DE1907099B2 - Verwendung eines Verbundwerkstoffes für ein Gefäß zur Handhabung, insbesondere zum Verdampfen von Aluminium oder Aluminium-Legierungen - Google Patents

Description

ein Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Stoffe System,

ist. Die Zeichnung zeigt perspektivisch ein rechtwink-

3. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch liges Gefäß oder Tiegel solcher Art, wie sie üblichergekennzeichnet, daß die Titan-Silicium-Legierung 25 weise beim Metallisieren verwendet werden.

zu 40 bis 80 Gewichtsprozent aus Silicium und In dem Verdampfungsgefäß 1 befindet sich eine

der Rest aus Titan besteht. Höhlung 2. Der Boden der Höhlung 2 bildet die

4. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Verdampfungsoberfläche des Gefäßes 1 und ist überdadurch gekennzeichnet, daß es aus 50 Ge- zogen mit einer Legierung aus Titan und Silicium 4, wichtsprozent Bornitrid und 50 Gewichtsprozent 30 die chemisch und mechanisch mit dem Bornitrid ver-Titandiborid besteht und daß der Überzug aus bunden ist. Das Verdampfungsgefäß 1 besteht im 44 Gewichtsprozent Titan und 56 Gewichtspro- wesentlichen aus einem Bornitrid enthaltenden hitzezent Silicium besteht. beständigen Material 3.

5. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Das Verdampfungsgefäß kann entweder aus handadurch gekennzeichnet, daß es die Form eines 35 delsüblichem reinen Bornitrid oder aus einer hitze-Quaders mit einer Aushöhlung aufweist, wobei beständigen Mischung hergestellt sein, die wesentzumindest eine Oberfläche der Aushöhlung die liehe Mengen von Bornitrid enthält. Vorzugsweise Verdampfungsoberfläche darstellt und zumindest verwendet man ein Gemisch, das wenigstens 20 Geein Teil der Verdampfungsoberfläche mit der wichtsprozent Bornitrid enthält. Gute Ergebnisse Titan-Silicium-Legierung überzogen ist. 40 werden erhalten bei Verwendung eines Gefäßes, das

entweder ganz aus Bornitrid besteht oder aus etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent Bornitrid, Rest ein

mit Bornitrid verträgliches hitzebeständiges Material

wie Titandiborid, besteht. Man gibt hierbei das 45 Titandiborid zu, um das Bornitrid elektrisch leitend

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Ver- zu machen, wenn das gewünscht ist. Es können aber bundwerkstoffes nach Patent 1 811139 für die Hand- auch andere hitzebeständige Stoffe außer Titandihabung, insbesondere zum Verdampfen, von ge- borid erfindungsgemäß verwendet werden. Hierzu schmolzenem Aluminium oder von geschmolzenen gehören beispielsweise Zirkondiborid, Aluminium-Aluminiumlegierungen. 50 nitrid, Titannitrid, Calciumfluorid u. dgl.

Es ist bekannt, Gegenstände aus verschiedenen In der Regel wird die Legierung aus Titan und

Stoffen wie Stahl, Kautschuk, Kunststoff und der- Silicium mit der verdampfenden Oberfläche des Borgleichen dadurch zu metallisieren, daß man auf nitrid enthaltenden Gefäßes so verbunden, daß man ihnen Aluminium aus der Dampfphase niederschlägt. entweder eine geschmolzene Legierung aus Titan und

Das Verfahren wird hierbei in einer Vakuum- 55 Silicium aufbringt, z. B. durch Flammspritzen, oder kammer ausgeführt, die das zu verdampfende Metall daß man eine Aufschlämmung von Teilchen aus und in einem Abstand davon den zu überziehenden Titan und Silicium aufbringt und dann den so überGegenstand enthält. In der Regel befindet sich das zogenen Gegenstand so hoch erhitzt, daß ein Anteil zu verdampfende Metall in einem hitzebeständigen der Legierung in das Bornitrid hineindiffundiert und Gefäß oder Tiegel. Es wird hierin so hoch erhitzt, 6° dort mit ihm reagiert, wobei wenigstens eine moledaß es schmilzt und zu verdampfen beginnt. kulare Schicht der Legierung aus Titan und Silicium

Wesentlich bei diesem Verfahren ist es, daß das auf der Oberfläche des Gegenstandes verbleibt. VerGefäß oder der Tiegel nicht mit dem geschmolzenen wendet man eine Aufschlämmung, so sollte nicht Aluminium reagiert. Diese Bedingung erfüllen Ge- über den Schmelzpunkt der Legierung erhitzt werfäße oder Tiegel aus einem hitzebeständigen Mate- 65 den; die bevorzugten Temperaturen hierfür liegen rial wie Bornitrid oder Gemischen, die vorwiegend zwischen etwa 1400 und etwa 1500° C und sind ab-Bornitrid enthalten. Ein Nachteil solcher Gefäße hängig von der Zusammensetzung der verwendeten besteht darin, daß sie langsam und schlecht, insbe- Legierung. Solche Verfahren zum Auftragen einer

Aufschlämmung von Teilchen aus Titan und Silicium zeigte, daß der Boden des Gefäßes überzogen war sind bekannt und sollen hier nicht im einzelnen be- mit einer dünnen Schicht einer Titan-büicium-Legieschrieben werden. rung, die durch ein Umsetzungsprodukt aus der Um-

Der hauptsächliche Vorteil der Anwendung einer Setzung von Bornitrid mit Anteilen der litan-Sui-AufschJämmung besteht darin, daß es leichter ist, S cium-Legierung metallurgisch mit dem Bornitrid verunregelmäßig geformte Kö-per aus Bornitrid zu bundenwar.

