Direkte Kieselglas-Metallverbindung durch Lötung mittels eines aktiven Metalls — Derzeitiger Stand der Technik

Abstract

A process for soldering vitreous silica to Kovar (54 % Fe, 28 %O Ni, 18 % Co) is described. The sealing material a 28 % Ag, 72 %O Cu alloy mixed with 8 % Ti as active metal. The sealing temperature is about 850 °C and the high affinity of Ti for SiO2 gives wetting of the glass whilst the Ag-Cu alloy combines with the Kovar. Windows of fused silica up to 60 mm diameter and silica tubes up to 25 mm internal diameter have already been successfully sealed to Kovar bodies by this technique. The gas tightness of the seals and the stresses in the silica parts are considered. Examples of uses for such seals are described and the generally known methods of sealing silica to metals summarized. On décrit le procédé de soudage mis en oeuvre pour le scellement de la silice vitreuse à des éléments en Kovar (Fe 54%, Ni 28%, Co 18%). Un mélange de 8% de titane joue le rôle de métal actif et un alliage Ag-Cu (28%, 72%) est utilisé comme matériau de soudage. La température de fusion de cette soudure se situe aux alentours de 850 °C. L'affinité élevée du titane vis-à-vis de Si02 contribue à mouiller le verre tandis que l'alliage Cu-Ag permet le scellement aux éléments en Kovar. On a pu, jusqu'à présent, souder à l'aide de ce procédé des hublots de la silice vitreuse d'un diamètre extérieur maximal de 60 mm, de même que des tubes de la silice vitreuse d'un diamètre intérieur pouvant atteindre 25 mm, à des boîtiers en Kovar. On étudie l'étanchéité de ces scellements et les tensions internes qui apparaissent dans les éléments de la silice vitreuse. On fournit enfin quelques exemples d'application et on discute brièvement les soudures silice-métaux généralement connues. Das Lötverfahren für eine Verbindung von Kieselglas mit Kovarteilen (Fe 54 %, Ni 28 %, Co 18 %) wird beschrieben. Als Lötmaterial wird dabei ein Gemisch von 8 % Titan als aktives Metall und eine Ag-Cu-Legierung (28%, 72%) verwendet. Die Schmelztemperatur des Lötmaterials liegt bei 850 °C. Die hohe Affinität des Titans zum SiO2 ergibt die Benetzung des Glases, während die Cu-Ag-Legierung die Verbindung mit dem Kovarteil herstellt. Bisher wurden nach diesem Verfahren Kieseiglasfenster mit maximal 60 mm Außendurchmesser sowie Kieselglasröhre von bis zu 25 mm Innendurchmesser an Kovargehäuse angelötet. Auf die Dichtheit dieser Verbindungen wird eingegangen, ebenso wie auf die auftretenden inneren Spannungen in den Kieselglasteilen. Anschließend werden einige Anwendungsbeispiele für die Lötverbindung gezeigt und zusammenfassend die im allgemeinen bekannten Kieselglas-Metallverbindungen kurz besprochen.