DE760375C

DE760375C - Verfahren zur Erzeugung nicht hygroskopischer Oberflaechen an hygroskopischem, kristallienem Material

Info

Publication number: DE760375C
Application number: DEO24906D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Asselmeyer
Original assignee: Optische Werke CA Steinheil Soehne GmbH
Current assignee: Optische Werke CA Steinheil Soehne GmbH
Priority date: 1941-02-20
Filing date: 1941-02-20
Publication date: 1953-06-01

Description

Verfahren zur Erzeugung nicht hygroskopischer Öberflächen an hygroskopischem, kristallinem Material Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung nicht hygroskopischer Oberflächen beliebiger Form an kristallinem Material oder Einkristallen mit hygroskopischen Eigenschaften für optische, elektrische oder sonstige Zwecke.
Die Hygroskopie ist eine Eigenschaft, die bekanntlich viele Werkstoffe in höchst unerwünschtem Maße besitzen; so z. B. in der Optik, wenn man aus physikalischen oder sonstigen Gründen gezwungen ist, als Material für Linsen, Prismen od. dgl. Steinsalz zu verwenden. Der Gebrauch von Steinsalz statt beispielsweise kristallinem Quarz, Flußspat usw. stellt sich in der Optik, .abgesehen von Erwägungen wirtschaftlicher Art, aus physikalischen Gründen vor allem dann als notwendig heraus, wenn man z. B. seine höhere Dispersion im blauen, violetten und ultravioletten Gebier des Spektrums oder auch- seine bessere Durchlässigkeit im Ultraroten in Anwendung bringen will. Außerdem bietet es z. B. in Kombination mit Quarz die Möglichkeit zur Herstellung z. B. chromatisch korrigierter Objektive bzw. Prismen usw.
Alle diese wichtigen und geradezu unumgänglichen Verwendungsmöglichkeiten des Steinsalzes werden aber in Frage gestellt durch seine .tetgnlig, an den Oberflächen der aus ihm hergestellten optischen oder anderen Zwecken dienenden Teile Feuchtigkeit aus der umgebenden atmosphärischen Luft aufzunehmen. die zu einem baldigen llatt-,verden der an sich polierten Oberflächen führt. In diesem Zustand sind die Teile aber völlig unbrauchbar und müssen zum Hersteller geschickt und von neuem poliert werden. Als höchst unbequemes -Mittel. das Mattwerden der Steinsalzoberflächen zeitlich hinauszuschieben, erwies sich das Aufbewahren der Teile in durch Erwärmung oder -Trockenmittel feuchtigkeitsfrei -ehalten°ii Behältern als notwendig. Ferner versuchte man, ausgehend von der Vorstellung, daß Verunreinigungen des Steinsalzes durch stark hygroskopische Substanzen, wie Magnesiumchlorid od. dgl.. Ursache für die Neigung des -Materials zur Anlagerung von Feuchtigkeit sein könnten, besonders reines Ausgangsmaterial herzustellen, kain jedoch noch zu keinem Erfolg.
Ein weiteres Beispiel für einen wichtigen Werkstoff mit livgroskopischen Eigenschaften bildet das Seignettesalz, dessen überragender piezoelektrischer Effekt besonders in den letzten Jahren zu zahlreichen wichtigen Anwendungen in der Elektrotechnik führte. So werden Kristallplatten aus Seignettesalz zur Herstellung von besonders rauscharmen -Mikrophonen sowie Tonabnehmern mit praktisch geradlinigen Frequenzkurven, ferner zu Meßzwecken, beispielsweise zum Bau elektrischer Registriergeräte u. dgl.. verwendet. Es ist verständlich, daß diese Anwendungsmöglichkeiten stark durch dieh_vgroskopischen Eigenschaften des Materials eingeschränkt werden; es ist aber auch verständlich, daß das Anbringen von Schutzüberzügen aus Lacken u. dgl. nur ein Notbehelf sein kann, da ihre elektrische Leitfähigkeit immer größer sein wird als die des Grundmaterials.
Weitere Beispiele mit anderen -Materialien als Steinsalz und Seignettesalz ließen sich anführen, dürften aber zur weiteren Klarstellung nicht notwendig sein.
Gemäß der Erfindung werden diese ' .\-achteile der aus den beispie:sweise angeführten -Materialien hergestellten Teile dadurch vermieden, daß zwecks Beseitigung der hvgroskopischen Eigenschaften ihrer Oberflächen die durch mechanische Oberflächenbehandlung, wie Poliervorgänge u. dgl., gestörten Oberflächenteilchen bzw. -schichten oder beide durch Aus- bzw. Rekristallisation umgebildet ,v erden.
