DE2027558A1

DE2027558A1 - Platin-Rhodium Gold-Legierungen

Info

Publication number: DE2027558A1
Application number: DE19702027558
Authority: DE
Inventors: Alan Sydney ; Selman. Gordon Leslie; London Darling
Original assignee: Johnson Matthey PLC
Current assignee: Johnson Matthey PLC
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1970-06-04
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE2053059A1; GB1318201A; NL7008179A

Description

J 21 P 36

Anmelderί JOHNSON, JSATTSBY & CO. Ί,ΤΏ.,

78, Hat ton Garden, Iiondon / England

Platln-Khodium-Gola-Leglerupgen

Die Erfindung betrifft Platin-Hhodium-Gold-Iiegierunges und bezieht sich insbesondere auf Platin~Rhodium-Sold~3iegierungen, die eich für eine Verwendung in Kontakt mit gsschmolaenem Glas eignen. Ausaerdem fällt in den Hahnen der Erfindung die Herstellung von endlosen Glasfasern sowie eine verbesserte, aus Glas hergestellte Faser.

En der britischen Patentschrift 1 155 563 wird eine Platin--Bhodium-Gold-üeglerung beschrieben, die für eine Kontaktierung mit geachmolzenem Glas geeignet ist und, rom Verunreinigungen abgesehen, 65 - 97 Gewichts-^ Platin, 2 - 25 Gewichts-^ Bhodium und 1 - .10 Gewichts-^ Gold enthält.

Diese legierungen erleichtern die industrielle Handhabung von geschmolzenem Glas» da sis weaiger leicMt durch Soölaglas und BorsiliiÄtglas als reinee Platin oder die Bhodium-Platin-Legierungen, die üblicherweis© verwendet werdeia^ besetet werden. Es wurde bisher in Kauf genommen, dass die Heretelltmgeverfahren, die zur Herstelliiiig dieser Gold-enthaltenden. Le-

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sind als die

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Bind, "benetzt" oder an dieser Legierung anhaftet« Bieaea Benetzen oder dieses Anhaften stehen in einam umgekehrten Verhältnis mi den Gleichgewichte-Kontaktwinkel, welchen daß geschmolssene Glas mit der Legierung bildet. Ein grosser Kontaktwinkel deutet auf einen geringeren Benetzungsgrad,

Ist der Xontaktwinkel su gering, dann besteht eine Heigung des geschmolzenen Glases, an den Band der Düse zu kriechen und nicht direkt in Fora eines eoharf gezogenen Fadens ohne Oberflächenverunreinigungen auszutreten„ Sin hoher Benetzungegrad hat ferner zur Folge, dass das Glas von der Spinndüse quer zu der äusseren Oberfläche der Grundplatte kriecht. Dies hat zur Folge, dass das eztrudierte Glas zusammenläuft und damit eine Eaeerbildung verhindert. Ziel der Erfindung ist die Reduzierung einer derartigen Erscheinung bei der Herstellung von Glasfasern,

Wenn auch ein vermindertes Benetzungsveraögen zur Erzielung verbesserter Spinneigeaachaften erwünscht ist, so muss eine derartige Verbesserung dennoch ohne Reduzierung der Hochtempera tür festigkeit der verwendeten Platinlegierung erhalten werden.

Wenn auch Düsen für eine Verwendung zum Verspinnen von Glasfasern, die aus den Legierungen hergestellt worden sind, welche Gegenstand der britieeben Patentschrift 1 155 565 sind, zufriedenstellend sind, so wurde dennoch nunmehr gefunden, dass die Herstellung derartiger Düsen aus diesen besonderen Legierungen sowohl schwierig als auch teuer ist, und zwar sowohl hinsichtlich der Herstellung der Legierung als auch der Herstellung der Düsen aus der Legierung. Ferner ist zur Herstellung der Düsen eine grosse Menge an wertvollem

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Metall

dass dl© Jtasahl, weiche auf der tung befestigt warden den, die mm einer daher ehenfalls ©ntspreehend ▼erliegenden Erfindung liegt in &®r ten Verfahrens aur besserten Qualität» voa Fa-

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Die Löcher können nach einem der üblichen Verfahren hergestellt worden sein, beispielsweise durch Ausstanzen, Ausbohren oder dergleichen.

