DE970952C

DE970952C - Verfahren zum Einbetten von Metallprofilen in keramische Massen, Metallprofil und damit hergestelltes Geraet

Info

Publication number: DE970952C
Application number: DEM10794A
Authority: DE
Inventors: Fritz Math
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-02
Filing date: 1950-07-02
Publication date: 1959-03-19

Description

Verfahren zum Einbetten von Metallprofilen in keramische Massen, Metallprofil und damit hergestelltes Gerät Die Erfindung bezieht sieh auf Geräte, die elektrische Energie verbrauchen und bei denen zum Zweck der Hindurchleitung des elektrischen Stromes Metallprofile in keramische Massen eingebettet sind.
Diese keramischen Massen mit den darin eingebetteten Metallprofilen werden zunächst einem Trocknungsvorgang und dann einem Glüh- oder Brennprozeß ausgesetzt, der der Keramik bzw. dem Porzellan die gewünschten Eigenschaften geben soll.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei diesem Glüh-bzw. Brennvorgang häufig chemische Reaktionen zwischen dem Metallprofil und der Keramik eintreten, die einerseits das Metallprofil angreifen und andererseits die Keramik, z. B. das Porzellan, durch Eindringen von Metallteilchen verändern und verfärben. Man hat zwar schon versucht, durch als Zwischenschichten angebrachte Schutzschichten aus Metalloxyden oder leicht brennbaren organischen Materialien die Metallprofile gegen die zerstörenden Wirkungen von Luft oder Gasen zu schützen. Die Schichten aus Metalloxyden vermögen jedoch das Eindringen von Gasen zur Oberfläche des Metallprofils unterhalb ihrer Sintertemperatur nicht zu verhindern, und die organischen Substanzen binden den das Metallprofil angreifenden Sauerstoff bereits bei Temperaturen von 300 bis 6oo° C, indem sie verbrennen, ohne bei höheren Temperaturen ihre Schutzwirkung ausüben zu können.
Gemäß der Erfindung wird nun das Metallprofil mit einer Schutzschicht aus Graphit oder mit einer Schutzschicht, die eine Beimengung von Graphit enthält, umgeben, um die Trennung zwischen dem Metall und der Keramik herbeizuführen. Im Gegensatz zu den als Schutzschichten bekannten organischen Materialien erreicht der Graphit seine größte Affinität zum Sauerstoff erst beiden wesentlich höheren Temperaturen, bei denen auch das eingebettete Metall unter der Einwirkung des Sauerstoffes am leichtesten oxydiert. Der Graphit vermag deshalb gerade bei diesen höheren Temperaturen infolge seiner größeren Affinität zum Sauerstoff dessen Einwirkung auf das eingebettete Metall zu verhindern.
Man kann außer dieser Schutzschicht auch noch andere Schichten auf das Metallprofil aufbringen bzw. dem Graphit beimengen, z. B. eine schwindungsfähige Schicht, deren Stärke so bemessen ist, daß beim Einbrennen das stromführende Element einschließlich der Schwindungsschicht im Querschnitt ein der Einbettungsmasse analoges Schwindungsverhalten zeigt. Dazu hat sich eine Lackschicht als besonders geeignet erwiesen, die eine gewisse Quellfähigkeit besitzt, so daß das Profil mit der durch Wasser aufgequollenen Schicht eingeformt werden kann.
Wichtig ist, daß das Metallprofil die Schwindung der keramischen Massen während der Fabrikation nicht behindert, da andernfalls Risse auftreten würden.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß das einzubettende Metallprofil mit einem Schutzmantel versehen, der folgende Eigenschaft aufweist: Da beimTrocknungsvorgang der frischgeformten keramischen Masse eine Trockenschwindung von etwa 3 bis etwa 6% eintritt, soll der Schutzmantel die Fähigkeit haben, beim Trocknen so stark zu schrumpfen, daß die das Metallprofil umgebende Schutzschicht dieselbe prozentuale Querschnittsverringerung gestattet.
Ferner muß dieser Schutz beim Brand der Keramik bzw. des Porzellans vollständig verbrennen, weil beim Verglühen bzw. beim Gutbrennen eine weitere Schwindung von etwa 15 % eintritt. Da das Metallprofil nicht mitschwindet, sondern sich ausdehnt, muß durch das Verbrennen des Schutzmantels ein entsprechender Raum für die Keramik geschaffen werden, um Spannungen durch das sein Volumen behaltende Metallprofil zu vermeiden.
