DE701508C - Vakuumdichte, hartgeloetete Verbindung von Keramikteilen mit Metallteilen - Google Patents

Description

• Vakuumdichte, hartgelötete Verbindung von Keramikteilen mit Metallteilen Obwohl bereits der Vorschlag gemacht ist, Keramik- und Metallteile vakuumdicht miteinander hart zu verlöten, treten an den Verbindungsstellen, insbesondere bei häufigem Temperaturwechsel, immer wieder Störungen auf. Die Versuche haben nun gezeigt, daß die chemische Zusammensetzung der keramischen Teile einen bisher nur ungenügend berücksichtigten Einfluß auf die Festigkeit der Hartverlötung hat. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß harte Verlötungen auf solchen keramischen Körpern, die in bekannter Weise Oxyde von einem oder mehreren Metallen der aus Titan, Zirkon, Hafnium und Thorium bestehenden Gruppe enthalten, sehr gut haften. Das hat seine Ursache anscheinend einerseits in einer besonders hohen Zugfestigkeit dieser keramischen Körper und andererseits in einer voraussichtlich chemischen Wechselwirkung zwischen den Bestandteilen des keramischen Körpers und der metallischen Trägerschicht, die üblicherweise .als Lötunterlage vor dem Verlöten auf den keramischen Körper aufgebracht wird. Durch die Verwendung der keramischen Körper nach der Erfindung ist es möglich, auch solche Teile miteinander hart zu verlöten, deren Wärmeausdehnungszahlen beträchtliche Unterschiede aufweisen. So gelingt es z. B., einen keramischen Körper der oben bezeichneten Art, der eine Wärmeausdehriungszahl von etwa 65 # to-7 CM/' C besitzt, und ein Eisenrohr, dessen Wärmeausdehnungszahl etwa r 30 # r o-7 cm/' C ist, mit Silber als Lot vakuumdicht zu verlöten. Für den keramischen Körper hat sich insbesondere ein Zusatz von Zirkonoxyd bewährt. Eine günstige Zusammensetzung des keramischen Körpers ist q.% Zirkonoxyd, 85% Speckstein, I I o/o Kaolin. Dieser Körper besitzt auch geringe dielektrische Verluste (tangb etwa 5. ro-4 und darunter). Die metallische Trägerschicht,. die als Unterlage für ein Lötverfahren dienen soll, wird vorzugsweise aus Molybdän- oder Rheniumpulver hergestellt. Das Pulver wird mit einem geeigneten Aufschlämmungsmittel, wie z. B. Kollodium, aufgetragen und derartig aufgebrannt, daß zwar die entstandene Schicht fest auf der Unterlage haftet, aber die Metallkörner gegeneinander nur einen losen Zusammenhang besitzen. Man erreicht auf diese Weise, daß für die Beständigkeit der Lötstelle die Wärmeausdehnung des benutzten Unterlagemetalls ohne Bedeutung ist.
• Um eine besonders gute Verlötung zu erzielen, ist es vorteilhaft, ein solches Hartlot zu benutzen, daß bei Zugbeanspruchung vor überschreiten der Zugfestigkeit der Keramik unelastisch nachgibt und fließt. Natürlich muß das Lot dabei als einheitliche Masse fließen, so daß keine Öffnungen entstehen, durch die die Lötstelle undicht würde. Die Zerreißgrenze des Lotes kann oberhalb der Zugfestigkeitsgrenze der Keramik liegen. Als Lot kommen bei der erhöhten Festigkeit der keramischen Körper beispielsweise Silber-Kupfer-Nickel-Legierungen in Betracht. Bei Auswahl des Lotes ist aber darauf zu achten, daß die Fließgrenze durch Aufnahme von Metall aus der Trägerschicht oder aus dem angelöteten Metallteil nicht ungünstig verschoben wird.
• Die Erfindung läßt sich außer für elektrische Glühlampen und Entladungsapparate aller Art, beispielsweise Verstärker-, Sende-und Röntgenröhren, auch für andere Gebiete der Technik, beispielsweise für die Herstellung von Destillationsapparaten undTransportgefäßen für die chemische Industrie, nutzbringend verwenden. Bei Verwendung von quecksilberbeständigen Lötmitteln bzw. bei Schutz der Lötstellen gegen Zutritt von Quecksilber ist die Erfindung auch mit Vor-=tfür Quecksilberdampfstromrichter und ähnliche Entladungsapparate brauchbar. Die erfindungsgemäß zur Herstellung der vakuumdichten Verbindung benutzten Keramikteile lassen sich ferner nicht nur mit Metallteilen, sondern, wie festgestellt wurde, auch untereinander leicht durch Hartlötung verbinden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vakuumdichte, hartgelötete Verbindung von Keramikteilen mit Metallteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper Oxyde von Thorium, Hafnium, Titan oder insbesondere Zirkon oder mehrere dieser Oxyde enthält.
2. 2. Verbindung nach Anspruch i mit einer auf dem keramischen Teil aufgebrachten, als Unterlage für die Verlötung dienenden metallischen Trägerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Trägerschicht aus einem lockeren, in sich nicht gesinterten, aber auf den Keramikkörper fest eingebrannten Überzug aus Molybdän-: oder Rheniumpulver besteht.
3. 3. Verbindung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgrenze des Lotes unter der Zugfestigkeitsgrenze der Keramik liegt.