DE1571265C1

DE1571265C1 - Process for the production of electrical igniters with a conductive layer

Info

Publication number: DE1571265C1
Application number: DE1966I0030552
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr 7858 Weil am Rhein Koch Heinz Werner Dr 7859 Hai tingen Freiwaid
Original assignee: Inst Franco Allemande De Saint Louis
Current assignee: Inst Franco Allemande De Saint Louis
Priority date: 1965-04-08
Filing date: 1966-04-06
Publication date: 1971-06-09
Also published as: FR1602866A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Zünder mit leitfähigen Schichten, welche eine große elektrische Empfindlichkeit und eine kurze Ansprechzeit haben.The invention relates to a method for producing electrical igniters with conductive layers, which have great electrical sensitivity and short response time.

Es gibt bereits mehrere Verfahren zur Herstellung derartiger leitfähiger Schichten. Diese Verfahren verwenden vornehmlich dünne metallische Schichten, welche beispielsweise in kolloidaler Verteilung vorliegen und durch Pulverisierung im Vakuum, durch Verdampfung im Vakuum oder durch galvanische Niederschlagung erhalten werden, oder aber kolloidale Schichten aus Halbleitern, wie z. B. Graphit.There are already several methods for producing such conductive layers. These methods mainly use thin metallic layers, which are present, for example, in colloidal distribution and are obtained by pulverization in a vacuum, by evaporation in a vacuum or by galvanic deposition, or colloidal layers made of semiconductors, such as. B. graphite.

Werden relativ dünne metallische Schichten aus beispielsweise Kupfer, Silber, Aluminium oder Gold verwendet, so ist darauf zu achten, daß diese nicht zu dick werden, wenn die für die Zündung erforderliche Energie nicht zu groß werden soll. Auch soll die Zeit, welche verfließt, bis die metallische Schicht die Aufbrenntemperatur des Initial- ao Sprengstoffs erreicht, nicht zu lang werden.Are relatively thin metallic layers made of for example copper, silver, or aluminum If gold is used, care must be taken that it does not become too thick when it is used for ignition required energy should not be too large. Also, the time that elapses until the metallic Layer reaches the burn-on temperature of the initial ao explosives, do not become too long.

Auf jeden Fall bereiten sehr dünne metallische Schichten von einer Dicke in der Größenordnung von 10~° bis 10~⁵ mm gewisse Schwierigkeiten. Einerseits bedeckt die Schicht je nach der Art des as verwendeten Metalls und nach der Art der Aufbringung nicht gleichmäßig die Unterlage; sie besteht aus Flecken, welche sich nur stellenweise so berühren, daß der elektrische Widerstand erhöht wird.In any case, very thin metallic layers with a thickness of the order of 10 ~ ° to 10 ~ ⁵ mm cause certain difficulties. On the one hand, depending on the type of metal used and on the type of application, the layer does not cover the substrate evenly; it consists of spots which only touch each other in places in such a way that the electrical resistance is increased.

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Andererseits ist es wohl bekannt, daß dünne, beispielsweise durch Verdampfung erzeugte Schichten AJterungserseheinungen zeigen, welche ihre physikalischen Eigenschaften verändern, Die Gründe fürOn the other hand, it is well known that thin, for example Layers produced by evaporation show signs of aging which reflect their physical properties Properties change, the reasons for

δ die Alterung von Schichten dieser Art sind das Wachsen der Kristalle und die Rekristallisation. Im ersteren Falle handelt es sich um die Bildung von großen Körnern (Elementen der dünneu Schicht) auf Kosten von kleinen Körnern; d.h.,δ the aging of layers of this type are the growth of the crystals and the recrystallization. In the former case it is a question of the formation of large grains (elements of the thin Layer) at the expense of small grains; i.e.,

ίο das Material konzentriert sich an einigen Punkten; das führt, j ο nach der Dicke der Schicht, zu einer luselstruktur oder zu einer solchen mit Rissen, Die Rekristallisation ist der Vorgang der Orientierung von Kristallen (Verschwinden der Verwerfungenίο the material is concentrated in some points; this leads, according to the thickness of the layer, to a lusel structure or to one with cracks Recrystallization is the process of orienting crystals (disappearance of the faults

IS der Kristallstruktur, Neuorientierung der Kristallebenen, Änderung der Korngrenzen). Diese Erscheinungen der Alterung treten bei der Lagerung auf; sie können durch Erhöhungen oder Schwankungen der Temperatur beschleunigt werden. DemIS the crystal structure, reorientation of the crystal planes, Change in grain boundaries). These aging phenomena occur during storage on; they can be accelerated by increasing or fluctuating temperature. To the

ao entsprechend werden die elektrischen Eigenschaften von Zündern, welche derartige Schichten enthalten, geändert. Werden die Folgen einer solchen Alterung sehr stark, so können diese Zünder unbrauchbar werden.the electrical properties are accordingly of detonators containing such layers. Will the consequences of such Aging very strongly, these detonators can become unusable.

as Die Erfindung ermöglicht es, Zünder mit Metallschichten zu erzeugen, welche diese Mangel nicht aufweisen Dies wird dadurch erreicht, daß für die Aufbringung der Schicht, beispielsweise durch Verdampfung im Vakuum, ein Verfahren gewählt wird, welches gewisse die Voraussetzung für die Alterung bildende Einzelheiten vermeidet, oder aber ein Verfahren, welches die Alterung bereits, während der Herstellung eintreten läßt.as the invention allows detonators with metal layers to produce, which do not have this defect. This is achieved in that for the Application of the layer, for example by evaporation in a vacuum, a method chosen which avoids certain details forming the prerequisite for aging, or but a process that allows aging to occur during manufacture.

