DE3124420A1

DE3124420A1 - Verfahren zur erhoehung der waermeenergie in elektrisch leitenden duennschichten

Info

Publication number: DE3124420A1
Application number: DE19813124420
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. 8272 Niederglatt Nygaard
Original assignee: INVENTA AG fur FORSCHUNG und PATENTVERWERTUNG ZUERICH; Inventa AG Fuer Forschung und Patentverwertung Zuerich 8006 Zuerich; Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Current assignee: INVENTA AG 8006 ZUERICH CH
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1981-06-22
Publication date: 1982-06-03
Also published as: CH656953A5; DE3124420C2

Description

Verfahren zur Erhöhung der Wärmeenergie in elektrisch
leitenden Dünnschichten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Wärmeenergie in elektrisch leitenden Dünnschichten sowie die Anwendung dieses Verfahrens zum Zünden von Dünnschicht-zündflächen oder -zündbrücken in Sprengkörpern.
Zur Zündung eines Sprengkörpers mittels einer elektrisch leitenden Dünnschicht benötigt man eine gewisse 'Energie menge pro Flächeneinheit. Um die erforderliche ündenergie möglichst gering zu halten, war man bestrebt, die Zündfläche in der elektrisch leitenden metallischen Dünnschicht möglichst klein zu gestalten. Aus technischen Gründen darf die Zündfläche jedoch ein gewisses Mass nicht unterschreiten, wobei als unterste 2 Grenze etwa 100 ,um gilt. Als Folge davon hat auch die elektrische Energie, die für die Zündung erforderlich ist, eine untere Grenze, die bisher nicht unterschritten werden konnte.
Es wurde nun gefunden, dass man die Wärmeenergie, welche in einer elektrisch leitenden metallischen Dünnschicht durch elektrischen Strom erzeugt wird, merklich erhöhen kann, wenn man als Dünnschicht eine Kombination von Einzelschichten aus Metallen, welche Legierungen unter Wärmeabgabe bilden, verwendet.
Solche Metallkombinationen sind in grosser Zahl bekannt.
Somit kann die Dünnschicht aus beliebig vielen Einzelschichten beliebig vieler Metalle bestehen, aus Kostengründen besteht sie jedoch vorteilhaft aus z w e i Einzelschichten z w e i e r Metalle Hierbei hat sich eine Rombination aus einer Aluminium- und einer Palladium-schicht am besten bewärt. Jedoch sind Kombinationen von Aluminium- und Platin-schicht oder auch Aluminium-, Palladium- und Platin-schicht geeignet.
Das Gewichtsverhältnis der einzelnen Metall schichten untereinander wird selbstverständlich vorteilhaft derart eingestellt, dass bei deren Legierungsbildung die grösste Temperaturerhöhung auftritt. Im Falle einer Kombination von Aluminium- und Palladium-schicht beträgt das günstigste Gewichtsverhältnis der beiden Metallschichten zueinander 1:3 Die Dünnschicht, d.h. die einzelnen Metallschichten, wird (werden) vorteilhaft auf den oden eines Polkörpers, und zwar direkt auf das Polstiftende, den Gehäuserand und die dazwischen liegende Isolation aufgebracht, wie das in Fig. 1, Bezugsnummer 1 dargestellt ist. Dies erfolgt heutzutage am häufigsten im sogenannten Sputtering-verfahrenç 8 aber auch die bekannte Aufdampfmethode ist hierzu geeignet. Hierbei wird zuerst die Aluminium-schicht und auf diese die Palladium-schicht aufgetragen. In diese Dünnschicht wird um das Polstiftende 5 herum eine ringförmige Aussparung 2 mit verdickten Enden 3 aufgebracht. Dies wird meistens mittels Lazerstrahlen oder -seltener- in photolithographischem Verfahren, oder auch 1mit Hilfe entsprechender Masken, beim Sputtering oder Aufdampfen der einzelnen Schichten ausgeführt. Der Strom wird nun, wie üblich, durch die zwischen den Enden 3 liegende Fläche 4 (Zündfläche oder Zündbrücke; in der Fig. 1 schraffiert) geleitet, wodurch die Metalle legieren und somit die Legierungswärme frei wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, mit weniger elektrischer Energie pro Flächeneinheit der Zündfläche auszukommen, als dies bisher der Fall war.
In der Praxis bedeutet dies, dass maq mit erfindungsgemässem Verfahren, d.h. mit oben definierten Dünnschichten, nur 1/3 bis 1/4 soviel elektrische Energie benötigt, als dies mit Dünnschichten der üblichen Art der Fall war. Oder umgekehrt: mit ein und derselben elektrischen Energiemenge kann man in Dünnschichten der oben definierten Art 3-4 Mal grössere Zündflächen (oder -brücken) verwenden. Dies ist wirtschaftlicher, und die Zünder werden dadurch sicherer gegen ungewollte Zündungen.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.
Beispiel (siehe Fig. 1) Auf einem in Fig. 1 dargestellten Polkörper von 5 mm Durchmesser wird durch die bekannte Sputtering-methode eine Aluminium schicht von 0,05 um und darauf eine Palladium-schicht von ebenfalls 0,05 pin aufgebracht.
In die so erhaltene Dünnschicht 1 wird mittels Lazerstrahlen eine kreisförmige isolierende Aussparung 2 (Durchmesser des Kreises: 2,5 mm, Dicke des Kreises: 40 Fm)mit verdickten Enden 3 (Dicke dieser Enden: 120 pm) ausgebrannt. Die Distanz zwischen diesen Enden beträgt 40 um, somit beträgt die Fläche 4: 48 µm².
Im übrigen bedeuten in FigÕ 1, 5: Polstift, 6: Isolation; 7: Polkörpergehäuse; diese drei Teile bestehen aus den in der Zündtechnik üblichen Materialien.
Um die Zündfläche 4 zum Zünden zu bringen, benötigt man dank der Tatsache, dass hierbei Legierungswärme frei wird, nur 12 PJO Würde keine Legierungswärme auftreten, wie das ja in den bisher üblichen Dünnschichten der Fall ist, so müsste man das 4-Fache an Energie, also 48 aufwenden, um die Zündung in Gas zu bringen.
Leerseite

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Wärmeenergie in elektrisch leitenden Dünnschichten Patentansgrüche 1. Verfahren zur Erhöhung der Wärmeenergie, welche in einer elektrisch leitenden metallischen Dünnschicht durch elektrischen Strom erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dünnschicht eine Kombination von Einzelschichten aus Metallen, welche Legierungen unter Wärmeabgabe bilden, verwendet.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschicht aus zwei Einzelschichten zweier Metalle aufgebaut ist.
3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dunnschicht aus einer Aluminium- und einer Palladium-Schicht aufgebaut ist.
4. Anwendung des Verfahrens der Patentansprüche 1-3 zum Zünden von Dünnschicht-Zündflächen oder -Zündbrücken in Sprengkörpern.