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Verfahren zum Isolieren von Drähten Die Erfindung bezieht sich auf
die Isolierung von Drähten usw. solcher Legierungen, die Nickel und Chrom enthalten,
wie Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen. Die Erfindung betrifft sowohl
feine Hochohmwiderstandsdrähte als auch Drähte größeren Durchmessers, Bänder und
Streifen. Sie umfaßt das Isolationsverfahren und den isolierten Draht usw. und Widerstände,
Rheostate, die aus diesen Drähten gewickelt wurden.
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Der Wunsch, Drähte durch Überziehen mit Oxy dschichten zu isolieren,
besteht schon länger, und es werden auf diese Weise manche Drahtsorten überzogen,
indem sie mit Dampf, Sauerstoff oder einem anderen heißen, oxydierenden Gas behandelt
werden. Legierungen, die Nickel und Chrom enthalten, können nach dieser Art mit
einer isolierenden Oxydschicht nicht überzogen werden. Man kann zwar eine dünne
Oxydschicht erhalten, diese ist aber spröde, bricht leicht und schält sich ab, wenn
der Draht gebogen oder plötzlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt wird.
Es scheint, daß das erzeugte Oxyd eine Schutzschicht bildet, welche verhindert,
daß der Sauerstoff zum nicht oxydierten Metall bzw. Legierung dringt, die unterhalb
der Schutzschicht liegt, wodurch die Bildung einer einigermaßen starken Oxyd-Schicht
verhindert wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Schutzüberzüge nicht nur
an aus Chrom-Nickel bzw. Chrom-Nickel-Eisen bestehenden Gegenständen, sondern auch
an feinen Drähten hergestellt werden, die ziemlich gleichmäßig in der Beschaffenheit
und in der Stärke ausfallen. Sie brechen beim Biegen oder Schütteln bzw. bei der
üblichen Handhabung des Drahtes nur sehr schwer ab.
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Gemäß der Erfindung werden die Drähte, die aus einer Nickel und Chrom
enthaltenden Legierung bestehen und mit einer Isolierschicht versehen werden sollen,
erst in eine konzentrierte Lösung von Alkalihydroxyd getaucht und nach dem Überziehen
mit der Lösung in einer oxydierenden Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 4oo und
6oo° erhitzt. Das Alkalihydroxyd wirkt gewissermaßen als Flußmittel, indem es die
Oxydschicht, die sich an der Drahtoberfläche vor der beabsichtigten Oxydation gebildet
hat, ablöst und dadurch die Metalloberfläche für die weitere Behandlung freilegt.
Durch das Vorhandensein dieses Hydroxyds wird bei der nächstfolgenden Operation,
d. h. bei der Behandlung mit Luft, der gasförmige Sauerstoff durch Lösen desselben
zur Oberfläche des Drahtes übertragen, wo anschließende Oxydation erfolgt. Das Hydroxyd
hat außerdem den Vorteil, daß infolge seiner hygroskopischen Eigenschaften das Verdampfen
des Wassers an der Metallfläche während des Erhitzens verzögert wird. Dadurch kann
das Erhitzen auf längere Zeit in Gegenwart einer Salz- und Alkalilösung vorgenommen
werden,
and es scheint, daß das so zurückgehaltene Wasser den Sauerstoff
auf <las Metall überträgt. Es ist bekannt, daldie Verdampfung von Wasser aus
einer y8°/oigen Ätznatront. lösung bei 350° C nur etwa die Hälfte der V dalnpfung
von reinem Wasser bei 20° C trägt. Obwohl die Verdampfung bei höheren Temperaturen
stärker ist, ist die Oxv<lation im Vergleich zur Verdampfung des Wassers aus
solchen alkalischen Stoffen so rasch, daß es ermöglicht ist, daß bei den Oxydationstemperaturen,
die in den einzelnen Zeitrlbschnitten angewandt werden und von welchen festgestellt
wurde, daß sie für die Oxydation der Drähte ausreichen, nicht das ganze Wasser verdampft.
