DE2806761A1

DE2806761A1 - Metall-keramik-koerper

Info

Publication number: DE2806761A1
Application number: DE19782806761
Authority: DE
Inventors: Arno Gatti; Michael John Noone
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1978-09-14
Also published as: JPS53121009A; NL7802655A; US4111572A

Description

Metall-Keramik-Körper

Die Erfindung betrifft magneto-hydrodynamische Generatoren, die heißes ionisiertes Gas als Betrjgbsströme benutzen, und insbesondere Einrichtungen hierfür.

TopfScherben überwiegen in prähistorischen Küchenabfällen; Die Kunst solcher Antiquitäten kann nicht kurz zusammengefaßt werden; unzweifelhaft gibt es, abgesehen von Glasuren, eine Vielzahl Beispiele von Verbindungen von Keramik auf Metall. Jedoch bestand auf dem engen Gebiet, bei dem Materialien der Hochtemperatur-Oxidation und anderem korrosivem Gas bei

ausgesetzt werden,
hoher Geschwindigkeit/die erste Entwicklung des Standes der Technik im Aufschweißen einer Keramik auf eine Metallunterlage.

Die Rückseite eines Keramikstückes ist mit mindestens zwei Gruppen von vorzugsweise zueinander rechtwinkligen Schlitzen versehen, die so geneigt sind, daß sie auf die Mitte der Vorderseite des Stückes zeigen. Dann wird eine Metallunterlage auf die geschlitzte Seite der Keramik mit einer solchen

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ausreichendenDicke der Lot le gierung aufgelötet, daß diese aus den mit der Legierung gefüllten Schlitzen heraustritt. Wenn das Stück nach dem Löten abkühlt, zieht die größere Kontraktion der Metallotlegierung und der Unterlage die Keramik in eine Richtung, die die Lötlegierung in die Schlitze zwingt, wobei zusätzlich zu der durch die Lötverbindung hergestellten Bindung eine starke geometrische Verbindung hergestellt wird. Wenn ein Keramikstück sehr großer Abmessungen verbunden werden soll, kann es wünschenswert sein, zu erwägen, es in eine Anzahl getrennter, vorzugsweise gleichgroßer Stücke zu unterteilen, von denen jedes alleine sichtbar und an seiner Rückseite mit gegen sein Zentrum gerichteten Schlitzen versehen ist. Wenn ein thermischer Schock, wie er entstehen kann, wenn ein Gasstrom hoher Temperatur plötzlich auf die Oberfläche gerichtet wird, ein Keramikstück unabhängig von der durch die Unterlage verursachten Beanspruchung bricht, ist es wünschenswert, auf der Vorderseite des Stückes Schlitze vorzusehen, um das Brechen in gleichmäßig geformte Stücke mit ziemlich regelmäßigen Ecken zu fördern, bei denen es unwahrscheinlich ist, daß sie übrigbleibende Eingangsbrüche aufweisen.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 Eine geschlitzte Keramik, ein Lötmittel und eine Metallunterlage in der Stellung für den Lötvorgang;

Figur 2 eine Seitenansicht gemäß Fig. 1;

Figur 3 die Einzelteile gemäß Fig. 1, zusammengelötet und mit der Lötlegierung gefüllten Schlitzen und

Figur 4 eine Seitenansicht gemäß Fig. 3.

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Figur 1 zeigt eine Metallunterlage 10, in herkömmlicher Weise aus Nickel, unter einer Lötplatte aus einer Lötlegierung 12, über der ein Keramikstück 14 mit Schlitzen 16 (und 18 in Fig. 2) auf dessen Rückseite und mit Rillen auf dessen Vorderseite angeordnet ist.

In einer typischen anmeldungsgemäßen Anwendung besteht das Keramikstück 14 aus einem Körper der Spinel-Art mit eingelagerten Verunreinigungen, um es bei hohen Temperaturen für die /MHD-Elektrocie elektrisch leitend zu machen. Es ist 2,54 mm (0.1 inches) dick, 76,2 mm (3 inches) lang und 9,38 mm (0.375 inches) breit. Die Schlitze 16 sind mit einem Diamantschneidrad mit 0,254 bis 0,381 mm (0.01 bis 0.015 inches) Dicke und abgerundeten Ecken geschnitten, so daß Schlitze ohne scharfe Ecken hergestellt werden (weil scharfe Ecken nicht erwünscht sind, da sie Konzentrationen der Beanspruchung bewirken). Die Schlitze 16 sind mit einem Winkel von 30 bis 45° gegenüber der horizontalen Stirnfläche des Keramikstücks 14 bis zu einer Tiefe von 0,254 bis 0,508 mm (0.01 bis 0.02 inches) geschnitten. Die Rillen 20 sind in gleicher Weise mit einem Diamantschneidrad mit einer scharfen Ecke geschnitten, weil es erwünscht ist, daß sie zum Lokalisieren der Beanspruchung dienen; sie sind 2,54 cm ( 1 inch) von jedem Ende des Keramikstückes 14 angeordnet, um dessen Teilung in 2,54 cm lange Stücke zu fördern, wenn ein thermischer Schock es zum Zerspringen bringt. Achtzehn Schlitze sind, wie dargestellt, geschnitten mit drei nach oben links gerichteten, dann drei nach oben rechts gerichteten Schlitzen und so abwechselnd weiter, um drei Paare zu je drei dieser Schlitze 16 zu erhalten. Dadurch werden mittels der Rillen festgelegte 2,54 cm-Abschnitte mit sechs gegen das Zentrum jedes Abschnittes gerichteten Schlitzen 16 bereitgestellt»

