<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung eines neuen, feuerfesten Körpers
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Lösungen von Aluminiumoxyd, und wenigstens ein anderes Metalloxyd und feste Lösungen von wenigstens einem Metalloxyd in diesen Verbindungen von Aluminiumoxyd umfassenden Gruppe gewählt ist. Die Skelettstruktur enthält wenigstens etwa 30 Gew. -% Aluminiumoxyd in freier oder gebundener Form. Ausser der Skelettstruktur kann der Körper nichtoxydiertes Aluminium und/oder feuerfeste Füllstoffe enthalten. Irgendwelche ausserhalb der Skelettstruktur vorliegende feuerfeste Füllstoffe werden aus im wesentlichen ungeschmolzenen Teilchen bestehen.
Unter "kristallinem, feuerfestem Material" ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass durch das Oxyd des Gefüges Röntgenstrahlen in bestimmter Weise abgelenkt werden, d. h. es handelt sich um ein nicht-glasartiges Material. Im allgemeinen wird es bevorzugt, wenn nicht mehr als eine geringe Menge eines solchen glasartigen Materials, d. h. nicht mehr als etwa 10 Gew.-%, in dem Endgefüge vorhanden sind. Unter "teilchenförmig" soll verstanden werden, dass das Material eine genügend kleine Teilchengrö- sse aufweist, dass es durch ein 8-Maschensieb hindurchgeht. Unter "Füllstoff für feuerfestes Material" bzw.
"feuerfestem Füllstoff" ist ein schmelzbeständiges Karbid, Nitrid, Borid oder Oxyd zu verstehen, wie es nachstehend näher definiert wird, das entweder im grünen oder im gebrannten Gefüge vorliegt und das unter Einwirkung von gasförmigem Sauerstoff unter den Brennbedingungen nicht oxydierbar ist. Die Bezeichnung "nicht geschmolzen" wird in ihrer üblichen Bedeutung verwendet, worunter zu verstehen ist, dass das Produkt nicht so vermischt ist, wie wenn es zusammengeschmolzen worden wäre. Die Bezeich- nung "Zusammensetzung" umfasst Mischungen, Verbindungen und feste Lösungen.
Unter der Bezeichnung "Oxydation mit gasförmigem Sauerstoff" ist zu verstehen, dass der dem Metall zugeführte Sauerstoff eher aus der umgebenden Atmosphäre stammt als aus einem andern Oxyd, wie bei einer Reaktion vom Oxyda- tions- Reduktions- (Thermit) - Typ. Die Oxydation durch gasförmigen Sauerstoff ist von einer Gewichtszunah- me während des Brennens auf Grund der Aufnahme von Sauerstoff durch das Gefüge begleitet, wobei diese Gewichtszunahme auf Grund der Thermitreaktion, bei der die Sauerstoffquelle in den Festprodukten des grünen Körpers selbst enthalten ist, nicht zu erwarten war. "Gasförmiger Sauerstoff" umfasst Luft, reinen Sauerstoff und Sauerstoff, der mit irgendwelchem, während der Reaktion im wesentlichen inertem Gas vermischt ist.
Die Porosität des grünen Gefüges ist wesentlich, um einEindringendersauerstoffenthalten- den Gase in das Innere des Gefüges zu ermöglichen. Unter einem "Precursor des Oxyds"ist ein Material zu verstehen, das unter den Brennbedingungen beim Zusammenbringen mit Sauerstoff das Oxyd liefert.
Wenn grosse, körnige und nichtkörnige Aluminiumformkörper angewendet werden, z. B. seil-bzw. drahtartige, nadelförmige oder hautartige Formen, die von Gebilden, wie Fäden, kontinuierlichen Fasern, Stapelfäden, Garnen, Haaren, Flocken, Splittern, Schnitzeln, Hobelspänen, Spänen, Filmen, Folien, Bändern u. dgl., abgeleitet sein können, wird bei einem Prozentsatz von wenigstens etwa 20 Gew.-% der gesamten grünen Mischung ein im wesentlichen kontinuierliches, zusammenhängendes Skelett hoher Dichte des Oxyds des verwendeten Metalles gebildet. Bei der Ausbildung dieser Struktur sollen vorzugsweise wenigstens 0, 1 Gew.-% des angewendeten Flussmittels, d. h. nicht mehr als etwa 80% desteilchenför- migen, kristallinen, feuerfesten Füllstoffes vorhanden sein.
Wenn aber ein feuerfester Füllstoff angewendet wird, der mit Aluminiumoxyd eine Verbindung oder eine feste Lösung bildet, so können bis zu etwa 8 Teile des feuerfesten Materials je Teil Aluminium verwendet werden. Dies bedeutet, dass die grüne Mischung bis zu 89 Gew.-% teilchenförmigen, feuerfesten Füllstoff enthalten kann. Die Porosität des grünen Körpers soll nach dem Trocknen zur Entfernung des flüchtigen Materials wenigstens etwa 25% betragen. Vorzugsweise werden auch die nichtkörnigen metallischen Formkörper, die in einer Richtung wenigstens etwa 0, 25 mm messen, in einer zweiten Richtung wenigstens 0,013 mm messen und eine dritte Abmessung zwischen etwa 0, 013 und 3, 17 mm haben, verwendet.
Der grüne Körper wird vorzugsweise auf eine Temperatur von wenigstens etwa 700 Cin einer Sauerstoffatmosphäre genügend lange erhitzt, um eine Oxydation von wenigstens einer genügenden Menge Metall zu bewirken, dass eine im wesentlichen kontinuierliche, zusammenhängende Struktur gebildet wird. Dies wird im allgemeinen dann zu beobachten sein, wenn dem Gefüge genügend Sauerstoff zugeführt worden ist, um das Gewicht der ursprünglichen metallischen Komponente des grünen Körpers um wenigstens etwa 10% zu erhöhen.
Die Zellen in den Skelettstrukturen der feuerfesten, gemäss der Erfindung erhältlichen Produkte haben einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 50 und etwa 500/l. Die Körner (Kristalle) in den Skelettstrukturen haben eine Dichtefunktion (d. h. ein durchschnittliches Verhältnis der mit andern Körnern in Berührung stehenden Umfläche zur Gesamtumfläche), die zwischen 0, 5 und 1,0 liegt.
Sie sind ferner durch einen Aluminiumoxydgehalt von etwa 32 bis etwa 100 Gew.-% bei einer Biegefestigkeit bei 25 und 15500C (korrigiert auf eine Porosität von 0), vonwenigstens etwa 35, 15 kg/cm2. eine W ärmeschockbestän- digkeit, die so hoch ist, dass die Gegenstände nicht springen oder angegriffen werden, wenn sie plötzlich mit Zimmertemperatur in eine Flamme von 15000C Flammentemperatur gebracht werden, und durch Ab-
<Desc/Clms Page number 3>
riebbeständigkeit charakterisiert. Gebilde dieser Art sind in den Beispielen erläutert.
Die Form, welche das feuerfeste Material haben soll, wird durch die Masse der Aluminium- oder Aluminiumlegierungs-Formkörper bestimmt, deren Oxyd die Endstruktur bildet. So können Schmelztiegel, Kegel, Katalysatorträger, Röhrenteile, Motorgehäuse, Lager, Schleifscheiben, Steine, Isolierplatten u. dgl. in bequemer Weise hergestellt werden.
Schichtprodukte, insbesondere wenn Riefen den Zutritt einer oxydierenden Atmosphäre zwischen benachbarte Schichten ermöglichen, können bequem in zellenartige Strukturen umgewandelt werden. die ausgezeichnete Isolations- und Festigkeitseigenschaften aufweisen.
In den folgenden Beispielen werden die Porositäten aus der scheinbaren Dichte (Gewicht des Körpers in Luft, Volumen des Körpers einschliesslich offener und geschlossener Poren) und der Dichte des festen Materials, wie es durch Mahlen einer Probe und Ermittlung des Volumens der Festkörper und des Gewichts derselben erhalten wird, errechnet. Die letztere Messung wird zweckmässigerweise in einem Luft-Vergleichs-Pyknometer (Modell 930, hergestellt von der Beckman-Instruments Incorporated of Fullerton, California) vorgenommen. Als Annäherung kann die Porosität aus der scheinbaren Dichte und der berechneten Dichte des Festmaterials in einem Körper bekannter Zusammensetzung errechnet werden. Alle Siebmessungen sind mit der US-Siebserie durchgeführt worden.
Die Biegungsfestigkeit wird gemessen nach ASTM- Standard [1958], Teil 4, S. 670, Text No. C 293-57 T unter Verwendung von Spanweiten von 2,54 bis 11, 6 cm.
Zwecks besserer Vergleichsmöglichkeit der Eigenschaften werden die Biegefestigkeiten im Hinblick auf die Porosität der Probe durch den Ausdruck
EMI3.1
EMI3.2
Korrektur entspricht.
Die Heissbelastungsfestigkeit wird nach der Vorschrift ASTM C 16, Verzeichnis 7, modifiziert durch die Verwendung einer zylindrischen Probe mit einem Durchmesser von 57, 1 mm bei 50,8 mm Dicke durchgeführt.
