DE2411757A1 - PROCESS FOR IMPROVING THE THERMAL SHOCK RESISTANCE OF CORDIERITE - Google Patents
PROCESS FOR IMPROVING THE THERMAL SHOCK RESISTANCE OF CORDIERITEInfo
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Description
Anmelderin: Coming Glass Works
Corning, N. Y., USAApplicant: Coming Glass Works
Corning, NY, USA
Verfahren zur Verbesserung der WärmeschockfestigkeitProcess for improving thermal shock resistance
von Cordieritof cordierite
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit von Gordieritkörpern, insbesondere gesinterten Cordieritkeramiken zum Einsatz als Wärmeaustauscher, Katalysatorträger und anderen, hohe Temperaturen bedingenden Verwendungen.The invention "relates to a method for improving the Thermal shock resistance of Gordierite bodies, especially sintered cordierite ceramics for use as heat exchangers, Catalyst supports and other uses requiring high temperatures.
Cordierit ist ein kristallines Magnesium-Aluminium-Metasilikat (2MgO-2A^(X* 5SiOp) mit niedriger Wärmedehnung, guter Feuerfestigkeit und Trägheit bei hohen Temperaturen und ist daher für hohe Einsatztemperaturen wie z. B. als Träger für Katalysatoren für die Abgaskontrolle von Verbrennungsmaschinen, Wärmeaustauschern und dergleichen besonders geeignet. Besonders bei Verwendung als Träger für Katalysa-Cordierite is a crystalline magnesium-aluminum metasilicate (2MgO-2A ^ (X * 5SiOp) with low thermal expansion, good Fire resistance and inertia at high temperatures and is therefore for high operating temperatures such. B. as a carrier particularly suitable for catalytic converters for exhaust gas control from internal combustion engines, heat exchangers and the like. Especially when used as a carrier for catalysis
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toren soll das Material eine grosse Oberfläche mit möglichst geringem Widerstand gegen den Strömungsdurchfluss vereinen. Günstiger als Cordieritperlen oder -tabletten sind daher Wabenkörper mit einer Vielzahl durchgehender Längskanäle beliebiger Form und Abmessung, soweit sie bei grosser Gesamtoberfläche die Durchströmung gestatten, z. B. nach der US-PS 3,112,184. Zu ihrer Herstellung wird Gordieritpulver oder ein durch Wärmeeinwirkung zu Oordierit kristallisierbares Glas mit einem Bindemittel auf einen biegsamen Träger aufgetragen, dieser zu einem Wabenkörper gewellt und der Körper gesintert. Möglich ist auch die Formung zum Wabenkörper durch Extrudieren, Schlämmguss, Formpressen usf. und anschliessendes Sintern. Anstatt des vergleichsweise teuren, fertigen Gordierits können auch dieses bildende Ansätze aus Aluminiumoxid, Talkum,Lehm usw. verwendet werden.In addition, the material should combine a large surface with as little resistance to the flow as possible. Honeycomb bodies with a large number of continuous longitudinal channels are therefore more favorable than cordierite beads or tablets Shape and dimensions, as far as they allow the flow with a large total surface, z. B. according to the US-PS 3,112,184. Gordierite powder or a powder that can be crystallized to Oordierite by the action of heat is used for their production Glass with a binding agent applied to a flexible carrier, this corrugated into a honeycomb body and the body sintered. It is also possible to form the honeycomb body by extrusion, slurry casting, compression molding, etc., and then thereafter Sintering. Instead of the comparatively expensive, finished Gordierite, this forming approaches made of aluminum oxide, Talc, clay, etc. can be used.