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Es ist bereits für Gegenstände aus Nickel, hochnickelhaltigen Legierungen
oder nickelplattierten Metallen ein Verfahren bekanntgeworden, um Oxvdschichten
durch Ober-@flüchenoxydation zu erzeugen, welches darin bestand, daß die Oxvdation
des Metalles entweder mit Luft oder Sauerstoff bei höheren Temperaturen oder unter
Verwendung schmelzender Ätzalkalien in Gegenwart starker Oxvdationsinittel, wie
Natriumsuperoxvd bzw. Nitrit, vorgenommen wurde. Bei diesem ",`erfahren müssen jedoch
im Falle, daß von der Benutzung von ltzalkalien Abstand genommen wird, übermäßig
hohe Temperaturen Verwendung finden, während im Falle der Benutzung von Ätzalkalien
bei niedrigen Temperaturen nur dann gearbeitet werden kann, wenn die Ätzalkalien
im schmelzenden Zustand und unter Zusatz sehr starker Oxydationsmittel benutzt werden.
Bei Widerstandsdrähten u. dgl. verbieten sich hohe Temperaturen, im Schmelzfluß
angewendete Ätzalkalien und starke Oxydationsmittel von selbst, weshalb dieses Verfahren
bei der Herstellung von feinen Widerstandsdrähten keine Verwendung finden kann.
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Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht «-orden, eiserne Gegenstände
dadurch mit einer Schutzschicht zu überziehen, indem man die Gegenstände mit heißer
konzentrierter Natron- oder Kalilauge, welche mit Eisenoxyd übersättigt ist, behandelte.
Die Behandlung Nickel und Chrom enthaltender Legierungen bzw. aus solchen Legierungen
hergestellter Drähte wurde jedoch auf diese Weise nicht vorgenommen.
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Nach den erwähnten bekannten Verfahren hat inan auch keine Überzüge
an Drähten herstellen können, die der erforderlichen mechanischen Beanspruchung
gewachsen waren, wie das beim erfindungsgemiißen Verfahren der Fall ist.
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In Ausführung des Verfahrens wird der Draht zuerst mit der wiißrigen
Lösung einer .11ka@illase, welche stark llvgrvoskopisch ist bei den Oxydationstemperaturen
und welche als Flußmittel für die an der Legierung gebildeten Salze und Oxyde dient,
behandelt.
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Vorzugsweise wird eine Lösung von Ätz= ;ts-on verwendet. Falls erwünscht,
kann in heißes Ätzbad benutzt werden, um 01 oder Fett oder andere fremde Stoffe
vom Draht zu entfernen.
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Es wurde gefunden, daß verdünnte Ätznatronlösungen, die keine starke
Adhäsion am Draht zeigen, unausreichend sind. Vorzugsweise benutzt man konzentrierte
Lösungen, die 25 °/o oder noch besser 4o bis 5o Gewichtsprozent Natriumhydroxyd
enthalten. Diese Lösung tropft nicht leicht vom Draht ab, sondern wird an diesem
während des Erhitzens festgehalten.
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Nach dem Eintauchen des Drahtes in das Ätzbad wird er in einer oxydierenden
Atmosphäre zur Oxydationstemperatur erhitzt. Er kann so hoch erhitzt werden, daß
während der Oxydation die Glühtemperatur erreicht wird. Auch eine niedrigere Temperatur
ist verwendbar, die eine Oxydation ohne Glühen erzielen läßt. Falls die Oxydation
bei solchen niedrigeren Temperaturen vorgenommen wird, kann der Draht später ausgeglüht
werden, und zwar vorzugsweise nach dem ersten Auswaschen der Salze usw., die sich
während der oxydierenden Behandlung am Draht gebildet haben.
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Durch Veränderung der Oxydationstemperatur und der Zeit, während welcher
der
Draht erhitzt wird, kann die Stärke der Oxydschicht beeinflußt werden,
wodurch Umhüllungsschichten mit stärkeren oder schwächeren dielektrischen Eigenschaften
erzielt werden können. Ein ausgeglühter Draht mit
einer Umhüllung von vorherbestimmten
dielektrischen Eigenschaften kann dadurch erzielt werden, daß man den Draht erst
ausglüht, ihn dann in eine passende Alkalibase taucht und anschließend in einer
oxydierenden Atmosphäre auf passende Temperatur, eine passende Zeit lang erhitzt.
Nach dem Erhitzen werden die anhaftenden Salze mit Wasser ausgewaschen, vorzugsweise
in einem Bad, das eine geringe Säuremenge enthält, und dann mit Wasser, um alle
chemischen Reagenzien und Salze zu entfernen. Der so gereinigte Draht kann in elektrischen
Geräten, ohne Gefahr des Kurzschlusses, benutzt werden.
