DE19638500C1 - Umhüllung von Keramikbauteilen - Google Patents

Umhüllung von Keramikbauteilen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Umhüllung von Keramikbauteilen mit Glas.
Keramikbauteile, insbesondere temperaturabhängige Halbleiterwiderstände, wie Heißleiter bzw. NTC-Widerstände werden häu­ fig zum Schutz beispielsweise mit Bleiglas umhüllt. Hierzu wird das Bleiglas entweder mit zum Glühen gebrachten Heizwen­ deln oder mit induktiv erhitzten Graphitblöcken aufgeschmol­ zen. Das Aufschmelzen des Glases erfolgt hierbei mittels der beispielsweise von den Heizwendeln abgegebenen Wärmestrah­ lung. Aus der EP 0 452 511 ist es in diesem Zusammenhang be­ kannt, Zinkoxid-Varistoren mit Bleiglas zu umhüllen.
Darüber hinaus ist es aus dem Firmenprospekt "Technische Glä­ ser", 1973 der Fa. Jenaer Glaswerke Schott & Gen., Mainz be­ kannt, für Reedkontakte IR-absorbierende bleifreie Ein­ schmelzgläser zu verwenden.
Die abgegebene Wärmestrahlung wird jedoch nur etwa zu 10% von dem Bleiglas absorbiert. Somit dringt ein Großteil der Strah­ lungswärme durch das Bleiglas hindurch tief in das Keramik­ bauteil ein. Da die Keramik bezüglich dieser Wärmestrahlung gute Absorptionseigenschaften aufweist, wird das Keramikbau­ teil bei der Umhüllung mit Bleiglas stark erwärmt.
Aufgrund dieser starken Erwärmung, bei der Temperaturen von ungefähr 800 bis 850°C auftreten können, treten in Abhängig­ keit von beispielsweise der Glaszusammensetzung oder des Geo­ metriefaktors des Bauteils deutliche Veränderungen bezüglich des elektrischen Widerstands des Keramikbauteils auf. Dieses Problem besteht insbesondere bei der Umhüllung von Heißlei­ tern bzw. NTC-Widerständen mit Glas.
Ferner ist die Widerstandsänderung des Keramikbauteils durch starkes Erwärmen von der Zusammensetzung der Keramik selbst abhängig, so daß die Widerstandsänderungen bei manchen Kera­ mikarten sehr groß und insbesondere undefiniert sind. Daher können manche Keramikarten überhaupt nicht mit Glas umhüllt werden.
Da aufgrund der verhältnismäßig hohen Temperaturen zum Schmelzen von Bleiglas die Prozeßzeiten zur Umhüllung von Ke­ ramikbauteilen verhältnismäßig lang sind, werden solche Kera­ mikbauteile obendrein zusätzlich auch besonders stark geschä­ digt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bei der Umhüllung von Keramikbauteilen mit Glas auftretenden Belastungen deutlich zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung ist dies durch die Merkmale im Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand weite­ rer Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird zur Umhüllung von Keramikbauteilen ein Glas verwendet, das infrarote Strahlung absorbiert und mit­ tels Infrarot-Strahlung aufgeschmolzen wird. Dies hat den be­ sonderen Vorteil, daß bei dem infrarote Strahlung absorbie­ renden Glas bis zu 80% der Infrarot-Strahlung absorbiert wird. Somit wirkt nur ein relativ geringer Teil der Strah­ lungsenergie auf das keramische Bauteil ein.
Bei dem gemäß der Erfindung verwendeten Glas handelt es sich um ein mit Eisenoxid FeO dotiertes Glas. Das Glas weist zwei­ fach ionisierte Eisenionen auf, welche die Infrarot-Strahlung absorbieren.
Der hohe Absorptionsgrad von bis zu 80% ist darauf zurückzu­ führen, daß das Absorptionsvermögen des zweiwertigen Eisens bei einer Wellenlänge von 1,1 µm ein Maximum ist und eine ge­ eignete Infrarot-Strahlung daher Strahlung mit einer Wellen­ länge haben sollte, die möglichst nahe bei der optimalen Wel­ lenlänge von 1,1 µm liegen sollte.
Gemäß der Erfindung wird daher vorzugsweise als Infrarotstrahler eine Wolfram-Halogenlampe eingesetzt, deren Strah­ lung eine Wellenlänge von 0,9 µm hat.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, ist bei der erfindungsge­ mäßen Lösung der Absorptionsgrad des verwendeten Glases be­ züglich infraroter Strahlung unter anderem auch sehr hoch, da die beiden vorstehend beschriebenen Wellenlängen sehr nahe beieinander liegen. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß sich das Keramikbauteil gegenüber bekannten Verfahren zur Um­ hüllung mit Glas nur geringfügig erwärmt und somit sehr scho­ nend behandelt wird.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verwendens des Glases, das in­ frarote Strahlung absorbiert, ist es daher möglich, auch ke­ ramische Bauteile, insbesondere Heißleiter bzw. NTC- Widerstände mit Glas zu umhüllen, was bei den bisher einge­ setzten Glasarten und Verfahren nicht möglich war. Auch wur­ den bei Keramikbauteilen die mit dem erfindungsgemäß verwen­ deten Glas umhüllt worden sind, bisher keine, zumindest keine nennenswerten Änderungen des elektrischen Widerstands bzw. des Verlaufs des elektrischen Widerstands festgestellt.
Außerdem können aufgrund des hohen Absorptionsgrades hin­ sichtlich infraroter Strahlung bei dem infrarote Strahlung absorbierenden Glas die Prozeßzeiten erheblich verkürzt wer­ den. Dadurch ist die Wärmeeinwirkung auf das Keramikbauteil ohnehin erheblich kürzer als bei den bisher verwendeten Glas­ sorten, wie insbesondere bei Bleiglas. Ferner ist die Gefahr äußerst gering, daß sich bei Umhüllung eines Keramikbauteils mit infrarote Strahlung absorbierenden Glas, dessen elektri­ scher Widerstand ändert.
Vorzugsweise wird ein als Reedglas bezeichnetes Glas der Fir­ ma SCHOTT verwendet.

Claims (3)

1. Umhüllung von Keramikbauteilen mit Glas, wozu als Glas ein infrarote Strahlung absorbierendes Glas verwendet wird, das mittels Infrarot-Strahlung auf die Keramikbauteile aufge­ schmolzen ist.
2. Umhüllung nach Anspruch 1, bei welcher als infrarote Strahlung absorbierendes Glas mit Eisenoxid FeO dotiertes Glas verwendet wird.
3. Umhüllung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher das infrarote Strahlung absorbierende Glas mit Hilfe von Wär­ mestrahlung einer Wolfram-Halogenlampe aufgeschmolzen wird.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1153895A1 (de) * 1999-08-30 2001-11-14 Nippon Electric Glass Co., Ltd Infrarotlicht absorbierendes glass für reed-schalter

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EP0452511B1 (de) * 1989-11-08 1995-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zinkoxid-varistor, seine herstellung und zusammensetzung eines kristallisierten glases zur beschichtung

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Firmenprospekt SCHOTT, Technische Gläser, 1973 *

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