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Elektrischer Heizleiter in Form von Drähten oder anderen Profilstücken
Die Erfindung bezieht sich ,auf einen @elektrischen Heizleiter in Form von" Drähten
oder anderen Profilstücken., bestehend .aus Platin oder Platinmetallen oder Legierungen
aus Platinmetallen mit einem Schutzmantel, die in Widerstandsöfen für, hohe Temperaturen
Verwendung finden können.
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Für hohe Temperaturen im Bereich über 120o° C sind die Werkstoffe
Platin oder Platinmetalle, z. B. Iridium, Rhodium, Palladium, oder Legierungen aus
Platinmetallen das geeignete Widerstandsmaterial. Bekanntlich ist die Dauerhaftigkeit
der Wider.standsdrähte oder ähnlicher Gegenstände aus den genannten Metallen. ziemlich
beschränkt, denn schon ab rooo° C setzt eine, merkliche Verdampfung des Metalls
ein, die-sich bei Temperaturgin um r q.oo bis r 50o° C so stark auswirkt, da.ß nach
verhältnismäßig kurzer Heizdauer die Heizwiderstände zerstört werden. Die kurze
Lebensdauer- der Widerstände aus solchen Metallen hat unangenehme Betriebsstörurigen
zur Folge und ,außerdem wird der Betrieb, eines Ofens durch den Verlust des verdampften.
Metalls solcher Heizwiderstände kostspielig.
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Man hat bereits verschiedene Wege @eingeschlagen, um das Verdampfen
von Heizdrä4ten ;aus Platin oder Platiametallen zu verhindern. So wurde zunächst
legierungstechnisch versucht, diesem Mißstand beizukommen, indem das Platin mit
anderen weiniger stark flüchtigen Platinmetallen legiert wurde. Wesentliche Erfolge
konnten hierbei nicht festgestellt werden: Alsdann ist man dazu übergegangen, eine
Schutzhaut über die Drähte aus Platinoder Platinmetallen. anzubringen, und zwar
hat man eine ,emailleähnliche S(;hutzhäut gewählt. Die Verdampfung konnte hierbei
zwar wesentlich eingeschränkt werden, jedoch hatte - die .emailleähnliche Schutzhaut
den Nachteil, daß sie nicht festhaftete, sondern bei kleinsten mechanischen Beanspruchungen
absprang. Da diese Maßnahmen
noch nicht zufriedenstelle@nd waren,
ist man schließlich dazu übergegangen, eine Legierung zu schaffen, die Platinmetall
mit kleinen Prozentsätzen von Erd- oder Erdalkalimetalllen enthält. Die Verdampfungsgeschwindigkeit
einer Solchen Legierung bei hohen Temperaturen konnte zwar stark herabgemindert
werden. Es sind jedoch mit dieser Legierung andere Nachteile iierbunden, die der
Verwendung der Legierung für Heizdrähte entgegenstehen; denn die Legierung wird
schon bei Zusetzen von einigen Zehntel Prozent des Erd- oder Erdallkalimetalls so
spröde, daß ein. Verformen zu Drähten schwer möglich ist. Die Drähte halten nur
geringe mechanische, insbesondere Biegungsbeanspruchungen ,aus, so daß sie leicht
brechen. Das Problem der Schaffung eines mangelfreien Heizdrahtes für hohe Temperaturen
aus Platinoder Platinmetallen hat also noch keine befriedigende Lösung gefunden.
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Auch ist es bereits :an sich bekannt, Heizdrähte ,aus Chromnickel
oder ähnlichen Legierungen dadurch widerstandsfähiger zu machen, da.ß diese mit
-einem Schutzmantel umgeben werden. Die Heizdrähte ,aus Chromnickel u. dgl. werden
jedoch nicht für hohe Temperaturen von etwa i2oo° u. dgl. verwendet. Es konnte deshalb
für die Lösung ges Problems der Verhinderung der Verdampfung von Platinmetallen
aus diesem bekannten. keine Lehre entnommen werden.
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Alle diese Nachteile werden nun bei ,einem elektrischen Heizleiter
in. Form vorn Drähten oder anderen Profilstücken, bestehend aus Platin oder Platinmetallen
oder Legierungen aus Platinmetallen mit deinem Schutzmantel, dadurch beseitigt,
daß gemäß der Erfindung ein Kern aus Platin oder Platinmetallen oder Legierungen
aus Platinmetallen von einer auf den Kernaufgeglühten und sich mit dem Kernmantel
legierenden Schutzschicht aus Erd- oder Erdalkalimetallen umgeben ist, d. h. die
äußere Schicht ödes Heizleiters ist durch die Mantelschicht gegen Verdampfung sozusagen
imprägniert. Die gebildete Schutzschicht enthält hierbei etwa 2o bis 4o% Erd-oder
Erdalkalimetäll. Vorteilhaft wird für die Schutzschicht Calcium oder Aluminium verwendet.