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Das Verfahren ist insbesondere zur Isolierung sehr feiner Drähte,
solcher, die zur
Herstellung von Rheostaten und anderen Radiobestandteilen
verwendet werden, geeignet. Es kann auch zum Überziehen stärkerer Drähte, Streifen
und Bänder wie zur Umkleidung von Bändern dienen, die eine Breite von 3 bis 4 cm
aufweisen und sogar noch für ,
breitere Größen. Bei solchen
Drähten o. dgl. ist es nicht erforderlich, beim Aufwickeln zu Widerständen zwischen
den einzelnen Will-' dangen einen gewissen Zwischenraum frei zii lassen. Feine Drähte
usw. können leicht. zu veränderbaren Widerständen gewickelt werden, wenn sie mit
einer erfindungsgemäß hergestellten Oxydschicht isoliert werden.
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Der überzogene Draht kann dann zu einer Spule gewickelt und die Oxydschjcht
im Wege des Schleifkontaktes, ohne den Rest der übrigen Isolierschicht zu beschädigen,
entfernt werden, wodurch in jeder Lage des Schleifkontaktes gleichfalls elektrischer
Kontakt möglich ist.
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Die Oxydation kann diskontinuierlich ausgeführt werden, indem man
den Draht zur Spule formt, die Spulen im Ätzbad behandelt und dann erhitzt. Das
Verfahren kann auch kontinuierlich vorteilhaft ausgeführt werden, indem man eine
einzelne Drahtsträhne durch das Bad zum Überziehen hindurchfährt und anschließend
durch. eipe Erhitzungskammer. Die Stärke der Oxydschicht kann durch Änderung der
Geschwindigkeit, mit welcher der Draht durch die Erhitzungskammer gefördert wird,
und durch Änderung der Temperatur der Erhitzungskammer verändert werden.
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In der Praxis wird die Erhitzungskammer sehr schmal ausgeführt. Für
Drähte stärkeren Durchmessers ist die diskontinuierliche Behandlung vorzuziehen,
für dünnere Drähte dagegen die kontinuierliche.
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Es wurden über die Isolation von Drähten verschiedenen Durchmessers,
die aus 6o °/0 Nickel, etwa 15 °/° Chrom und der Rest Eisen zusammengesetzt waren,
Versuche angestellt, um die richtige Oxydationstemperatur und die geeignetste Konzentration
der Ätzlösung zu bestimmen. Es wurde gefunden, daß beim kontinuierlichen Durchführen
eines Drahtes von 0,05 mm Durchmesser durch ein Bad, das 29 Gewichtsprozent
Natriumhydroxyd enthielt, bei einer Geschwindigkeit von 30 m/Min. und anschließendem
Erhitzen bei 871' C auf etwa 3 Sekunden der Niederschlag von Ätzmittel
am Draht so war, daß eine Oxydschicht von niedrigen dielektrischen Eigenschaften
erzielt wurde. Unter Benützung derselben Drahtsorte bei derselben Geschwindigkeit
und Behandlungstemperatur wurde eine bessere Isolierung bei Gebrauch eines Ätzbades
mit 42 Gewichtsprozent Ätzalkali erzielt. Dies erklärt sich nicht zuletzt dadurch,
daß eine konzentrierte Ätzalkalilösung viskoser ist, wodurch am Draht eine größere
Menge haftenbleibt.
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Weitere Versuche ergaben, daß bei einem Draht von 0,o9 mm im Querschnitt,
der kontinuierlich durch ein Bad von 29 °/° Ätziiatron mit ?i,3 111/Min. und anschließend
durch eine Glühkammer mit 8-1' C Durchschnittstemperatur gefördert wurde und eine
solche Länge hatte, daß der Draht in der Kammer etwas über 4 Sekunden blieb, ein
Überzug von niedrigerer Dielektrizitätskonstante erhalten wurde. Bei Verwendung
eines Bades, das 42 °/° Ätzalkali enthielt, wurde ein Überzug mit höheren dielektrischen
Eigenschaften erzielt.