Als andere Möglichkeit ist seit der Lehre der US-PS 2,920,971 auch die Herstellung von Cordieritwabenkörpern durch Wärmebehandlung entsprechender Gläser mit einem Kernbildner wie TXO2 und Umwandlung zu einer Glaskeramik durch Wärmebehandlung bekannt. Dabei kann der Wabenkörper als Glas geformt und dann durch Wärmebehandlung zu einem glaskeramischen Körper umgewandelt werden. Diese glaskeramischen Körper zeigen grosse Festigkeit, niedrige Wärmedehnung und gute Wärmeschockfestigkeit. Jedoch ist die Herstellung teuer und es fehltAnother possibility since the teaching of US Pat. No. 2,920,971 is the production of cordierite honeycomb bodies by heat treatment Corresponding glasses with a nucleating agent such as TXO2 and conversion to a glass ceramic by heat treatment known. The honeycomb body can be shaped as glass and then through heat treatment to form a glass-ceramic body being transformed. These glass-ceramic bodies show great strength, low thermal expansion and good thermal shock resistance. However, it is expensive and lacking to manufacture
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die zur Verwendung als Katalysatorträger grosse Porösität und Gesamtoberfläche. Andererseits mangelt es den gesinterten Cordieritkeramiken an der nötigen Wärmeschockfestigkeit und sie reissen oder "brechen "beispielsweise "beim Einsatz im Abgasstrom von Verbrennungsmaschinen infolge der hier auftretenden Temperaturschwankungen und Wärmeschocks.the large porosity and total surface area for use as a catalyst carrier. On the other hand, the sintered ones are lacking Cordierite ceramics with the necessary thermal shock resistance and they tear or "break" for example when used in Exhaust gas flow from internal combustion engines as a result of the temperature fluctuations and thermal shocks that occur here.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit von Cordieritkörpern zum Einsatz bei hohen Temperaturen und Wärmeschocks.The object of the invention is a method for improving the thermal shock resistance of cordierite bodies for use in high temperatures and thermal shocks.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gelöst, dass der Körper für einen zur selektiven Entfernung von MgO und AIpO^ zumindest ausreichenden Zeitraum mit einer sauren Lösung in Kontakt gebracht wird.The object is thereby achieved by the method according to the invention solved that the body for a period at least sufficient for the selective removal of MgO and AlpO ^ is brought into contact with an acidic solution.
Es wurde überraschend gefunden, dass durch diese Behandlung die Temperatur- und Wärmeschockfestigkeit in unerwartetem Masse erhöht wird. Dieser überraschende Effekt tritt nicht nur bei ganz oder überwiegend aus Cordierit bestehenden Körpern ein, sondern immer dann, wenn Cordierit die Hauptkristallphase bildet, d. h. wenigstens etwa 40 Vol.% des Körpers ausmacht. Die übrigen Phasen bestehen dann in der Regel aus anderen Phasen des MgO-AIoO,*SiO^ Systems oder auch anderen Kristallen. It has surprisingly been found that this treatment increases the temperature and thermal shock resistance to an unexpected extent. This surprising effect occurs not only with bodies consisting entirely or predominantly of cordierite, but always when cordierite forms the main crystal phase, ie makes up at least about 40% by volume of the body. The remaining phases then usually consist of other phases of the MgO- AloO, * SiO ^ system or other crystals.
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Die Behandlung muss zeitlich begrent bleiben, weil sonst die Festigkeit durch übermässiges Auslaugen leidet. Obwohl Auslaugen aber die Festigkeit der behandelten Cordieritkörper etwas beeinträchtigt, bleibt als Gesamteffekt überraschend eine Steigerung der Wärmeschockfestigkeit, vermutlich als Folge der niedrigeren Wärmedehnung und der veränderten elastischen Eigenschaften und erhöhten Belastungstoleranz.The treatment must be limited in time, otherwise the strength will suffer from excessive leaching. Though leaching but the strength of the treated cordierite bodies is somewhat impaired, the overall effect remains surprising an increase in thermal shock resistance, presumably as a result of the lower thermal expansion and the changed elasticity Properties and increased stress tolerance.
Die Behandlungsdauer liegt zwischen einem Minimum zur Erzielung einer brauchbaren Steigerung der Belastungstoleranzen und einem Maximum, ge nach der erforderlichen Festigkeit, d. h. die Festigkeit darf nicht unter den für den jeweiligen Einsatz kritischen Wert sinken. Meist wird die Behandlungsdauer je nach Bedingungen wie der Konzentration der Ansätze und Umwandlungsprodukte, der Temperatur und der Struktur der cordierithaltigen Körper 0,1 - 24- Std. betragen.The duration of treatment lies between a minimum to achieve a useful increase in load tolerances and a maximum, ge according to the required strength, d. H. the strength must not fall below the critical value for the respective application. Usually the duration of treatment depends on the conditions such as the concentration of the approaches and conversion products, the temperature and the structure of the cordierite-containing bodies are 0.1-24 hours.
