DE3827318A1 - Dichtung zwischen keramischen gegenstaenden oder zwischen keramischen und metallischen gegenstaenden - Google Patents
Dichtung zwischen keramischen gegenstaenden oder zwischen keramischen und metallischen gegenstaendenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung oder Verbundmasse zwischen zwei
keramischen Gegenständen, oder zwischen einem keramischen und einem
metallischen Gegenstand.
Diese Gegenstände können beispielsweise aus Glaskeramik, Quarzglas
oder einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen.
Es ist erwünscht, daß solche Dichtungen bei möglichst hohen Temperaturen
gebildet werden, so daß das nachfolgende Entgasen aus dem Dichtungs
bereich so effizient wie möglich durchgeführt werden kann, bei einer
Temperatur nahe der hohen Temperatur beim Einbau der Dichtung oder
Verbundmasse. Je höher diese Temperatur ist umso stärker kann die
Reaktion zwischen dem Dichtungsmaterial oder Verbundmaterial einer
seits und den zu verbindenden Gegenständen andererseits sein, und
umso höher ist dann die erreichte Bindefestigkeit. Idealerweise sollte
das Versiegeln bzw. Anbringen des Dicht- oder Verbundmaterials bei
der höchstmöglichen Temperatur erfolgen, welche die zu verbindenden
Gegenstände oder Materialien aushalten können, was erwünschterweise
eine Temperatur ist, die wenigstens gleich derjenigen des Schmelz
punktes des Dichtmaterials oder Verbundmaterials ist.
Um eine gute Verbindung herzustellen, ist es ferner erforderlich, daß
das Dichtmaterial im wesentlichen chemisch rein ist und insbesondere im
wesentlichen oxidfreie Flächen hat, die in Kontakt mit den zu verbin
denden Gegenständen kommen. Die Herstellung solcher Flächen an dem
Dichtmaterial ist schwierig, weil unvermeidlich ein Oxidfilm vor
handen ist. Ein leicht entfernbarer Oxidfilm kann entfernt werden, indem
das Material über dem Dichtbereich zum Fließen gebracht wird. Bei einem
weichen Metall-Dichtmaterial, wie z.B. Indium, kann ein solches Fließen
bewirkt werden, indem ein Druck auf das Material bei Umgebungstemperaturen
ausgeübt wird. Indium hat jedoch einen niedrigen Schmelzpunkt. Die Be
seitigung von Oxidfilmen, die schwieriger zu entfernen sind, erfordert
gewöhnlich das Aufbringen eines Druckes auf das Dichtmaterial bei höheren
Temperaturen und in einer inerten Atmosphäre oder im Hochvakuum. Hierzu
sind komplexe Vorrichtungen und komplexe Verfahren erforderlich und ange
wendet worden, um eine gute Bindung zu erhalten, wenn schwierig zu ent
fernende Oxidfilme an dem Dicht- oder Verbundmaterial vorhanden sind.
Es ist bekannt, Aluminium als Dichtmaterial oder Verbundmaterial zu
verwenden. Aluminium hat jedoch einen unvermeidlichen Oxidfilm, der
schwierig zu entfernen ist. Die erforderliche Bindung wird daher nur
erreicht, indem ein Druck auf das Aluminium ausgeübt wird, während dieses
eine Temperatur nahe bei seinem Schmelzpunkt von 660°C hat und in einer
inerten Atmosphäre oder im Hochvakuum.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Bindung
zwischen zwei keramischen Gegenständen oder zwischen einem keramischen
Gegenstand und einem metallischen Gegenstand zu schaffen unter Ver
wendung eines Bindematerials oder Dichtmaterials, das Aluminium
wenigstens als Hauptbestandteil enthält, wobei die Anwendung eines
Druckes auf das Dichtmaterial vermieden werden soll.
Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, ein Verbund-Dichtelement zu
bilden aus einem Körper, der Aluminium wenigstens als Hauptbestandteil
enthält und der mit einem Oberflächenfilm aus Zink oder Zinn versehen
ist, wobei der Oberflächen-Aluminium-Oxidfilm entfernt wird, worauf der
Körper mit Silber und/oder Gold oder einer geeigneten Legierung, die
Silber oder Gold enthält, überzogen wird, worauf das Dichtelement
zwischen den beiden zu verbindenden Gegenständen angeordnet und das
Ganze erwärmt wird, um das Verbund-Dichtelement zu schmelzen, entweder
in einer inerten Atmosphäre oder in einem hohen Vakuum, worauf das
Ganze anschließend gekühlt und damit die erforderliche Dichtung oder
Verbindung erhalten wird.
Die Ausübung eines Druckes während des Bindevorganges ist vorzugsweise
nicht vorgesehen.
Das Verbundelement kann Aluminium oder eine Aluminium-Legierung enthalten,
es ist jedoch erwünscht, daß das Verbundelement während des Bindesvorganges
schmilzt und das Aluminium in Kontakt mit den Oberflächen der zu verbindenden
Gegenstände tritt, so daß das Aluminium mit den Oberflächen der zu verbin
denden Gegenstände reagieren kann und eine gute Verbindung geschaffen
wird.
Auf den freien Oberflächen des Silbers bildet sich vor der Verbindung
mit den anderen Materialien unvermeidlich ein Oxidfilm. Dieser Oxid
film zerfällt jedoch schnell bei einer Temperatur von höchstens 250°C
und der hierbei entstehende Sauerstoff wird leicht während des Binde
vorgangs durch den Verbindungsbereich hindurch abgeführt. Am Gold ent
steht dagegen kein Oxidfilm. Der Zinkfilm oder der Zinnfilm sowie die
Beschichtung mit Silber und/oder Gold oder einer entsprechenden Legierung,
die Silber oder Gold enthält, des Verbund-Dichtelementes, werden leicht
in dem geschmolzenen Aluminium oder der Aluminium-Legierung absorbiert,
die sich während des Bindevorganges bildet, sie verhindern jedoch nicht,
daß Aluminium in Kontakt mit den Oberflächen der zu verbindenden Gegen
stände gelangt. Es ist erwünscht, daß der Zinkfilm oder Zinnfilm und
die Beschichtung so dünn sind, wie sie in der Praxis erreichbar sind,
und es sollte gewährleistet sein, daß das Aluminium unter normal
zu erwartenden Lagerbedingungen nicht freiliegt (exposed), ehe das
Dichtungselement verwendet wird.
Da das letztere während des Bindevorganges schmilzt, wird durch den Fluß
des Dichtmaterials über die Oberflächen der Gegenstände in dem Bindungs
bereich sichergestellt, daß kein Oxidfilm in dem Verbindungsbereich vor
handen ist.
Auf diese Weise wird eine sehr gute Bindung erzielt und die so gebildete
Anordnung kann dann nachfolgend entgast werden durch Brennen oder Er
wärmen im Vakuum auf eine Temperatur bis etwa 600°C über mehrere Stunden.
Die miteinander zu verbindenden Gegenstände sollen dabei eine Temperatur
in Höhe des Schmelzpunktes des Verbundelementes aushalten, d.h. etwa
660°C. Das Zink oder Zinn wird auf den Grundkörper aufgebracht und gleich
zeitig wird der Aluminiumoxidfilm entfernt durch Eintauchen des Grund
körpers in eine entsprechende Lösung. Ein solcher Verbindungsprozeß ist
einfach und benötigt keine komplexen Apparate.
In der so erhaltenen Anordnung soll die Dicke der Dichtung oder des Ver
bundmaterials zwischen den zu verbindenden Gegenständen ausreichend sein,
um normal auftretende unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen den Gegen
ständen und zwischen diesen und der Dichtung oder dem Verbundmaterial
aufzunehmen, insbesondere solche unterschiedliche Wärmedehnungen, die
während des Verbindungsvorganges auftreten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiterhin erläutert.
