CH222366A - Für vakuumdichte und temperaturunempfindliche Verschmelzungen geeignete Schmelzmasse. - Google Patents

Description

  Für     vakuumdichte    und temperaturunempfindliche     Verschmelzungen     geeignete Schmelzmasse.    Zur Herstellung von     thermiech    stark be  lasteten     Glasverbinclungen    oder     Glasver-          schmeIzungen,        beispielsweiee    bei Elektronen  röhren aus hochschmelzenden Metallen, bei  denen das     Elektrodensystein    auf     einemkera-          mischen        Vers#ehlussstüek    aufgebaut ist,     wer-          ,

  den    im allgemeinen schwer erweichende       HartgIker    verwendet, die eine niedrige  Wärmeausdehnung besitzen und sieh daher  gut mit     hochsehmeIzenden    Metallen     verbin-          Jen.    Ein weiterer Grund für die gute ther  mische     Büllastbarkeit    der     Hartglasversclimel-          zungen    ist darin zu sehen,     -dass    sich wegen  der kleineren     Wärmed'elm:ung    nur geringere  Materialspannungen ausbilden können als bei  den     hoehwärmedehnenden    Weichgläsern.  



  Für die     Überglasung        hoehdehnender     Stoffe, wie Eisen oder legierter Stähle,  kommen     idiese    schwer erweichenden Hart  gläser nicht in Betracht, da die Kurven der       Ausdiehnungskoeffizienten    zu sehr von denen  des     Metalles    abweichen. Man     muss-    danach    streben,     Ilierfür    ein Glas, zu verwenden,  dessen     Wärmeausdehnungskurve        wssitgallen#d     mit derjenigen des     MetaMes    übereinstimmt.

    Bei metallischen     Entlaidungsgefässen    treten  durch     Stossbelastungen    augenblickliche Tem  peraturanstiege an der     Glasversehmelzung     auf, die jedoch vollkommen wirkungslos  sind, wenn eine Schmelzmasse oder ein     glas-          ähnilie,'hes    Dichtungsmittel oder ein     Gl-as    ver  wendet wird, dessen     Transfermationspunkt     so tief liegt,     dass    die     -W#Lrmedehnungenal#ler     miteinander verbundener Werkstoffe, in dem  Temperaturbereich zwischen Umgebungs  temperatur und     Transformoutionstemperatur     noch klein     gind.     



  Für die     Translormationstemperibtur        der     Schmelzmasse ergibt sich<B>je</B> nach den     Be-          triebsbedingungeneine    untere Grenze, wobei  im allgemeinen die     Translormati-onstempe-ra,-          tur    nicht niedriger sein darf als! die     Tempe-          n%tur,    die die     SchmeITzmasse        wälirend        ides     Betriebes annehmen kann.

   Massgebend für           die,se    Forderung ist erstens der     Daiiipfdru(#lz,     der nur     unterhalbdür        Transformationsteinpe-          ratur        vernaehlässi-bar    klein ist, zweitens die  elektrische     Leitfähi,-keit,    die bei     tberschrei-          n          ten    der     Transformationstemperatur    sprung  haft, ansteigt, drittens die     Viskoeität    die,       ?-,

          I     oberhalb     dür        Transformationstemperatur     rasch abnimmt, so     dass    ein Eindrücken der       Verschmelzun-s.stelle    in das     Entladun--1.1.11-          n        ?n          0-efäss    unter     Einwirkun--    des \äussern     Luft-          n        #n          driiehes        mö(Ylich    sein kann.  



  n  Will     man    eine     boeh    belastbare     und        tem-          peraturbe.,ständige    Verschmelzung erhalten,  n  und kann man     dahei    wegen der     Au#s-          dehnungskoeffizienten        bezw.    der hohen       SchmelIztemperataren    nicht auf Hartglas     züi.          CI          1-üel,---i#eifen,

      so kann     man    für     v#il#iiumdielitf"          und        temperaturunempfindliehe        Versehmel-          zungen    eine erfindungsgemässe     Sehmelzmasse     verwenden, deren     Bruehdeliniiii,y    mindestens  halb so gross ist     wie    die maximale     thermisehe          Dehnang    in dem Temperaturintervall     zwi-          sehen    Zimmertemperatur -und     Transforma-          tionstemperatur.     



  Die     Transformationstemperatur    ist die  Temperatur, bei der die Schmelzmasse von  dem zähflüssigen Zustand in den festen,       ,prö#den    Zustand übergeht. Die     Transforma-          tionstemperatur    stellt die untere Grenze des  für alle Temperaturvorgänge entscheidenden       Entpannungsbereiches    dar.  



  Unterhalb der     Transformationstempera-          tur        fol-t    das     elastis#ehe    Verhalten der als       Sehmelzmasse    vorzugsweise verwendeten       UI     Gläser dem     Hooksehen    Gesetz.     Tü        g-rösser    die       Braehdehnung,    im Vergleich mit der     ther-          misehen        Dehnting    wird, um so grösser ist die       thermisehe        Beanspruchbarkeit    der Gläser.

       Da     sieh Spannungen im Glas nur bis zur     Trans-          formation,stemperatur    ausbilden können, ist  die     maximalc    thermische Dehnung     Ötil        ge-          M-1          0.eben    durch     ö,l,   <B>=</B> a,<B>Al',</B> wobei a der     Ans-          renz        zwi-          delinuiit"sbei-,ve,

  rt    und     Al'    die     Diffe     sehen     Transformationslemperatur    und     Um-          gebungs;temperatur    bedeutet. Für eine     Um-          frebungstemperatur    von<B>30',</B> einer     Trans-          formationstemperatur    von<B>350'</B> und einem       Ausdehnungsbeiwert    von<B>90.