Besonders günstig für die erfindungsgemässe Behandlung sind Körper in Form gesinterter, dünnwandiger Waben ganz oder vorwiegend (d. h. wenigstens etwa 90 Vol.%) aus Gordierit. Die Vorform wird aus Ansätzen wie Aluminiumoxid, Talkum, Lehm und dergleichen im geeigneten Mischungsverhältnis gebildet. Meist wird ein Bindemittel zugesetzt, das beim Brennen ausgebrannt wird. Neben Gordierit können die Sinterlinge auch geringe Mengen glasiger Phasen und kristalline Inhomogeni-Are particularly favorable for the treatment according to the invention Body in the form of sintered, thin-walled honeycombs wholly or predominantly (i.e. at least about 90% by volume) of gordierite. the Preform is formed from batches such as aluminum oxide, talc, clay and the like in the appropriate mixing ratio. Usually a binding agent is added which is burned out during firing. In addition to gordierite, the sinterlings can also small amounts of glassy phases and crystalline inhomogeneities
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täten wie Spinel, Mullit, nicht umgesetzte Ansatzbestandteile wie Aluminiumoxid usw. enthalten. Die Behandlung dieser Körper ergibt eine ganz besonders starke Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit. Möglich ist aber auch die Behandlung anderer gesinterter Cordieritkörper, z. B. solcher, die aus pulverförmigen Cordieritgläsern gefertigt sind.activities such as spinel, mullite, unreacted batch components such as alumina, etc. The treatment of these bodies results in a particularly strong improvement in thermal shock resistance. However, it is also possible to treat other sintered cordierite bodies, e.g. B. those made of powdery Cordierite glasses are made.
Die bei zu starker Wärmebelastung eintretende Beschädigung von Cordieritkörpern lässt sich gut am Verhalten von Oordieritwabenkörpern beim Einsatz als Katalysatorträger im Auspuffsystem von Verbrennungsmotoren studieren. Die Trägerkörper für Katalysatoren zur Abgasreinigung haben meist ovalen oder kreisförmigen Querschnitt und enthalten eine Vielzahl achsial ausgerichteter, von dünnen Keramikwänden begrenzte Zellen oder Kanäle mit einem katalytischen Material, über das die Auspuffgase durch die Zellen oder Kanäle strömen. Bei zu starker Wärmebelastung reissen diese Körper meist längs, d. h. parallel zur Zylinderachse. Die Sprünge entstehen meist an der Aussenflache des Zylinders und pflanzen sich infolge des Wärmegefälles zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Körpers nach innen fort. Diese Verhältnisse lassen sich im Prüflabor durch plötzliches Einbringen in einen Ofen mit hoher Temperatur und Abschrecken auf Zimmertemperatur nachahmen.The damage to cordierite bodies that occurs when the heat load is too great can be seen in the behavior of orierite honeycomb bodies when used as a catalyst carrier in the exhaust system of internal combustion engines. The carrier body for catalytic converters for exhaust gas purification usually have oval or circular cross-sections and contain a multitude of axially aligned cells or channels with a catalytic material, bounded by thin ceramic walls, through which the Exhaust gases flow through the cells or ducts. If the heat load is too high, these bodies usually tear longitudinally, i. H. parallel to the cylinder axis. The cracks usually arise on the outer surface of the cylinder and are planted as a result of the Heat gradient between the surface and the interior of the body inward. These relationships can be found in the Mimic testing laboratory by suddenly placing in a high temperature oven and quenching to room temperature.
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Die Wärmeschockfestigkeit eines Cordieritkörpers kann als die bruchfreie Höchsttemperatur bei diesen Versuchsbedinungen definiert werden. Cordieritwabenkörper aus Vorformen von Ansätzen wie Aluminiumoxid, Talkum oder Lehm zeigen meist eine Wärmeschockfestigkeit bis 700 - 1200°, je nach. Ansatz, Form und Sinterbehandlung. In allen Fällen wird die Wärmeschockfestigkeit durch die erfindungsgemässe Behandlung noch, erheblich gesteigert.The thermal shock resistance of a cordierite body can be considered as the fracture-free maximum temperature can be defined under these test conditions. Cordierite honeycomb body from preforms of approaches such as aluminum oxide, talc or clay usually show a thermal shock resistance of up to 700 - 1200 °, depending on. Approach, shape and sintering treatment. In all cases, the thermal shock resistance is still considerable as a result of the treatment according to the invention increased.