Die Ermittlung der Abriebfestigkeit wird durch Befeilen einer Probe 12,7 x 12,7 mm mit einer harten 15,2 cm Bastardstahlfeile von Hand aus mit einer Kraft von etwa 1,36 kg bei 8 Strichen bestimmt.
Der durch den Abrieb entstehende Gewichtsverlust ist angegeben.
Die Korngrösse wird nach folgendem Verfahren ermittelt : Die Probe wird befestigt, indem sie mit Verschlusswachs in einen kalten Ofen gebracht wird, worauf man die Temperatur auf etwa 1500C unter Vakuum erhöht. Die Probe wird dann grob poliert, wobei Siliziumkarbidpapiere mit einer Korngrösse des Schleifmittels von 80, 120. 240,400 und 600 verwendet wurden. Die Probe wird dann fein poliert, wobei Elgin 6 und 1 dymo Diamantschleifmittel (hergestellt von der Elgin Watch Company of Elgin, 111.) auf rauhem und feinem"Pellon"-Läppmittel (hergestellt von Groscience Instrument Corporation, 142 Maiden Lane in New York, N. Y.) auf einer üblichen Polierscheibe verwendet werden.
Das Wachs wird aus der polierten Probe durch Ausschmelzen der Hauptmenge und Ausbrennen des Restes in einer Flamme eines Meker-Gasbrenners entfernt.
Die Probe wird in siedende, konzentrierte Phosphorsäure 5 - 30 sec eingetaucht, worauf sie mit Wasser gespült, gebrannt und unter einemBausch-und Lomb-Forschungs-Metallographen (Modell 42-31-36-50, hergestellt von der Bausch und Lomb Company in Rochester, New York) geprüft wird. Die Probe wird wieder in das Phosphorsäurebad zwecks weiterer Ätzung bei zunehmend kürzeren Ätzzeiten eingebracht.
Die Skelette von Produkten nach den Beispielen gemäss der Erfindung zeigen sehr wenige sichtbare Kornbindungen nach dem Ätzen und nach Prüfung unter dem Metallographen bei 750 facher Vergrösserung. Dadurch ergibt sich, dass eine allgemeine Korngrösse von weniger als 1 p. vorliegt, d. h. 90-95% der Körner sind kleiner als 1 lui und 5-10% der Körner haben eine Grösse zwischen 1 und 5/l. Eine Prüfung von in üblicher Weise gebildeten Gegenständen aus dichtem polykristallinem Aluminiumoxyd lässt nach dem Ätzen diskrete Kornbindungen mit einer mittleren Korngrösse von 20 oder mehr Mikron erkennen.
Daraus geht die besondere Art der Bindung der nach dem Niedrigtemperaturverfahren gemäss der Erfindung hergestellten Bindung hervor.
Die Zellen- oder Porengrösse wird durch die Längenanalyse der Mikrostrukturtechnik bestimmt, wie
<Desc/Clms Page number 4>
sie von W. D. Klingery in"Introductionto Ceramics", S. 412-417 (herausgegeben von John Wiley and Sons, Inc., New York [1960]) beschrieben ist. Die einzelnen Zellen der Erzeugnisse gemäss der Erfindung können Durchmesser aufweisen, die zwischen 1 - 2000 oder 3000p in Abhängigkeit von der Form bzw. Gestalt des beim Verfahren verwendeten Aluminiums schwanken. Die grösseren Zellen mit einem Durchmesser von 50 bis 500/l bilden jedoch den wesentlichen Teil der Gesamtporosität.
Die Dichtefunktion ist der Mittelwert des Ausdruckes : Teil des Umfanges, der mit andern Körnern in Berührung steht, gesamter Umfang des in Betracht gezogenen Kornes. Die Erzeugnisse gemäss der Erfindung zeigen Werte, die zwischen 0, 5 und 1, 0 liegen. während die Erzeugnisse, wie siefrüherhergestelltwor- den sind, Werte aufweisen, die niedriger als 0, 5 sind.
Die Dichtefunktion wird durch Prüfung einer Photographie eines polierten Abschnittes der Probe bezüglich jedes Kornes und Mittelung der Ergebnisse erhalten. Die meisten Erzeugnisse gemäss der Erfindung zeigen keine sichtbare Kornbindung nach dem Ätzen und beim Betrachten unter 750facher Vergrösserung.
In dieser Hinsicht nähert sich der Wert der Dichtefunktion einer oberen Grenze von 1, 0. Kornwachstum kann bei verlängerter Erhitzungszeit, beispielsweise 100 h bei 1600 C, erfolgen, wobei eine mittlere Korngrösse von etwa 8 fj erreicht wird. Ein weiteres Kornwachstum wird durch die Dicke des Skeletts begrenzt und der Wert der Dichtefunktion nähert sich dann der unteren Grenze von 0,5.
Typische handelsübliche isolierende feuerfeste Steine (Ipson 3400 und Alundum L) haben Dichtefunktionen von 0, 08 bzw. 0, 05. Ein typisches Produkt gemäss der Erfindung zeigt nach dem Erhitzen bei 50 h und 1700 C eine Dichtefunktion von 0, 74.
Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren gemäss der Erfindung :
Beispiel 1 : Eine Schmelze von Aluminium (AEC-Grad, Reinheitsgrad 99, 9950/0) wird in einem Aluminiumoxydtiegel auf eine Temperatur zwischen 725 und 7500C erhitzt. Das Erhitzen erfolgt unter einer Schutzatmosphäre aus Argon und das Aluminium wird durch eine Einloch-Aluminiumoxyddüse zu einem kontinuierlichen Faden ausgepresst, der einen mittleren Durchmesser von etwa 0,127 mm aufweist, duktil ist und eine Bruchdehnung zwischen 5 und 35% zeigt. Der Faden wird als loser, welliger Faden aufgefangen.
74g des so hergestellten Fadens werden in eine Form mit denAbmessungen 76, 2 x 152, 4 x 50, 8 mm handverpresst, wobei der Boden von 2, 38 mm-Löchern durchbrochen ist. Die entstehende lose Masse wird dann sorgfältig mit einer (250C) gesättigten Lösung eines Flussmittels, wie es in Tabelle 1 angegeben ist, durchtränkt. (In jedem Falle ist der Prozentsatz an Flussmittel auf das gesamte Trockengewicht der losen Masse bezogen. ) Das befeuchtete Produkt wird dann unter einem Druck von 3628 kg/28, 82 kg/cm2 verpresst, wobei die überschüssige Lösung entfernt wird. Das komprimierte Produkt mit den Abmessungen 76, 2 x 152, 4 x 10, 4 mm wird aus der Form herausgenommen, trockengewischt und in einem Vakuumofen bei 1500C 16 h getrocknet.
Tabelle 1
EMI4.1
<tb>
<tb> Flussmittel: <SEP> % <SEP> des <SEP> Mittels <SEP> (bezogen <SEP> auf
<tb> Gesamttrockengewicht):
<tb> (a) <SEP> SiO2/Na2O <SEP> = <SEP> 3,25 <SEP> (ortho) <SEP> 29,5
<tb> (b) <SEP> Na2CO3 <SEP> 21,4
<tb> (c) <SEP> Na2B4O7 <SEP> . <SEP> 10H2O <SEP> (Borax) <SEP> 22,0
<tb> (d) <SEP> Na2HPO4 <SEP> 36,0
<tb>
Die getrocknete Masse wird dann bei 1500C in einen elektrisch geheizten Muffelofen mit einer Luftatmosphäre gebracht. Die Temperatur wird innerhalb von 4h von Zimmertemperatur auf 600 C erhöht, 48 h bei 6000C gehalten, dann innerhalb von 2 h auf 10000C erhöht und 1 h bei 10000C belassen.
Das abgekühlte Gebilde jedes Ansatzes zeigt einige Kügelchen von metallischem Aluminium, die daran haften, und die durch Abputzen mit der Hand und Schmelzen (üblicherweise insgesamt etwa 1 g) entfernt werden. Die Platte hat eine Abmessung von etwa 153 x 79 x 11, 4 mm, ist dunkelgrau und hat das Aussehen einer festen Keramik ; sie ist opak bis hell, hart und luftdurchlässig. Die ursprüngliche Faserstruktur ist an der Oberfläche erkennbar. Die Platte von (a) hat eine Härte von etwa 12 nach der modi-
<Desc/Clms Page number 5>
fizierten Mob-Skala, ein Gewicht von 177 g (1,31 g/cm3 Gesamtdichte) und eine Biegefestigkeit von 85, 76 kg/cm2 oder 261 kg/cm2, wenn eine Berichtigung der Dichte vorgenommen wird.
Die Dichte der festen Phase beträgt 3,4 g/cm3, so dass die Platte 61,5 Vol.-% Leerraum enthält. Das Aussetzen irgendwelcher Platten einer Erdgas-Sauerstoff-Flamme (Flammentemperatur etwa 24000C) während 1 min bewirkt kein Springen oder irgendwelche andere sichtbare Wirkungen, woraus eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit ersichtlich ist. Eine handelsübliche Probe aus elektrisch geschmolzenem Aluminiumoxyd mit einer Dicke von 6, 35 mm bricht entzwei, wenn es einer solchen Flamme ausgesetzt wird. Die Gesamtdichten und Biegefestigkeiten (sowohl "normale" als auch "berichtigte Dichte") in kg/cm2 sind in Tabelle 2 für jene Proben angegeben, an welchen diese Eigenschaften gemessen worden sind.
