DE2423908A1 - Verfahren zur herstellung einer glasmetall-verbindung - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer glasmetall-verbindungInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS Z H Z 0 3 U O
DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS Z H Z 0 3 U O
DR.-ING. HANS LEYH DIPL-ING ERNST RATHB3ÄNN
München 71, Melchiorstr. 42
Unser Zeichen: A 12 866
PLESSEY
Handel und Investments AG CH-6300 Zug Gartenstrasse 2
Verfahren zur Herstellung einer Glas- Metall-Verbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glas-Metall-Verbindungen,
-insbesondere dichte Verbindungen von Glas mit Tantal.
Erfindungsgemäß wird hierzu Glas, das einen linearen Wärmedehnungskoeffizienten
im Bereich von etwa 4,7 · XO bis etwa 5,1 · 10 hat und ein Metall, das Tantal enthält, in einer
inerten Atmosphäre auf eine Temperatur im Bereich von 900 bis 1400°C erwärmt.
Das Metall kann hierbei Tantal oder eine Tantal-Legierung sein.
Eine derartige Verbindung eignet sich besonders für Elektrolyt-Kondensatoren,
jedoch auch für andere Anwendungsgebiete.
Die Erfindung wird jedoch nachfolgend beispielsweise anhand eines
Kondensators beschrieben, wobei
Lh/fi - 2 -
509818/0 693
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer- Vorrichtung zur
• Durchführung des Verfahrens zeigt.
Fig. 2 zeigt einen Elektrolyt-Kondensator mit einer erfindungsgemäßen
Verbindung.
Nach dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren werden gleichzeitig zwei separate Glas-Metall-Verbindungen gebildet. Hierzu werden
eine Perle aus Glas und zwei Metallstücke verwendet. Die beiden Metalle brauchen nicht dieselbe Zusammensetzung haben. Aus Gründen
der Einfachheit wird jedoch angenommen, daß beide aus Tantal bestehen.
Das erste Metallstück ist ein Draht 1 mit einem Durchmesser von z.B. 1,5mm. Das zweite Metallstück ist eine flache Schale 2, die
z.B. aus Blech geformt ist und eine Dicke von z.B. 0,25mm hat. Die Schale 2 hat in der Mitte einer zentralen Vertiefung 4 eine
Öffnung 3. Sie hat ferner einen flachen Rand 5. Ein Btock 6 aus
Kohle hat eine Aussparung 7 zur Aufnahme der Schale 2. Der Block 6 hat im Zentrum der Aussparung 7 eine Bohrung 8, die
mit der Öffnung 3 fluchtet, wenn die Schale 2 in der Aussparung
7 angeordnet ist.
Zur Herstellung des Verschlusses bzw. der Verbindung wird die Schale 2 in die Aussparung 7 gelegt und der Draht 1 in die Bohrung
8 durch die öffnung 3 hindurch eingeführt. Der Draht 1 füllt die
Bohrung 8 aus und erstreckt sich durch und über die Schale 2 hinaus. Eine Perle oder ein Stück aus geeignetem Glas wird dann
in die Schale 2 eingelegt. Die Perle kann hierbei die Form eines Ringes 8 haben, der über das vorstehende Ende des Drahtes geschoben
wird und in der Aussparung 4 aufsitzt. Der Block, die Schale, der Draht und der Ring werden dann in eine inerte Atmosphäre,
wie z.B. Argon oder Stickstoff gebracht und auf eine Temperatur im Bereich von etwa 900 bis etwa 14OO°C über eine
509818/0693
Zeit von etwa einer halben Minute bis zu etwa 5 Minuten erwärmt. Während der Erwärmung tritt das Glas in die Öffnung 3 ein und
füllt diese aus. Das Glas und die Metallstücke läßt man dann abkühlen.
