DE927096C

DE927096C - Verschmelzung von pfropfenfoermigen Teilen aus Hartglas mit ringfoermigen Metallteilen

Info

Publication number: DE927096C
Application number: DES16397D
Authority: DE
Inventors: Erich Schwarz V Dr-In Bergkamp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-03-24
Filing date: 1938-03-24
Publication date: 1955-04-28

Description

Verschmelzung von pfropfenförmigen Teilen aus Hartglas mit ringförmigen Metallteilen Es sind ringförmige Verschmelzungen zwischen Metallen und Gläsern vorgeschlagen worden, bei welchen ein ringförmiger Metallteil einen pfropfenförmigen Glasteil (Pfropfeneinschmelzung) umgibt. Bei der Verwendung von Weichgläsern mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa roo X z o-7 wurde Eisen als Blaustoff für den ringförmigen Metallteil vorgeschlagen. Es zeigt sich, daß sich auf diese Weise einwandfreie und vakuumdichte Verschmelzungen herstellen lassen. In vielen Fällen werden jedoch an Stelle von Weichgläsern handelsübliche Harhgläser, z. B. Molybdäneinschmelzgläser, verwendet, sei es, daß derartige Einschmelzungen bei elektrischen Entladungsgefäßen benutzt werden, bei welchen die Einschmelzung hohe Temperaturen annimmt oder wenigstens beim Entgasen des Gefäßes hohen Temperaturen ausgesetzt ist, sei es, daß durch den Glasteil hindurch Stromzuführungen aus verhältnismäßig gut leitfähigen Werkstoffen, beispielsweise Molybdän oder Wolfram, geführt werden, die sich nur in den hierfür bestimmten Hartgläsern gut einschmelzen lassen. Es ist vorgeschlagen worden, zur Verschmelzung von Harbgläsern Nickel-Eisen-Kobalt-Legierungen zu verwenden, deren Ausdehnungskurven sich weitgehend mit den Ausdehnungskurven des betreffenden Glases decken. Es zeigt sich aber, daß auch mit derartigen Baustoffen sich keine einwandfreien ringförmigen Verschmelzungen, insbesondere Pfropfenverschmelzungen, herstellen lassen. Diese Schwierigkeiten können beim Verschmelzen von pfropfenförmigen Teilen aus Hartglas (Ausde hnungskoeffizient etwa 5o X io-7) mit ringförmigen Metallteilen behoben werden, wenn gemäß der Erfindung der ringförmige Metallteil .aus einer Eisenlegierung besteht, deren Umwandlungspunkt soweit unterhalb des Transformationspunktes des Hartglases liegt, daß bei dem .auf das Ans,chmelzen folgenden Abkühlen ein starker Anpreßdruck auf den ringförmigen Metallteil ausgeübt wird, der ausreicht, um das Ablösen des ringförmigen Metallteiles von dem Hartglaspfropfen zu vermeiden. Beim Abkühlen ändert das Metall und das- Glas seine Länge mit der Temperatur entsprechend den in der Zeichnung dargestellten Kurven. Der Schnittpunkt der beiden Kurven liegt in. der Nähe des Transformationspunktes des Glases, also an der Stelle; an welcher sich das Glas kaum noch plastisch verformt. Da der Umwandlun:gspunkt des Metallteiles bei tieferen Temperaturen liegt, so, findet bei der Abkühlung zunächst noch eine kräftige Zusammenziehung des Metallteiles statt, unter deren Einfluß der Metallteil auf den Glasteil einen erheblichen mechanischen Druck ausübt. Dieser Druck kann je nach der Neigung der Ausdehnungskurven mit sinkender Temperatur zunehmen, abnehmen oder bei gleich stark geneigten Kurven gleichbleiben; durch diesen Druck wird das Ablösen des Metallteiles vermieden. Es läßt sich im übrigen durch ge@-eignete Bemessung der Wandstärke leicht so, einstellen, daß keine Gefahr einer Zerstörung des Glasteiles besteht.