Durch den Bearbeitungsvorgang der Oberfläche, z. B. aus kristallisiertem Steinsalz hergestellter Teile, werden nämlich aus dem Kristallverband des Grundmaterials -kleine Partikel herausgerissen; dies bewirkt rein mechanische Verletzungen der Oberfläche und der einzelnen Partikelchen in kristallographischem Sinne. Zum Teil werden die Partikelchen noch aus kristallographisch aufgebautem Material bestehen und auf der Grenzfläche des Grundmaterials mehr oder weniger regellos verteilt oder zu Oberflächenschichten zusaininengefaßt sein. Es entstehen also durch die Bearbeitung Oberflächen, die kristallphysikalisch mehr oder weniger gestört sind. wodurch die -Neigung dieser Oberflächen zur Anlagerung von Wassermolekülen aus der umgebenden Atmosphäre verständlich ist. Erfindungsgemäß werden diese physikalisch als gestört zu betrachtenden Oberflächen durch Aus- bzw. Rekristallisation in Oberflächen übergeführt, die in ihrer Wirkung natürlichen Spaltflächen des Muttermaterials entsprechen, mit anderen Worten, die Oberflächenteilchen bzw. -schichten werden bei der Aus- bzw. Rekristallisation in Wechselwirkung mit den Kräften des Kristallgefüges des Muttermaterials neu gebildet. Dadurch verringert sich die Neigung zur Anlagerung und Einwirkung fremder Substanzen. in erster Linie Wasser.
Hierzu gibt es erfindungsgemäß verschiedene -Möglichkeiten, von denen hier einige genannt seien. So kann die Auskristallisation der Oberflächenteilchen bzw. -schichten, nach ihrer Auflösung in einem geeigneten Lösungsmittel, durch Ausscheiden der gelösten Substanz vorgenommen werden. Als Lösungsmittel kann Wasser. Alkohol od. dgl. dienen, je nach der Löslichkeit des -Materials sowie entsprechend anderen Gesichtspunkten.
Die zu behandelnde Steinsalzoberfläche wird beispielsweise einer mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre so lange ausgesetzt, bis sich so viel Wasserdampf niedergeschlagen hat, daß die Oberfläche völlig gleichmäßig bedeckt ist. Daraufhin wird die Fläche rasch, etwa mittels eines Warmluftstroms, getrocknet.
Weiterhin besteht erfindungsgemäß die -Möglichkeit, die Rekristallisation der Oberflächenteilchen bzw.-schichten durch Erhöhung der Temperatur vorzunehmen. Durch die erhöhte Temperatur, die natürlich im richtigen Verhältnis zur Schmelztemperatur bzw. Erweichungstemperatur des gerade zubehandeln -den -Materials zu stehen hat, wird nämlich die Ionenbeweglichkeit erhöht. so daß eine Umlagerung der Teilchen bzw. Schichten im gewünschten Sinn durch die von dem Grundmaterial ausgehenden Kräfte ermöglicht wird.
Eine Sylv inplatte wird z. B. 3 Stunden lang bei 5oo° C in Luft getempert.
Ferner kann die Aus- bzw. Rekristallisation der Oberflächenteilchen bzw. -schichten erfindungsgemäß unter zusätzlicher Wirkung elektr ischer oder magnetischer Felder oder beider sowie von Ultraschall erfolgen.
Da der Bearbeitungsvorgang der Oberflächen der Teile, z. B. das Polieren, mehr oder weniger als Ursache für die Zerstörung der orientierten Oberflächen des Grundnraterials zu betrachten, ist, so ist es erfindungsgemäß weiterhin von Vorteil, die obengenannten: Maßnahmen gleichzeitig niit dem Bearbeitungsvorgang vorzunehmen,.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung nichthygroskopischer Oberflächen an hygroskopischem kristallinem Material oder Einkristallen beliebiger Form für optische, elektrische oder sonstige Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die durch mechanische Oberflächenbehandlung, wie Poliervorgänge u. dgl., gestörten Oberflächenteilchen bzw. -schichten durch Aus- bzw. Rekristallisation, beispielsweise durch Auflösen der Oberflächenteilchen in einem geeigneten Lösungsmittel, und Wiederausscheiden der gelösten Substanz bzw. durch Erhöhung der Temperatur gegen Wasserdampf unempfindlicher gemacht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus- bzw. Rekristall'isation der Oberflächenteilchen bzw. -schichten unter zusätzlicher Wirkung elektrischer oder magnetischer Felder oder beider oder von Ultraschall vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus-bzw. Rekristallisation der Oberflächenteilchen bzw. -schichten gleichzeitig mit dem Vorgang des Polierens vorgenommen wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht g°zogen worden: Französische Patentschrift Nr. 802 721; USA.-Patentschrift Nr. 2 164 533; R u p p, Die Leuchtmassen und ihre Verwendung, 1937, S. 42 bis 46.