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Dann wurden unter Benutzung von 42 °/° Ätzalkali Drähte aus dieser
Legierung behandelt, die einen Durchmesser von 0,05, 0,06.I, 0,o76, 0,o88, o, i
und o, r r 5 mm aufwiesen. Die Geschwindigkeiten betrugen 30, 20,0, , 22,9, -2i,3,
18,29, i5,84m/Min. Diese Drähte wurden unter oxydierenden Bedingungen während 3,
3,53, 4, 4,28. 5 und 5,77 Sekunden auf 84z° bis 87i° C erhitzt.
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Bei dieser Behandlung wurden die Drähte in einer Operation ausgeglüht
und oxydiert. Die Behandlungszeit für die Drähte stärkeren Durchmessers war größer
als die bei solchen kleineren Durchmessers. Die für die Oxydation erforderliche
Verweilzeit im Ofen wächst mit der Größe des Drahtes, unabhängig davon, ob der Draht
ausgeglüht wird während des Oxydierens oder nicht.
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Feiner Draht von ähnlichen Bemessungen, der im wesentlichen aus 8o0/0
Nickel und 20 °/° Chrom besteht, kann unter denselben Konzentrations- und Temperaturbedingungen
ähnlich oxydiert und ausgeglüht werden. Drähte mit der Zusammensetzung 18 °/° Chrom,
8,0/0 Nickel und der Rest Eisen wurden gleichfalls gleichzeitig oxydiert und ausgeglüht.
Drähte, Streifen und Bänder größeren Durchmessers, die aus diesen verschiedenen
-Legierungen bestehen, können ähnlich oxydiert und ausgeglüht werden, wobei die
Behandlungszeit, Temperatur, Konzentration usw. in Abhängigkeit von der Größe der
Drähte passend verändert wird. Bei Drähten, die aus einer Legierung bestehen, welche
aus 6o °/° Nickel, 15 °/° Chrom und der Rest Eisen zusammengestellt sind, ist bei
der Glühtemperatur von 87i° C die anfängliche Reaktion so rasch, daß in sehr kurzer
Zeit eine Oxydschicht entsteht, deren Stärke und Undurchlässigkeit ausreicht, um
praktisch eine weitere Einwirkung zu verhindern. Durch Hindurchführen eines Drahtes
von 0,o88 mm Durchmesser durch einen 9z cm langen Ofen bei einer Geschwindigkeit
von 9,1 m/Min. wurde eine Oxydschicht erzielt, deren Durchschlagspannung 5o Volt
betrug. Unter Benutzung von Geschwindigkeiten von 28 in/1lin. aufwärts mit 42 °/°
Ätzalkali wurde eine Umhüllung von denselben dielektrischen Eigenschaften erzielt,
wobei ein schwarzes Oxyd entstand. Mit -25 °/° Ätzalkali erhielt man einen bräunlichschwarzen
Überzug. In allen
Fallen waren die dielektrisclien Eigenschaften
(les Überzugs im wesentlichen dieselben. Bei Benutzung einer Glühtemperatur von
732° C ist es jedoch möglich, die Bildung des Oxyds so zu steuern, daß Isolierungen
verschiedener dielektrischer Eigenschaften erhalten werden. Bei dieser Temperatur
unter Benutzung einer Ätzalkalilösung von 42 °4 eines g1 cm langen Ofens und unter
Führung des Drahtes durch den Ofen bei Geschwindigkeiten von 9,15, l8"29,
=2,25 und 28 in/Min. wurde eine Isolation erreicht, deren Durchschlagspannung
2;, 20, 15 und 5 Volt betrug.
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Anstatt die Oxydation des Drahtes durch kontinuierliches Hindurchführen
durch ein :@tzalkalibad und durch einen Oxydationsofen durchzuführen, kann man auch
eine Drahtspule schrittweise den erforderlichen Behandlungsstufen unterwerfen. Beispielsweise
wurde Draht verwendet, dessen Zusammensetzung So °/o Nickel und 20 '[" Chrom war
und der durch Hindurchziehen von im Salzbad ausgeglühtem und mit Säure gereinigtem
Draht von einem Durchmesser von o,1 mm bis 0,0t;3 mm in kleine Spulen gewickelt
wurde, die etwa 3,5 bis 4,5 kg je Spule wogen. Diese Spulen wurden gegen Abwickeln
lose umgebunden. Es wurde gefunden, daß das Aufwickeln des Drahtes zu kleinen Spulen
das Eindringen der Ätznatronlösung und das folgende Auswaschen und Durchspulen erleichtert
und daß außerdem der Draht während der Oxydation der Hitze gleichmäßiger ausgesetzt
wird. Die Größe der Spulen kann noch etwas vergrößert werden, aber während der beschriebenen
Behandlungsart läßt die Schwierigkeit der Behandlung größerer Spulen die Verwendung
kleinerer Spulen vorteilhafter erscheinen. Bei Verwendung größerer Spulen kann es
erforderlich sein, die Röstzeit etwas auszudehnen.