überziehen. Die besten Ergebnisse werden erhalten, Dann wurde das so hergestellte ueiau zum ver-

wenn die Legierung etwa 40 bis etwa 80 Gewichts- dampfen von Aluminium in einer üblichen vorricüprozent Silicium, Rest im wesentlichen Titan, enthält. tung verwendet. Die Verdampfungsgeschwindigken Diese Zusammensetzung wird unabhängig von der io des Aluminiums war die doppelte im Vergleich mit Aufbringungsart bevorzugt. einem ähnlichen Gefäß, aber ohne Überzug bei dem

deichen Stromverbrauch. Diese Erhöhung der Ver-Beispiel dampfungsgeschwindigkeit beruht auf der Tatsache,

Ein rechtwinkliges Gefäß der in der Zeichnung daß Aluminium leicht und vollständig die verdampabgebildeten Art mit einer Länge von 16,5 cm, einer 15 fende Oberfläche, die mit der Titan-Silicium-Legie-Breite von 3,8 cm und einer Höhe von 1,3 cm mit rung überzogen ist, benetzte. Nicht überzogene Oeeiner Höhlung mit einem Inhalt von etwa 50 cm³ fäße aus Bornitrid wurden schlecht benetzt
wurde hergestellt aus einem hitzebeständigen Ge- Mit dem Ausdruck »verdampfende Oberflache«

misch, das zu 50 Gewichtsprozent aus Bornitrid, Rest wird diejenige Oberfläche des VerdampfungsgeiaUes im wesentlichen Tirandiborid, bestand. 20 gemeint, die von dem zu verdampfenden Metall be-

Eine Aufschlämmung von Teilchen von Titan- netzt wird. Fachleute wissen, daß dies inι der Regel silicid mit einem mittleren Teilchendurchmesser der Boden der Höhlung ist. Es können hierzu aber zwischen 2 und 5 Mikron wurde hergestellt durch auch die Seitenwandungen des Gefäßes gehören. £.s Suspendieren der pulverförmigen Legierung aus kann ferner unnötig sein, die gesamte verdampfende 44 Gewichtsprozent Titan und 56 Gewichtsprozent a₅ Oberfläche mit der Titan-Silicium-Legierung zu uber-Silicium in Xylol, wobei das Xylol 20 Volumprozent ziehen, um die Vorteile der Erfindung zu erreichen Cyclopentadien als Antiflockungsmittel enthielt. Die Erfindung betrifft also auch solche aus Bornitrid

Die so hergestellt Aufschlämmung wurde dann bestehende Verdampfungsgefäße, bei denen nur ein auf den Boden der Höhlung im Verdampfungsgefäß, Teil der verdampfenden Oberfläche mit einer Titand. h. auf seine verdampfende Oberfläche, gebracht 30 Silicium-Legierung überzogen ist.
und mit ihr verbunden durch Erhitzen im Vakuum Erfindungsgemäß hergestellte Gefäße sind ausgewährend 4 Stunden auf 1450° C und weiteres Halten zeichnet geeignet nicht nur zum Verdampfen von bei dieser Temperatur während 5 Minuten. Dann Aluminium oder Aluminiumlegierungen nach dem kühlte man auf Raumtemperatur ab und entfernte üblichen Verfahren, sondern sie können auch als Geaus dem Ofen. Eine metallographische Prüfung der 35 fäße für geschmolzenes Aluminium und andere Me-Zone zwischen dem Überzug und dem Bornitrid talle in anderen Fällen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

sondere beim Beginn des Verfahren, von geschmolzenem Aluminium benetzt werden. Diese verlang- Patentansprüche: samte Benetzung wirkt sich schädlich aus und ist nach Möglichkeit zu vermeiden.

1. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach 5 Die in Anspruch 1 angegebene Erfindung übcr-Patent 1811139^fUr ein Gefäß zur Handha- windet diese Schwierigkeit durch einen Überzug auf bung, insbesondere zum Verdampfen, von ge- dem Gefäß aus Bornitrid, der leicht von geschmolschmolzenem Aluminium oder von geschmolze- zenen Metallen, wie von geschmolzenem Aluminium nen Aluminium-Legierungen, dadurch ge- u. dgl., benetzt wird.

kennzeichnet, daß das Gefäß zu 20 bis io Die Legierung aus Titan und Silicium wird mit

80 Gewichtprozent aus Bornitrid und der Rest der verdampfenden Oberfläche des Tiegels oder Ge-

aus einem mit Bornitrid verträglichen, hitzebe- fäßes so verbunden, daß man die entsprechenden

ständigen Stoff besteht und die mit dem ge- Stellen der Oberfläche mit der Legierung überzieht

schmolzenen Metall in Berührung kommende und dann das Ganze so hoch erhitzt, daß ein Teil

Oberfläche des Gefäßes wenigstens teilweise mit 15 der Titan-Silicium-Legierung in das Bornitrid hinein-

einer Titan-Silicium-Legierung überzogen ist, die diffundiert und mit diesem reagiert, wobei weni«-

mit dem Bornitrid metallurgisch verbunden ist. stens eine molekulars Schicht der nicht diffundierten

2. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Legierung außen zurückbleibt.

zeichnet, daß der mit Bornitrid verträgliche, Die so erhaltenen Gefäße oder Tiegel sind aus-

hifzebcitändige Stoff Titandiborid, Zirkondiborid, 20 gezeichnet geeignet als Behälter für zu verdampfen-

Aluminiumnitrid, Titannitrid, Calciumfluorid oder des geschmolzenes Aluminium in einem üblichen