Ein Gegenstand aus einer Glaskeramik mit einem niedrigen linearen Dehnungs
koeffizienten von 0,03×10-6 je Grad Kelvin bei 20°C wird mit einem
anderen Gegenstand aus Glaskeramik verbunden mit einer Verbund-Dichtung
dazwischen. Das Dichtungselement besteht aus einem ringförmigen Draht,
der zwischen den Gegenständen in einem Bereich angeordnet wird, in welchem
die Gegenstände miteinander verbunden werden sollen. Das Dichtelement oder
Verbundelement hat einen Körper in Form eines Drahtes aus Aluminium mit
einem Durchmesser von etwa 1 mm. Der Aluminiumdraht ist bzw. wird ent
fettet. Der Oberflächenfilm aus Aluminiumoxid wird entfernt und gleich
zeitig damit wird ein Film aus Zink mit einer Dicke von etwa 1 Mikron
auf den Aluminiumdraht aufgebracht, durch Eintauchen des Drahtes in
eine Natrium-Zinkat-Lösung. Danach wird der Draht elektroplattiert
mit Silber, wobei die so erzeugte Silberschicht eine Dicke von etwa
2,5 Mikron hat, womit die Herstellung des gewünschten Verbund-Dicht
elementes fertig ist. Die Elektroplattierung zur Ablagerung des Silbers
wird ausgeführt, ehe sich ein Oxidfilm auf dem Zink bildet.
Die Baugruppe aus den zwei Glaskeramik-Gegenständen mit dem Dichtelement
dazwischen wird in einen Vakuumofen gebracht, mit einer Atmosphäre mit
einem Druck von weniger als 1×10-2 Newton je Quadratmeter. Der Ofen
wird erwärmt auf eine Temperatur von etwa 660°C, gerade über dem Schmelz
punkt des Dichtelementes, etwa 15 Minuten lang und er kann dann auf
200°C abkühlen, ehe er mit Gas auf 100°C gekühlt wird, worauf er dann
von 100°C auf Raumtemperatur schnell abgekühlt wird.
Während des Erwärmungsprozesses wird ein etwaiger Oxidfilm auf der
Silberschicht des Elementes bei einer Temperatur von nicht mehr als
250°C zerlegt bzw. er zerfällt und der entstehende Sauerstoff kann
problemlos aus dem Verbindungsbereich austreten bzw. abgeführt werden.
Das Zink und das Silber werden in dem schmelzflüssigen Aluminium
absorbiert, verhindern aber nicht, daß das Aluminium in Kontakt mit
den Oberflächen der zu verbindenden Gegenstände tritt. Das schmelz
flüssige Aluminium reagiert mit den Oberflächen der Galskeramik-Gegen
stände, wodurch eine sehr gute Verbindung zwischen diesen entsteht,
wenn die ganze Gruppe abgekühlt ist.
Die Baugruppe oder Anordnung wird dann entgast durch Erwärmen auf eine
Temperatur von etwa 600°C im Vakuum.
Beispiel 1 wird wiederholt, außer daß einer der Glaskeramik-Körper er
setzt wird durch einen Körper aus einer Nickel-Eisen-Legierung, bestehend
aus etwa 36 Gew.-% Nickel und etwa 64 Gew.-% Eisen und unvermeidlichen
Verunreinigungen. Die Verbindungsflächen des Nickel-Eisen-Körpers sind
mit Silber beschichtet. Die Legierung hat einen niedrigen linearen
Wärmedehnungskoeffizienten von weniger als 1×10-6 je Grad Kelvin
bei 20°C. Schmelzflüssiges Aluminium benetzt die Oberfläche des Gegen
standes aus der Nickel-Eisen-Legierung. Man erhält eine gute Dichtung
und Verbindung zwischen den beiden Gegenständen.
Einer oder beide der Gegenstände oder Körper können aus Quarzglas sein,
das einen linearen Wärmedehnungskoeffizienten von 0,4×10-6 je Grad Kelvin
bei 20°C hat.
