DE1003005B

DE1003005B - Verfahren zum Herstellen von duennen, biegsamen Glasueberzuegen auf Draehten, Folien und aehnlichen Traegern

Info

Publication number: DE1003005B
Application number: DES30087A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Haenlein
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-09-03
Filing date: 1952-09-03
Publication date: 1957-02-21
Also published as: GB738357A; FR1082588A

Description

DEUTSCHES

Die bisher viel verwendeten organischen Isolationsüberzüge für Drähte, Folien und ähnliche Träger gestatten im allgemeinen keine höheren Betriebstemperaturen als 80 bis 100° C. Eine Steigerung dieser Betriebstemperaturen ist durch Anwendung dünner biegsamer Glasüberzüge möglich, deren Dicke vorzugsweise nur 10 μ oder weniger beträgt.

Es ist jedoch im allgemeinen notwendig, hierbei Glasüberzüge zu erzeugen, die in sich dicht und ferner möglichst gleichförmig (homogen) sind. Man kann daran denken, die fertige Glasmasse aus einem entsprechend erhitzten Gefäß aufzudampfen. Dies ist nicht ohne weiteres bei allen Glassorten möglich, d. h. nicht bei solchen Glassorten, bei denen die Partialdampfdrücke der Komponenten zu weit auseinanderliegen und bei denen somit eine fraktionelle Destillation auftreten kann.

Es ist auch vorgeschlagen worden, einen Glasüberzug auf einen Träger durch Elektrophorese von kleinen Glasteilchen oder Glaskomponenten zu erzeugen. Dies setzt voraus, daß zunächst sehr kleine Glasteilchen oder Glaskomponenten zur Bildung von Glas durch Mahlen oder einen ähnlichen Zerkleinerungsvorgang hergestellt und diese alsdann durch Elektrophorese auf den Träger aufgebracht werden. Es liegt in der Natur dieses Verfahrens, daß der entstehende Überzug an sich nicht dicht ist und in seiner Güte von der Kleinheit der verwendeten Glasteilchen oder Glaskomponenten abhängig ist. Da diese aber nicht beliebig klein und auch nicht von gleichmäßiger Gestalt und Größe erzeugt werden können, so ist der entstehende Überzug unregelmäßig und porig. Man ist daher genötigt, im. Anschluß an die elektrophoretische Aufbringung des Überzuges den Träger mit dem Überzug hoch zu erhitzen, um durch den damit verbundenen Schmelz- oder Sintervorgang den Glasüberzug aus den Glaskomponenten zu bilden und den so gebildeten oder den durch Elektrophorese unmittelbar aufgebrachten Glasüberzug möglichst dicht zu machen. Dies läßt sich nur unvollkommen erreichen, ebenso kann die Dicke des Glasüberzuges ein bestimmtes Maß nicht unterschreiten.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das von den vorerwähnten Schwierigkeiten und Beschränkungen frei ist. Die neue Lösung besteht darin, daß einerseits die Glasmasse des zu bildenden dünnen Überzuges auf dem Träger selbst gebildet und daß hierzu andererseits die Komponenten der zu bildenden Glasmasse ganz oder teilweise durch Aufdampfen im Hochvakuum aufgebracht werden. Hierdurch läßt sich erreichen, daß man einen Glasüberzug in der gewünschten Stärke und Zusammensetzung mit großer Gleichförmigkeit erzielt. Man kann die einzelnen Komponenten aus getrennten Verdampfungsschiffchen

Verfahren zum Herstellen von dünnen, biegsamen Glasüberzügen auf Drähten,

Folien und ähnlichen Trägern

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. Walter Hänlein, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

aufdampfen, die entsprechend der jeweiligen Beschaffenheit der einzelnen Komponenten erhitzt werden., so daß also die verschiedenen Schiffchen gegebenenfalls verschiedene Erhitzungstemperaturen haben. Wie noch erwähnt sei, ist es auf verschiedenen Gebieten bekannt, einen Überzug, z. B. aus Metall, im HoChvakuum aufzudampfen. Demgegenüber ist jedoch neu, einen Glasüberzug in der vorerwähnten Weise zu erzeugen.

Bei einer Ausführungsform werden sämtliche der für den späteren Glasüberzug erforderlichen Komponenten auf den Träger aufgedampft. Es ist aber auch möglich, einen Teil der Komponenten der für den späteren Glasüberzug erforderlichen Glasmasse dem Stoff, aus dem der Träger gebildet wird, zuzusetzen bzw. aus diesem Stoff zu entnehmen.

Man kann ferner so vorgehen, daß auf den Träger ein Stoff, der Glassäure bildet, aufgedampft und.anschließend der aufgedampfte Stoff durch einen Oxydationsprozeß in einen dünnen Glasüberzug übergeführt wird. Dieses Verfahren läßt sich auch dahin abändern, daß auf den ersten Überzug Alkalioxyde und/oder Erdalkalioxyde aufgedampft werden und ansdhließend die so gebildeten Überzüge einem Oxydationsprozeß unterworfen werden zur Bildung der Glasschicht.

