Die Herstellung von Glas- / Metallverbindungen

Die Herstellung einer Glas- / Metallverbindung wird auch Anglasung genannt. Es handelt sich um eine Technik des Fügens, bei welcher durch eine lotartige Aufbringung von Glas auf ein Metall eine dauerhafte und hochvakuumdichte Glas- / Metallverbindung entsteht.

Derartige Verbindungen werden vorwiegend in der Vakuumtechnik benötigt, um die unter- schiedlichen physikalischen Eigenschaften von Gläsern, wie die sehr guten elektrischen Isolatoreigenschaften, aber auch hohe Sprödigkeit bei mechanischer Beanspruchung, mit den gegensätzlichen Eigenschaften von Metallen, nämlich die sehr gute elektrische Leitfähigkeit sowie hohe mechanische Elastizität zu kombinieren.

Metall-/ Glasverbindung Roentgenroehre

Einige Anwendungsgebiete für Glas- / Metallverbindungen sind Stromdurchführungen. Diese werden in Sockeln von Hochdruck-Leuchtmitteln, Vakuum-Senderöhren, Röntgen- röhren sowie an Strom- oder HF-Durchführungen für Vakuumanlagen benötigt. An Hoch-Vakuum-Anlagen werden die Quarz- oder Saphir-Sichtfenster mit Glas- / Metallverbindungen in Flansche eingepasst. Aktoren in Sputteranlagen werden durch mit Glas- / Metallverbin- dungen abgedichteten Faltenbälgen bewegt.

Glas- / Metallverbindungen kommen auch in der Faser- bündeltechnik zur spannungsarmen Verbindung von Quarzfaserbündeln mit Steckverbindern aus Metall zur Verwendung. Anwendungsgebiete sind Kaltlicht-Leuchten, wie z.B. für Wechselverkehrsschilder an Autobahnen oder faseroptische Temperatursensoren für pyrometrische Messungen an unzugänglichen Stellen, wie z.B. im Inneren von Gasturbinen oder Flugzeugtriebwerken.

Zur Herstellung von Glas- / Metallverbindungen werden spezielle Gläser und Metalle miteinander verschmolzen, welche ähnliche Eigenschaften in Bezug auf die thermische Längenänderung aufweisen, um eine Ermüdung der Verbindung bei wechselnden Temperaturen zu vermeiden. Gängige Kombinationen von Werkstoffen sind z.B. Duran 50 an Vacon 12, Suprax an Wolfram, Fiolax an Molybdän sowie BK7-Glas an Vacon 70. Es sind jedoch auch noch viele andere Werkstoffkombinationen gebräuchlich.

Metall-/ Glasverbindung UV-Roehre

Die Anglasung wird durch die induktive Erwärmung der Metallteile der Verbindung auf 800..1.200° C hergestellt. Dabei benetzt das indirekt vom Metall erwärmte Glas selbständig durch die an der Grenzschicht Glas / Metall nicht mehr vorhandene Oberflächenspannung des Glases die Oberfläche des Metalls. Es entsteht eine Verbindung, welche visuell und mechanisch einer Hartlötung ähnelt. Es bildet sich ein typischer Lotmeniskus aus.

Für die Anglasung an manuellen oder automatischen Arbeitsplätzen sind insbesondere die Hochfrequenz- generatoren der Baureihen S230 bis S212 sowie S460 und S412 von STS Systemtechnik Skorna geeignet. Diese Generatoren zeichnen sich durch eine besonders kleine Bauform aus, weshalb die Geräte auf dem Arbeitstisch stehen können. Durch induktive Erwärmung werden die Metallteile der Anglasung auf die benötigte Arbeitstemperatur gebracht. Eine Rotation der Teile - ähnlich wie bei der Standhärtung - ist zum Ausgleich von Feldinhomogenitäten und damit zur Verbesserung der Wärmeverteilung empfehlenswert. Eine Teilautomatisierung ist durch Verwendung einer pyrometergesteuerten Temperaturregelung leicht möglich.

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