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Die Drahtspule wird in einer konzentrier- j te1 Ätznatronlösung während
1'/z bis 2 Stunden bzw. eine ausreichende Zeit ausgekocht, urn die Oberfläche des
Drahtes zu reinigen und um diese mit einer Schicht der Ätznatronlösung zu umkleiden.
Zu diesem Zweck reicht eine Ätzlösung aus, die 4o bis 5o Gewiclitsprozent Ätzalkali,
z. B. 4.5 °/o, enthält. Zur Reinigung des Drahtes kann eine dünnere Ätzlösung verwendet
werden. Zum überziehen des Drahtes ist es aber wesentlich, eine konzentrierte Ätzlösung
zu benutzen, da die weniger viskose dünnere Lösung von der Spule zu leicht abfließt.
Um am Draht eine Schicht zu erzeugen, deren Oxydation ausreichend stark und stabil
ist, ist eine ziemlich viskose Lösung erforderlich. Dünnere Lösungen hinterlassen
ungenügend oxydierte Drähte, die eine ungleichmäßige Färbung zeigen. Zier Ausführung
der Behandlung werden große Stahlbehälter verwendet, die Ätzlösungen dieser Konzentration
widerstehen können und die mit Heizschlangen versehen sind. Zur Handhabung des Drahtes,
d. h. zum Einsetzen dieses in die Ätzlösung, zum anschließenden Herausziehen aus
dieser, zum Einsetzen und Herausnehmen derselben aus den Ofen usw. können Metallhaken
verwendet werden.
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Der mit Ätzstoffen beladene Draht wird in
einer oxydierenden
Atmosphäre, vorzugsweise zwischen 482° bis 51o° C, etwa
2 Stunden erhitzt.
Die Spulen werden vorteilhafterweise in einem teilweise bedeckten Behälter eines
elektrischen Ofens so erhitzt, daß die Feuchtigkeit vergleichsweise langsam abgetrieben
wird. Sie werden dann in der Luft abgekühlt und dann sehr sorgfältig mit heißem
Wasser oder zuerst mit verdünnter Säure und dann mit heißem Wasser gewaschen. Es
ist vorteilhaft, die Spulen während des Waschvorganges zu schütteln, um
den
Draht vollkommen von jeglichem schwarzen oder grünen Schlamm, der anhaftete,
zu
befreien. Nachdem der Draht sorgfältig gewaschen wurde, wird er getrocknet.
Dies kann auch bei Raumtemperatur geschehen, ob-
wohl es vorteilhaft ist,
die nassen Spulen zu-
erst abzuschleudern und sie dann bei ziemlich hoher
Trocknungstemperatur in einem gas- oder dampfbetriebenen Trockenschrank zu trocknen.
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Der Draht kann dann ausgeglüht werden, wobei weder seine Farbe geändert
wird noch ein Abbröckeln oder eine ähnliche Beschädigung der Oxydschicht durch die
Hitze von
842 bis 871' C zu befürchten ist. Das Ausglühen bei höheren
Temperaturen, z. B. zwischen 899 bis 101o° C, ist versucht worden, es wurde aber
gefunden, daß die Erhöhung der Temperatur die Qualität und das Aus-
sehen
des Oxyds nachteilig beeinflußt. Zum
Ausglühen können sowohl elektrische als
auch offene ölbeheizte Ofen verwendet werden. Um eine oxydierende Atmosphäre zu
gewährleisten, läßt man in den Ausglühofen überschüssige Luft eintreten.
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Nach dem Ausglühen sollen die heißen Spulen nicht in Berührung mit
kalten Gegenständen gebracht werden, weil dadurch die Oxydschicht leicht brüchig
wird. Sie
können, ohne die Oxydschicht zu beschädigen, ziemlich rasch durch
sorgfältiges übertragen mit Metallhaken auf eine horizontale Metallstange in Luft
gekühlt werden. Nach dem Abkühlen findet man, daß der Draht mit
einer dicken,
schwarzen ununterbrochenen Oxydschicht bedeckt ist. Falls erwünscht, kann er wieder
mit heißem Wasser gewaschen werden, um jedes grüne Oxyd, das sich vielleicht während
der letzten Heizperiode ge-
bildet hat, zu entfernen. Dann
wird der Draht wieder getrocknet. Während dieses Waschvorganges ist ein Schütteln
des Drahtes nicht erforderlich.
