DE601847C - Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall - Google Patents
Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein MetallInfo
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32018—Glow discharge
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
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Description
"DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
25. AUGUST 1934
25. AUGUST 1934
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
ICLASSE 48 b GRUPPE
Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. April 1933 ab
Es ist ein Verfahren zur Vergütung von Metallen bekannt, bei dem der zur Vergütung
dienende Stoff in das Metall dadurch eingebracht wird, daß das Metall im Teilvakuum einer den
einzubringenden Stoff enthaltenden Gasatmosphäre ausgesetzt wird, wobei die Reaktion
durch die Einwirkung einer elektrischen Sprühentladung unterstützt wird. Auf diese Weise
kann z. B. Eisen, Wolfram o. dgl. im Teilvakuum unter der Einwirkung von Kohlenwasserstoff,
Kohlenoxyd, Leuchtgas o. dgl. karbonisiert werden. Durch die Sprühentladung werden bei
diesem Verfahren die Kohlenwasserstoffe aktiviert, und es wird erreicht, daß der Kohlenstoff
in die Metalle hineindiffundiert. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren immerhin
noch verhältnismäßig langsam vor sich geht. Im folgenden wird nun angegeben, auf welche
Weise man eine erhebliche Beschleunigung einer
ao solchen Reaktion erreichen kann.
Erfindungsgemäß wird die angegebene, zur Vergütung von Metallen dienende Reaktion dadurch
wesentlich beschleunigt, daß die Glimmentladung eine schlagartige Entladung eines
kapazitiven Energiespeichers ist, also durch kurzzeitige Stoßspannungsimpulse erzeugt wird,
bei denen die Impulsdauer bzw. das Maximum der Impulsdauer etwa io"s bis io~6 Sek. beträgt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Feldstarke in der Entladungszone des Behandlungsapparates
wesentlich zu erhöhen. Außerdem können auf diese Weise sehr hohe Ionendichten in dem
Behandlungsapparat erzeugt werden, die das Mehrfache derjenigen Ionendichte betragen, die
bei gewöhnlicher Sprühentladung durch Wechsel- oder Gleichstrom erzielbar sind. Durch die Anwendung
dieser hohen Ionendichte ist es möglich, die bisher notwendige Reaktionszeit des Vergütungsverfahrens
auf einen Bruchteil dieser Zeit herunterzusetzen. Um vorzeitige Über-Schläge zwischen den Elektroden zu vermeiden,
ist es zweckmäßig, die Pausen zwischen den einzelnen Stoßimpulsen mindestens iomal so
groß zu wählen als die Impulsdauer selbst, damit in der Zwischenzeit eine Entionisierung
der· Gasstrecke eintreten kann.
Das angegebene Verfahren kann in allen solchen Fällen mit großem Vorteil angewendet
werden, wo es sich darum handelt, die Diffusion von Gasen in feste Körper zu erzielen, in denen
durch die Gase irgendwelche Reaktionen hervorgerufen werden sollen. So ist dieses Verfahren
beispielsweise auch sehr geeignet, um die Diffusion von Phosphor in Bronze oder von
Silicium in Eisen, Aluminium u. dgl. zu erzielen.
Auf der Zeichnung ist nun beispielsweise eine Vorrichtung dargestellt, mit deren Hilfe das
Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt werden kann. 1 ist eine im Querschnitt dargestellte
Vakuumkammer, die mit Acetylengas von etwa 0,08 mm Quecksilbersäule gefüllt ist.
Die Kammer 1 ist ferner mit zwei Stromein-
*) Von dein Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Georg Mierdel in Berlin-Siemensstadt.
führungen 2 und 3 versehen, zwischen denen ein Eisenstab 4 von etwa 10 mm Durchmesser eingespannt
ist. Die beiden Stromeinführungen 2 und 3 sind auf der Außenseite an den Heiztransformator
5 angeschlossen, durch den der Eisenstab 4 auf etwa 880 ° C erhitzt wird. 6 ist
ein in die Kammer 1 führendes Zuführungsrohr, durch welches das Acetylengas in die Kammer
eingeführt wird. Das Ableitungsrohr 7 ist mit einer nicht besonders dargestellten Pumpe verbunden,
die den Unterdruck in der Kammer 1 erzeugt. Oberhalb des Eisenstabes 4 ist ferner
eine Hochspannungselektrode 8 angeordnet, der die Hochspannung mittels einer durch den Hochspannungsisolator
9 gehenden Leitung 10 zugeführt wird. Unterhalb des Eisenstabes 4 ist eine
weitere Elektrode 11 angeordnet, die durch die Leitung 12 geerdet ist. Die Kammer 1 ist zweckmäßig
durch die Leitung 13 ebenfalls geerdet. Durch die folgenden zwei Versuche wird nun
gezeigt, welche Vorteile das neue Verfahren gegenüber dem bisherigen Verfahren bringt.