Dies kann gemäß der Erfindung bewirkt werden.This can be accomplished in accordance with the invention.

indem man eine Metallschicht von gleicher Dicke wesentlich langsamer, in einem Zeitraum von 10 Minuten bis drei Stunden, vorzugsweise in einem solchen von 30 Minuten, an Stelle der üblichen Dauer von einigen Sekunden aufbringt. Die Geschwindigkeit, mit der die· Aufbringung durch Verdampfung erfolgt, d. h. die Geschwindigkeit des Wachsens einer Schicht, beispielsweise einer solchen aus Silber, liegt in letzterem Falle in der Größenordnung von 6QO0 A/min, das sind etwa J 0~^r> g/cm^ä/sec, und in ersterem Falle in der Größenordnung von G A/min, das sind etwa 10~⁸g/ cm²/sec. Weiter wird gemäß Erfindung vorzugsweisedie Temperatur der Unterlage der Schicht erhöht, welche während der Verdampfung die Elektroden enthält. Die Temperatur soll zwischen 60 und 100° C. vorzugsweise bei 80° C, liegen.by applying a metal layer of the same thickness much more slowly, in a period of 10 minutes to three hours, preferably in a period of 30 minutes, instead of the usual period of a few seconds. The rate at which the application takes place by evaporation, ie the rate at which a layer, for example one made of silver, grows, in the latter case is in the order of magnitude of 6,000 A / min, that is about J 0 ~ ^r> g / cm ^ä / sec, and in the first case in the order of magnitude of GA / min, that is about 10 ~ ⁸ g / cm ² / sec. Furthermore, according to the invention, the temperature of the base of the layer is preferably increased which contains the electrodes during the evaporation. The temperature should be between 60 and 100.degree. C., preferably 80.degree.

Diese Temperaturerhöhung kann durch Strahlung des Vcrdnmpfungsgefäßes oder auch durch eine zusätzliche Heizvorrichtung bewirkt werden.This increase in temperature can be caused by radiation from the vaccination vessel or by radiation an additional heating device can be effected.

Die Zünder, deren metallische Verbindungsschicht gemäß Erfindung durch langsame Verdampfung erzeug! worden war, zeigten sich bei der Lagerung und im Laufe von Versuchen, welche aus periodischen Teinperaturveränderungen bestanden, weit stabiler als solche Zünder, deren Schicht durch die gewöhnliche schnelle Verdampfung aufgebracht worden war. Ihr elektrischer Widerstand änderte sich wenig oder gar nicht, während die durch schnelU· Verdampfung erzeugten Schichten beträchtliche Widerstandsänderungen aufwiesen, die sich in erster Linie in starken Erhöhungen des Widerstands äußerten.The detonators, their metallic connecting layer according to the invention by slow evaporation generate! had been revealed during storage and in the course of tests which periodic temperature changes existed, far more stable than such detonators, whose stratified through the usual rapid evaporation had been applied. Your electrical resistance changed little or not at all, while the layers produced by rapid evaporation are considerable Showed changes in resistance, which primarily resulted in sharp increases in the Expressed resistance.

Vergleicht man beispielsweise das Verhalten von Zündern mit durch schnelle Verdampfung aufgebrachten Silberschichten unterschiedlicher Dicke, so ergibt sich, daß die Exemplare mit dickerer Schicht nach Lagerung und Behandlung durch periodische Temperaturänderungen mit schwächeren Spannungen und unter relativ kürzeren Reaktionszeiten gezündet werden können als die Exemplare mit relativ dünner Schicht (beispielsweise 100 A), deren Zündung selbst mit erhöhten Spannungen oft schwierig ist. Im allgemeinen zeigten die dünnen Zünder mit langsam gemäß Erfindung aufgebrachten Schichten bessere Zündeigenschaften. In diesem Falle haben gleichermaßen die Exemplare mit relativ dünner leitender Schicht weniger gute Zündeigenschaften als die Exemplare mit dickerer Schicht.If one compares, for example, the behavior of detonators with those applied by rapid evaporation Silver layers of different thickness, it follows that the specimens with thicker Layer after storage and treatment by periodic temperature changes with weaker ones Voltages and can be ignited with relatively shorter reaction times than the specimens with a relatively thin layer (for example 100 A), which often ignites even with increased voltages is difficult. In general, the thin detonators showed slowly applied according to the invention Layers have better ignition properties. In this case, the specimens with relative thinner conductive layer less good ignition properties than the specimens with a thicker one Layer.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for the production of electrical detonators with a conductive layer of metal b ».w. Semiconductor, characterized in that this layer is slowly applied to the ignition head by evaporation at a rate of application which is at most 3 · 10 ~ ⁸ g / cm ^a 'sec, preferably 10 ~ ⁸ g / cm ² / sec. amounts to.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ignition head during the Application of the layer by means of evaporation directly through the radiation of the evaporation device or by an additional heating device at a temperature between 60 and 100 ° C, preferably 80 ° C, is held.