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Man. erhält ,auf diese Weise einen Heizleiter, dessen HitzebülastLUrg
durch die Imprägnierung um etwa ioo bis i5o° höher sein kann .als bei dem bisher
verwendeten Heizleiter ,aus Platin. Die Verdampfung ist auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Da bereits das Erd- oder Erdalkalimetall in der Legierung der Schutzschicht hochprozentig
enthalten ist, so ist die Gewähr gegeben, daß selbst bei Beschädigung des Drahtes
eine Verdampfung des Kernmantels verhindert wird, da die etwa geritzte Qxydhaut
durch Vorhandensein des Erd- oder Erdalkalimetalls stets das Bestreben hat, sich
wieder zu schließen; -.da anderseits die Schätzschicht infolge des hochprozentigen
Gehalts ,an Erd- oder Erdalkalimetall ,äußerst gering sein kann, so bleiben die
Verformb.arkeit und :der elektrische Widerstand des Heizdrahtes unverändert erhalten.
Versuche haben gezeigt, daß, der @erfindungsgemäße Heizleiter gegenüber den bekannten
Drähten eine mehrfache Lebensdauer aufweist: Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gegenstandes
gilt auch für mit Platin. ummantelte Unedelmetalldrähte, d. h: für alle Drähte,
deren Außenschicht .aus einem bei hohen Temperaturen verdampfenden Werkstoff, wie
Platin o. dgl., besteht.
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Die Herstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes kann auf verschiedene
Weise erfolgen. Beispielsweise wird .der Gegenstand mit dem Erd- oder Erdalkalimetall
in Pulver-oder Pastenform überzogen und danach bei etwa i ooo° C geglüht. Hierbei
bildet sich eine .äußerst widerstandsfähige ununterbrochene dünne Schutzschicht,
die aus .einer Legierung ,aus Erd- oder Erdalkalimetall und dem Kernmetall besteht.
Die Oberfläche des sonst weißfarbigen Platins oder der Platinmetallegierufig zeigt
nunmehr eine schwarze Farbe. Das innenliegende reine Platinmetall hat also dadurch
eine panzerartige Umhüllung erhalten; die es gegen Verdampfung schützt.
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Das Überziehen. des Gegenstandes mit dem Erd- oder Erdalkalimetall
kann auch durch Plattieren erfolgen. Auch kann die Schutzmantelschicht .aus dem
Erd- oder ErdalkalimetaJl galvanisch auf den Gegenstand niedergeschlagen werden.
Ferner ist =es möglich, das Erd- oder Erdalkalimetall nach -einem bekannten Metallspritzverfahren,
wie es bei: spielsweise zum Überziehen von unedlen Metallen und anderen Stoffen
benutzt wird, auf den Gegenstand aufzuspritzen. Durch das nachfolgende Glühen verbindet
sich ein Teil der aufgetragenen Erd- oder Erdalkalimetallschicht mit dem darunterliegenden
Platinmetall untrennbar.
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Bei Verwendung des Erd- oder Erdalkalimetalls in Pulver- oder Pastenform
ist es zweckmäßig, ein geeignetes Bindemittel zu benutzen. Als vorteilhaft hat sich
ein harzsaures Mangan enthaltendes Bindemittel erwiesen.
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Das Glühen des Gegenstandes kann entweder besonders oder' gleichzeitig
in einer geeigneten Atmosphäre vorgenommen werden. Bei Verwendung ides Gegenstandes
.als Heizwiderstand, insbesondere Heizdraht, kann das Glühen .auch erst dann erfolgen,
wenn sich der Heizdraht bereits in seinem Tragkörper aus keramischen Stoffen befindet.
Weiterhin
ist es auch möglich, die Schutzmetallschicht auf den Gegenstand erst aufzutragen,
wenn der letztere in den Tragkörper aus feuerfesten Stoffen eingebiettet ist.
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Wenn die Schutzschicht auf den Gegenstand, wie z. B. Barren @o. dgl.,
aufgebracht ist und sodann die Gegenstände zu Drähten, Bändern o. dgl. verformt
werden, so bleibt die Schutzschicht in der gleichen Weise und mit derselben guten
Wirkung erhalten, ,als wenn die fertig geformten Giegenstände erst mit dieser Schicht
überzogen würden. Das Überziehen der Gegenstände kann .also jiederzeit geschehen,
d. h. ,auch noch nachträglich, z. B. wenn der Heizdraht in seinem Tragkörpereingebaut
ist.