DE851385C - Verfahren zur Herstellung einer Stromzufuehrung zu einem Kohlestueck, z. B. einem Verdampferschiffchen aus Kohle - Google Patents

Description

Die Herstellung eines guten, elektrisch einwandfreien Kontaktes zwischen einer metallischen Elektrode und einem Kohlestück, z. B. für die Kohleelektroden von Lichtbogenlampen oder für Verdampferschiffchen aus Kohle, macht bekanntlich Schwierigkeiten. Insbesondere bei der direkten Heizung von Verdampfer durch Stromdurchgang korrodieren bei den hierbei verwendeten hohen Temperaturen die Kohle bzw. die Stromzuführungselektroden,

ίο die meistens aus Wolfram bestehen, sehr schnell. Als ein Grund hierfür wurde unter anderem erkannt, daß es sehr schwierig ist, einen Flächenkontakt zwischen der Metallelektrode und der Kohle herzustellen, so daß die Übergangsstellen fast nur punktförmig sind und an ihnen außerordentlich hohe Stromdichten auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen elektrisch gut leitenden Kontakt zwischen der Metallelektrode und dem Kohlestück, insbesondere dem Verdampfer, herzustellen. ao

Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, als Elektrode hochschmelzende Metalle, wie Molybdän, Wolfram u. dgl., zu verwenden und zwischen diese Elektrode und das Kohlestück ein insbesondere dünnes und zweckmäßig kleines Stück eines niedriger schmel- as zenden Metalls, z. B. aus Aluminium oder einer Verbindung dieses Metalls, zu legen und zweckmäßig vor Inbetriebnahme dieses zwischengelegte Metallstück zusammen mit der Metallelektrode und der Kohle, vorzugsweise durch Stromdurchgang, so hoch zu erwärmen, daß diese Stoffe gewissermaßen zusammensintern, sich also fest miteinander verbinden und vor

allem einen innigen, elektrisch gut leitenden, sich über eine größere Fläche erstreckenden Kontakt bilden. Die Vorgänge bei der Entstehung dieser innigen Verbindung sind nicht ganz geklärt. Man kann sie sich etwa so vorstellen, daß z. B. das zwischen das Wolfram und die Kohle gelegte* Aluminium mit der Kohle ein Karbid und gleichzeitig mit dem Wolfram eine Legierung bildet, so daß ein^stetiger Übergang vom Wolfram über die Aluminium-Wolfram-Legierung und ίο das Karbid zur Kohle geschaffen wird. Es sei jedoch bemerkt, daß diese Erklärung nur gegeben wird, um den Vorgang der innigen Kontaktbildung anschaulich zu machen, nicht jedoch Voraussetzung ist für das Eintreten der beabsichtigten Wirkung. Der Vorgang bei der Herstellung der Verbindung kann also auch anders sein, insbesondere dann, wenn statt Wolfram und/oder Aluminium andere Metalle verwendet werden. Als hochschmelzende Metalle kommen vor allem Wolfram, Molybdän, Tantal od. dgl. in Frage, während als niederschmelzende Metalle Aluminium, Zinn, Zink, Kupfer u. dgl. anwendbar sind, vorzugsweise jedoch solche Metalle, die wie Aluminium oder Zinn einen niedrigen Dampfdruck haben. Als sehr geeignet haben sich Wolfram und Aluminium erwiesen, insbesondere dann, wenn hohe Temperaturen bei der Verdampfung benötigt werden.