Derartige Grundplatten sind auch insofern wirtschaftlicher, als sie weniger teure Metallegierungen enthalten als die bis her verwendeten DUben, wobei eine grössere Anzahl τοη wertvollen fäden pro Gewichtseinheit an Metall als bisher erzeugt wird. .

auch die Hichtbenetzungseigenschaften, wie beispielsweise der Eontakrfcwinkel, durch Erhöhung des Goldgehaltes über 4 Gewichts-^ hinaus verbessert werden, so wurde dennoch gefunden, dass durch diese Maßnahme ernsthafte Schwierigkeiten bei der Herstellung von Goldlegierungen auftreteis, welche derartige Mengen an Gold enthalten.

Legierungen nut mehr als 4 Gewichts-^ Gold neigen sehr stark dazu» beim Heissverfomen sowie während einer behandlung Hisse zu bilden. Derartige Risse sinö kristalline Bisse. Daraus geht hervor, dass wenigstens sswei verschiedene Phasen vorliegen, wobei jede Phase Sold» Hhodium und Platin enthält und jede Phase verschiedene Eigenscteften besitzt. Das Vorliegen derartiger zwisoheakristalliuer Bisse führt nicht nur zu einer verkürzten Gebrauohsdauer der aus den Legierungen hergestellten Komponenten, sondern auch zu .Schwierigkeiten bei ihrer Herstellung. Darüber hinaus Ist ©s !bliche Praxis, derartige legierungen einer thermischen SyKLnslbehandlung zu unterziehen, um eine homogene Legiex-img en erzeugen, Im Palle von Legierungen, die mehr als 4 eewiehts-ji Gold enthalten, ist diese Behandlung jedoch unwirksam. Eine Rissbildung tritt auch an geschweissten Verbindungsstellen

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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zum Schmelzen von Glae zur Verfügung gestellt, welches darin besteht, Glas in einen Behälter einzuführen, der wenigstens teilweise aus einer Legierung besteht, die 9 - 25 Gewichts-^ Rhodium, 1 - 4 Gewichte-^ Gold und zum Rest, abgesehen von Verunreinigungen, Fiatin enthält, den Behälter zum Schmelzen des Glases zu erhitzen und periodisch den Behälter zu glühen, und zwar vorzugsweise in Eontakt mit einem nicht-fliessenden Glas, wobei das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 1000 und 1500°0 und vorzugsweise 1300 und 1500⁰C erfolgt. Das periodische Glühen dient dazu, die Legierung zu homogenisieren und in die von Gold erschöpfte Oberflächenschicht weiteres Gold aus den anderen Teilen der Legierung heranzuführen.

In den Rahmen der Erfindung fallen ferner Glasfasern oder -fäden, die nach einem der vorstehend geschilderten Verfahren hergestellt worden sind.

Die erfindungsgemäesen Legierungen werden durch die beigefügte Zeichnung graphisch erläutert (wobei Dreiecks-Koordinaten verwendet werden), und «war durch eine Fläche A, B (i), 0 (1), S, A. Die Punkte A, B(I)₁ C(i) und D in der beigefügten Zeichnung sind in der Tabelle I zusammengefasst„

	Tabelle	I	Rh	Au
		Pt	9	1
A		90	9 9	3 4
B	ill)	88 87	25 25	3 4
σ	Ui)	72 71	25	1
D		74

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Eine weitere epesifieohe erfiMdungsgemässe Legierung weist die Dreiecke-Koordinaten auf, die durch A, B (Ii)» C (Ii) und D der Tabelle I repräsentiert werden.

Die Zusammensetzung erfindungsgemäaser spezifischer Legierungen wird nachstehend angegeben:

82	15	3
85	12	3
87	10	3
73	25	2
72	25	3
88	10	2
85	H	1
89	10	1

Has Vorliegen von Gold in diesen Legierungen härtet diese Legierungen und verfestigt sie, ohne dass dabei ihre Korrosionsbeständigkeit verloren geht. Die Legierungen eignen sich daher in sehr hervorragender Weise ale Gleitdrahtmaterialien sowie als PotentiojDeterwicklungen und elektrische Kontakte.

In der folgenden Tabelle II werden Vergleichstest zusammengefasst, welche die verbesserte Benetzungswiderstandsfähigkeit der vorstehend angegebenen Legierungen im Vergleich zu derjenigen von reinem Platin und derjenigen von 10- und 25 ^-Rhodium/ Platin-Legierungen zeigen.

