llung der Bitulung zwischen den Metallen und den <>l.islasern ein mil einem Metall überzogenes Glaslasermaienal zn verwenden, das nut dem /π vcislar kenden Metall vertr.iglieh lsi.

ledoch ergibt sich die llaltimg eines Metalls bei nui rincni Mel,ill liberzogenen (riasfasern aus dem Bc lielzlwerden mil dem Glas, und demgemal! wai dabei der Nachteil \orhanden. dall die Bindung /wischen den Glaslasern und dein überzogenen Metall nicht krallig p-macht werden konnte und daH die Dl·.ke des ubei zo |:encn Metalls nicht nut ungleichförmig, sondern auch |:roU wai

•\iilgiibe der im Anspruch I angegebenen Ii bildung jsι d.itier die .Sch.itliuiL' von mct.illubci/ogenen Glasla «-ein. die zur Veislai kling von Metallen geeignet sind lind die eine gute Verbindung zwischen Metall und Glas gewährleisten.

Die Glasfasern nach der Lrfindung können beispielsweise durch Aufsprühen einer Losung lies entsprechen ilen Metallsalzes oder komplexes auf die Glasfasern hei erhohler Temperatur (beispielsweise etwa MX) bis ¹N)O C) oder durch Durchführen der Glasfasern durch cmc Losung des einsprechenden Metallsalzes oder ■komplexes hergestellt werden, worauf die lasern einer ausreichend erhohlen Temperatur zur Umwandlung iles Salzes oder Komplexes in das entsprechende Mclalloxvd unterworfen werden und wobei erlorderli chenlalls die letztere Behandlung in einer Atmosphäre eines Sauerstoff enthaltenden Gases ausgeführt wird.

Die Reduktion des Meialloxyds ,iiif den Glasfasern wird zueekmaUig ausgeführt, indem man z. H. die mit dem Metallox\d überzogenen Glaslasern der Wirkung einer reduzierenden (lamme unlerwirlt oder indem s in in ζ B die I asern durch eine Wasserstoff enthaltende' Atmosphäre von etwa J>(> bis 1000 C leitet. Der ..esimte Oxyduberztig oder lediglich dessen OberHache wird zu dem entsprechenden Metall in Abhängigkeit von den Rediiklionsbedingimgcn reduziert. ,o Die Lrlmdiing wird nachstehend an I land der /eich nung naher erläutert . ,, „ · .

I· j .i 1 zeigt in schemaiischer Darstellung eine Aus lührtingsform für die Durchführung des Verfahren'- geniiiU der Windung: und

[ ι .' 2 zeigt in schematischer Darstellung eines der '" nach dem Verfahren genial! der Windung erhaltenen I¹I₁₁₁IiIkIe in veriM-ohcricm MaHslalv

|„ Γ ι _L. 1 wird das bei eiiuni GlassihmelzhehaUci I „esilini-il/ene (das durch eine Buchse odci duicl, eine Durehluhruni: 2. die am Hoden di-s Glasschmcl/hchal u-rs I vor-esehen is;, zui Bildung ν on < d.,slasc, u Ig₁ Ι,,Ι,π. die dann durch ein Biindeliiiigselemcul 4 geleite' _IMU| aiii eine Koniishiilse i aiilgewickeh werden. Düsen h sind imierhalb der Duichluhnmg 2 angeordnet, und 2_b .-is diesen Duser, wird eine Losung einer \ crhindiing des als fber/ui: aufzubringenden Mc.ills. d.h. in,be sondeie eines anorganischen Salzes des Mei.dK .,der ,■Hier orLMinsclicn \ erbmdung desselben, auigesnn,!,,. Da die Glaslasern 5. die aus der Diirchluhriing 2 ,,hge /O₁-CU wurden, bei erhöhter I empei alur bei der Siel hm- der Düsen h vorliegen, geht die MetalKerliuulMi,.;. dei aus den Düsen b aufgesprühten Losung au der iTberllache der ( daslasern 5 eine l'xroLse ein. nut den, I ι L-ebnis. dall ein Metailoxv.l \on glen blornngcr I )ii ke aiii deniilaslasern abgeschieden v. ird.

