Einschmelzung metallischer Stromleiter in Quarzglasgefäße Die Erfindung
bezieht sich auf Einschmelzungen metallischer Stromleiter in Quarzglasgefäße.Melting metallic conductors in quartz glass vessels The invention
refers to the melting of metallic conductors in quartz glass vessels.
Es ist bekannt, das Auftreten von unerwünschten mechanischen Spannungen
an den Einschmelzstellen nach Möglichkeit dadurch zu vermeiden, daß man die Metalleinführungsdrähte,
vorzugsweise aus Molybdän oder Wolfram, nicht unmittelbar in das Quarzgefäß einschmilzt,
sondern ein oder mehrere Übergangsgläser zwischenschaltet, deren Ausdehnungskoeffizienten
zwischen denen von Quarz und dem betreffenden Metall liegen.It is known that undesirable mechanical stresses occur
to avoid at the melt-down points if possible by removing the metal lead-ins,
preferably made of molybdenum or tungsten, do not melt directly into the quartz vessel,
but one or more transition glasses are interposed, their expansion coefficients
between those of quartz and the metal in question.
Hierbei ist es erforderlich, daß diese Gläser einen hohen Schmelzpunkt
besitzen, damit sie sich beim Einschmetzvorgang mit dem schwer schmelzbaren Quarz
gut verbinden. Weiterhin müssen die Ausdehnungskoeffizienten dieser Übergangsgläser
genügend groß sein, damit, wie schon oben erwähnt, das Auftreten von mechanischen
Spannungen vermieden wird. Ferner ist von Wichtigkeit, daß die Baustoffe der Übergangsgläser
keine Bestandteile enthalten, die beim Einschmelzen leicht verdampfen, so daß hierdurch
die prozentuale Zusammensetzung der Stoffe geändert wird und gleichzeitig eine ungünstige
Beeinflussung ihrer physikalischen Eigenschaften, wie Schmelztemperatur und Ausdehnungskoeffizient,
auftritt.It is necessary that these glasses have a high melting point
so that they can get into the meltdown process with the difficult-to-melt quartz
connect well. Furthermore, the expansion coefficients of these transition glasses
be large enough, as already mentioned above, to prevent the occurrence of mechanical
Tension is avoided. It is also important that the building materials of the transition glasses
contain no components that easily evaporate when melted, so that this
the percentage composition of the substances is changed and at the same time an unfavorable one
Influencing their physical properties, such as melting temperature and expansion coefficient,
occurs.
Diese Bedingungen werden erfüllt, wenn erfindungsgemäß das Übergangsglas
bei Einschmelzungen von metallischen Stromleitern in Quarzglasgefäße aus mindestens
75 % Si02, i ;bis ioa/o Be0, o bis io0/p Th02 oder handelsüblichem Ceroxyd und höchstens
5 0/0 anderer glasbildender Oxyde besteht. Das vorgenannte handelsübliche Ceroxyd
hat eine Zusammensetzung von etwa 509o Ce0 + 30°4 La. 0, -f- ao °4
oxydische Beimischungen. Für
die genannten anderen Oxyde, die nicht
mehr als 5 % betragen sollen, können Oxyde der Elemente Calcium, Magnesium, Zirkon,
Alu='. minium, Titan, Wolfram, Molybdän, Tantal allein öder in Mischungen genommen
werden. Zur Klärung des Glases empfiehlt es sich, kleine Mengen von Alkalien zuzusetzen.
Folgende Zusammensetzungen haben sich für Übergangsgläser als besonders vorteilhaft
erwiesen:
I II 11I IV V VI ' VII ! VIII IXTX
i
5i02 :. . ... . . .. . . .. ..... . . . 954 94
94 I 91 93 86,3 86;3 87 81,5 8o
ThO2 ................... ... 2,0 4 - 6 - io - io 110 =ö
handelsübl. Ceroxyd . . . . . . . . . . -- - 4 - - -- (io -
! -- -
Be0 ........................ i,o 2 I 2 f 3 7 i 2 2 2 5 I 5
Zroz .......... .......... 1,6 - - - - - - 2 2
Ca0 ........ ............... - __ - - - j i,0 1,0 i 1,5 3
Nag 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . __ - - - - i
o,7 o,7 -
Ausdehnungskoeffizient X io-s 1
pro °C .. .. ..... .... .. .. . .. o,8 o,9 i,1 I 40 1,3 o;9
I 1,6 1,6 1 2;= 2,7
Die schwer schmelzbaren Übergangsgläser gemäß der Erfindung benötigen zum Erschmelzen
sehr hohe Temperaturen. Die bisher in der Glasindustrie gebräuchlichen Tiegel sind
für den Schmelzvorgang nicht geeignet: Es hat sich jedoch erfindungsgemäß gezeigt,
daß Tiegel aus Zirkonsilicat den erforderlichen Temperaturen von annähernd 2 ooo°
standhalten und von dem geschmolzenen Baustoff nicht wesentlich angegriffen werden.These conditions are met if, according to the invention, the transition glass when metallic conductors are melted into quartz glass vessels consists of at least 75% Si02, i; to 10o / o Be0, 0 to 10o / p Th02 or commercial cerium oxide and at most 5% of other glass-forming oxides. The aforementioned commercial cerium oxide has a composition of about 509 ° Ce0 + 30 ° 4 La. 0, -f- ao ° 4 oxidic admixtures. For the other oxides mentioned, which should not be more than 5%, oxides of the elements calcium, magnesium, zirconium, aluminum = '. Minium, titanium, tungsten, molybdenum, tantalum can be taken alone or in mixtures. It is advisable to add small amounts of alkalis to clarify the glass. The following compositions have proven to be particularly advantageous for transition glasses: I II 11 I IV V VI 'VII! VIII IXTX
i
5i02:. . ... . ... . .. ...... . . 954 94
94 I 91 93 86.3 86; 3 87 81.5 8o
ThO2 ................... ... 2.0 4 - 6 - io - io 110 = ö
commercial Ceria. . . . . . . . . . - - 4 - - - (io -! - -
Be0 ........................ i, o 2 I 2 f 3 7 i 2 2 2 5 I 5
Zroz .......... .......... 1.6 - - - - - - 2 2
Ca0 ........ ............... - __ - - - ji, 0 1.0 i 1.5 3
Nag 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . __ - - - - i o, 7 o, 7 -
Expansion coefficient X io-s 1
per ° C .. .. ..... .... .. ... .. o, 8 o, 9 i, 1 I 40 1.3 o; 9 I 1.6 1.6 1 2; = 2.7
The difficult-to-melt transition glasses according to the invention require very high temperatures for melting. The crucibles previously used in the glass industry are not suitable for the melting process. However, according to the invention it has been shown that crucibles made of zirconium silicate withstand the required temperatures of approximately 2,000 ° and are not significantly attacked by the molten building material.