DE962232C

DE962232C - Verfahren zur Herstellung von festhaftenden, hartloetfaehigen Metallueberzuegen auf keramischen Koerpern

Info

Publication number: DE962232C
Application number: DEP11412A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Viktor Vinzenz Schw Dr
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1954-03-02
Filing date: 1954-03-02
Publication date: 1957-04-18

Description

Verfahren zur Herstellung von festhaftenden, hartlötfähigen Metallüberzügen auf keramischen Körpern Bei der Verwendung keramischer Bauteile in der Vakuumtechnik ist es erforderlich, h,ochvakuumdichte Lötverbindungen zwischen; keramischen und metallischen Teilen. oder zwischen keramischen Körpern untereinander herzustellen. Wenn die Vakuumhülle oder elektrisch isolierende Einführungen aus keramischen. Stoffen bei elektrischen; Entladungsröhren Verwendung finden, kommen unter anderem wegen der hohen Entgasungstemperaturen nur Lötverbindungen, mittels eines Hartlotes in Betracht. Hierzu müssen die keramischen Verbindungsstellen zunächst mit einem Metallüberzug versehen werden, der durch Aufsi.ntern eines Metallpulvers oder Metallpulvergemisches hergestellt wird. Es kommen, hierfür nur hochschmelzende, unedle Metalle in Betracht, weil sich die in, der Keramik bekannten Edelmetallüberzüge bei der Hartlötung von; ihrer Unterlage ablösen.
Bei den bekannten Sintermetallisierungen wird feinstes Wolfram- oder Molybdänpulver mit Beimengungen aus Eisen, Mangan oder Chrom vermischt auf die keramischen Oberflächen aufgebracht und durch Erhitzen, in einer Atmosphäre mit, geringem Sauerstoffpartialdruck eingebrannt. Die dazu erforderlichen Temperaturen liegen nur wenig -etwa 5o° C - unterhalb der Erweichungszone, der verwendeten Keramik. Hierbei bildet sich aus Silikaten und Metalloxyden eine die feste Verbindung zwischen Keramik und Metall verbürgende Zwischenschicht. In der Praxis liegen, die Sintertemperaturen im allgemeinen zwischen 125o und 135o° C, sie können je nach dem keramischen Werkstoff aber auch 1500 bis 1700° C betragen. Derartig hohe Temperaturen sind mit Rücksicht auf thermisch, empfindliche Teile nicht in allen. Fällen anwendbar, und zu ihrer Erzeugung sind auch oft Spezialöfen, erforderlich.
Man ist daher bestrebt, die erforderlichen Sintertemperaturen herabzusetzen und das feste, und vakuumdichte Haften der Metalllisierung auf ihrer Unterlage trotzdem nicht zu verschlechtern.
Die Erfindung zeigt einen Weg, auf dem dieses Ziel erreicht werden. kann.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von festhaftenden, hartlötfähigen: Metallüberzügen, auf keramischen. Körpern durch Auftragen und Erhitzen. einer Aufschlämmung eines Pulvers aus einem oder mehreren hoch.-schmelzenden, unedlen Metallen der Aufschlämmung dies Metallpulvers vor dem Auftragen. auf die zu metallisierenden, keramischen Stallen Natriumsiliko@fluorid (N% Si F6) zugefügt.
Es ist bereits, bekannt, als Zus'ä'tze Fluoride der Alkalien, z. B. Natriumfluorid, zu verwenden. Damit können aber keine Metallisierungen hergestellt werden von der Güte der nach dem Verfahren, der Erfindung gewonnenen Überzüge. Die Erfindung verwendet ein. thermisch zersetzhares, komplexes Fluorid, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß eine Komponente mit H20 unter Bildung von (HF)2 reagiert, deren Wechselwirkung sowohl mit der Keramik als auch mit dem Metall eine besonders gute. Haftung ergibt, und daß andererseits die zweite Komponente wiederum unter Abscheidung eines festen Stoffes, z. B. Si 02, reagiert. Hierbei wird eine zusätzliche Schmelzpunkterniedrigung der Keramik und, damit eine gute Haftung bei Temperaturen unterhalb des normalen Erweichungspunktes der Keramik erreicht.
ES hat sich. als zweckmäßig erwiesen, bei dem Verfahren, nach der Erfindung der Aufschlämmung des Metallpulvers etwa 5 bis 30°/o Natriumsilikofluorid zuzufügen. Die Aufschlämmung des Metallpulvers kann. in an sich. bekannten S usp ensionsmi tteln erfolgen, die auch ein organisches Bindemittel enthalten. Es läßt sich. z. B. Amylacetat und. Aceton. mit einem gelösten organischen Bindemittel verwenden, im einfachsten Falle kommt auch Alkohol mit einem Schellackzusatz in Betracht. Die durch das Verfahren nach der Erfindung hergestellten: Metallisierungen können aus Wolfram, Molybdün oder einem Gemisch dieser Metalle mit Beimengungen aus Eisen, Nickel oder Mangan bestehen. oder Fe bzw. Ni allein. Die Erhitzung der durch Aufstreichen., Aufspritzen oder durch Tauchen. aufgebrachteri Aufschlämmung erfolgt in einer Mischgasatmosphäre aus Stickstoff und Wasserstoff bei Temperaturen von höchstens l2oo° C. Es hat sich gezeigt, daß auch bei Erhitzungstemperaturen von 95o° C einwandfreie Metallisierungen erzielt werden. können. Die Erhitzungsdauer beträgt etwa 1/2 Stunde. Durch eine Regelung des Feuchtigkeitsgehaltes der Mischgasatmosphäre hat man es. in. der Hand, die für das feste Haften der Metallisierung verantwortliche Zwischenschicht hinsichtlich ihrer Stärke zu verändern. Eine Regelung des Feuchtigkeitsgehaltes kann in. einfacher Weise mittels einer Wasservorlage erfolgen.
Die durch das Verfahren nach der Erfindung erzielten. Metallüberzüge sind. hochvakuumddcht und haften, außerordentlich fest. Die Überzüge sind mechanisch und, thermisch, widerstandsfähig und lassen sich im Bedarfsfalle in an sich bekannter Weise verstärken..

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von festhaftendien, hartlötfähigen Metallüberzügen auf keramischen Körpern. durch Auftragen. und, Erhitzen einer Aufschlämmung eines Pulvers aus einem oder mehreren hochschmelzenden, unedlen, Metallen., dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung des Metallpulvers vor dem Auftragen. auf die zu metallisierenden keramischen Stellen. Natriumsilikofluorid (Na.SiFs) zugefügt wird..
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung des Metallpulvers. etwa 5 bis 3o Gewichtsprozent Natriumsililtofluorid zugefügt wird.
3. Verfahren nach. den Ansprüchen. 1 und, z, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung aus Wolfram oder Molybdänpulver oder aus einem Gemisch beider mit Zusätzen aus einem oder mehreren Metallern der VIII. Gruppe des Periodischen. Systems, vorzugsweise Eisen, .,Nickel oder Mangan, verwendet wird.. .1.. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung während der Dauer von. 1/2 Stunde in einer Mischgasatmosphäre aus Stickstoff und Wasserstoff bei Temperaturen von, maximal lzoo° C erfolgt. 5. Verfahren; nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da,ß der Feuchtigkeitsgehalt des Mischgases zwecks Erzielung einer gewünschten. Stärke der das feste Haften. der Metallisierung gewährleistenden Zwischenschicht beispielsweise mittels einer Wasservorlage geregelt wird. In, Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 873 375.