Das Glas von erliohiei I enner.üur M-rbiudit ,;, Ii mühelos um dem Metallowd Is wird angenonuue!:. ,IaT, diese Bindiui·.' s_Kh von derietuge;i der ubli. !,cn metallischen fibei z::ge cl.u in unlerseheidei. daH /usai/ lieh zu der sich aus der Bencizung durch d.r, < da, erge beudeii Bindung emc chemische Bindung mloi-e einer i msetziing /w isclien dem Glas und dem Melaiioxwl slalllindel

( ,email einer ,mderen Arbeitsw ι ise können ehe ( das· lasern nach Diirchluhrumj durch eine w.iKnge ·η\νν al koholisihe I osiiiii-· der genaniuen Melailv.-rbindiiugen ,-ihn/: werden. woii,.-i sie ei lorderl,, henlalis in einem Sauersiofl enthaltenden Gas eihit/i werden können, um die MelalKeibi'idiilig /U p> roK sie· en und um eine Schicht '-on \1eiallox\d aiii deien (.'bei Hache ab/11 scheiden. Diese Arbeitsweise «in! in solchen I allen ,n\ iicwcndel. bei weichen mlolge <le·' I ei iheil del I asern die Warmekapa/ilal der Iris, h g<. ,p.mnenei. lasern aullei ordentlich genug ist und dalici / , euiei I luiedn U-UtIL' der I asenemperaliir dmeii das Aulspriilieu liihrl. su d.U.l ilic l'>rnl;,s, der Meialbeibmd.in.' von de · |,, sung nicht vollständig stattfindet.

Die Glasfasern mit einem Metallo\>diiber/iig können auch durch Lrhitzen der fasern nach dem Aufspruhen der die Metallverbmdung einhaltenden Losung erhallen werden.

Zur Verbesserung der Bindung /wischen den Verstarkiiiigsglasfasern \\m\ dem zu versiarkendeii Metall wird die Oberfläche des Metallox\dubcr/iigs zu Metall reduziert. Bei der gezeigten Ausfuhrungsform werden die meiiiMoxvdiiher/ogenen Glasfasern von einer reduzierenden I lamme aus einem Rediiktionsbrenner 7 unterhalb der Düsen β eingehulll. wodurch die OberHache

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ties Metalloxydübeiziigs /u Metall reduziert wird. Die Cilaslasern werden nach clem Durchgehen durch den Kedukiionsbrenner 7 in einer Atmosphäre eine-, nit hi oxydierenden Gases (nicht gezeigt) geknhli und ansehiiel.lend auf die I liilse 5 aufgewunden.

Als Metalloxyde werden CuO, Cn .¹O, SnO, ZnO und l'hO bevorzugt, du diese mühelos reduziert worden. Mit Bezug auf die Losung, die ims den Düsen h aufge sprüht werden soll, wurden zufriedenstellende Lrgebtiisse unter Verwendung von wiillrigen Losungen von Kupiernitrai. Kupfenieetai, Zinnchlorid, Zink.iet.tiit, /inkchlond und Blemitrai erhiilten. Die Reduktion der mit dem Metalloxyd über/ogenen (ilasfasern kann auch ausgeführt werden, indem man die Fasern durch einen Reduktionsofen führt. Ueispielsweise wurden Cilaslasern mit einem Durchmesser von 51) Mikron ilnivh eine uäfiriüe hin ulumpro/cnfiirc Meth.mullo Ming mil einem Gehalt von ") (iew ichispi o/eiil Kupier HiIi'.H gctühn. uiiraul diese I ,isern durch einen hei h'n) Ins ¹Hi(I ( gehiiltenen Zerset/iiusjsoten Itir eine \ er- \^λ ■. il/iil \ < ui ().") see ilurchgeleitet wurden, unbei (ihisi,isiiii mn einem kiiplerciwduherzuL: einer gleiehloriiugei! Dieke imi ciwü 0,"i Mikron erhallen wiirdeii. Diese (.hi'^ern wurden auf Lungen \< >n etwa ) In¹· ^r)U mm geseh' 'Men untl d.imi wiilirend ~> nun in hei 'IuO ( gehaltenem Wiissersiofl heluindelt. wur.mi Cil;is l.isein mit einem I iberziig um eiw.i ('.4 Mikron erh.il len wurden. vlLien ()herl!.iehensehielil .ms ( u hesumd. wahrend tlessen Inneres aus C 11 <) bestiiiul. wuliei dieser I'herzug an die f ihisl äset η stark gebunden war.