Das Verfahren kann z. B. in folgender Weise durchgeführt werden. Es wird zunächst auf den Träger ein Stoff, der Glassäure, d. h. saure Oxyde, im Glas bildet, wie Silicium, Bor oder Phosphor, im Hochvakuum aufgedampft. Anschließend wird der aufgedampfte Stoff durch einen Oxydationsprozeß, z. B. durch Er-

609- 836/261

hitzen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, in einen dünnen Glasüberzug übergeführt. Dieser Glasüberzug kann z. B. aus glasiger Kieselsäure und/oder glasiger Borsäure bestehen. . .

Eine Abwandlung des zuletzt beschriebenen Verfährens besteht darin, daß auf den Träger wieder ein Stoff, der Glassäure bildet, wie Silicium oder Bor, aufgedampft und dann durch eine Temperaturbehandlung (vorzugsweise Erhitzen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre) der erzeugte Überzug in ein glasiges Metallsilikat oder Metallborat umgewandelt wird. Man erhält in diesem Falle, wenn der Träger aus Kupfer besteht oder kupferhaltig ist, einen Überzug aus Kupfersilikat oder Kupferborat oder Kupferphosphat.

Eine andere Ausführung des Verfahrens besteht darin, daß auf den Träger zunächst wieder ein Stoff, der Glassäure bildet, wie Silicium, Bor oder Phosphor, aufgedampft wird und gleichzeitig oder anschließend Alkalioxyde oder Erdalkalioxyde auf- ao gedampft werden und daß daraufhin die Überzüge einem Oxydationsprozeß (Erhitzen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre) unterworfen werden, im Sinne der Überführung der aufgedampften Schichten bzw. aufgedampften Komponenten in die gewünschte Glasschicht.

Die einzelnen Stoffe oder Komponenten können aus gemeinsamen oder getrennten Verdampfungsgefäßen aufgedampft werden.

Es ist auch möglich, den für die Herstellung der Träger benutzten Stoffen Zusätze, die Glassäure bilden, also z. B. Silicium, Bor oder Phosphor, beizugeben bzw. für die Träger solche zu verwenden, diedie vorerwähnten glassäurebildenden Stoffe enthalten. Die weiterhin erforderlichen Komponenten des späteren Glasüberzuges, wie Alkalioxyde und/oder Erdalkalioxyde, werden dann auf den Träger aufgedampft. Sodann wird der Träger mit seinem Überzug einem Oxydationsprozeß unterworfen im Sinne der Überführung ,der vorerwähnten Komponenten in einen glasigen Zustand.

Wie schon angedeutet ist, können die verschiedenen Arbeitsgänge nacheinander durchgeführt werden, es ist aber auch möglich, die bei den einzelnen Verfahren getrennt aufgezählten Arbeitsgänge gleichzeitig auszuführen oder sich zeitlich überschneiden zu lassen.

Das neue Verfahren ist in seiner Ausführung verhältnismäßig einfach und eignet sich insbesondere dazu, einen guten Isolationsüberzug auf Drähten, wie man sie für elektrotechnische Zwecke benötigt, oder auf Metallfolien, wie sie z. B. zur Herstellung" von " elektrischen Kondensatoren benutzt werden, zu erzeugen. Das neue Verfahren ist allgemein anwendbar, gleichgültig, welchen Zwecken die betreffenden Drähte, Folien und ähnlichen Träger dienen sollen.

Wenn der erzeugte Glasüberzug als biegsam bezeichnet wird, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß der Träger mehr oder weniger stark biegsam sein soll, ohne daß hierbei der Glasüberzug springt oder abblättert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von dünnen, biegsamen Glasüberzügen auf Drähten, Folien und ähnlichen Trägern, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Glasmasse des zu bildenden dünnen Überzuges auf dem Träger selbst gebildet und daß hierzu andererseits die Komponenten der zu bildenden Glasmasse ganz oder teilweise durch Aufdampfen im Hochvakuum aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Komponenten der für den späteren Glasüberzug erforderlichen Glasmasse dem Stoff, aus dem der Träger gebildet wird, zugesetzt bzw. ihm entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf den Träger ein Stoff, der Glassäure bildet, wie Silicium oder Bor, aufgedampft und anschließend der aufgedampfte Stoff durch einen Oxydationsprozeß in einen dünnen Glasüberzug, z. B. aus glasiger Kieselsäure und/ oder glasiger Borsäure, übergeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Temperaturbehandlung der Überzug in ein glasiges Metallsilikat oder Metallborat, z. B. bei kupferhaltigen Trägern in einen Überzug aus Kupfersilikat oder Kupferborat, umgewandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Träger zunächst ein Stoff, der Glassäure bildet, wie Silicium, Bor oder Phosphor, aufgedampft und anschließend Alkalioxyde und/oder Erdalkalioxyde aufgedampft werden und daß daraufhin die Überzüge einem Oxydationsprozeß unterworfen werden, im Sinne der Überführung der aufgebrachten Schichten in eine Glasschicht.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem für die Herstellung der Träger benutzten Stoff Zusätze, die Glassäure bilden, wie Silicium, Bor oder Phosphor, beigegeben werden und daß, die weiterhin erforderlichen Komponenten des späteren Glasüberzuges, wie Alkalioxyde und/ oder Erdälkalioxyde, auf den Träger aufgedampft werden und daß anschließend der Träger mit seinem Überzug einem Oxydationsprozeß unterworfen wird, im Sinne der Überführung der Komponenten in einen glasigen Zustand.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 666 930, 816 934; USA.-Patentschrift Nr. 2 533 351.

0 609 856/261 2.57