Anstatt ein Hochvakuum zu verwenden, kann der Verbindungsprozeß auch in
einer inerten Atmosphäre ausgeführt werden.
Der Körper des Verbund-Dichtelementes kann aus einer Aluminium-Legierung
anstatt aus Aluminium bestehen. Eine geeignete Legierung kann beispiels
weise 95 Gew.-% Aluminium und 5 Gew.-% Silicium enthalten.
Nach dem Entfetten kann der Körper mit einem Zinnfilm anstatt mit einem
Zinkfilm beschichtet werden. Der Film aus Aluminiumoxid wird entfernt
und gleichzeitig wird ein Film aus Zinn auf dem Aluminiumdraht aufge
bracht durch Eintauchen des Drahtes in eine Natrium-Stannat-Lösung.
Danach wird der Draht mit Silber elektroplattiert. Zinn ist gewöhnlich
mit einem Oxidfilm überzogen und dies kann vermieden werden, indem die
Silberschicht auf die frisch aufgebrachte Zinnschicht aufgebracht wird.
Die Silberbeschichtung kann auch in jeder anderen geeigneten Weise,
anstatt Elektroplattieren, ausgeführt werden.
Die Silberbeschichtung, die in den vorstehenden Methoden verwendet wurde,
kann ersetzt werden durch eine Goldschicht, die nicht leicht oxidiert
oder durch eine Schicht aus einer Silber-Gold-Legierung oder einer ge
eigneten Legierung aus Silber oder Gold.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung oder Verbindung zwischen
zwei keramischen Gegenständen oder zwischen einem keramischen
Gegenstand und einem metallischen Gegenstand, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Verbund-Dicht-Element aus einem Körper ge
bildet wird, der Aluminium wenigstens als Hauptbestandteil ent
hält und der mit einem Oberflächenfilm aus Zink oder Zinn ver
sehen wird, wobei der unvermeidliche Aluminiumoxidfilm entfernt
wird, worauf der Körper mit Silber oder Gold beschichtet wird
oder einer geeigneten Legierung, die Silber oder Gold enthält,
um das Verbund-Dichtelement zu vollenden, worauf das letztere
zwischen den zu verbindenden Gegenständen angeordnet wird und
die gesamte Baugruppe erhitzt wird, um das Verbund-Dichtelement
zu schmelzen, entweder in einer inerten Atmosphäre oder in einem
hohen Vakuum, worauf diese Baugruppe abgekühlt wird und hier
durch die gewünschte Dichtung erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
keramische Gegenstand aus Glaskeramik oder Quarzglas besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der metallische Gegenstand aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die miteinander verbundene Baugruppe entgast
wird durch Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 600°C.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5775403A (en) * | 1991-04-08 | 1998-07-07 | Aluminum Company Of America | Incorporating partially sintered preforms in metal matrix composites |
US5234152A (en) * | 1992-01-07 | 1993-08-10 | Regents Of The University Of California | Transient liquid phase ceramic bonding |
US5372298A (en) * | 1992-01-07 | 1994-12-13 | The Regents Of The University Of California | Transient liquid phase ceramic bonding |
DE19752329A1 (de) * | 1997-11-26 | 1999-05-27 | Stolberger Metallwerke Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundbands |
JP3987201B2 (ja) * | 1998-05-01 | 2007-10-03 | 日本碍子株式会社 | 接合体の製造方法 |
US6119683A (en) * | 1998-10-27 | 2000-09-19 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Kabushiki Kaisha | Solar heat collecting apparatus |
JP2002103029A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-09 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 接合体の製造方法 |
EP1376174A1 (de) * | 2002-06-19 | 2004-01-02 | Avanex Corporation | Optisches Modul und zugehöriges Herstellungsverfahren |
US20080308300A1 (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-18 | Conti Mark A | Method of manufacturing electrically conductive strips |