Bei der Verwendung handelsüblicher Harngläser, beispielsweise von handelsüblichen Molybdäneinschmelzgläsern mit einem Ausdeh nungs'koeffiz:ientem von etwa 5o X io 7, eigneneich als Baustoff für den ringförmigen- Teil der Einschmelzung Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen bdkannter Zusammensetzung, welchen geringe Mengen von Mangan oder Kupfer, z. B. 0,5 bis 3 0/a Mänigan oder 0,5 bis 5 % Kupfer; zugesetzt sind. Durch diese Zusätze wird der Umwandlungspunkt der Legierung, deren Ausdehnungskurve ohne diese Zusätze etwa mit der Ausdehnüngs!l@urve des Glases übereinstimmen würde, so weit verschoben, daß die eingangs beschriebene Wirkung beim Abkühlen der Einschmelzung auftritt. Als Legierungen für die Metallteile kommen Grundlegierungen mit etwia 2o %: Kobalt; 30% Nickel und 5o-°/o Eisen in Betracht, die die erwähnten Zusätze beigemengt enthalten, wobei je nach der Art des Einschmelzglases der Gehalt an Eisen, Kobalt und Nickel um ± 5'/o schwanken kann- An Stelle von Zusätzen von Mangan öder Kupfer oder Zusätzen dieser beiden Metalle können auch andere Metallzusätze, etwa Vanadin, Chrom, Tantal, verwendet werden. Wesentlich dabei ist, daß durch diese Zusätze der Umwandlungspunkt der Legierung unterhalb des Transformationspunktes des Glases gelegt wird.
Um das Haften des Glasteiles am Metallteil zu fördern, empfiehlt es sich, den Metallteil zunächst mit einer dünnen Gliasschicht zu überziehen, die mit Haftoxyden, beispielsweise Kobalt- oder Nickeloxyden, versetzt ist. Eine derartige. Schicht kann in der Weise aufgetragen werden, da:ß ein Pulver des Einachmelzglases mit pulverförmigen Haftoxyden versetzt und das Gemenge als Suspension aufgetragen wird. Auch kann ein Glas. ähnlicher Zusammensetzung wie das Einschmelzglas, d. h. ein Glas gleichen oder fast gleichen Ausdehnungskoeffizienten, mit Haftoxyden im Schmelzfluß vermischt, .dann gepulvert und das Pulver als Suspension aufgetragen. und schließlich zu einer zusammenhängenden Schicht niedergeschmolzen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verschmelzung vonpfropfenförmigenTeilen aus Hartglas (Ausdehnungskoeffizient etwa 5o X io--7) mit ringförmigen Metallteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile .aus einer Eisenlegierung bestehen, deren Umwandlungspunkt soweit unterhalb des Tranaformationspunktes des Hartglases liegt, daß bei dem auf das Anschmelzen folgenden Abkühlen ein starker Anp:reßdruclle auf die ringföimigen Metallteile ausgeübt wird., der ausreicht, um das Ablösen der ringförmigen Metallteile von dem Hairtglaspfropfen zu vermeiden.
2. Die Verwendung eüner Legierung mit einer Zusammensetzung aus etwa 2o % Kobalt, etwa 30% Nickel, 0,5 bis 3% Mangan, Rest Eisen für dien ringförmigen Metallteil der Verschmelzung nach Anspruch i.
3. Die Verwendung einer Legierung mit einer Zusammensetzung aus etwa 2o04 Kobalt, etwia 30% Nickel, 0,5 bis 3% Mangan, 0,5 hi!s 5% Kupfer', Rest Eisen für den ringförmigen Metallteil der Verschmelzung nach Anspruch i.
4. Verschmelzung nach Anspruch i oder einem der. folgendem, dadurch gekennzeichnet, daß für das Haften des Glasteiles am Metallteil dieser zunächst mit einer dünnen Gliasschicht überzogen wird, die mit Haftoxyden versehen ist.
5. Verschmelzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftoxyd Kobalt- oder Nickeloxyd benutzt wird.
6. Verschmelzung nach Anspruch q- oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß für das Auftragen der Glasschicht ein Pulver des Einachmelzglases mit pulverförmigen Haftoxyden versetzt und das Gemenge als Snxspension aufgetragen wird.
7. Verschmelzung nach Anspruch q. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glas ähnlicher Zusammensetzung wie das Evnschmelzglas von gleichem oder fast gleichem Ausdehnungskoeffizienten mit Haftoxyd im Schmelzfluß vermischt, dann gepulvert, als Suspension aufgetragen und schließlich zu einer zusammenhängenden Schicht niedergeschmolzen wird.