NO129343B - - Google Patents

Description

Glassaktig, vitrokrystallinsk eller keramisk

gjenstand med et aluminiumholdig belegg og

fremgangsmåte for fremstilling av gjenstanden.

Foreliggende oppfinnelse angår gjenstander av glass-aktige, vitrokrystallinske eller keramiske materialer, med et aluminiumholdig belegg samt fremgangsmåte for fremstilling av nevnte gjenstand.

Det er velkjent hvordan man kan metallisere forskjellige materialer ved å avsette metallet i vakuum, ved å sprøyte materialet med et smeltet metall eller på legge substratet væsker inneholdende komponenter som omsetter seg til et metallbelegg in situ. I vanlig industri vil det.være visse tilfeller og under visse omstendigheter hvor ingen av nevnte fremgangsmåter er fullt ut tilfredsstillende, enten dette skyldes økonomiske faktorer eller vanskeligheter med å

få pålagt metallet i de forutbestemte områder eller soner.

En annen fremgangsmåte for .metallisering ay.-"substrater som har visse spesielle fordeler, er den såkalte "seizur'e"-métoden (i det følgende kalt friksjonsmetoden) som er karakterisert 'ved at metallet overføres til substratet ved hjelp av friksjon mellom nevnte subs-trat og en metallisk del, som- f.eks. kan være i form av en skive som roterer i kontakt méd substratet.

På grunn av sin enkelhet og på grunn av den meget nøy-aktige kontroll man kan ha-med hensyn til metallavsetningen, gjør at denne fremgangsmåte er av spesiell interesse ved fremstilling'av visse metalliserte gjenstander, f..eks. glassplater med metallstriper som er istand til å føre elektrisk strøm for oppvarmingsformål. Når man imidlertid har anvendt metallfriksj.onsstykker av den hittil kjente type, har det vært meget vanskelig' å avsette tilfredsstillende og jevne belegg på forskjellige glasstyper og vitrokrystallinske materialer, bortsett fra de tilfeller hvor beleggene er så tynne at de har en elektrisk motstand betydelig over ca. 0.5 ohm per flateenhet. En friksjonsavsetning av tykkere metallbelegg, selv når dette kan utføres, nødvendiggjør at man anvender trykk og tangensialkrefter av en slik størrelsesorden at det oppstår en vesentlig risiko for å brekke eller svekke substratet, spesielt i forbindelse med glassplater av den sammensetning som vanligvis anvendes ved fremstilling av bilvinduer.

Man har nå funnet at ovenstående vanskelighet kan unngås ved å anvende et friksjonsstykke fremstilt av en aluminiumslegering hvorav flere eksempler vil bli angitt i det etterfølgende.

Belegget har fortrinnsvis en maksimal motstand på 0.06 ohm per kvadraténhet.

Med begrepet "vitrokrystallinsk" forståes her et materiale som er blitt dannet ved å varmebehandle et glassaktig materiale som er blitt dannet ved å varmebehandle et glassaktig materiale slik at man frembringer en eller flere krystallinske faser. Med begrepet "keramisk" forståes en ildfast sammensetning bestående av en krystall-masse som henger sammen med eller uten ved hjelp av et bindemiddel.

Spørsmålet hvorvidt et gitt metallbelegg er blitt pålagt ved friksjonsmetoden, kan løses ved å undersøke substratoverflaten.under belegget. -Et bevis for anvendelsen av friksjonsmetoden kan visse ganger finnes i form av en svak tanning av substratoverflaten hvor metallbelegget er pålagt, og denne tanning eller små-hakking i visse tilfeller være fulgt av en lokal strømning av sub-stratmaterialet. I forbindelse med mange substratmaterialer innen-for den foreliggende oppfinnelse, og spesielt i forbindelse med vanlig natronkalkglass og andre vanlige glasstyper, vil nevnte overflate fremvise mikroavskrapninger. :Slike mikroavskrapninger senker ikke glassets strekkfasthet i større grad enn de vanlige skrammer som oppstår under normal behandling av glassproduktet.. Substratoverflaten bør fortrinnsvis være fri for sprekker som er synlige for det blotte øye. I motsetning til dette er det meget vanlig at de glassover-flater på hvilke metall er f riksj.onsavsatt ved tidligere kjente me-tallstykker, ofte har meget høy elektrisk motstand eller en sprekk-dannelse som i vesentlig grad senker substratets strekkfasthet.