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Viele Techniker sind der Ansicht gewesen, daß bei der Herstellung
von Oxydüberzügen von Drähten aus verschiedenen Stoffen die höchstzulässige Temperatur
vorteilhaft ist. Diese Ansicht beruht möglicherweise auf der Annahme, daß die Stärke
der Oxydation mit zunehmender Temperatur zunimmt, da die Oxydation eine gewöhnliche
chemische Reaktion darstellt. Zahlreiche Versuche mit Chrom- und Nickel- bzw. Chrom-,
Nickel-und Eisendrähten, die mit Ätznatron benetzt waren, zeigten, daß, falls für
diese Drähte ein langes Erhitzen erforderlich ist (wie das bei der diskontinuierlichen
Oxydation der Spulen der Fall ist, um zu ermöglichen, daß das Metall durch seine
ganze Masse so gleichmäßig als möglich erhitzt und oxydiert wird), Temperaturen
zwischen 4.oo und 59o° C vorzuziehen sind. Bei der kontinuierlichen Oxydation feiner
Drähte oder Streifen, bei welcher die Behandlung des Drahtes in Form einer einfachen
Strähne geschieht und bei welcher die Wärme sehr rasch und gleichmäßig an das aufzuheizende
Metall übertragen wird, ist für die Oxydation nur ein kurzes Aufheizen erforderlich,
weshalb in diesem Fall Temperaturen von 537 bis 98a° C am geeignetsten sind.
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In dieser Art können verschiedene Größen von Draht aus Chrom-Nickel
und Chrom-Nickel-Eisen mit einer isolierenden Oxvdschicht überzogen werden. Sie
können erst oxydiert und dann ausgeglüht oder erst geglüht und dann oxydiert und
schließlich durch passende Einstellung der Temperatur gleichzeitig geglüht und oxydiert
werden. Streifen, Bänder u. dgl. wechselnder Stärke und Größe können mit einer isolierenden
Oxydschicht durch Behandlung mit einem Ätzmittel und anschließendes Erhitzen mit
oder ohne gleichzeitiges Glühen in diskontinuierlichem Betrieb versehen werden.
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Die Oxydation des Metalls in Gasen wird von der Temperatur, bei welcher
die spez. Reaktion eintritt, von der Übertragung des Sauerstoffs aus der Luft zur
Metallfläche, von der Natur der gebildeten Oxydationsprodukte und im Fall, daß die
Metallfläche mit einer Schicht einer oxydierenden Flüssigkeit bedeckt ist, sowohl
von der Sauerstofflöslichkeit als auch von der OH-Konzentration in der Flüssigkeitsschicht
beeinflußt. Im vorliegenden Fall ist das Problem der Oxydation dadurch kompliziert,
daß vom Handel schwarze unlösliche Oxydüberzüge bevorzugt werden und daß bei der
Isolierung von Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen Oxyde verschiedener
Farbe und verschiedener physikalischer und chemischer Eigenschaften je nach den
Rösttemperaturen erzeugt werden. Die Oxydation wird vorteilhafterweise in einer
besonders ausgewählten Operation, in welcher schwarze oder dunkle Oxyde erzielt
werden, vorgenommen.
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Das Studium der Oxyde und Hydroxyde von Nickel, Chrom und Eisen zeigt,
daß die beständigsten Nickeloxyde Ni O, welches grün ist, und Ni203, welches schwarz
ist, sind. Bei 4oo° C nimmt NiO Sauerstoff auf, wodurch das schwarze Sesquioxyd
N i. 0s gebildet wird, und bei 6oo° C verliert das Sesquioxyd Sauerstoff und geht
wieder in N i O über. Die für die Oxydation zugelassene Zeit ist lang genug, um
das Einstellen des Gleichgewichtes zu ermöglichen. Die Reaktionstemperatur muß zwischen
400 und 6oo° C gehalten werden, falls das schwarze Sesquioxyd erzielt werden soll.
