DE682962C

DE682962C - Verfahren zur Herstellung dichter und widerstandsfaehiger Verbindungen zwischen keramischen Koerpern unter sich oder zwischen keramischen und metallischen Koerpern

Info

Publication number: DE682962C
Application number: DES124115D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Vatter
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-03-10
Filing date: 1935-03-10
Publication date: 1939-10-25

Description

Verfahren zur Herstellung dichter und widerstandsfähiger Verbindungen zwischen keramischen Körpern unter sich oder zwischen keramischen und metallischen Körpern Es ist bereits bekannt, keramische Stoffe untereinander oder mit Metallen unter Verwendung eines Weichlotes zu verbinden. Die keramischen Teile werden nach den bekannten Verfahren in der Regel mit einer Edelmetallschicht überzogen, worauf gegebenenfalls nach galvanischer Verstärkung die Verbindung mit Weichloten erfolgt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in !der Ummöglichkeit, Hartlote zu verwenden, da die Hartlote die Edelmetallschichten beim Lötvorgang auflösen und deshalb nur ;eine mangelhafte Lötverbindung entstehen lassen würden. Will man jedoch Lötstellen herstellen, die eine höhere Temperatur aushalten müssen, . so ist man gezwungen, zu Hartloten zu greifen.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Möglichkeit zur Verwendung von Hartloten für die genannten Zwecke geschaffen.
Gemäß :der Erfindung werden bei einem Verfahren zur Herstellung dichter und widerstandsfähiger Verbindungen zwischen keramischen Körpern unter sich oder zwischen keramischen und metallischen Körpern die zu verbindenden Körper auf eine Temperatur über 300"C gebracht und durch Ausbildung enger Fugen ,an der Verbindungsstelle und die dabei auftretenden Kapillarkräfte wird das flüssige Hartlotmetall gezwungen, die Oberfläche der zu verbindenden Teile zu überziehen. Wendet man die @er$ndungsgemüßen Maßnahmen an, so ist man imstande, Hartlötungen beliebiger keramischer Stoffe mit Metall und unter sich vorzunehmen. Vor allen bekannten Lötungen haben diese Hartlötungen den Vorzug, :daß sie hochvakuumdicht sind, und daß sie im Betriebe Temperaturen bis 700° C aushalten, ohne undicht zu werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
In Fig. i sind auf ein keramisches Rohr i die laufzulötenden Metallteile, beispielsweise eine Kappe 2 und :ein Ring 3, .derart aufgesetzt, daß bei q. und 5 enge Fugen zwischen Keramik und Metallentstehen. Um die Fugen möglichst eng zu halten, wird man zweckmäßig die Metallteile heiß aufziehen. Das Lot, das in der Figur mit 6 bezeichnet ist, wird in Gestalt eines Drahtringes um die Öffnung der Lötfuge gelegt, wie es aus der Figur deutlich ersichtlich ist. Wird nunmehr das Ganze gegebenenfalls im elektrischen Ofen erhitzt, so dringt das Lot in die Kapillarfugen ein und bildet eine feste Verbindung zwischen dem Metall und dem keramischen Stoff. Man muß hierbei allerdings ,darauf achten, daß keine Luftblasen durch Gasen des keramischen Stoffes entstehen. Zweckmäßigerweise wird das Verfahren nach der: Erfindung deshalb in einer inerten,oder re& zierenden Atmosphäre, z. B. in Argoni @ . Stickstoff oder Wasserstoff ausgeführt. Es` kann bei bestimmten Lötungen sogar vorteillhaft sein, im elektrischen Ofen während des Lötvorganges einen Überdruck zu erzeugen. Als Lötstoffe können reine Metalle, wie Kupfer, Nickel, Silber, Eisen,o. dgl., Verwendung finden. Es kann aber auch zweckmäßig sein, bestimmte Legierungen anzuwenden, z. B. Kupfer-Silber-Legierungen, kohlenstoffhaltige Eisenlegierungen, kurz alle Legierungen, .die für den .gewünschten Temperaturbereich und Lötvorgang geeignet sind. Notwendig ist nur, daß das Lötmetall mit den verwendeten keramischen Baustoffen eine oberflächliche Bindung erzeugt (Eindringen in die keramischen Baustoffe, beispielsweise durch Diffusion).
In der Fig.2 stellt 7 ein keramisches Rohr dar, welches bei 8 einen Absatz besitzt, in den eine Platte 9 aus einem keramischen Stoffeingelassen ist. Die zwischen den beiden keramischen Teilen 8 und 9 vorhandene Fuge hat zweckmäßig eine Stärke von 1/10 min oder weniger. Taucht man diese Körper in ein nicht benetzendes Lot, so wird sich infolge der Kapillarkräfte die Fuge io mit Lot füllen, während der übrige Teil des keramischen Körpers vom Lot frei bleibt. Auf diese Weise entsteht also .eine vakuumdichte Verbindung zwischen den Teilen 8 und 9.
Eine weitere Ausführungsform ist in der Fig.3 gezeichnet. Hier ist auf ein keramisches Rohr 15 eine Metallkappe 16 aufgeschrumpft. Außerdem ist ein Metallrohr 17 vorgesehen: Die Stoßstellen zwischen Metall und Keramik sind durch eine Nickelspirale oder Nickeleisenspirale 18 bzw: i 9 überdeckt, und zwar in der Weise, däß etwa die Hälfte der Spirale auf dem keramischen Körper, die andere Hälfte auf dem Metall aufliegt. Taucht man diese Körper nunmehr in ein nicht benetzendes Lotmetall, so wird dieses in die durch die einzelnen Windungen der Spirale gebildeten Fugen eindringen !und eine vakuumdichte Verbindung dadurch herstellen. Die Spirale dient ferner der Aufgabe, die Dichtungsstellen auf eine größere Länge auszudehnen. Die nicht zu metallisierenden Stel--aen 2o werden von einem Metallüberzug frei bleiben, da hier das nicht benetzende Lotmetall wieder ,abtropft.
Durch die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist man imstande, Vakuumgefäße aus metallischen und keramischen Ein-: zelteilen vakuumdicht zusammenzusetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung dichter und widerstandsfähiger Verbindungen zwischen keramischen Körpern unter sich oder zwischen keramischen und metallischen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß die zu. verbindenden Körper auf eine Temperatur über 3oo° C gebracht werden und daß durch Ausbildung enger Fugen an der Verbindungsstelle und die dabei auftretenden Kapillarkräfte das flüssige Hart. lotmetall gezwungen wird, die Oberfläche der zu verbindenden Teile zu überziehen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Lotmetall als Drahtring an die Lötfuge gebracht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Löten in einer inertenoder reduzierenden. Atmosphäre, beispielsweise, in Argon, Stickstoff, oder Wasserstoff, vorgenommen wird. ¢. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, .dadurch gekennzeichnet; daß der Lbtvörgang in .einem elektrischen Ofen vorgenommen wird, .der unter Überdruck steht. 5. Verfahren, nach den Ansprüchen i bis q., dadurch. gekennzeichnet, daß als Lote hochschmelzende Metalle, beispielsweise Kupfer, Nickel, Silberoder Eisen, verwendet werden. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als Löte hochschmelzende Legierungen, beispielsweise Kupfer-Silber-Legierungen-oder kohlenstoffhaltige Eisenlegierungen, verwendet werden.