1. Versuch
Die beiden Sprühelektroden 8 und 11 werden
in der bisher üblichen Weise an eine auf der Zeichnung nicht besonders dargestellte Wechselstromquelle
von etwa 2000 Volt Spannung gelegt, wobei der Strom etwa 100 mA beträgt. Auf
diese Weise wird der Stab 4 20 Minuten in dem Ofen behandelt, dann aus dem Ofen herausgenommen,
abgekühlt und zerschnitten. Hierbei zeigt sich nun, daß das Eisen bis auf eine Tiefe von 0,6 mm karboniert ist.
2. Versuch
Für diesen Versuch wird dieselbe Einrichtung benutzt, jedoch werden die beiden Elektroden 8
und 11 nicht mit gewöhnlichem Wechselstrom, sondern mit Stoßspannungsimpulsen gespeist.
Diese Stoßspannungsimpulse werden durch folgende an sich bekannte Einrichtung erzeugt:
Als Hochspannungsquelle dient ein Transformator 14, der an das Leitungsnetz angeschlossen
ist. Das eine Ende der Sekundärspule dieses Transformators ist durch die Leitung 15
mit der geerdeten Elektrode 11, das andere Ende der Sekundärspule des Transformators ist durch
die Leitung 16 mit der Hochspannungselektrode 8 verbunden. In die Leitung 16 sind nun,
vom Transformator 14 aus gesehen, ein Gleichrichter 17 und eine Funkenstrecke 18 eingeschaltet.
Außerdem ist parallel zu den beiden Leitungen 15 und 16 noch ein Kondensator 19
geschaltet, der als Stoßkondensator dient. Schließlich sind noch in den beiden Leitungen 15
und 16 die Dämpfungswiderstände 20 und 21 vorgesehen. Wenn bei dieser Anordnung der
Kondensator 19 über die Ventüröhre 17 mit hochgespanntem Gleichstrom aufgeladen ist, so
entlädt er in außerordentlich kurzer Zeit (etwa 10"5 Sekunden und weniger) das in ihm angehäufte,
verhältnismäßig hohe Energiequantum in einem schlagartigen Stoß auf die beiden Elektroden 8 und 11. In einer Sekunde erfolgen 6g
etwa zehn derartige Stöße, zwischen denen spannungslose Zwischenpausen sind. Durch entsprechende
Einstellung der Funkenstrecke 18 und geeignete Bemessung des Stoßkondensators
19 kann man bei einem mittleren Strom von etwa 100 mA eine Spannung von etwa 4200 Volt
anwenden, ohne daß Überschläge oder Kurzschlüsse zwischen den Elektroden eintreten, da
sich bei der Kürze der Dauer eines jeden Impulses ein Überschlag gar nicht erst entwickeln
kann. Wird nun .der Eisenstab 4 in solcher Weise etwa 12 Minuten behandelt, so zeigt sich
schon in dieser erheblich kürzeren Zeit, daß der Kohlestoff ebenfalls 0,6 mm tief in den Eisenstab
eingedrungen ist, wie dies bei der Wechsel-Strombehandlung gemäß dem ersten Versuch
erst nach 20 Minuten Dauer erreichbar ist.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall, z. B. zur Karbonierung von Eisen, Wolfram o. dgl., im Teilvakuum durch eine Gasatmosphäre, z. B. von Kohlenwasserstoffen, Acetondämpfen, Kohlenoxyd, go Leuchtgas o. dgl., unter Einwirkung einer elektrischen Glimmentladung, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmentladung eine schlagartige Entladung eines kapazitiven Energiespeichers ist, also durch kurzzeitige Stoßspannungsimpulse erzeugt wird, bei denen die Impulsdauer bzw. das Maximum der Impulsdauer etwa io~5 bis io~6 Sek. beträgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pausen zwischen den einzelnen Stoßimpulsen mindestens iomal so groß sind als die Impulsdauer selbst.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES108883D DE601847C (de) | 1933-04-01 | 1933-04-01 | Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES108883D DE601847C (de) | 1933-04-01 | 1933-04-01 | Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE601847C true DE601847C (de) | 1934-08-25 |
Family
ID=7529103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES108883D Expired DE601847C (de) | 1933-04-01 | 1933-04-01 | Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE601847C (de) |
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- 1933-04-01 DE DES108883D patent/DE601847C/de not_active Expired
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