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Chrom hat verschiedene Oxyde. Die hohen Oxyde Cr02 und Cr03 sind bei
verhältnismäßig niedrigen Temperaturen unbeständig und zerfallen zum dunkelgrünen
Cr. O3 und zum Cr0, welches schwarz ist. Ein schwach grüner Stich am Draht ist vollkommen
normal infolge der Bildung von Cr. 03, das nicht nachteilig ist, da Cr. 03 gute
dielektrische Eigenschaften und einen hohen Schmelzpunkt hat. Von den empfohlenen
Oxydationstemperaturen von 399°C bis 59131C bildet sich von den verschiedenen Eisenoxyden
das schwarze Eisenoxyduloxyd FeO,.
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Bei der absatzweisen Behandlungsart führen die Umsetzungen in die
Röstkammer zu einem Gleichgewicht, und die Farbe der Oxydschicht wird von der letzten
Rösttemperatur abhängen. Unter den Bedingungen der kontinuierlichen Behandlung,
bei welcher der Draht in der Röstkammer nur auf einige Sekunden verweilt, wird das
Gleichgewicht jedoch nicht erreicht. Deshalb werden beim kontinuierlichen Verfahren
höhere Temperaturen angewendet, um die schwarzen oder dunklen Oxyde zu erzeugen.
Um die dielektrischen Eigenschaften der mit diesen Oxyden überzogenen Drähte zu
überprüfen, wird der sog. Schalenversuch benutzt. Für diesen Versuch besteht der
Apparat aus -2 Quecksilberschalen, die einen Durchmesser von 2,5 und 1,25
cm haben und die um 1,25 cm auseinanderliegen.
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In den Seiten der Schalen sind schmale Vertikalschlitze eingeschnitten,
durch welche die Drähte oder andere zu prüfende Stoffe durchgeführt werden können,
wobei aber die Schlitze so schmal sind, daß das Quecksilber durch diese nicht ausfließen
kann. Zwischen den beiden Schalen wird eine Spannungsdifferenz erzeugt, die beispielsweise
durch einen
in den Stromkreis eingeschalteten Spannungsteiler ver:indert
«"erden kann. In den Stromkreis ist ferner ein"`Voltweter eingeschaltet, uni den
Spannungsabfall messen zu können. Der Prüfversuch wird so ausgeführt, : d-aßinan
den Draht durch die leiden in Serie gei schalteten Schalen, die einen Sl>aiiiiiingstiute'T
schied zeigen, hindurchzieht. Wenn die L'Zadel@ des Voltmeters ausschlägt, während
der Draht durch die Schalen gezogen wird, so ist das ein Zeichen dafür, daß in irgendeinem
Teil der Oxydschicht entweder eine unbedeckte Stelle oder eine Stelle von geringerem
Widerstand vorhanden ist.
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Dieser Versuch ist eine sehr strenge Prüfniethode für die Isolierung
feiner Drähte, und nur die Oxydüberzüge, die gemäß der Erfindung an Drähten aus
Legierungen, welche aus Chrom und Nickel bestehen, hergestellt sind, sind die einzigen
Oxydisolationen an solchen Drähten, die sich nach der beschriebenen .Methode als
einwandfrei erwiesen haben. Durch diese Prüfmethode wurden Drähte, «-eiche aus 6o
"/" Nickel, 15 °/" Chrom und der Rest Eisen bestanden, überprüft, und es
wurde gefunden, daß der Dralit von o,o5 mm Durchmesser finit 42 °/" Ätzstoft eine
Durch-Schlagspannung von 6 Volt zeigte, während derjenige, welcher mit 29 °/o Ätzstoff
behandelt wurde, eine Durchschlagspannung .von
nur 2 bis 3 Volt zeigte. Der
o,og mm starke Draht, der mit 42 "/" und 29 °/o Ätzalkali behandelt wurde, hatte
eine Durchschlagspan-, zung von io bis 12 bzw. 4 bis 5 Volt. Der " o, i 15
mm starke, in der beschriebenen Art
behandelte Draht zeigte eine Durchschlagspannung
von io bis 12 Volt. Chrom-Nickel-Dräut, welcher ini diskontinuierlichen Verfahten
überzogen wurde, hatte eine Durchschlagspannung von 30 bis 120 Volt.
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Der Ausdruck Draht soll irei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung
auch Streifen, Bänder u. dgl. decken.