Tabelle 2
EMI5.1
<tb>
<tb> Gesamtdichte <SEP> Biegefestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> : <SEP>
<tb> (g/cm) <SEP> : <SEP>
<tb> normale <SEP> berichtigte
<tb> Porosität <SEP> : <SEP> Porosität <SEP> : <SEP>
<tb> (b) <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 84, <SEP> 37 <SEP> 295,00
<tb> (c) <SEP> 0,83 <SEP> 33, <SEP> 04 <SEP> 158, <SEP> 21 <SEP>
<tb> (d) <SEP> 1, <SEP> 22 <SEP> 117, <SEP> 41 <SEP> 385, <SEP> 28 <SEP>
<tb>
Jede der Platten bleibt unangegriffen, wenn sie mit siedendem Wasser, 50%iger wässeriger Natronlauge und konzentrierter Schwefelsäure behandelt wird, während bei einer Behandlung mit50% iger wässeriger Fluorwasserstoffsäure bei 1000C während 2 h nur 5% des ursprünglichenGewichtes herausgelöst werden, während das verbleibende Produkt weiterhin fest und verwendungsfähig bleibt.
Röntgenbeugungsbilder des gemäss (a) hergestellten Produktes zeigen starke Beugungsbilder des a-Aluminiumoxyds, die Anwesenheit von etwas Aluminiumnitrid und das Fehlen von Aluminium. Es werden Beugungsbilder des kristallinen Siliziums beobachtet.
Wird das Verfahren dadurch modifiziert, dass ein 4stündiges Erhitzen bei 6000C an Stelle der 48stündigen Erhitzung bei dieser Temperatur vorgenommen wird, so erfolgt eine weniger vollständige Oxydation und das Erzeugnis hat eine niedrigere Gesamtdichte (0, 7 - 9 g/cms). Wird die Oberfläche geschliffen (wobei eine Diamant- oder Granatscheibe erforderlich ist), wird festgestellt, dass die Fasern hohl sind.
Durch Verändern des Ausmasses der Kompression und damit der Dichte der feuchten Masse werden Platten erhalten, die eine Gesamtdichte von etwa 0, 2 bis 3, 5 g/cms aufweisen.
Durch Weglassen des Flussmittels bei dem oben angegebenen Verfahren erhält man nur eine sehr dünne Oxydschicht auf dem Metall, wobei zwischen den Teilchen keine Bindung vorliegt.
Unter Verwendung von Flussmittel (a) und anschliessender Behandlung in der oben angegebenen Weise (mit einem 48stündigen Erhitzen auf 6000C) werden verschiedene Typen nicht kugelförmiger Aluminiumformteilchen verwendet, wobei Erzeugnisse gemäss der Erfindung gebildet werden. Die Formen sind in Tabelle 3 angegeben und die gemessenen Eigenschaften in Tabelle 4.
Tabelle 3
EMI5.2
<tb>
<tb> Aluminiumformteilchen <SEP> : <SEP> Teilchenabmessung <SEP> verwendete <SEP> Menge
<tb> inmm <SEP> : <SEP> in <SEP> g <SEP> : <SEP>
<tb> (e) <SEP> Wolle, <SEP> weich, <SEP> fein <SEP> 0,101 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> x <SEP> 74
<tb> (f) <SEP> Wolle, <SEP> grob <SEP> 0,127 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 761 <SEP> x <SEP> 70
<tb> (g) <SEP> Fäden <SEP> (1/2 <SEP> S <SEP> : <SEP> ) <SEP> 0, <SEP> 127 <SEP> xx <SEP> 48 <SEP>
<tb> (h) <SEP> handelsübliche <SEP> Fäden <SEP> (Legierung <SEP> 0,16 <SEP> xx <SEP> 50
<tb> Nr. <SEP> 1100)
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
Tabelle 3 (Fortsetzung)
EMI6.1
<tb>
<tb> Aluminiumformteilchen <SEP> : <SEP> Teilchenabmessung <SEP> verwendete <SEP> Menge
<tb> inmm <SEP> : <SEP> in <SEP> g <SEP> :
<SEP>
<tb> (i) <SEP> 12, <SEP> 70 <SEP> mm-Stapel- <SEP>
<tb> fäden <SEP> handelsübli- <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> x <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP> 35
<tb> eher <SEP> Art <SEP> (Legierung
<tb> Nr. <SEP> G061)
<tb> (j) <SEP> + <SEP> Teppichstifte <SEP> nicht <SEP> bestimmt <SEP> nicht <SEP> bestimmt
<tb> 12, <SEP> 70 <SEP> mm <SEP>
<tb>
x = Abmessung des Querschnittes xx = Durchmesser + = Zylindrische Form mit einem Durchmesser von 63, 5 mm mit einer Tiefe von 9, 53 mm. Diese Form wird vollge- stopft. Das Endprodukt wiegt 20 g. Es schmelzen 32 g
Aluminium aus.
Jedes der erhaltenen Gebilde zeigt eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit, obwohl (g) nach der Wärmeschockprüfung eine verminderte Festigkeit zeigt.
Tabelle 4
EMI6.2
<tb>
<tb> Gesamtdichte <SEP> in <SEP> g/cm <SEP> : <SEP> Biegefestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> : <SEP>
<tb> normal <SEP> : <SEP> berichtigte <SEP> Dichte <SEP> : <SEP>
<tb> (e) <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 84, <SEP> 3 <SEP> 260
<tb> (f) <SEP> 1, <SEP> 47 <SEP> 70, <SEP> 3 <SEP> 191, <SEP> 5 <SEP>
<tb> (g) <SEP> 0, <SEP> 98 <SEP> 113 <SEP> 443,6
<tb> (h) <SEP> 1, <SEP> 19 <SEP> 98,9 <SEP> 350, <SEP> 1 <SEP>
<tb> (i) <SEP> 1, <SEP> 13 <SEP> 122 <SEP> 435
<tb> (j) <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> nicht <SEP> gemessen <SEP> nicht <SEP> gemessen
<tb>
Es werden auch zufriedenstellende Produkte erhalten, wenn das Natrium-ortho-silicat im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser verdünnt wird (weniger als 15% des Mittels in der Mischung).
Bei Verwendung von Lösungen mit geringerer Konzentration ist die Zugabe eines Verdickungsmittels wertvoll, um eine gleichmässige Überzugsbildung und Zurückhaltung des Flussmittels auf dem Metall zu gewährleisten.
Beispiel 2: a) Es wird ein Schichtprodukt mit abwechselnden Schichten aus Aluminiumfolie und Natriumsilicat (aufgebracht als konzentrierter, wässeriger Schlamm) aus 100 172, 4mm-Streifen (71, 4 g) aus einer 0, 254 x 7, 62 mm-Aluminiumfolie hergestellt. Es wird dann in die Form gemäss Beispiel 1 mit den angegebenen Abmessungen 76, 2 x 152, 4 x 50,8 mm gegeben, einem Druck von 28, 8 kg/cm2 ausge- setzt und 48 h in der Form auf 1500C erhitzt. Nach Trocknen unter Vakuum während 16 h wird das Produkt wie in Beispiel 1 4 h auf 6000C und 2h auf 10000C erhitzt. Es wird eine starke Folie mit einer Gesamtdichte von 1, 92 g/cm3 und einer ausgezeichneten Wärmeschockbeständigkeit erhalten.
Obwohl das Aluminium unter diesen Bedingungen nicht vollständig oxydiert wird, schmilzt metallisches Aluminium auf Grund der Art des Gefüges nicht aus. b) Ein anderes Gefüge wird in der gleichen Form hergestellt, wobei von 27 Folien (116 g) Aluminium mit einem Querschnitt von 0, 1524 x 76, 2 mm ausgegangen wird und eineGesamtdichte von 2, 71 g/cm3 erhalten wird. c) Handelsübliche Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0, 153 mm wird durch Hindurchführen zwischen zwei Walzen mit je 76, 2mm Durchmesser, die 144 Zähne an ihrer Oberfläche aufweisen, gewellt.
Das gewellte Produkt hat in Seitenansicht das Aussehen von abwechselnd aneinandergereihten gleichseitigen Dreiecken mit einer Höhe von etwa 0, 76 mm. Die gewellte Folie wird dann an beiden Seiten mit einer Natriumsilikatlösung gemäss (a) oben bedeckt und dann werden etwa 25 abwechselnde Schichten der
<Desc/Clms Page number 7>
gewellten Folie und der ungewellten Folie zusammengelegt. Auf Grund des Flussmittels besteht genügend Haftfestigkeit, um das Produkt zusammenzuhalten. Der zusammengesetzte Körper wird bei 150 Cin einem Vakuumofen getrocknet, dann bei 6000C etwa 48 h und schliesslich 1 weitere Stunde bei 9000C gebrannt.
Die Oxydation ist vollständig und es schmilzt kein Aluminium aus dem Produkt aus.
