DE195504C

DE195504C -

Info

Publication number: DE195504C
Application number: DENDAT195504D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 195504 -KLASSE 21/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Mai 1907 ab.

Das Metall oder Metalloid Bor ist sehr hitzebeständig, jedoch sehr schwer in reinem Zustande zu erhalten. Wahrscheinlich ist Moissan der einzige, der Bor in reinem Zustande erhielt und dies nur durch ein sehr umständliches Verfahren und unter Aufwand größter Geschicklichkeit und Sorgfalt. Nach Moissan ist reines Bor nichtleitend und unschmelzbar. Es bildet im reinen Zustand ein fein verteiltes

ίο Pulver, das bisher nicht zu einer homogenen Masse vereinigt werden konnte. Moissans Ansicht wird von den bedeutendsten Sachverständigen geteilt. Einige alte Chemiebücher behaupten zwar, daß Bor in einem kristallinisehen Zustande gewonnen werden kann. Allein der chemische Körper, auf den sich diese Behauptung bezieht, ist in Wirklichkeit eine Legierung oder Mischung des Bors mit Aluminium oder Kohlenstoff oder beiden, dagegen kein reines Bor. Es ist keine verläßliche Angabe darüber vorhanden, daß Bor in anderem Zustande denn als fein verteiltes, unschmelzbares, nichtleitendes Pulver erhalten werden kann.

Gemäß der Erfindung wird das aus amorphem Bor gewonnene Bor leitend gemacht und kann als Leuchtkörper in elektrischen Glühlampen oder für verschiedene andere Zwecke benutzt werden, für welche ein sehr hitzebeständiger Leiter erforderlich ist.

Es ist anzunehmen, daß das leitende Bor eine allotrope Modifikation des gewöhnlichen Bors ist. Es ist bekannt, daß Kohlenstoff in drei oder mehr verschiedenen Zuständen vorkommt, welche sämtlich reiner Kohlenstoff, aber dennoch in ihren Eigenschaften sehr verschieden sind. Der Diamant ist nichtleitend und hat doch die nämliche Zusammensetzung wie der Graphit, der ein sehr guter Leiter ist; der amorphe Kohlenstoff liegt hinsichtlich seiner Leitfähigkeit zwischen beiden. Selen ist ebenfalls in einer leitenden und einer nichtleitenden Modifikation bekannt. Nach diesen Analogien läßt sich vermuten, daß das leitende Bor eine allotrope Form des nichtleitenden Bors ist.

Das leitende Bor kann gemäß der Erfindung nach verschiedenen Verfahren gewonnen werden, die im folgenden näher beschrieben werden.

Nach einem dieser. Verfahren wird reines amorphes Bor ohne Anwendung irgendeines Bindemittels zu Stäben gepreßt und dann durch Erhitzen im Lichtbogen geschmolzen. Es darf jedoch nicht im Kohlenlichtbogen geschmolzen werden wegen der chemischen Verwandtschaft zwischen Bor und Kohlenstoff. Dagegen verhält es sich im Quecksilberlichtbogen chemisch inaktiv und ebenso im Lichtbogen anderer Metalldämpfe, welche auf Bor nicht chemisch einwirken. Da der Borstab nicht leitet, so kann er nicht als Anode für den Quecksilberlichtbogen verwendet werden, man muß vielmehr zu besonderen Verfahren seine Zuflucht nehmen. Gemäß der Erfindung wird der Quecksilberlichtbogen im Vakuum, im Wasserstoff oder einer anderen indifferenten Atmosphäre gebildet und der Borstab in solche Nähe zum Lichtbogen gebracht, daß er erhitzt wird und schmilzt. Nötigenfalls kann der Lichtbogen durch einen Magneten gegen den Borstab hin gelenkt werden.

Etwas abweichend hiervon kann man auch in der Weise verfahren, daß man aus dem

(S. Auflage, ausgegeben am 13. Januar igog.t

reinen Bor eine verhältnismäßig dünne Röhre von etwa 3 mm lichter Weite formt und den Quecksilberlichtbogen durch diese Borröhre streichen läßt. Die vom Lichtbogen entwickelte Wärme ist hinreichend, um das Bor zu schmelzen und leitend zu machen.