Wem: die Keiluklionsliedingungen in geeigneter Weise geregelt werden, kiinn dvr Metitlloxydüberzut.' vollsiitndig in einen metullischen Über/ug umgewanileli werden, oder es kann eine neuartige metalliiber/ogene (ilaslaser erhalten wertlen, die dadurch gekennzeichnet ist, dall sie ein Glassubsirat, einen Oberflächenüberzug aus Metall und einen Zwischentiber/ug aus einem Oxyd von diesem Metall in sandwichartiger Anordnung zwischen dem Substrat und dem Oberilachenüberzug umfaßt, wobei die (jesamtdicke von diesem Oberflächen· und Zwischenüberzug 1 Mikron nicht überschreitet.

L 1 g. 2 zeigt in schematiseher Darstellung einen Querschnitt dieses neiiarii^n Produkts. Eine Glasfaser 3 lsi nut einem starkgebundenen, gleichförmig dicken Metalloxyd 8 überzogen, das wiederum mit einem Metall 9 von gleichförmiger Dicke eingehüllt ist, das durch die reduzierende Kinwirkunp auf das Mctalloxyd 8 erhallen wurde. Hei dem neiiapiiien Produkt geniiiU der I rlinduni: sind das (ihr. und ti·'·" aus einer metallischen Schicht bestehende I 'herzug ii'iivh die Zwischenlage einer Metallox\ilschicht kräftig nnlemantler verbunden, wohei die Metiillnxvdschicht die Fahigke:¹ zur Hildung einer starken iiiikliing an das (ilas sowie an Metall besii-Ί. Da die I Iberzugss·. hicht bei dem Proilukt gemaü der Ii bildung diinn ist. ist das Produkt siemäli tier Lrhndiing den gebräuchlichen Püidukten dann überlegen. Ά,ίΙΊ bei X'erweiidimg als Wrsiärkungsmalerial die Menge tier eingefüllten Lasern erhohl werden kann, und dal.t die Menge des I iberziigsilietails. the in this verstärkte Metall als Verunreinigung gelangt, genug ist.

Hierzu i Blatt /.eichnunuen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Metallisierte Glasfasern mit einem Meuill eni haltenden Überzug, d a d u r c h g ^c k ^{c π} π / c i e Ii net, dab" der Überzug aus Metall und einer Zwischenschicht aus einem Oxyd dieses Metalls besieht und die Gesamidicke des Überzugs 1 Mikron nicht übersteigt.

2. Verfahren /ur Herstellung von metallisierten Glaslasern, insbesondere Glasfasern nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Glasfasern eine Lösung eines Metallsal/es oiler eines Metall komplexes aufgebracht wird, diese Verbindung in situ /Li Metalloxyd gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Aufbringen überL'cführ! wird, um einen Überzug .ms Metalloxid aiii den I ; sein zu bilden und anschienend wenigstens die OberHache des Meiailow dubcr/ugs zu dem enisprei:heiulen Mei.ili rcdii/ieri w ird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekenn zeichnet. dall die Glaslasern mn dem Überzug .ins Metalloxid durch eine Wasserstoff enthaltende Atmosphäre bei Jil) his It)(K) C geleitet und dabei wenigstens die Oberfläche des Mclallowduhci/ugs /ii Metall reduziert wird.

■4. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet. d,.i.l tlie aulgebrachte Verbindung einer temperatur im bereich \on 400 bis ^L'oo ( unier worlen w ird.

). Verfahren nach .'vns-.irui ι 2. dadurch üekennzeichnet. (.laß Verbintliingen des kuplers /ums. /inks oder Weis verwendet werden.