De foretrukne aluminiumslegeringer, som er angitt mer detaljert i det etterfølgende, gjør det mulig å danne belegg med en motstand på mindre enn 0.3 ohm per kvadrat.enhet og endog mindre enn 0.06 ohm per kvadratenhet.

Legeringer som benyttes innbefatter aluminium og minst 0.1 vektprosent av ett eller flere sekundære metaller, og hvor en eutektisk blanding av slike sekundære metaller med aluminium inneholder mindre enn 20 vektprosent av slike andre metaller, og hvor nevnte legering har en likvidustemperatur som ikke overstiger aluminiumets smeltetemperatur med mer enn 40°C (må således ikke over-stige 700°C), og har en maksimal elektrisk motstand på 4 mikro:-—ohm-cm. Legeringer med disse egenskaper kan meget lett pålegges ved friksjonsmetoden uten at substratet utsettes for krefter som vil være skadelige, spesielt når det gjelder vanlig glass.

Man anvender en aluminiumbasert legering med ovennevnte egenskaper og som innbefatter minst- ett metall fra den følgende gruppe: antimon, vismut, kadmium, indium, bly, tellur og silisium. Aluminiumbaserte legeringer inneholdende disse sekundære metaller, har ofte vist seg å ha meget tilfredsstillende motstand overfor korro-sjon under påvirkning av vann i væske- eller dampform.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt eri: gjenstand med minst en overflate.del av et glassaktig, vitrokrystallinsk eller keramisk materiale, hvorpå et alumin-iumholdig belegg er påført ved hjelp av friksjonsmetoden og denne gjenstand er kjennetegnet ved at belegget-dekker minst en del av en overflatedel av et glassaktig, vitrokrystallinsk eller keramisk materiale på nevnte gjenstand, hvor aluminiumslegeringen omfatter minst 0.1 vektprosent av minst et annet metall valgt fra antimon,vismut, kadmium, indium, bly, tellur og silisium og danner en eutektisk b-landing med aluminium, hvor den eutektiske blanding inneholder mindre enn 20 vektprosent av nevnte andre metall, og ved at legeringen har en likvidustemperatur som ikke overskrider aluminiumets sraeltetemperatur med mer enn 40°C og har en maksimal spesifikk elektrisk motstand på 4 mikro-ohm cm, idet belegget har en maksimal motstand på O.J ohm per flateenhet.

Man har funnet det spesielt fordelaktig å anvende en aluminiumbasert legering inneholdende fra 0.4 - 1.6 vektprosent antimon eller fra 2-10 vektprosent silisium.

Den anvendte aluminiumslegering bør fortrinnsvis ha en Brinell-hardhet på ikke mer enn 100'. I de foretrukne utførelser vil legeringen ha en Brinell-hardhet på maksimalt 5'3.

En eutektisk sammensetning kan i foreliggende oppfinnelse danne en enkelt fase selv når det er umulig å' observere en sam-eksistens av to forskjellige finkornede faser, selv under betydelig forstørrelse.