Das Endprodukt (mit Honigwabenstruktur) hat eine Gesamtdichte von 1, 23 g/cms, eine Biegefestigkeit (mit berichtigter Dichte) von 773 kg/cm2 quer zur Schichtung. Es zeigt eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit und hat den weiteren Vorteil, dass eine längere Einwirkung einer Flamme mit einer Temperatur von 24000C ein Schmelzen oder Korrodieren eines Loches in der oberen Schichte des Schichtproduktes ergibt, so dass dieses Produkt einen ausgezeichneten flammenfesten Schutz liefert.
Beispiel 3 : Ein lockeres Produkt der Aluminiumfasern gemäss Punkt (a) - (h) des Beispiels 1 wird von Hand aus um einen grossen Tiegel gepresst, wodurch ein Vorformling der Fasern in Form eines Tiegels mit einer Gesamtdichte von 0,38 g/cm gebildet wird. Dieses Produkt wird in eine Natriumsilikatlösung gemäss Probe (a) des Beispiels 1 getaucht, worauf der Überschuss abgetrocknet und die zusammengesetzte Struktur getrocknet wird. Sie wird dann, wie in Beispiel 1 angegeben, gebrannt, wobei ein zusammenhängendes festes Gebilde mit einer Gesamtdichte von 0, 72 g/cm3 erhalten wird, die so porös ist, dass sie Licht hindurchlässt.
Beispiel 4 : Aluminiumfasern gemäss Probe (a) - (h) des Beispiels 1 werden unter einem Druck von 11,95 kg/cm2 unter Bildung eines Plättchens mit einem Gewicht von 5, 64 g, einem Durchmesser von 57,15 mm und einer Dicke von 3,17 mm geschmolzen. Das Plättchen wird mit der Natriumsilikatlösung gemäss Probe (a) des Beispiels 1 gesättigt, die mit 1 Teil Wasser verdünnt ist, und bei 1500C in einem Vakuumofen getrocknet. Das getrocknete Plättchen wird in einem Ofen in einer Luftatmosphäre 16 h auf 6000C erhitzt und anschliessend 30 min bei 6500C behandelt.
Das Plättchen wird aus dem Ofen herausgenommen, gekühlt, gewogen (6, 20 g) und dann erneut 1 h auf 6500C erhitzt, worauf die Temperatur auf 7000C erhöht und eine aus Sauerstoff/Argon im Verhältnis 40/60 Vol.-% bestehende Atmosphäre durch den Ofen 1 h lang durchgeleitet wird ; es schliesst sich eine Istündige Behandlung bei 8000C in der gleichen Atmosphäre und dann eine 20 min dauernde Behandlung bei 8500C in ebenfalls der gleichen Atmosphäre an. Das gekühlte Plättchen wiegt 7, 53 g. Es werden einige wenige kleine Aluminiumkügelchen (0, 26 g) entfernt. Das Plättchen wird dann erneut bei 9500C 1 h lang gebrannt. Nach dieser Brennbehandlung beträgt sein Gewicht 9,33 g.
Dann wird das Plättchen 16 h bei 9500C gebrannt, wobei ein Endprodukt erhalten wird, das 9, 41 g wiegt. Bezogen auf das Gewicht des Aluminiums, das in dem Produkt zurückbleibt, ist die Oxydation in einem Ausmass von 73% d. Th. fortgeschritten. Die Menge des verwendeten Natriumsilikats beträgt, bezogen auf das Gewicht des in der Struktur zurückbleibenden Metalls. 9, 90/0 des Aluminiums oder 0, 014 Mol Flussmittel pro Grammatom des Metalls. Das Erzeugnis ist fest und hat eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit gegenüber einer Flamme mit einer Temperatur von 24000C.
Beispiel 5 : Erwa 2, 5g Aluminiumfasern (wie sie in Beispiel la) angewendet werden, mit der Abänderung, dass gemäss Probe (f), (g), (k) und (m) handelsübliches Aluminium als Stapeln mit einem Gehalt von 1, 20/0 Mangan verwendet wurden) werden mit einer wässerigen Lösung oder Aufschlämmung des Flussmittels, wie es in Tabelle 5 angegeben ist, vermischt, und die feuchte Masse wird zu einem Plättchen mit einem Durchmesser von 2, 84 cm unter einem Druck von etwa 28, 8 kg/cm2 verpresst. Die feuchten Plättchen werden dann auf eine Tonplatte gebracht und in Luft in einem elektrisch erhitzten Ofen bei den nachstehend angegebenen Temperaturen und während der nachstehend angegebenen Zeiträume erhitzt.
Proben b, d, j und n :
16 h auf 260oC, dann
16 h auf 6250C, dann
18, 5 h auf 8500C.
Proben c, e, h, i und l :
2 h auf 600 C, dann
12 h auf 860OC, dann (nur c und h)
16 h auf 10000C.
Proben f, g und m :
17 h auf 270oC, dann
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
EMI8.2
<tb>
<tb> x <SEP> +++ <SEP> ++
<tb> Probe: <SEP> Fluss- <SEP> Gewicht <SEP> Fluss- <SEP> Gewichts- <SEP> F. <SEP> in <SEP> Bruchfestigmittel <SEP> : <SEP> an <SEP> Fluss- <SEP> mittel: <SEP> zunahme <SEP> C: <SEP> keit <SEP> in
<tb> mittel <SEP> in <SEP> obei <SEP> kg/cm <SEP> : <SEP>
<tb> in <SEP> :
<SEP> hoher <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> :
<tb> 1. <SEP> 2.
<tb> a <SEP> (x <SEP> 18, <SEP> 3 <SEP> 25, <SEP> 6 <SEP> 79 <SEP> 1875 <SEP> 70, <SEP> 3 <SEP>
<tb> LIOH
<tb> b <SEP> (xx <SEP> 14 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 67 <SEP> 1650 <SEP> 39, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Nap2
<tb> c <SEP> KOH <SEP> 13 <SEP> 7, <SEP> 1-1 <SEP> 49 <SEP> 1560 <SEP> 97,0
<tb> d <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP> 30 <SEP> 15,8 <SEP> 62 <SEP> 1660 <SEP> 63,2
<tb> e <SEP> SbO <SEP> 40 <SEP> 6,2 <SEP> 62 <SEP> 1475 <SEP> 36, <SEP> 5
<tb> f <SEP> (Bi(NO <SEP> )+ <SEP> 3 <SEP> 0,19 <SEP> 76 <SEP> 83 <SEP> 1925 <SEP> 31,6
<tb> 3 <SEP> 2 <SEP>
<tb> g <SEP> NaBO <SEP> M <SEP> 2,2 <SEP> 26 <SEP> 95 <SEP> 1850 <SEP> 59,7
<tb> z <SEP> 4 <SEP> 7
<tb> h <SEP> NaAlO2 <SEP> 54 <SEP> 31,4 <SEP> 70 <SEP> 72 <SEP> 1775 <SEP> 30,9
<tb> i <SEP> Na2CO3 <SEP> 13 <SEP> 3,6 <SEP> 43 <SEP> 1750 <SEP> 91,4
<tb> j <SEP> NaSiO <SEP> M,
<SEP> 8 <SEP> 9, <SEP> 4 <SEP> 60 <SEP> 1430 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP>
<tb> k <SEP> PbSiO <SEP> 76 <SEP> 30,0 <SEP> 2020 <SEP> 773,4
<tb> 3
<tb>
<Desc/Clms Page number 9>
Tabelle 5 (Fortsetzung)
EMI9.1
<tb>
<tb> x <SEP> +++ <SEP> ++
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Fluss- <SEP> Gewicht <SEP> Fluss- <SEP> Gewichts- <SEP> F. <SEP> in <SEP> Bruchfestigmittel <SEP> : <SEP> an <SEP> Fluss- <SEP> mittel <SEP> : <SEP> zunahme <SEP> oc <SEP> : <SEP> keit <SEP> in
<tb> mittel <SEP> in <SEP> %bei <SEP> kg/cm2:
<tb> in <SEP> : <SEP> hoher
<tb> Temperatur <SEP> :
<SEP>
<tb> 1. <SEP> 2. <SEP>
<tb> l <SEP> NaSnO <SEP> 11 <SEP> 1,97 <SEP> 76 <SEP> 1775 <SEP> 56, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 3
<tb> m <SEP> Na2HPO <SEP> 88 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 38 <SEP> 77 <SEP> 1610 <SEP> 13, <SEP> 3 <SEP>
<tb> n <SEP> NaHAsO <SEP> 8, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 34 <SEP> 1770
<tb>
x = bezogen auf Gesamtgewicht xx = trocken aufgebracht + = unter der Annahme der Bildung von BiO während der Reaktion berechnet als % Gewichtszunahme bei der Umsetzung der Menge Aluminium in den Platten zu Al2O3
EMI9.2
Die Proben d, j und m scheiden Aluminiumkügelchen in Mengen von 5, 6, 7, 7 und ilo des ursprünglichen Metalles aus. Die andern Proben verlieren kein Aluminium.