In den Fig. 1 bis 3 ist der erfindungsgemäße Herstellungsgang bei der Kontaktierung eines Verdampferschiffchens gezeigt, ι ist hierbei ein Längsschnitt durch ein Verdampferschiffchen aus Kohle mit den Bohrungen 11, 12, das in seiner Aushöhlung das zu verdampfende Gut 10 aufnimmt. 2, 3 sind z. B. die zur Herstellung der Verbindung dienenden kleinen Aluminiumplättchen und 4, 5 sind die WoIframelektroden. In Fig. 1 sind diese Teile getrennt voneinander gezeichnet, die dann in der in Fig. 2 gezeigten Weise ineinandergefügt^werden, indem zunächst die Aluminiumteile 2, 3 in die Bohrung getan und danach die Wolframelektroden 4, 5 in diese Bohrung gesteckt werden. Zur Herstellung der innigen Verbindung zwischen den Wolframelektroden und der Kohle des Verdampferschiffchens 1 wird nun z. B. im Vakuum über die Wolframelektroden und das Schiffchen ein starker Strom geschickt, der die *5 Stromübergangsstellen so stark erhitzt, daß die gewünschte innige und auch mechanisch feste Verbindung entsteht. Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch das Verdampferschiffchen nach Fertigstellung, bei dem an Stelle der Plättchen 2, 3 der Fig. 2 nunmehr durch Schraffur die Umbildung des Aluminiums mit den angrenzenden Teilen der Wolframelektroden und der Kohle bei 6 und 7 angedeutet ist. Die Wolframelektroden liegen nun nicht mehr wie sonst punktweise an der Kohle an, sondern sind mit dem Schiffchen gewissermaßen verschweißt und können auch nicht mehr ohne Zerstörung der Verschweißung aus dem Schiffchen herausgezogen werden. Sehr wichtig bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Fernhaltung oxydierender Stoffe, insbesondere des Sauerstoffes, von den miteinander zu verbindenden Teilen. Das Verfahren wird deshalb zweckmäßig im Vakuum, bei Unterdruck oder in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Der Grund hierfür ist vor allem darin zu sehen, daß eine Oxydation der Kohle selbst und der Oberfläche des zwischen die Wolframelektrode und die Kohle gelegten Metallstückes, insbesondere Aluminiumplättchens, vermieden werden muß, um die Bildung der gewünschten innigen Verbindung sicherzustellen.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei der Herstellung von Verdampferschiffchen beschränkt, sondern überall dort anwendbar, wo es darauf ankommt, einen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen den metallischen Zuführungselektroden und aus Kohle bestehenden Körpern zu schaffen, wie dies z. B. auch für Bogenlampen, Schweißgriffel mit Kohleelektroden usw. notwendig ist. Sie hat besondere Bedeutung bei der fortlaufenden Verdampfung von Metallen, insbesondere bei der fortlaufenden Bedampfung von Isolierstoffolien, aus denen dann elektrische Kondensatoren hergestellt werden oder die als Registrierfolien in elektrischen Registriergeräten dienen, in denen die Registrierung z. B. eines Meßwertes durch elektrisches Ausbrennen einer punktförmigen Fläche der aufgedampften Belegung erfolgt. Infolge der schnellen Korrosion der bisherigen Verdampferschiffchen mußten das Schiffchen bzw. die Elektroden oft ausgewechselt werden, wobei die Bedampfung jedesmal unterbrochen werden mußte. Durch die Erfindung ist es jedoch möglich, ohne Unterbrechung z. B. sehr lange Vorratsrollen von Folien, also insbesondere Kondensatorfolien oder Registrierfolien, in einem fortlaufenden Arbeitsvorgang zu bedampfen, wobei dem Verdampferschiffchen das zu verdampfende Gut dauernd oder absatzweise nachgeliefert wird. ·

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer guten elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer Elektrode und einem Kohlestück, z. B. der Elektrode einer Lichtbogenlampe, eines Kohleverdampferschiffchens od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän, Tantal, Wolfram u. dgl., bestehende Elektrode, insbesondere eine Wolframelektrode, und die Kohle ein insbesondere kleines und dünnes Stück eines niedriger schmelzenden Metalls, vorzugsweise Aluminium, oder einer Verbindung dieses Metalls gelegt und, zweckmäßig vor oder bei Inbetriebnahme, zusammen mit der Metallelektrode und der Kohle vorzugsweise durch Stromdurchgang so hoch erwärmt wird, daß diese Stoffe eine innige, elektrisch gut leitende Verbindung bilden, insbesondere sich fest miteinander verbinden.

2. Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 im Vakuum oder bei Unterdruck, vorzugsweise bei einem Druck unter ¹Z₁₀₀₀ Atm. und/oder in einer Schutzgasatmosphäre. iao

3. Kohleelektrode, insbesondere aus Kohle bestehendes Verdampf er schiffchen, der über die Elektrode eines hochschmelzenden Metalls, insbesondere Wolfram, der Strom, insbesondere der das Verdampfungsgut erhitzende Strom, zugeführt ias wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-

elektrode mit der Kohle an der nach Anspruch ι hergestellten Stromübergangsstelle mechanisch fest und elektrisch gut leitend verbunden ist.

4. Kohleelektrode nach Anspruch 1, 2 oder 3, insbesondere Verdampferschiffchen, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmige Metallelektrode in die Kohle hineinragt und innerhalb der Kohle mindestens an ihrem Ende mechanisch fest und elektrisch gut leitend mit der Kohle verbunden ist.

5. Anwendung eines Kohleverdampferschiffchens to nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur fortlaufenden Verdampfung von Metallen, vorzugsweise von Aluminium, bei der das zu verdampfende Metall ohne Unterbrechung des Verdampfungsvorganges dauernd oder absatzweise zum Verdampfer nachgeschoben wird, insbesondere zur fortlaufenden Bedampfung von Folien für elektrische Kondensatoren oder für elektrische Registrierzwecke.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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