Oppfinnelsen innbefatter spesielt gjenstander bestående av en glassplate med et belegg av en aluminiumslegering i minst en stripelignende sone med en bredde på mindre enn 2 mm, og hvor belegget har en maksimal motstand på ikke mer enn 0.3 ohm per kvadratenhet, fortrinnsvis- ikke mer enn 0.06 ohm per kvadratenhét. En slik glassplate har en gjennomskinnelighet som bare er litt dårligere enn den glassplaten hadde før belegget ble pålagt.' Videre vil nevnte belegg gi glassplaten et tiltrekkende, skinnende utseende. Nevnte striper gjør det mulig å oppvarme glassplaten ganske betydelig ved å føre strøm gjennom metallbelegget.' Slike belagte' glassplater kan fremstilles relativt rimelig, og' de har en mekanisk styrke som fullt ut lar seg sammenligne med styrken i ubelagte glassplater som har vært brukt i flere måneder.-

Slike belegg kan.ifølge foreliggende oppfinnelse dannes

på en gjenstand ved å anvende et metallstykke i form av et legeme med sirkulært tverrsnitt:, og som kan roteres i' kontakt med det legeme som skal belegges.

Ifølge oppfinnelsen er det videre tilveiebragt en fremgangsmåte for; fremstilling' av -ovennevnte gjenstand,' og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved. at .substratet'-gnis.: med. et. friksj ons-element bestående av, en- alumini.umlege.ring omfattende aluminium og minst 0.1 .vektprosent. av..minst-et ^nnet me.tall. valgt. fra. antimon, vismut, kadmium, indium, bly, tellur-; og" silisium-som danner, en eutektisk blanding med aluminiumet, idet den eutektiske blanding inneholder mindre enn 20 vektprosent av nevnte andre metall.,, og idet legeringen har en likvidustemperatur som ikke overskrider.aluminiumets smeltetemperatur med mer enn 40°C og har en maksimal spesifikk elektrisk motstand på 4 mikro-ohm cm, og. ved at det inngnis så meget av legeringen at den elektriske motstand blir under 0.3 ohm per flateenhet, fortrinnsvis under 0.06 ohm per flateenhet.

Visse utførelser av.oppfinnelsen vil nå bli beskrevet

med henvisning til den vedlagte tegning som på

fig. 1 viser bakvinduet for en bil, mens

fig. 2 viser et snitt av samme vindu.

Glassgjenstanden 1 er fremstilt av en plate av varme-, herdnet vanlig natronkalk-silisiumdioksyd-glass, som er bøyet slik at det danner et bakvindu for en bil. Åtte parallelle metallbånd 2

er avsatt ved å rotere en metallskive i kontakt med glasset samtidig som glassplaten ble forskjøvet i forhold til nevnte metallskive, hvorved man fikk overført metall fra skiven til glassplaten langs de angitte linjer. Deretter ble det dannet et sølvbelegg på hver av de to endekontaktsoner.3, ved å påføre en suspensjon av metallisk sølv i benzen. Sølvbelegget hadde relativt lav motstand og tjener til å fordele den elektriske strømmen til de forskjellige ledende sonene 2. Kontakter var loddet.på endesonene 3 ved hjelp av vanlig loddetinn. Det resulterende bakvindu kan oppvarmes ved å forbinde kontaktene H med en strømkilde.

Det illustrerte bakvindu samt fremgangsmåten for å på-

legge stripene 2, er definert ved følgende data:

Lengde på striper:. 1 meter .'...,.. Bredde på striper:.. , 0.8 mm .

Tykkelse på avsetning: 5 - .10 mikron Avstand mellom stripene: 30 mm Driftsspenning: 12 volt.

Kraftuttåk i den sentrale, sone: 600 watt/m2

Linj emotstand: 1-8 ohm

Motstand målt i snitt: 0.7 - 4 ohm/cm

Berégnet motstand for avsetninger per flateenhet:

5.6 - 32 miliiohm

Sammensetning av legeringen i skiven (per vekt):

aluminium 98. 9 % omtrent

antimon 1.1 %

■Skivens diameter: 80 mm

Rotasjonshastighet'for skiven: 200 omdr./min.

Trykk av skiven på glasset: 1 kg

Glassets hastighet under skiven: 15 - 30 cm/minutt.

