Glas-Metall-Verbindung

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Glas-Metall-Verbindungstechnologie (GTMS) ermöglicht die Herstellung von vakuumdichten Verbindungen (typisch 1E-8 l/s He) zwischen Glas und Metall. In Form von Glasdurchführungen kommt diese Technologie dann zum Einsatz, wenn elektrische Komponenten in hermetischen Gehäusen kontaktiert werden müssen. Die Vorteile gegenüber Kunststoffverbindungen liegen darin, dass die elektronischen Bauteile langlebig gegen die Aussenumgebung ohne Leistungsverlust geschützt werden können. Glasdurchführungen werden in einem Einschmelzofen hergestellt und können entweder als Druckglasdurchführung oder als angepasste Glasdurchführung ausgelegt sein.

Glas ist bestens für die Produktion von mechanisch zuverlässigen und vakuumdichten Schmelzdichtungen mit Metallen und Keramiken geeignet. Die direkte Benetzbarkeit von vielen kristallinen Materialien macht Glas so besonders.

Eine notwendige Voraussetzung für die Stabilität und Stärke von Glasdichtungen ist die Begrenzung von mechanischer Spannung im Glasteil während der Produktion und während des Gebrauchs. Um die Verschmelzbarkeit sicherzustellen (das bedeutet, dass die thermische Ausdehnung von zwei Dichtungsteilen aus verschiedenen Materialien unterhalb der Transformationstemperatur des Glases auf einander abgestimmt sein muss), wurden Gläser einer speziellen Zusammensetzung entwickelt.

Abgesehen davon, müssen solche Gläser auch sehr oft andere Anforderungen, wie zum Beispiel hohe elektrische Isolation, besondere optische Eigenschaften etc., erfüllen. Die Abdichtbarkeit kann getestet und mit ausreichender Genauigkeit und Sicherheit von optischen Spannungsmessungen durch einen Glasabschnitt eines Testsiegels ausgewertet werden (ISO 4790). Abgesehen von Werkstoffkennwerten, wie beispielsweise der Koeffizient der linearen thermischen Ausdehnung, Transformationstemperatur und Elastizitätseigenschaften, kann auch die Abkühlgeschwindigkeit und die Form erheblichen Einfluss auf den Grad und die Verteilung der Dichtspannungen haben.

In Bezug auf die Ausdehnungskoeffizienten der technisch angewendeten Abdichtungsmetalle (zum Beispiel Wolfram und Molybdän) und Legierungen (Ni-Fe-Co, Ni-Fe-Cr und andere spezielle Materialien) werden die entsprechenden Dichtungsgläser gruppiert und als „Wolfram-Dichtungsgläser“, „Kovar-Gläser“ etc. bezeichnet. Erdalkali Borosilikatgläser und Aluminosilikatgläser haben die notwendige Dichtheit und Wärmebeständigkeit, die besonders geeignet für Wolfram- und Molybdän-Dichtungen sind, die für Lampen häufig verwendet werden.[1]

Für den Werkstoff Kunststoff existiert ein verwandtes Verfahren: das Heißverstemmen.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Glas-Metall-Verbindungen (PDF; 2,4 MB), abgerufen am 26. Februar 2016