Nach dem Abkühlen hat das Glas eine dichte Verbindung oder einen Verschluß 9 (Fig. 2) gebildet, der den Draht 1 und die
Schale 2 verbindet. Der Verschluß umfaßt zwei dichte Glas-Metall-Verbindungen,
nämlich eine zwischen dem Glas und dem Draht 1 und die andere zwischen dem Glas und der Schale 2. Die zusammengefügten
Teile werden dann aus der inerten Atmosphäre und dem Block 6 herausgenommen. Das Glas sollte einen linearen Wärmedehnungskoeffizienten
im Bereich von 4,7 · 10 bis 5,1 ·10 je 0C haben. Hierzu eignet sich z.B. ein Bor-Silikat-Glas und
ein Alkali-Baxium-Silikat-Glas. Eine geeignete Tantal-Legierung
ist z.B. eine Tantal-Wolfram-Legierung mit 2% Wolfram.
Eine so gebildete Verbindung oder ein Verschluß zeigte bei Ver-
11 12
suchen einen Isolations-Widerstand zwischen 10 und IO Ohm,
wobei.eine Spannung von 300 Volt an den Draht 1 und die Schale 2 angelegt waren. Bei einer Untersuchung der Verbindung mit einem
Massen-Spektrometer wurde festgestellt, daß die Verlustmenge an Helium kleiner war als 10 Liter/Sekunde. Die Verbindung zeigte
eine gute thermische Stabilität bei einer Erwärmung in einer Flamme oder bei Eintauchung in flüssigen Stickstoff. Sie war
nicht angegriffen nachdem sie 33 Stunden lang in einer kochenden wässrigen Lösung von Schwefelsäure eingetaucht war, wobei der
Säureanteil 40% betrug.
Die Erfindung kann geeignet abgewandelt werden. Beispielsweise
kann die Öffnung 3 in der Schale 2 auch geschlossen werden ohne daß ein Draht 1 vorhanden ist. Das Teil 2 braucht nicht schalenförmig
ausgebildet sein, sondern es kann eine Platte sein. Das Verfahren kann ferner auch für andere Zwecke außer zur Herstellung
von Elektrolyt-Kondensatoren verwendet werden.
Bei der Herstellung eines Elektrolyt-Kondensators wird beispiels-
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weise ein poröser Körper 10 aus gesintertem Tantalpulver gebildet und mit dem inneren Ende des Drahtes 1 verschweißt. Danach wird
durch Anodisierung ein dielektrisches Oxyd auf dem Draht 1 und dem Körper 10 gebildet. Ein an seinem oberen Ende offener Behälter
11 aus Tantal oder einer Tantal-Legierung mit einem ffich auswärts sich erstreckenden Rand 12 nimmt ein flüssiges
Elektrolyt 13, z.B. eine wässrige Lösung aus Schwefelsäure, auf. Der Körper 10 wird dann in den Behälter 11 eingebracht und in
das Elektrolyt 13 eingetaucht. Die Schale 2 bildet einen Deckel, der den Behälter 12 schließt, wobei der Rand 5 der Schale auf
dem Rand 12 des Behälters aufliegt. Die beiden Ränder 5 und 12 werden dann miteinander verschweißt.
In anderen Fällen kann die Verbindung 9 auch andere Formen haben. Die Schale 2 kann ferner beispielsweise aus einer Nickel-Kobalt-Eisen-Legierung
sein und der Behälter 11 kann aus Silber bestehen. In diesem Fall können der Deckel und der Behälter zusammengelötet
werden.
50981 8/üb93
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung einer Glas-Metall-Verbindung,
dadurch gekennzeichnet , daß Glas mit einem
linearen Wärmedehnungskoeffizienten im Bereich von 4,7 · IO v bis 5,1 * 10 je 0C und ein Metall, das Tantal enthält, in einer inerten Atmosphäre auf eine Temperatur im Bereich von 900 bis 1400°C erwärmt werden.
linearen Wärmedehnungskoeffizienten im Bereich von 4,7 · IO v bis 5,1 * 10 je 0C und ein Metall, das Tantal enthält, in einer inerten Atmosphäre auf eine Temperatur im Bereich von 900 bis 1400°C erwärmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmungszeit etwa 1/2 bis etwa 5 Minuten beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Metall eine Tantal-Legierung ist,
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas ein Bor-Silikat-Glas ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas ein Alkali-Barium-Silikat-Glas
ist.
5098 1 8/U693
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