Bei dem verwendeten Glas handelt es sich um ein Calcium/Aluminium/Borsilikat-Glaa mit Geringem Alkaligehalt, das von Pllklngton Bros.Ltd. hergestellt wird und unter der Bezeichnung E 621 bekannt 1st.

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Die "Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Benetzen" steht in direkter Beziehung sni des: Grosse des beobachteten Xontaktwinkels zwischen einem Tropfen aus geschmolzenem Glas und einer horizontalen festen Oberfläche, auf welchem der Tropfen im Gleichgewichtszustand ruht.

Die Gleichgewiohfökontaktwinkel werden bei Temperaturen zwischen 1100 und 150O⁰C gemessen.(Daraus folgt jedoch nicht, dass der geringere der zwei Winkel in einem der angegebenen Bereiche der tieferen Temperatur oder der höhere Winkel der höheren Temperatur entspricht.)

	Material	Gold	Tabelle II	ei Zimmertemperatur:	_ 450	■ y.
	Rhodium	0		™ 350
Platin	0	0	GleÄchgewiohtskontaktwinkel von	450
100	10,	0	E. 621 innerhalb eines !Temperatur bereiches von 1100 - 1500⁰O	50°
90	25	1	32	50»
75	10	1	31 —.	60*
89	H	2	40 —.—-	— 60°
85	25	2	45 —	™ 67°
73	10	3	45	™ 750
88	10	5	55	_ *7Ao
87	12		50 —<·——
85	15 »nschaf ten b	58 —
QO		65 —
OC Zuneige		Ca

Die folgenden Ergebnisse zeigen die ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften der Pt 85 1° /Bh 12 % /Au 3 ^Legierung.

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- ίο -

VoXl gegltthtee Materials 4360 kg/cm² (10 % Rh / 90 j* Pt: 3330 kg/cm²)

Dehnung während UTS;

Voll geglOhtes Material: 16 £
(10 # Hh / 90 $> Pt * 35

0· 1 9& Streckgrenze:

Voll geglühtes Material: 32 000.

Härte (Vickera Pyramidenaahl)ι

Voll gegltthtee Materials 145
(10 JiRh / 90 # Pt :80)

Elektrischer Widerstand ι

Der elektrische Widerstand der erfindungsgemässen !legierungen ist merklich höher als derjenige einer 10 f> Rh / 90 & Pt-legierung.

legierung Elektrischer Widers tand

Pt 85 £/Rh 12 j>/ Au 5 1> 24,0 χ 10~^β Ohia-cm Pt 90 #/Rh 10 ?i 19,0 χ ΐθ~⁶ Ohm-cm

Aus den vorstehenden Ausführungen ist su ersehen, dass erfiudungsgemässe Legierungen sich besonders für eine Verwendung zur Herstellung von Gegenständen eignen, die in der Glasindustrie eingesetzt werden, beispielsweise zur Herstellung von Grundplatten für Spinnvorrichtungen Siegeln, korrosionsbeständigen Haarfedern und Streifenaufh&ngungen für Galvanometer sowie Wicklungen für hochwertige Potentiometer.

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Ferner fallen in den Sabmeo der !Erfindung beispielsweise Grundplatten fUr Spixmvorriohtungen» Siegel, Haarfedern oder Streifenaufhängungen für Galvanometer, die unter Verwendung einer erfindungsgemäseen Legierung hergestellt worden sind.

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Claims

202755$ 19.f.197ο P 2o 27 55£„5 Patentansprüche

1. Platin-RhodiuTi-Gold-Leaierung, die sich für eine Vervrendung in Verbindung mit geschmolzenem Glas eignet, dadurch Gekennzeichnet, dass sie 9 - 25 Cewichts-% Fhodium, 1-4 Gewichts-% Gold und zum Rest, von Verunreinigungen abgesehen, Platin enthält.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das GoIu in einer Menge von 1-3 Gewichts-% vorliegt.

3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie, abgesehen von Verunreinigungen, 85 Gewichts-% Platin, 12 Gewichts-% Rhodiur. und 3 Cewichts-l Gold enthält»

4„ Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie, abgesehen von Verunreinigungen,, 87 Gewichts-% Platin, Io Gewichts-% Rhodiur und 3 Gewichts-% Gold enthält.

5. Verwendung einer Legierung nach einem der /Ansprüche 1 bis ™ 4 zur Herstellung einer Spinnplatte nit einer Vielzahl von eng beieinander angeordneten Löchern zur /vustreten der FL'den.

BAD ORIGINAL