Zur Herstellung einer solchen Schutzschicht haben sich besonders bewährt: Gelatine, Kollodium, vorzugsweise auf Nitrobasis hergestellte Lacke sowie Gemische aus denselben und ähnliche Stoffe.
Wenn diesen Substanzen, die die Schutzschidit bilden, eine Substanz beigegeben wird, die die chemische Reaktion zwischen dem Metallprofil und der Keramik vermindert bzw. möglichst ganz verhindert, so bleibt das Metallprofil unverändert funktionsfähig.
Da die keramischen Massen eine dreidimensionale Schwindung aufweisen, muß das Metallprofil zweckmäßig auch die Schwindung in bezug auf seine Längenausdehnung mitmachen. Zu diesem Zweck wird das Metallprofil, z. B. ein runder Draht, mit einer bogenförmigen Wellung versehen. Dies hat zur Folge, daß das der Keramik analoge Schwindungsverhalten des Metallprofils auch über seine Längenausdehnung erreicht wird. Außerdem kann dadurch im Vergleich zum geraden Draht eine größere Länge des Metallprofils untergebracht werden. Ferner wird der Einbettungsvorgang durch die bessere Haftfähigkeit und vergrößerte Elastizität des wellenförmigen Metallprofils wesentlich erleichtert.
Vorzugsweise werden eingebettete Metallprofile aus Chrom-Nickel-Legierungen oder anderen Spezial-Widerstandslegierungen, z. B. solche auf Eisen-Chrom-Aluminium-Kobalt-Basis, oder anderen bekannten Widerstandslegierungen verwendet. Auch hochschmelzende Metalle einschließlich der Wolfram-, Molybdän-, Tantal-, Platin- usw. Gruppe können angewandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Einbetten von Metallprofilen in keramische Massen unter Benutzung einer Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallprofil mit einer Schutzschicht aus Graphit oder einer solchen Schutzschicht, die eine Beimengung von Graphit enthält, umgeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als mit Graphit versetzte Schutzschicht eine schrumpffähige Schicht dient, die dem Querschnitt des Metallprofils einschließlich ihrer eigenen Schichtstärke dieselben Schwindungsverhältnisse verleiht, die die keramische Einbe,ttungsmasse während des Trocknungsvorganges hat.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als mit Graphit versetzte Schutzschicht eine schwindungsfähige Schicht dient, deren Stärke so bemessen ist, daß beim Einbrennen das stromführende Element einschließlich der Schwindungsschicht im Querschnitt ein der Einbettungsmasse analoges Schwindungsverhalten zeigt.
4. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht eine Substanz benutzt wird, die sich bei der Brenntemperatur der keramischen Masse zu Gas verflüchtigt.
5. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit Graphit versetzten Schicht aus Gelatine, Kollodium, vorzugsweise auf Nitrobasis hergestellten Lacken sowie Gemischen derselben oder ähnlichen Stoffen.
6. In keramische Massen eingebettetes Metallprofil, das nach den Verfahren des Anspruches i oder eines der folgenden Ansprüche hergestellt ist, gekennzeichnet durch die Verwendung von Chrom-Nickel-Legierungen oder anderen Spezial-Widerstandslegierungen, z. B. solchen auf Eisen-Chrom-Aluminium-Kobalt-Basis.
7. In keramische Massen eingebettetes Metallprofil, das nach den Verfahren des Anspruches i oder eines der folgenden Ansprüche hergestellt ist, gekennzeichnet durch die Verwendung hochschmelzender Metalle, insbesondere der Wolfram-. Molybdän-, Tantal- und Platingruppe. B. Nach den Verfahren des Anspruches i oder eines der folgenden Ansprüche hergestelltes Gerät unter Verwendung von Profilen aus Metallen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des Längsschwundes das stromführende Element wellenförmig eingebettet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 627 342, 622 172.