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Verfahren zur Herstellung sehr dünner Drähte. Die Priorität der Anmeldung
in den Niederlanden vom 18. Juni 1924 ist in Anspruch genommen. Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von sehr dünnen Drähten, insbesondere von
solchen mit einem Durchmesser von der Größenordnung einiger Mikron. In der Praxis
können dünnere Metalldrähte mittels eines Ziehverfahrens hergestellt werden. Nach
einem solchen Verfahren können Stäbchen oder dickere Drähte mittels Ziehdüsen im
Durchmesser verkleinert werden. Diese Ziehdüsen können z. B. aus Diamant bestehen,
durch den ein dem Durchmesser des herzustellenden Drahtes entsprechendes Loch gebohrt
ist. Mittels Ziehdüsen ist es aber nicht möglich, Drähte mit einem Durchmesser von
nur einigen Mikron zu ziehen, da solche Drähte während des Ziehverfahrens zerbrechen.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung dünner Drähte besteht darin, daß man die
auf gewöhnlichem Wege hergestellten Drähte als Anode der Elektrolyse unterwirft,
zum Zweck, die Drähte in ihrem Querschnitt beliebig zu verringern.
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Ferner ist es bekannt, das Ende eines Wolframdrahtes. .als Kathode
in ein elektrolytisches Bad zu tauchen und mittels eines Gleichstromes von hoher
Dichte zum Glühen zu bringen, um auf diese Weise eine Spitze zu erzeugen, die beim
Ziehen des Drahtes dessen Einführung in die Ziehlöcher ermöglichen soll.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren. nach dem man sehr dünne
Drähte herstellen kann, und zwar mittels ,elektrischen Stromes. Mit diesem Verfahren
ist es möglich,
Drähte mit einem Durchmesser, der, kleiner als i
o Mikron ist, herzustellen.
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Gemäß der Erfindung besteht das. Verfahren zur Herstellung sehr dünner
Drähte darin, daß Drähte von größerem Durchmesser als Kathode für eine Glimmentladung
.geschaltet werden, die mit einer solchen Stromdichte erfolgt, daß Zerstäubung der
Kathode auftritt.
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Bekanntlich tritt bei einer Glimmentladung Zerstäubung der Kathode
auf, wenn die Stromdichte einen bestimmten Wert überschreitet. In diesem Falle ist
das Potentialgefälle an der Kathode größer als der normale Kathodenfall.
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Es «hat sich herausgestellt, daß, wenn man. zwischen dem dünner zu
gestaltenden und zu diesem Zweck als Kathode geschalteten Draht und einer Hilfsanode
für .eine geraume Zeit eine Glimmentladung mit genügend hoher Stromdichte herbeiführt,
der Kathodendraht im Durchmesser abnimmt, und daß in dieser Weise Drähte erhalten
werden können, deren Durchmesser io Mikron oder noch weniger beträgt.
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Es ist zu bemerken, daß es nicht möglich; ist, durch Verdampfung bei
höherer Temperatur aus Drähten mit größerem Durchmesser dünne Drähte herzustellen.
Verdampfung ist ein unstabiler Vorgang, denn ein glühender Draht weist an den dünnsten
Stellen die höchste Temperatur auf, so daß die Verdampfung am stärksten da ist,
wo der Draht am dünnsten ist. Es ist ersichtlich, daß dieser Umstand zum Bruch des
Drahtes Veranlassung gibt. Zerstäubung hingegen ist ein stabiler Vorgang, bei dem
die bei der Verdampfung auftretenden Erscheinungen sich nicht zeigen und der,die
Herstellung dünner Drähte gestattet, deren Durchmesser über die- ganze Länge praktisch
derselbe ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich- besonders zur Herstellung
sehr dünner Einkristalldrähte. Die bekannten Verfahren. zur Herstellung von Einkristalldrähten
gestatten nicht, diese Drähte mit einem geringeren Durchmesser als io Mikron herzustellen,
und das Ziehen dickerer Einkrista.lldrähte zu einem kleineren Durchmesser ist nicht
möglich, ohne daß dabei die Einkristallstruktur verlorengeht. Das Verfahren gemäß
der Erfindung kann für alle Einkristalldrähte angewendet werden; beispielsweise
seien erwähnt: Zinn, Zink, Wolfram, Wismuth, Cadmium, Thalium, Blei.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Ein Wolframdraht 2, dessen Länge 20 cm und dessen Durchmesser 5o Mikron
ist und aus dem man einen sehr dünnen Draht herzustellen wünscht, ist bei 3 .und
q. in eine Glasbirne i mit einem Durchmesser von 6 cm eingeschmolzen. Überdies ist
ein zweiter Draht 5, z. B. aus Nickel, bei 6 und 7 in die Birne eingeschmolzen.
Der Draht 2, dessen Enden leitend miteinander verbunden sind, ist über einen als
Potentiometer an eine Stromquelle 8 mit einer Spannung von Soo Volt. geschalteten
regelbaren Widerstand 9, über den Widerstand io von io ooo Ohm und ein Galvanometer
i i, das gestattet, o, i Milliampere abzulesen, mit dem Draht 5 verbunden. Die Birne
i ist mit Argon unter einem Druck von o,2 Millimeter Quecksilbersäule gefüllt. Wenn
man den Schiebekontakt auf dem Widerstand 9 so einstellt, daß das Galvanometer einen
Strom von i Milliampere anzeigt, so wird die Stromdichte hoch genug sein, um die
Zerstäubung der Kathode herbeizuführen.
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Die Dicke des I#,'-athodendrahtes kann durch eine Widerstandsmessung
dieses Drahtes während des Zerstäubungsvorganges kontrolliert werden. Läßt man den
Zerstäubungsvorgang andauern, bis der Widerstand des Drahtes 2 bis, auf etwa den
zwanzigfachen Betrag des -Widerstandes-des-ursprünglichen- Drahtes-vergrößert ist,
so ergibt sich, daß der Kathodendraht nur noch einen Durchmesser von einigen Mikron
aufweist. Es ist aber möglich, den Vorgang noch weiter andauern zu lassen und in
dieser Weise Drähte herzustellen, die einen noch bedeutend kleineren Durchmesser
aufweisen. Ist der. Durchmesser des Katho@dendrahtes klein genug geworden, so kann
man durch Zerbrechen der Einschmelzstellen 2 und 3 den Draht aus. -der Birne z herausnehmen.
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Nach diesem Verfahren hergestellte Drähte eignen sich -insbesondere
zur Verwendung als I6'iderstandsthermometer in Saitengalvanometern nach Einthoven
und anderen Vorrichtungen, in denen es. erwünscht ist, sehr dünne Drähte zu benutzen.