CN104710115B (zh) * | 2013-12-11 | 2018-03-02 | 中国航空工业第六一八研究所 | 一种在微晶玻璃表面形成焊接基底的方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2235680A (en) * | 1937-07-14 | 1941-03-18 | Libbey Owens Ford Glass Co | Multiple glass sheet glazing unit and method of making the same |
GB917416A (en) * | 1958-02-10 | 1963-02-06 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in and relating to methods of securing together parts of ceramic material |
NL255385A (de) * | 1960-05-19 | |||
US3656225A (en) * | 1969-09-30 | 1972-04-18 | Westinghouse Electric Corp | Method of sealing and evacuating vacuum envelopes |
US3754674A (en) * | 1970-03-03 | 1973-08-28 | Allis Chalmers Mfg Co | Means for providing hermetic seals |
US3951327A (en) * | 1975-01-28 | 1976-04-20 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Ceramic to metal seal |
JPS5478694A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Matsushima Kogyo Co Ltd | Crystal vibrator |
JPS55100870A (en) * | 1979-01-24 | 1980-08-01 | Pioneer Electronic Corp | Pretreating method for soldering aluminum wire |
US4328921A (en) * | 1980-06-02 | 1982-05-11 | Cominco Ltd. | Attachment of solder preform to a cover for a sealed container |
GB2114040B (en) * | 1982-02-06 | 1985-08-07 | Ferranti Plc | Sealing ceramic to ceramic or to metal |
US4602731A (en) * | 1984-12-24 | 1986-07-29 | Borg-Warner Corporation | Direct liquid phase bonding of ceramics to metals |
JPH0788262B2 (ja) * | 1985-04-01 | 1995-09-27 | 株式会社日立製作所 | 窒化ケイ素と金属との接合方法 |
-
1987
- 1987-08-18 GB GB878719498A patent/GB8719498D0/en active Pending
-
1988
- 1988-08-04 GB GB8818594A patent/GB2208620B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-09 US US07/230,492 patent/US4946090A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-11 DE DE3827318A patent/DE3827318A1/de not_active Withdrawn
- 1988-08-17 FR FR8810945A patent/FR2619562B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-18 JP JP63203992A patent/JPS6472972A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0901992A2 (de) * | 1997-08-18 | 1999-03-17 | Carl Zeiss | Lötverfahren für optische Materialen an Metallfassungen und gefasste Baugruppen |
EP0901992A3 (de) * | 1997-08-18 | 2000-01-05 | Carl Zeiss | Lötverfahren für optische Materialen an Metallfassungen und gefasste Baugruppen |
US6392824B1 (en) | 1997-08-18 | 2002-05-21 | Carl-Zeiss-Stiftung | Soldering process for optical materials to metal mountings, and mounted assemblies |
WO2004052800A1 (de) | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Verbundkörper und verfahren zum herstellen einer mechanischen verbindung |
DE10257477A1 (de) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh | Verbundkörper und Verfahren zum Herstellen einer mechanischen Verbindung |
US7687996B2 (en) | 2002-12-09 | 2010-03-30 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co. Kg | Compound body and a process for the production of a mechanical connection |
DE10257477B4 (de) * | 2002-12-09 | 2010-09-02 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh | Blitzlampe bildender Verbundkörper und Verfahren zum Herstellen eines eine Blitzlampe bildenden Verbundkörpers |
US7955153B2 (en) | 2002-12-09 | 2011-06-07 | Xenon Technologies (Germany) Gmbh | Compound body and a process for the production of a mechanical connection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4946090A (en) | 1990-08-07 |
JPS6472972A (en) | 1989-03-17 |
GB8818594D0 (en) | 1988-09-07 |
GB2208620B (en) | 1991-04-24 |
GB8719498D0 (en) | 1987-11-18 |
FR2619562A1 (fr) | 1989-02-24 |
GB2208620A (en) | 1989-04-12 |
FR2619562B1 (fr) | 1993-12-17 |
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