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so daß der Abschließvorgang noch andauern würde, selbst wenn die drei Abschnitte tatsächlich infolge eines Bruchs längs der durch die Rillen 20 festgelegten Linien getrennt worden sind. In Fig. 2 sind Schlitze 18 dargestellt, von denen zwei nach oben links und zwei nach oben rechts gerichtet sind. Wenn das Stück nur 9,38 mm (0.375 inches) breit ist, gibt es keine Gelegenheit zum Anbringen von Rillen (analog 20), um Schock-Brüche über die schmale Abmessung zu lokalisieren.

Nach dem Schneiden der Schlitze 16, 18 und der Rillen 20, wird auf die Rück- oder geschlitzte Seite des Keramikstücks eine fein-körnig gemahlene (ball-miHed) Wassersuspension eines Gemische von Mangan und Molybdän aufgetragen, die, wie ansich bekannt, aufgebrannt wird, um die Oberfläche zu metallisieren und zum Löten vorzubereiten. Die geschlitzte metallisierte Keramik 14 wird dann auf die Unterlage 10 unter Zwischenfügung einer Platte 12 aus einer Lötlegierung zwischen der Unterlage 10 und der metallisierten Fläche des Keramikstücks 14 und unter dem Aufwärmen der Anordnung bis auf die gebräuchliche Löttemperatur gelötet. Die Lötlegierung 12 schmilzt und füllt die Schlitze 16, 18, wodurch das in den Figuren 3 und 4 hergestellte Fertigteil resultiert. Dieses ist das erwünschte Produkt.

In einem früheren Versuch bei einer ähnlichen Struktur sind die neun links angeordneten Schlitze 16 alle nach oben rechts und die verbleibenden neun, nach rechts weisenden Schlitze nach links oben geschnitten worden, so daß nach einem Bruch längs der Rillen 20 Endteile des Keramikstücks 14 nicht von der entgegengesetzt gerichteten Lötlegierung 12 in den Schlitzen 16 gehalten worden sind.

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Die mechanische Haftung der Lötlegierung an der durch die Keramik bedingten rauhen Seite der Schlitze 16 ergab eine ausreireichende/ um die Einheit intakt zu halten; der beabsichtigte Gebrauch der Anordnung in sehr schnell bewegten Strömen eines sehr heißen und korrodierenden Gases erfolgt indesse unter so harten Bedingungen, daß dies keine wünschenswerte Betriebsart ist; sie wird daher nicht bevorzugt, obgleich in dem unbeabsichtigten Test die Angelegenheit funktioniert hat.

Da Keramiken mit verschiedenen inneren Öffnungen durch Gießen geformt werden können, sind andere Methoden gewiö benutzbar, um mit Rillen versehene und geschlitzte Keramiken 14 herzustellen. Insbesondere können anstelle der Schlitze 16, 18 mit geraden Seiten, schwalbenschwanzförmige Schlitze hergestellt werden. Diese hätten keine links- oder rechtsgängige Orientierung und würden bis zu diesem Grad die Ausführung vereinfachen. Sie würden jedoch den Querschnitt der Keramik an der Verbindung etwas verkleinern, was aus dem genannten Grund nicht wünschenswert sein könnte. Ebenso ist das Pressen einfacher rechteckiger Stücke eines Keramikkörpers viel einfacher als Gießen, insbesondere wenn ein hochdichtes Keramikprodukt erwünscht ist.

Allgemein kann die offenbarte Erfindung dadurch beschrieben werden, daß sie ein auf eine Metallunterlage mittels einer Lötlegierung aufgelötetes Keramikstück aufweist, in welchem entgegengesetzt gerichtete Schlitze in der gelöteten Fläche mit der Lötlegierung gefüllt sind. Die Rillen auf der Außenseite der Keramik sind vorgesehen, um in der Außenseite der Keramik infolge von Hitzezufuhr entstehende Brüche zu lokalisieren.

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Claims

Patentansprüche

;1)/ Metall-Keramik-Körper mit einem auf eine Metallunterlage ^' mittels einer Lötlegierung aufgelöteten Keramikstück, gekennzeichnet durch entgegengesetzt gerichtete Schlitze (16) an der gelöteten Seite des Keramikstücks (14), die mit der Lötlegierung (12) gefüllt sind.
2) Metall-Keramik-Körper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zu den entgegengesetzt gerichteten Schlitzen (16) orthogonal angeordneten weiteren entgegengesetzt gerichteten Schlitzen (18), die mit der Lötlegierung (12) gefüllt sind.
3) Metall-Keramik-Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Keramik (14) mit Rillen versehen ist, um Brüche zu lokalisieren, die darin auftreten, wenn die Außenseite einer Hitzeeinwirkung ausgesetzt wird.

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ORIGINAL INSPECTED