Man kan oppnå en reduksjon i den elektriske motstand per lengdeenhet av stripene, ved å anvende en tykkere skive, ved å øke skivehastigheten, ved å., øke trykket, og/eller -redusere glassets hastighet i forhold til skiven. , Den. elektriske motstand per. lengdeenhet av en stripe blir redusert til det halve, når.skivens rotasjonshastig-het fordobles. En tykkere skive vil imidlertid også gi en bredere stripe, og dette har den effekt at det kan.redusere gjennomskinnelig-heten i.bakvinduet, mens. et for stort trykk kan knuse glasset, kan forårsake en ujevn, avsetning, og resultere i en.rask misforming av skiven.

Hvis, man skal fjerne rim og støv fra bakvinduet på en bil med et minimalt forbruk av elektrisk kraft,,så er det fordelaktig, hvis største mengden, av kraften frigjøres i glassets sentrale sone, slik at det følgelig er fordelaktig å ha et belegg eller, en stripe med høyere motstand på dette sted.. For å oppnå.dette kan glassets hastighet i forhold til skiven være høyere under dannelsen av den sentrale del av hver enkelt stripe enn når man danner en.dedelene. Hastighetsvariasjonen kan utføres trinnvis, eller fortrinnsvis kon-tinuerlig. Man kan også avsette striper med forskjellig motstand, og således kan f.eks. de ytre striper 5 ha høyere motstand enn de andre stripene.

En avsetning av slike belegg som er vist på tegningen, reduserer ikke den mekaniske styrke i varmeherdnet glass. Det viste seg at den mekaniske styrke umiddelbart etter at man hadde avsatt metallet, var meget nær det man fant i en identisk varmeherdnet (men ikke belagt) vindusrute etter et par ukers eller måneders bruk.

I en sammenlignende prøve fant man at glassets mekaniske

- styrke ble påvirket i enda mindre grad, hvis man hadde anvendt et metallstykke fremstilt av følgende legering:

Ledende striper dannet med dette metallstykke hadde i alt vesentlig identiske elektriske egenskaper i forhold til det som er angitt ovenfor.

Ved fremstilling av.stripebelegg ved friksjonsmetoden slik det er angitt ovenfor, så kunne man i et par tilfeller finne tegn til strømninger i glasset langs kontaktlinjene, og at glassoverflaten var.fra 0.5 til 1.5'mikron lavere under belegget enn mellom dem.

Med hensyn til de legeringer som er.anvendt ovenfor, så er det velkjent at en eutektisk blanding av antimon og aluminium inneholdende 1.1 vektprosent antimon. ;

Med hensyn til sistnevnte legering, så kan sink være i fast oppløsning i aluminium ved vanlige temperaturer forutsatt at legeringen ikke avkjøles for langsomt fra de temperaturer ved hvilke den faste oppløsningen er i likevekt.

De legeringer som er nevnt ovenfor, er meget korrosjons-resistente, og deres, egenskaper blir ikke svekket ;når de .brukes på bilvinduer..

Ledende metallstriper med egenskaper meget nær.det som er angitt ovenfor, ble fremstilt ved samme fremgangsmåte idet man anvendte følgende legeringer:

Oppfinnelsen har også andre anvendelser bortsett fra frem-stillingen av bilvinduer. Man kan fremstille motstander for den elektriske industri ved'hjelp av foreliggende oppfinnelse, og substratet' kan' være pålagt et metallbelegg over hele overflaten isteden-for i avdelte soner. Lineære avsetningen kan f.eks. dannes ved siden av hverandre eller med en liten overlapping, slik at man danner et totalt belegg. Oppfinnelsen kan videre brukes for å pålegge ledende belegg for dannelse av kontaktsoner, f.eks..sonene 3 i.fig. 1, for derved å føre elektrisk strøm til andre ledende striper som også kan være pålagt ved .hjelp av foreliggende oppfinnelse :éller ved andre fremgangsmåter, f.eks. ved en avsetning i vakuum. André eksempler er keramiske legemer eller glasslegemer med aluminiumslegeringsbe-legg for å danne pakninger mellom keramikk- og metall eller glass og metall.