   10--7</B> ergibt  <B>C</B>    sieh beispielsweise eine maximale thermische  Dehnung     l#        =        9#'88        .10-3.        Die        Bruchde:

  hnun,r     n       bb    ist     abbängig    von der Zugfestigkeit, Z und       e'    n       dem        EJ#a#stizität#smodul   <B>E</B>     des        Diehtungs-          mittels        und    gegeben durch die Beziehung       bb        =   
EMI0002.0117  
    Es wird erfindungsgemäss vorgeschlagen,       ;

  1   <B>in</B>  die     Bruchdühnung    möglichst gross zu machen,  so     dass    sie mindestens halb so gross wird wie  die maximale thermische     Dehnuncr.    Für das  en  obige Beispiel würde sich eine Bruchdehnung  von     7irka   <B>1,5</B>     .10-3    ergeben. Ein derartig       bohür    Wert der     Bruehdehnun#g        lässt    sich  durch eine     LreeiLmete,    Zusammensetzung der       Sehmelzmasse    erreichen.  



  Es eignen sieh     hie#rfü#r    Schmelzmassen,       die        sowohlt    eine niedrige     Transformations-          temperatur    als     au-eh    eine relativ hohe     Zug-          festi,rkeit    und, einen niedrigen     Elastizitäts-          modul    besitzen.

   Die niedrige     Tran8fo-rma-          tionstemperatur    erhält man in bekannter  Weise durch Bleioxyd und     Bersäure.    Die  Zugfestigkeit wird durch Kalzium- und     Ba-          rimnoxyd        e#rhöht.        M#an    könnte, daran denken,  für diese Verschmelzungen einen bekannten       Eniaililekitt        züi    verwenden, dessen     Tran;sfor-          inationstemperatur    bei zirka<B>350' C</B> liegt  und der aus 20%     Kieselsäure,    64% Bleioxyd  und<B>16%</B> Borax besteht.

   Dieser Emaillekitt  hat jedoch einen ziemlich hohen     Ausdeh-          nung,#skoeffizienten    und eine geringe Bruch  dehnung, so     dass    er nicht führ alle     Versehmel-          zungen    verwendet werden     k#ann.    Ein weiterer  Nachteil dieses     Emailleflusses    besteht darin,       dass    bei seiner Herstellung Borax verwendet  wird, der ausser Borsäure auch     Natriumoxyd     enthält.

   Der Zusatz     von    Alkalien zu     Glais     ergibt aber erfahrungsgemäss eine elektrische       U#itfähigkeit    des Glases bei     hölheren    Tempe  raturen.  



  Eine "geeignete     Schmelzmasee    besteht aus  mindestens     65%    Bleioxyd, höchstens<B>15%</B>  Kieselsäure, mindestens-<B>10%</B> Barsäure und  mindestens     3%        Bariumoxyd    oder     Kalzium-          oxyd.        GuteErfolgewurdenmiteinerSchmelz-          masse,    erzielt, die folgende spezielle Zusam  mensetzung besass:

  <B>69%</B> Bleioxyd,<B>15%</B>           Kie-seleäure,   <B>11</B>     %    Borsäure und<B>5</B>     %'        Ba-          riumoxyd.    Der     Ausidehnungsbeiwert    dieser       Sehm.elzmasse,    lag bei zirka,<B>90 -10-7</B> und  hatte somit einen ähnlichen Wert wie die  zur     VerscUmeliung        *heute    geeigneten     Chrom-          Eisen-Legierungen    mit zirka     57o        Chrom-          0.e,halt.     



  en  Insbesondere kann man mit den     'Glas-          ma,-sen    der oben erwähnten Zusammen  setzungen relativ hohe Ausdehnungsbeiwerte  erreichen und -so ermöglichen,     dass    eine     un-          magmetische        Eisen-Nickel,-Leggierung    (zirka  <B>28%</B> Nickel,<B>72%</B> Eisen) noch mit diesen       Glasmaesen    vakuumdicht verschmolzen wer  den kann, was 'bisher wegen des hohen       Ausdehnungskoeffizienten    des     Eisen-Nickels     nicht möglich war.  



  Die beschriebene Schmelzmasse eignet  sieh zur Verschmelzung von     Mütall--Metall.          Metall-Keramik,        Keramik-Keramik    und       Keramik-Glas.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Für vakuumdichte und temperaturunemp findliche Verschmelzungengeeignete Schmelz masse, dadurchgekennzeichnet, #dass dieBraell- dehnung der Sohmelzma.sse mindestens halb so gross ist wie die maximale thermisühe Dehnung in dem Temperaturintervall zwi- sehen Zimmertemperatur und Transforma,- tionstemperatur. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Schmelzmasse nach.

   Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus- min destens<B>65%</B> Bleioxyd, höchstens, lä% Kie- ksel,#säure, mindestens<B>10%</B> Bürsäure und mindestens<B>3</B> 7o Bariumoxyd besteht.

   2. Schmelzmaese nach Pateutansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus min- deGtens 65% Bleioxyd, Mehstens <B>15%</B> Kie selsäure, mindestens<B>10%</B> Borsäure. und min destens-<B>3%</B> Kalziumoxyd besteht.