Beispiel 6 : Fasern mit etwa 0, 13 mm Durchmesser werden aus einer Aluminiumlegierung, die 5% Silizium (0,111 Grammatom Si je Grammatom Aluminium) enthält, hergestellt. Eine Masse der Fasern (20, 0 g) wird unter einem Druck von 105, 5 kg/cmz zu einer Platte verpresst. Die Platte wird in Luft bei einer Temperatur bis auf 6000C während 16 h erhitzt, dann während 6h bis auf 800 C, schliesslich während 6 h bis auf 10000C und letztlich während 16 h auf 10000C. Während des Erhitzens auf 800 - 10000C wird beobachtet, dass ein weisses Pulver, von dem angenommen wird, dass es das in situ entstehende Flussmittel SiO ist, aus dem Ofen entweicht. Die Platte wiegt 41 g.
Von der Oberfläche wird ein weisses Pulver entfernt, wonach eine harte, feste zusammenhaltende Platte mit einem Gewicht von 28 g und einer Gesamtdichte von 1, 28 g/cm3 erhalten wird.
Beispiel 7 : Handelsübliche Aluminiumwolle mit einem Reinheitsgrad von 98, 1'% (die Hauptverunreinigung ist 1, l% Mangan) wird durch Erhitzen auf 3430C während 1 h ausgeglüht. Die ausgeglühte Wolle wird dann in einem Waring-Mischer zu feinen Stapelfasern mit einer mittleren Länge von weniger als 6, 35 mm zerkleinert.
Die zerkleinerte Wolle wird trocken mit verschiedenen Mengen an gepulvertem Magnesiumoxyd, Chromoxyd und Natriumacetat (alle Bestandteile mit dem Reinheitsgrad von Reagentien) in einem zweischaufeligen Haushaltsmischer innig abgemischt, wobei die folgenden Mengenverhältnisse der Ausgangsmaterialien verwendet werden :
EMI9.3
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Aluminium <SEP> : <SEP> Magnesium- <SEP> Chrom <SEP> - <SEP> Natrium- <SEP>
<tb> oxyd <SEP> : <SEP> oxyd <SEP> : <SEP> acetat <SEP> : <SEP>
<tb> a <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP>
<tb> b <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> 0, <SEP> 6% <SEP> des <SEP>
<tb> Gesamtgewichts
<tb> c <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 2% <SEP> des
<tb> Gesamtgewichts
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Aluminium <SEP> : <SEP> Magnesium-Chrom-Natrium- <SEP>
<tb> oxyd <SEP> : <SEP> oxyd <SEP> :
<SEP> acetat <SEP> : <SEP>
<tb> d <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> e <SEP> 2 <SEP> l <SEP> 1/2 <SEP>
<tb>
Das gut gemischte, trockene Material (2600 - 3500 g, in Abhängigkeit von der Dichte) wird in eine Form mit den Abmessungen 228,6#114,3#76,2 mm eingebracht und unter einem Druck von 105, 5 kg/cm2 verpresst.
Die verpressten Steine werden der Form entnommen und in einer Luftatmosphäre den folgenden thermischen Behandlungen unterworfen :
1. Innerhalb von 2 h wird von 25 bis 1500C erwärmt,
2. von 150 bis 6000C wird erwärmt, indem die Temperatur um 250C je Stunde erhöht wird.
3. auf 600 C wird 12 h erhitzt,
4. von 600 bis 6500C wird in 1 erwärmt, 5. 7 h wird bei ü300C belassen,
6. die Erhitzung von 650 auf 13500C erfolgt mit einer Temperaturerhöhung von 500C pro Stunde,
7. bei 13500C wird 48 h belassen und schliesslich
8. wird im Ofen in 24 h abgekühlt und entladen.
Ein Teil jeder Mischung wird zu Versuchsstücken mit Abmessungen von 6, 35 x 6, 35 x 50, 8 mm verformt und der gleichen Brennbehandlung unterworfen. Die gebrannten Steine und Versuchsstücke sind ausserordentlich hart, fest, abriebbeständig und entsprechen sehr genau den Abmessungen der ungebrannten Stücke. Die grösste beobachtete Änderung ist eine 4%ige Längenzunahme des Steines c.
Die an den Versuchsstücken ermittelten Eigenschaften sind nachstehend zusammengestellt :
EMI10.2
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Gesamtdichte <SEP> Biegefestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Heisslastin <SEP> g/cm3 <SEP> : <SEP> bei <SEP> setzung
<tb> 250C <SEP> : <SEP> 1550 C <SEP> : <SEP> in <SEP> % <SEP> : <SEP>
<tb> a <SEP> 1, <SEP> 80 <SEP> 138. <SEP> 5 <SEP> 250, <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> b <SEP> 1,96 <SEP> 107,6 <SEP> 72,4 <SEP> 6
<tb> c <SEP> 1, <SEP> 65 <SEP> 51, <SEP> 9 <SEP> 33, <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP>
<tb> d <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP>
<tb> e <SEP> 1, <SEP> 99 <SEP> 197, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
EMI10.3
<Desc/Clms Page number 11>
Umwandlung und hat eine sehr dichte Aussenschicht mit weichem, bröckeligem Mittelteil, Beide Erzeugnisse sind fest und als feuerfeste Erzeugnisse verwendbar.
Nach dem oben angegebenen Verfahren können Mischungen hergestellt werden, die folgende Zusammensetzung aufweisen :
EMI11.1
<tb>
<tb> A10 <SEP> 10-66 <SEP> % <SEP>
<tb> 2 <SEP> s
<tb> MgO <SEP> 11, <SEP> 5-90 <SEP> % <SEP>
<tb> CrO <SEP> 0-58, <SEP> 5%, <SEP>
<tb>
EMI11.2
rialien ist insbesondere dort von Wert, wo Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und korrodierende Einwirkung notwendig sind. Der basische Siemens-Martin-Stahlofen, insbesondere der unter Verwendung von Sauerstoff-Flammengasen betriebene, ist ein Beispiel für solche Anwendungszwecke.
Das zusammenhängende Skelett der Proben a und b ist vor allem aus einer festen Lösung von Cr. O, in Spinell aufgebaut. Die Proben c, d und e haben die Skelette des Spinells. Die letztere besitzt einige Einschlüsse einer festen Lösung von crus in a-Aluminiumoxyd.
Beispiel 8 : Dieses Beispiel veranschaulicht die aussergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften der Erzeugnisse gemäss der Erfindung.
Die Proben a - f werden unter Verwendung von Aluminiummetall gemäss den vorstehenden Beispielen und unter den in Tabelle 6 definierten Bedingungen hergestellt. Die Probe d wird zu einer Struktur mit sehr niedriger Dichte bei 8000C gebrannt, bis 35 Gew.-% des Aluminiums umgewandelt sind. Die teilweise umgewandelte Struktur wird dann in Teilchen gebrochen, die eine Länge von etwa 0,25 mm aufweisen, verdichtet und unter den angegebenen Bedingungen erneut gebrannt.
Die Proben h, i und j sind handelsübliche Proben von feuerfesten Materialien ähnlicher Zusammen-
EMI11.3
Bei den Proben g und h wird angenommen, dass sie gebundene, hohle Aluminiumoxydformkörper darstellen. Probe i ist voraussichtlich nach Brennen einer schaumartigen Mischung erhalten worden.
In Tabelle 8 sind die Kennwerte und Eigenschaften der oben angegebenen Proben gegenübergestellt.
Die überlegene Biegefestigkeit der erfindungsgemässenprodukte gegenüber den Proben g - j stellt offensichtlich ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal dar. Zusätzlich zu den in den Tabellen angegebenen Kennwerten wird festgestellt, dass die mittlere Korngrösse der Aggregatteilchen der Proben a bis einschliesslich f etwa 1 oder weniger beträgt. Im Vergleich dazu beträgt die Korngrösse der Gebilde der Proben h bzw. i 50 und 6, 5 li.
Tabelle 6
EMI11.4
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Metall-Flussmittel <SEP> : <SEP> Menge <SEP> des <SEP> Fluss-Brennbedingungen <SEP> : <SEP>
<tb> form <SEP> : <SEP> mittels <SEP> in <SEP> Maximal-Dauer <SEP> in <SEP>
<tb> Gew. <SEP> -%, <SEP> bezo- <SEP> Maximal- <SEP> Dauer <SEP> in
<tb> gen <SEP> auf <SEP> das <SEP> ver- <SEP> tempera- <SEP> Stunden <SEP> :
<tb> tur <SEP> in
<tb> wendete <SEP> Metall: <SEP> C
<tb> a <SEP> Flocken <SEP> Natrium- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 950 <SEP> 16
<tb> acetat
<tb> b <SEP> Fasern <SEP> Natrium-1, <SEP> 5 <SEP> 1000 <SEP> 3
<tb> acetat
<tb> c <SEP> Wolle <SEP> Kalium-0, <SEP> 5 <SEP> 1600 <SEP> 1
<tb> oxyd
<tb>
<Desc/Clms Page number 12>
Tabelle 6 (Fortsetzung)
EMI12.1
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Metall-Flussmittel <SEP> : <SEP> Menge <SEP> des <SEP> Fluss- <SEP> Brennbedingungen:
<tb> form <SEP> :
<SEP> mittels <SEP> in
<tb> Maximal- <SEP> Dauer <SEP> in
<tb> Gew.-%, <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> das <SEP> ver- <SEP> tempera- <SEP> Stunden <SEP> :
<tb> wendete <SEP> Metall <SEP> : <SEP> tur <SEP> in
<tb> C:
<tb> d <SEP> Wolle <SEP> Kalium-0, <SEP> 5 <SEP> 1250 <SEP> 4
<tb> oxyd
<tb> e <SEP> Fasern <SEP> Natrium-18, <SEP> 0 <SEP> 1500 <SEP> 4
<tb> silikat
<tb> f <SEP> Fasern <SEP> Natrium-20, <SEP> 0 <SEP> 1000 <SEP> 8
<tb> silikat
<tb>
x = Handelsprodukt.