Das Schmelzen im Quecksilber- oder einem ähnlichen Lichtbogen kann auch in folgender Weise erfolgen: Borpulver wird mit einem gepulverten Metall gemischt, welches kein Borid bildet, wie Kupfer oder Wismut, und dann zu einem festen Körper gepreßt, welcher sich als Anode für einen Quecksilberlichtbogen eignet. Wenn man nun letzteren überspringen läßt, so sintern die Borteilchen in solcher Weise zusammen, daß die Anode auch, nachdem alles Kupfer herausgetrieben worden ist, leitend bleibt. Hat man einmal die leitende Anode aus Bor, so ist es nun eine einfache Sache, die Temperatur so hoch zu steigern, daß das Bor schmilzt, falls dies gewünscht wird.

Das nach einem der vorhergehenden Verfahren erhaltene Bor ist von dem bisher bekannten Bor wesentlich verschieden, indem es leitend und ferner kohärend, dicht und homogen ist. Es kann in diesem Zustande für eine Menge Zwecke, insbesondere als Leuchtkörper für elektrische Glühlampen verwendet werden. Glühkörper aus reinem, leitendem Bor besitzen eine sehr günstige Lichtemission.

Ein Verfahren, Glühkörper aus reinem, leitendem Bor herzustellen, besteht im folgenden. Borsäureanhydrid wird zusammen mit Nitrozellulose in einer Alkoholäthermischung gelöst und dann in eine gesättigte, wässerige Lösung von Borsäureanhydrid gespritzt. Der so erhaltene Faden wird mit Ammoniumsulfid reduziert, unter gelinder Erwärmung karbonisiert und schließlich durch hindurchgeleiteten Strom erhitzt, um ihn leitend zu machen. Dabei wirkt der Kohlenstoff auf das Borsäureanhydrid und entweicht als CO, einen reinen Borfaden hinterlassend.

Ein anderes Verfahren besteht darin, daß Borsäureanhydrid zusammen mit Zellulose in Zinkchlorid oder Essigsäure gelöst und in eine gesättigte alkoholische Lösung von Borsäure-, anhydrid gespritzt wird. Hierauf wird mit gesättigter, wässeriger Lösung von Borsäureanhydrid gewaschen, getrocknet, bei niedriger Temperatur karbonisiert und schließlich in einem Lichtbogenofen oder durch hindurchgeleiteten Strom im Vakuum erhitzt.

Nach einem dritten Verfahren wird Bornitrid mit einem Bindemittel, z. B. einer gelatinösen Borverbindung, gemischt und aus der plastischen Masse durch Spritzen oder anderweitig Drähte oder fadenförmige Gebilde hergestellt. Diese werden dann durch eine Heizspirale aus Platin oder einem anderen hitzebeständigen Stoffe im Vakuum geglüht Und gleichzeitig einem Strom von hoher Spannung ausgesetzt, um den Faden noch weiter zu erhitzen und das Bornitrid zu zersetzen. Es bleibt ein reiner Borfaden zurück, welcher dann durch den unmittelbar hindurchgeleiteten Ström noch stärker geglüht werden kann.

Schließlich kann man auch einen Kohlenfaden in Dämpfen von Borsäuremethylester oder der homologen Äthylverbindung oder einer anderen flüchtigen Borverbindung erhitzen. Hierbei wird der Kohlenstoff des Fadens durch Bor ersetzt, bis alle Kohle entfernt ist und ein Faden aus reinem Bor zurückbleibt.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Leuchtkörper für elektrische Glühlampen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem durch Umwandlung amorphen Bors gewonnenen elektrisch leitenden Körper aus reinem Bor besteht.

2. Verfahren zur Herstellung des leitenden Körpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtleitendes Bor in· einem Metalldampflichtbogen (Quecksilberlichtbogen) geschmolzen wird.

3. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bor und ein Metall, welches kein Borid bildet, wie Kupfer oder Wismut, als Pulver zu einem leitenden Körper gepreßt und dieser als ■ Anode für den Metalldampflichtbogen benutzt wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Leuchtkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Borverbindung zu Fäden geformt, zu reinem Bor reduziert und dann so stark erhitzt wird, daß letzteres leitend wird.