Hvis det er ønskelig, kan en avsetning fremstilt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, belegges på nytt med en avsetning av den samme eller med en annen sammensetning, det være seg av metallisk natur.eller ikke, ved hjelp av enhver annen hensiktsmessig fremgangsmåte, f.eks. ved elektrolyse eller påsprøytning.

De aluminiumsbaserte legéringsavsetninger kan beskyttes ved anodisk oksydasjon.

Den følgende tabell angir data for fire glassplater (angitt I - IV) som hver var belagt med en legering langs tolv stripelignende soner med en lengde på 1 meter, en bredde på fra 0.6 - 0J mm og en tykkelse fra 10 - 15 mikron, og sonene hadde en avstand på 30 mm. Beleggene på hver av de fire platene ble pålagt fra et skiveformet metallstykke med en diameter pa 80 mm" og en tykkelse på 0.5 mm, og skiven ble rotert méd eh hastighet på 330 omdreininger per minutt og utøvet et trykk på 3 kg på glassoverflaten under hver pålegging langs selve platen, og hastigheten ved en slik pålegning var 0.6 meter per minutt. Fire forskjellige roterende skiver ble anvendt, og de var forskjellige for hver glassplate. Tabellen angir sammensetningene for aluminiumslegeringene i de forskjellige skivene, samt data som angår beleggets elektriske egenskaper:

Claims (7)

1, Gjenstand med minst en overflatedel av et glassaktig, vitrokrystallinsk eller keramisk materiale hvorpå et aluminiumholdig belegg er påført ved hjelp av friksjonsmetoden, karakterisert ved at belegget dekker minst en del av en overflatedel av et glassaktig, vitrokrystallinsk .eller keramisk materiale på nevnte gjenstand, hvor aluminiumslegeringen omfatter minst 0.1 vektprosent av minst et annet metall valgt fra antimon, vismut, kadmium, indium, bly, tellur-og silisium og danner en eutektisk blanding med aluminium, hvor den eutektiske blanding inneholder mindre enn 20 vektprosent av nevnte andre metall, og ved at legeringen har en likvidustemperatur som ikke overskrider aluminiumets smeltetemperatur med mer enn 40°C og har en maksimal spesifikk elektrisk motstand på 4 mikro-ohm cm, idet belegget har en maksimal motstand på 0.3 ohm per flateenhet .

2. Gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at belegget har en maksimal motstand på 0.06 ohm per flateenhet .

3. Gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at legeringen inneholder 0.4 - 1.6 vektprosent antimon.

4. Gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at legeringen inneholder 2-10 vektprosent silisium.

5. Gjenstand ifølge krav 1-4, karakterisert ved åt legeringen inneholder minst 88 vektprosent av en hovedfase.

6. Gjenstand ifølge krav 1-5, ka.rakterisert ved at legeringen har en Brinell-hardhet på maksimalt 100.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av en gjenstand ifølge krav 1-6, karakterisert ved at substratet gnis med et friksjonselement bestående av en aluminiumlegering omfattende aluminium og minst 0.1 vektprosent av minst et annet metall valgt fra antimon, vismut, kadmium, indium, bly, tellur og silisium som danner en eutektisk blanding med aluminiumet, idet den eutektiske blanding inneholder mindre enn 20 vektprosent av nevnte andre metall, og idet legeringen har en likvidustemperatur som ikke overskrider aluminiumets smeltetemperatur med mer enn 40°C og har en maksimal spesifikk elektrisk motstand på 4 mikro-ohm cm, og ved at det inngnis så meget av legeringen at den elektriske motstand blir under 0.3 ohm per flateenhet, fortrinnsvis under 0.06 ohm per flateenhet.