Tabelle 7
EMI12.2
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Handelsname <SEP> : <SEP> Hersteller <SEP> : <SEP>
<tb> g <SEP> Alfrax <SEP> Bl <SEP> Carborundum <SEP> Co., <SEP> Perth
<tb> Amboy, <SEP> N. <SEP> J.
<tb> h <SEP> Alundum <SEP> L <SEP> Norton <SEP> Co., <SEP> Worcester,
<tb> Mass.
<tb> i <SEP> Ipsen <SEP> 3400 <SEP> Ipsen <SEP> Industries, <SEP> Inc.,
<tb> Rockford, <SEP> 111.
<tb>
Tabelle 8
EMI12.3
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Gesamt-Poro-Mittlere <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Abriebdichte <SEP> sität <SEP> Zellgrösse <SEP> bei <SEP> verlust
<tb> g/cm <SEP> in <SEP> %: <SEP> in <SEP> : <SEP> 25 C: <SEP> 1550 C: <SEP> in <SEP> g:
<tb> a <SEP> 1, <SEP> 10 <SEP> 48,0 <SEP> 167 <SEP> 720 <SEP> 1330
<tb> b <SEP> 1,90 <SEP> 46, <SEP> 5 <SEP> 85 <SEP> 2420 <SEP> 1704
<tb> c <SEP> 1, <SEP> 42 <SEP> 61, <SEP> 3 <SEP> 87 <SEP> 1710 <SEP> 2200 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> d <SEP> 2, <SEP> 05 <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP> 129 <SEP> 11000 <SEP> 2750 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP>
<tb> e <SEP> 1, <SEP> 62 <SEP> 55, <SEP> 8 <SEP> 119-1020 <SEP>
<tb> f <SEP> 0, <SEP> 74 <SEP> 79, <SEP> 6 <SEP> - <SEP> 1140 <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> g <SEP> 1,22 <SEP> 68, <SEP> 7 <SEP> 100-150 <SEP> 230 <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP>
<tb> h <SEP> 1,19 <SEP> 70,
<SEP> 0 <SEP> 80-150 <SEP> 250 <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> i <SEP> 0, <SEP> 46 <SEP> 88, <SEP> 3 <SEP> 130-630 <SEP> 40 <SEP> keine <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb>
Beispiel 9 : Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirksamkeit beim Verfahren des angewendeten Flussmittels unter Verwendung von Aluminium als Metall im grünen Körper. Bei jeder der Proben a bis einschliesslich o der Tabelle 9 werden etwa 1, 5-4, 5 g handelsübliche Aluminiumstapelfäden (mit einem mittleren Durchmesser von etwa 0, 254 mm und einer Länge von etwa 12, 7 mm) mit einem Gehalt von l, 2% Mangan zu einem Riegel mit denAbmessungen 6, 35 x 6, 35 X 76, 2 mm verformt.
Eine gemessene Menge einer wässerigen Lösung des Metallacetatflussmittels (ein Precursor des Oxyds), wie in der Tabelle angegeben, wird auf den Aluminiumriegel aufgetropft, der dann bei 1500C getrocknet wird. Jeder ge-
<Desc/Clms Page number 13>
trocknete Riegel hat eine scheinbare Dichte zwischen etwa 0, 5 und 1,5 g/cm3 (80 - 45% Porosität). Das Trockengewicht jedes Körpers wird zur Ermittlung der Prozente des Metalloxyds, bezogen auf das Gewicht von Aluminium, welches unter den Brennbedingungen vorhanden ist, herangezogen. Die Acetatsalze sind dafür bekannt, dass sie beim Erhitzen in Luft quantitativ bei etwa 5000C in die Oxyde übergehen.
Die getrockneten Riegel werden in elektrisch erhitzte Öfen mit einer Luftatmosphäre gebracht und auf verschiedene Temperaturen während der in Tabelle 9 angegebenen Zeitspannen (Stunden) erhitzt. Die Gewichtszunahme ist in Prozent der theoretisch möglichen Gewichtszunahme angegeben.
Die Erzeugnisse der Proben a bis einschliesslich j sind alle harte, feste, abriebbeständige Gegen- stände und haben ein kontinuierliches Aluminiumoxydskelett. Sie haben scheinbare Dichten von 0, 78 bis 2, 3 g/cm3 (porositäten von 42 bis 80%). Die ursprünglichen Fasern sind miteinander mitAluminiumoxyd verbunden und können aus der Struktur nicht ausgebrochen werden. Ähnliche Gebilde werden auch bei 750 C mit Lithium- und Natriumacetat als Flussmittel erhalten (0, 5 bzw. 1%). Alle Proben, die ohne ein Flussmittel hergestellt waren (k bis einschliesslich o), sind weich und bröckelig und können leicht mit einer Nadel oder Pinzette auseinandergebrochen werden, wobei die ursprünglichen Fasern mit nur einer dünnen Überzugsschicht aus Aluminiumoxyd erhalten werden.
Die Biegefestigkeit dieser letzteren Proben ist nicht angegeben worden, da sie sich ähnlich wie das ursprüngliche Metall leichter dehnen und deformieren, als dass sie unter Spannung brechen.
Andere Flussmittel, wie NaOH, NaAlO2, Natriumkaliumtartrat, Natriummethylat und Bariumstearat oder deren Precursorverbindungen, sind ebenfalls geeignet.
Tabelle 9
EMI13.1
<tb>
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Fluss- <SEP> %Fluss- <SEP> Temperatur: <SEP> Zeitdauer: <SEP> Gewichtsmittel <SEP> : <SEP> mittel <SEP> : <SEP> zunahme <SEP> : <SEP>
<tb> a <SEP> Li <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 900 <SEP> 5-6 <SEP> 83
<tb> b <SEP> LiO <SEP> 0,4 <SEP> 950 <SEP> 3 <SEP> 60
<tb> 2
<tb> c <SEP> LiO <SEP> 0,06 <SEP> 1000 <SEP> 15-16 <SEP> 17
<tb> d <SEP> NaO <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 800 <SEP> 24 <SEP> 86
<tb> e <SEP> NaO <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 900 <SEP> 16 <SEP> 50
<tb> f <SEP> NaO <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1250 <SEP> 16 <SEP> 78
<tb> 2
<tb> g <SEP> KO <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 880 <SEP> 24 <SEP> 92
<tb> h <SEP> MgO <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 1300 <SEP> 40 <SEP> 64
<tb> i <SEP> BaO <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1000 <SEP> 1 <SEP> 30
<tb> j <SEP> BaO <SEP> 1,
<SEP> 2 <SEP> 1300 <SEP> 40 <SEP> 57
<tb> k <SEP> keines-850 <SEP> 15-16 <SEP> 1
<tb> l <SEP> keines-850 <SEP> 40 <SEP> 6
<tb> m <SEP> keines-1000 <SEP> 24 <SEP> 5
<tb> n <SEP> keines-1150 <SEP> 15-16 <SEP> 8
<tb> 0 <SEP> keines-1250 <SEP> 15-16 <SEP> 24
<tb> P <SEP> keines-1250 <SEP> +40 <SEP> 28
<tb> q <SEP> keines-1300 <SEP> 15-16 <SEP> 12
<tb> r <SEP> keines-1300 <SEP> 40 <SEP> 19
<tb> s <SEP> keines-1300 <SEP> 66 <SEP> 31
<tb>
<Desc/Clms Page number 14>
Beispiel 10 : Handelsübliche Aluminiumwolle (Legierung 3003) wird 15 min bei 50 - 600c in einer Lösung gebeizt, die aus 0, 2 g Chromsulfat, 14,4 g Kaliumdichromat, 7, 75 g Natriumhydroxyd und 155 g Wasser besteht. Die Aluminiumwolle wird aus dem Bad herausgenommen, gut mit Wasser gewaschen, um alle Spuren der gelben Farbe zu entfernen, und schliesslich getrocknet.
Ein Emissions-Spektrum der behandelten Wolle zeigt weniger als 200 Teile/Million Kalium, 50 - 250 Teile/Million Natrium und 1 - 50/0 Chrom.
44, 5g der gebeizten Aluminiumwolle werden in einem Waring-Mischer mit einem Fassungsraum von 3, 83 1 zu Stapeln zerkleinert und dann in einer Form unter einem Druck von 140, 6kg/ cmz zu einem Block mit einem Durchmesser von 57, 1 mm und einer Höhe von 50, 8 mm verpresst.
Der Block wird in einem elektrischen Ofen 16 h auf 7250C erhitzt und wiegt dann 43, 4 g. Er wird bei 850 - 9500C erneut 24h gebrannt, wonach sein Gewicht 48, 7 g beträgt. Der Block wird dann in einen Selas-Gasofen gebracht und 1 h auf 12000C und 2h auf 16000C erhitzt. Das Endgewicht beträgt 71, 2 g oder 67, 5% der theoretischen Zunahme.
Prüfstücke, die aus dem gebrannten Block geschnitten worden sind, zeigen eine Porosität von 49% und haben eine Biegefestigkeit von 25, 3 kg/cm2 bei 15500C (korrigiert im Hinblick auf die Porosität 49,9 kg/cm2). Bei der mikroskopischen Prüfung der gebrochenen Stücke erkennt man ein gut zusammenhängendes, homogenes Aluminiumoxydskelett, das eine feste Lösung von Al203 enthält.
Es wird angenommen, dass unter denBedingungenderOxydation die auf dieOberflächeder Aluminium- teilchen aufgebrachten Flussmittel bei der Ablösung der Schutzoxydschicht, welche für Aluminium charakteristisch ist, so rasch wirken, wie diese Überzugsschicht gebildet wird, wobei eine progressive Oxydation durch den Querschnittsbereich des Aluminiumteilchens bis zu einem beliebigen gewünschten Ausmass ermöglicht wird. Ferner scheint das Flussmittel ausser zur Beschleunigung der Ablösung der Schutzoxydschicht auf der 1etalloberfläche auch als oxydationsübertragendes Mittel zu wirken, wobei der Oxydationsprozess beschleunigt wird. Sauerstoff enthaltende Salze innerhalb der allgemeinen Klasse von Metallsalzen der definierten Art sind als Flussmittel von besonderem Wert.
Wenn Grösse und Dichte der Aluminiumteilchen in den grünen Körpern es erlauben, kann eine gleichzeitige Bildung und Auslösung der Schutzoxydschicht von jeder Teilchenquelle es ermöglichen, dass die Teilchen einander durchdringen bzw. ineinander diffundieren, wobei eine gegenseitige molekulare Durchdringung der Oxyde mit dem Ergebnis einer selbstbindenden Endstruktur erhalten wird. Während des Verfahrens wird die oxydierte Form des genannten Elementes des Flussmittels bisweilen durch das Metalloxyd, welches "in situ" gebil- det wird, hindurchdiffundieren. In andern Fällen wird das Flussmittel während des Brennens in die Atmosphäre entweichen. Bei gewissen Kombinationen von Metallen und feuerfesten Füllstoffen erfolgen chemische Reaktionen zwischen den gebrannten Materialien, wobei sich beispielsweise Spinelle bilden.
Vor dem Erhitzen des Aggregats von Aluminiumformkörpern in einer oxydierenden Atmosphäre werden die Oberflächen der Aluminiumformkörper mit dem Flussmittel der vorstehend erwähnten Art in innigen Kontakt gebracht. Das Mittel kann auf die Oberfläche der Aluminiumformkörper vor deren Aggregation oder zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der Enderhitzungsbehandlung aufgebracht werden. Wenn körnige, nadelförmige oder fadenartige Aluminiumformkörper verwendet werden, so wird das Flussmittel vorzugsweise auf ein "loses" Aggregat aufgebracht, d. h. ein Aggregat, das weniger kompakt ist als der geformte Körper, auf welchen das Brennverfahren angewendet wird. Eine solche Verfahrensweise unterstützt die wirksame Anwendung des Mittels unter guter Verteilung auf die Metalloberfläche innerhalb des Körpers des Aggregats.
Bei Verwendung von fadenartigen oder langgestreckten Aluminiumformkörpern wird das Aggregat zu einem losen Produkt oder Vorformling verdichtet, der eine Gesamtdichte von 0,01 bis 75% des festen Metalles aufweist. Die Teilchen in dem Produkt werden dann mit dem Flussmittel in Berührung gebracht ; das Mittel kann trocken, in Lösung, als Gas oder als Schmelze aufgebracht werden. Die Handhabung beim Inberührungbringen der Metalloberflächen mit dem Flussmittel ist nicht kritisch. So kann es in Pulverform auf das Metall aufgebracht oder es kann aufgesprüht werden, oder das Metall kann in eine Lösung des Mittels oder in seine Schmelze oder in ein Pulver eingetaucht werden. Es ist üblicherweise so, dass eine konzentrierte wässerige Lösung oder eine Aufschlämmung verwendet wird.
Die Anwendung von Druck und/oder Vakuum zur Unterstützung einer gleichmässigen und vollständigen Verteilung des Mittels über der Aluminiumoberfläche ist oft vorteilhaft.
Ferner kann bei Verwendung verdünnter Lösungen die Zugabe eines Verdickungsmittels, wie Natriumcarboxymethylcellulose, vorteilhaft sein. Insbesondere wenn das Verhältnis von Metall zu feuerfestem Füllstoff niedrig ist, kann das Flussmittel auf dem feuerfesten Füllstoff aufgebracht werden und die Metallformkörper können dem feuchten Gemisch zugesetzt werden. In jenen Fällen, da das Flussmittel selbst nicht als Bindemittel wirkt und insbesondere, wenn 20 - 500/0 Aluminium in Form von geschlitz-
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
<Desc/Clms Page number 16>
gilt insbesondere für ein Fadengebilde mit 0, 13 mm Durchmesser.
Nachdem sich eine anfängliche Hülle aus Oxyd gebildet hat, kann die Sekundär- oder Endoxydation bei höherer Temperatur durchgeführt werden, die 4 h bei 8500C oder 48 h bei 10000C betragen kann. Wenn anfänglich nur eine dünne Oxydhaut gebildet wird und dann ein Erhitzen oberhalb des Schmelzpunktes des Metalles erfolgt, so tritt nichtoxydiertes Metall aus. Durch Anwendung dieser Verfahrensweise wird stets die kristalline Ci - Form des Aluminiumoxyds (Korund) gebildet, unabhängig davon, welche Temperatur angewendet wird. Nichtoxydiertes Metall kann aus der geformten Masse dann ausgeschmolzen werden, wenn die Gestalt der Teilchen dies erlaubt. Dies ist eine unübliche Erscheinung, die offensichtlich auf die Unverträglichkeit von Aluminium und Aluminiumoxyd zurückzuführen ist.
Beim Ausschmelzen tritt das Aluminium in Kügelchen an der Oberfläche der gebildeten Oxydstruktur aus, von welcher es durch Abschleifen, Wärmebehandlung od. dgl. entfernt werden kann. Auf diese Art können Mengen wie 85% des ursprünglich vorhandenen Aluminiums rückgewonnen werden. Wenn eine relative dicke Oxydhaut bei einer relativ niedrigen Anfangstemperatur gebildet wird, wird kein Metall bei der Erhöhung der Temperatur über den Schmelzpunkt hinaus ausgeschieden, jedoch eine wesentliche Erhöhung der Oxydationsgeschwindigkeit beobachtet. Die beiden Erhitzungsstufen können gewünschtenfalls als separate Schritte angewendet werden, wobei gegebenenfalls ein Kühlen zwischen den beiden Stufen vorgenommen werden kann.
Die Temperatur kann aber auch progressiv innerhalb des gewünschten Bereiches mit einer solchen Geschwindigkeit erhöht werden, dass anfänglich eine Hülle gebildet wird und anschliessend entweder ein Ausschmelzen des nichtoxydierten Aluminiums oder gewünschtenfalls eine weitere Oxydation bei erhöhter Geschwindigkeit erfolgt. Ausser zur Entfernung des restlichen Aluminiums durch Erhitzen des Metalles nach teilweiser Oxydbildung auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes kann eine erhöhte Temperatur auch angewendet werden, um die kristalline Form des Oxyds zu verändern. Bei der Herstellung massiver Teile, wie gebrannten Steinen, ist es wesentlich, dass das Erhitzen genügend langsam erfolgt, damit es nicht zu einer raschen Entzündung kommt.
Im allgemeinen soll das Erhitzen so ausreichend langsam erfolgen, dass die Temperatur der Gegenstände in keinem Zeitpunkt die Umgebungstemperatur im Ofen um mehr als 2000C überschreitet und vorzugsweise soll dieser Temperaturunterschied unter 1000C gehalten werden.
Während der Erhitzungsoperation kann das geformte Aggregat unter Druck oder frei von Druckkräften gehalten werden. Im allgemeinen wird es bevorzugt, ein natürliches Wachstum des Oxyds zu ermöglichen, obwohl ein gewisser Druck dazu führt, dass die Diffusion zwischen den sich berührenden Teilchen erhöht wird. Die Aluminiumformkörper der ursprünglichen Struktur können in willkürlicher oder geordneter Anordnung vorliegen. So kann, obwohl die unter Verwendung von Aluminiumfasern durchgeführten Beispiele willkürlich angeordnete Formkörper betreffen, eine geordnete Lage von Stapelteilchen vorgesehen werden, um ein geeignetes Stück, z. B. einen geeigneten Stein, zur Umwandlung in feuerfeste Gebilde gemäss der Erfindung zu schaffen. Diese Fasern können gewünschtenfalls gekräuselt sein und übliche Krem- pel-bzw.
Durchstichverfahren können gegebenenfalls wertvoll sein, um dichte oder verfilzte Strukturen vor der Oxydation zu erhalten.
Das Aluminium oder die verwendete Aluminiumlegierung soll vorzugsweise rein und frei von Fett und Öl sein. Bei der Herstellung kontinuierlicher Skelettprodukte haben die Aluminiumformkörper vorzugsweise eine Abmessung von wenigstens etwa 0. 25 mmundeinezweiteAbmessungvonwenigstensO, 013mm sowie eine dritte kleinere Abmessung, d. h. eine solche zwischen etwa 0, 013 und 3, 175 mm. Wenn beispielsweise sphärische Körper aus Aluminium verwendet werden, müssen sie einen Durchmesser zwischen 0, 25 und 3, 2 mm aufweisen (zwischen etwa 7 und 60 Maschen). Zylindrische Stäbe als Fasern sollen einen Durchmesser von 0,013 bis 3, 2 mm aufweisen und eine Länge von wenigstens 0, 25 mm haben. Die Länge ist nicht kritisch und es können Fadenprodukte beliebiger Lösungen von kurzen Stapelfasern bis zu kontinuierlichen Fäden verwendet werden.
Es wurde gefunden, dass das Verhältnis von Oberflächenbereich : Volumen, ausgedrückt in mm-l, dazu benutzt werden kann, einen besonders wertvollen Formkörper zu beschreiben. Einfachheitshalber ist dieses Verhältnis für verschiedene sphärische Körper aus Aluminium angegeben. Das Verhältnis für Folien mit den Abmessungen 0,048 x 0,127 x 254 mm beträgt 24 mm-l.
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
<tb>
<tb>
Maximale <SEP> Grösse'Durchmesser <SEP> Oberflächenin <SEP> Maschen <SEP> : <SEP> der <SEP> Körper <SEP> bereich <SEP> mm-1 <SEP>
<tb> in <SEP> mm <SEP> : <SEP> Volumen
<tb> 7 <SEP> 2, <SEP> 83 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 20 <SEP> 0, <SEP> 84 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 25 <SEP> 0, <SEP> 71 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 60 <SEP> 0,250 <SEP> 24
<tb>
EMI17.2
<Desc/Clms Page number 18>
Tabelle 10
EMI18.1
<tb>
<tb> Geprüftes <SEP> bei <SEP> bei <SEP> bei
<tb> flussmittel <SEP> : <SEP> 8500C <SEP> : <SEP> 10000C <SEP> : <SEP> 13000C <SEP> :
<SEP>
<tb> LiOH <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP> Klasse <SEP> 1
<tb> NaC <SEP> H <SEP> 0 <SEP> Klasse <SEP> 1
<tb> 2 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP>
<tb> KCO. <SEP> HO <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> S <SEP> 2
<tb> Mg <SEP> (OH) <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> Sr <SEP> (OH). <SEP> 8 <SEP> HO <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> BaCO <SEP> Klasse <SEP> 1
<tb> S
<tb> va <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 5
<tb> MoO <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> 3
<tb> WO <SEP> Klasse <SEP> 2 <SEP>
<tb> S
<tb> Na <SEP> SiO <SEP> Klasse <SEP> 1
<tb> 2 <SEP> 3
<tb> NaOH <SEP> Klasse <SEP> 1
<tb>
Die Elemente des Flussmittels müssen innerhalb der angegebenen Klassen von den Elementen der Teilchen des angewendeten Metalles verschieden sein.
Bei der Brennbehandlung muss eine oxydierende Atmosphäre angewendet werden. Am zweckmässigsten wird für diesen Zweck Luft verwendet. Das Verfahren kann jedoch beschleunigt werden, wenn die Atmosphäre mit Sauerstoff oder Ozon angereichert wird. Andere oxydierende Atmosphären, die angewendet werden können, sind Gemische aus Argon/Sauerstoff sowie Helium/Sauerstoff.
Die grünen Gebilde können bis zu etwa 8 Gew.-Teile je Gew.-Teil Aluminium an teilchenförmigem, kristallinem, feuerfestem Füllmaterial enthalten. Diese Füllstoffe können irgendeines der Karbide des Aluminiums, Bors, Hafniums, Niobs, Siliziums, Tantals, Thoriums, Titans, Wolframs, Vanadins und Zirkons, der Nitride des Aluminiums, Bors, Hafniums, Niobs, Tantals, Thoriums, Titans, Urans, Vanadins und Zirkons, der Boride des Chroms, Hafniums, Molybdäns, Niobs, Tantals, Titans, Wolframs, Vanadins und Zirkons, oder die Oxyde von Aluminium, Beryllium, Cer, Hafnium, Lanthan, Magnesium, Uran und Yttrium und die stabilisierten Oxyde des Zirkons sein. Ferner können zahlreiche der Oxyde, wenn sie in genügender Konzentration und in entsprechender Teilchengrösse vorliegen, als Flussmittel verwendet werden und auch als Füllstoff für feuerfeste Erzeugnisse dienen.
Vorzugsweise soll das feuerfeste Füllmaterial eine solche Grösse aufweisen, dass die Teilchen durch ein 8-Maschensieb (lichte Maschenweite 2, 38mm) hindurchgehen und der überwiegende Teil davon auf einem 200-Maschensieb (lichte Maschenweite 0, 074mm) zurückgehalten wird. Die Verwendung kleinerer Teilchen macht es schwierig, das Metall, insbesondere Aluminium, vollständig umzuwandeln, führt zu Produkten mit unerwünscht hohen, scheinbaren Dichten und kann eine unerwünscht hohe Schrumpfung während des Brennens ergeben.
Wenn ein nicht poröser Überzug auf dem feuerfesten Material erwünscht ist, können Überzüge, wie Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd, Titandioxyd, Tantal, ein Silicid u. dgl., nach üblichen Metallsprühverfahren im Rahmen einer Nachbehandlung aufgebracht werden. Die Leerräume bzw. Poren des feuerfesten Materials können ebenfalls mit Metallen, andern feuerfesten Stoffen, Gläsern oder Polymeren, entweder durch eine Nachbehandlung oder durch Einverleiben eines Materials (wie faserartiges Kaliumtitanat) in den grünen Körper vor dem Brennen gefüllt werden. Wenngleich auch Gläser vorhanden sein, im Rahmen einer Nachbehandlung zugesetzt oder in situ gebildet werden können, sind die gemäss der Erfindung erhältlichen Körper durch einen kristallinen Charakter gekennzeichnet. Vorzugsweise sind etwa 90 Gel. -% der Struktur kristallin.
Die gemäss der Erfindung erhältlichen Körper sind als Baumaterial für Apparate bzw. Einrichtungen, die hohen Temperaturen Widerstand leisten können müssen, wie Steine für Ofenauskleidungen, Isolationsplatten, Schmelztiegel, Schleifmittelformkörper, Tragkörper, Geschossspitzen, Katalysatoren und Kata-
<Desc/Clms Page number 19>
lysatorträgermaterialien, Rohrabschnitte, Motorengehäuse, Lager, Wickelkörper für elektrische Zwecke, Fassungen für Elektronenröhren, feuerfeste, hochfeste Wände in Leichtbauweise, Raketentriebwerksauskleidungen, Strahltriebwerksauskleidungen u. dgl., wertvoll.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch dazu angewendet werden, um Überzüge aus einem feuerfesten Material auf geeigneten Oberflächen anzubringen. Die Masse aus Metallteilchen und Flussmittel kann in Berührung mit den Oberflächen des Gegenstandes, der zu überziehen ist, gebrannt werden.
Die ungebrannten oder teilweise gebrannten Körper können miteinander verschweisst werden, indem sie in innigen Kontakt gebracht und dann gebrannt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines neuen, feuerfesten Körpers, wobei Metall und Metalloxyd in inni-
EMI19.1
(A) Formkörper von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, in welchen das Aluminium den
Hauptbestandteil bildet, mit (B) mindestens etwa 0, 02 Gew. -0/0, bezogen auf diese Formkörper, eines Metalloxyd-Flussmit- tels auf Basis von Alkali-, Erdalkali-, Vanadin-, Chrom-, Molybdän-, Wolfram-, Kupfer-,
Silber-, Zink-, Antimon- oder Wismutoxyden, Precursoren dieser Oxyde, die die angegebe- ne Menge an Flussmittel liefern, oder Alkalihydroxyden und (C) etwa 0 - 8 Gew.
- Teile eines teilchenförmigen Füllmaterials pro Teil Aluminium innig in Kon- takt bringt, wobei die genannten Formkörper des Aluminiums oder der Aluminiumlegierungen in einer Richtung etwa 0,012 bis etwa 5, 08 mm und in einer zweiten und dritten Richtung min- destens etwa 0,012 mm bzw. mindestens etwa 0,18 mm gross sind, in einer Menge von min- destens etwa 11 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, vorliegen und die Mischung derartabge- stimmt wird, dass nach Entfernung der flüchtigen Bestandteile eine Porosität von mindestens ZOo erhalten wird, worauf man den Körper in einer oxydierenden Atmosphäre bei mindestens etwa 6000C genügend lange brennt, um mindestens HGew.-'%) desAluminiums, bezogenauf das Gesamtgewicht der Mischung ohne flüchtige Bestandteile, in das Oxyd überzuführen.