Die mit der erfindungsgemässen Behandlung erzielte Wirkung wird durch Änderungen der Oxidzusammensetzung nicht wesentlich beeinflusst, solange Cordierit die Hauptkristallphase bildet. Bevorzugte Ansätze bestehen beispielsweise, im wesentlichen, in Gew.%, aus etwa 5 - 20% MgO, 30-60% Al3O5, 30 - 55% SiO2, und geringe, 5% nicht übersteigende Mengen anderer Oxide wie NapO, Kp0' ^iO? usw· Beh-Stfidlungsfähig sind aber auch andere Zusammensetzungen mit Cordierit als Hauptkristallphase, z. B. 50% Cordierit nach Volumen und im übrigen Spinell, Kieselsäure, Protoenstatit, Porsterit oder Zirkon, die bei erfindungsgemässer Behandlung ebenfalls verbessert werden können.The effect achieved with the treatment according to the invention is not significantly influenced by changes in the oxide composition as long as cordierite forms the main crystal phase. Preferred approaches consist, for example, essentially, in% by weight, of about 5 - 20% MgO, 30-60% Al 3 O 5 , 30 - 55% SiO 2 , and small amounts of other oxides such as NapO, not exceeding 5%, Kp 0 '^ iO? etc. However, other compositions with cordierite as the main crystal phase are also capable of being stabilized, e.g. B. 50% cordierite by volume and the rest of spinel, silica, protoenstatite, porsterite or zirconium, which can also be improved with treatment according to the invention.
Beispiele für die Auslaugbehandlung geeigneter Mineralsäuren sind HNO^, H3SO^ und HGl. Obwohl wässerige Lösungen bevorzugt werden, insbesondere von Mineralsäuren, sind auch wässerigeExamples of suitable mineral acids for the leaching treatment are HNO ^, H 3 SO ^ and HGl. Although aqueous solutions are preferred, particularly of mineral acids, aqueous solutions are also preferred
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oder nicht wässerige Lösungen organischer Säuren wie Ameisenoder Essigsäure geeignet. Unter den Mineralsäuren ist für die industrielle Anwendung Salpetersäure wegen ihrer Vereinbarkeit mit Material wie rostfreiem Stahl für die Anlagenausrüstung "besonders günstig.or non-aqueous solutions of organic acids such as ants or Acetic acid suitable. Among the mineral acids for industrial use is nitric acid because of its compatibility with material such as stainless steel for the plant equipment "particularly cheap.
Der Kontakt zwischen der Säure und dem Cordieritkörper kann in beliebiger, geeigneter Weise hergestellt werden, am besten z. B. durch Eintauchen für eine zur Entfernung der gewünschten Menge AIoO, und MgO ausreichende Zeitdauer. Besonders günstig für eine schnellere Auslaugung sind heisse, wässerige Lösungen mit einer Temperatur von z. B. 60° oder höher. Bei Verwendung von Salpetersäure sollte die Lösungskonzentration wenigstens 0,1 Normal und vorzugsweise 1 Normal betragen. Die Konzentration kann an sich beliebig hoch sein, jedoch wurde für Konzentrationen von mehr als 5 Normal Salpetersäure eine tatsächliche Verlangsamung der MgO und AIoO, Auslaugung festgestellt. Für HNO, werden daher Konzentrationen von 1-3 Normal bevorzugt. Überraschend grosse Mengen (bis etwa 50 Gew.%) der löslichen Produkte der Auslaugung wie Mg(NO,)ρ und Al(NO,), hemmen den Prozess nicht wesentlich.The contact between the acid and the cordierite body can be prepared in any suitable manner, best z. B. by immersion for a removal of the desired Amount of AIoO, and MgO sufficient time. Very cheap for faster leaching, hot, aqueous solutions with a temperature of e.g. B. 60 ° or higher. Using of nitric acid, the solution concentration should be at least 0.1 normal and preferably 1 normal. the Concentration can be arbitrarily high, but for concentrations of more than 5 normal nitric acid a actual slowdown of MgO and AIoO, leaching noted. For ENT, concentrations of 1-3 normal are therefore preferred. Surprisingly large amounts (up to about 50% by weight) of the soluble products of leaching such as Mg (NO,) ρ and Al (NO,), do not significantly inhibit the process.
Die Auslaugung wird durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst, wie Änderungen der Zusammensetzung und der Temperatur derLeaching is affected by a number of factors such as changes in composition and temperature of the
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Auslauglösung, aber auch Porösität und Phasenverteilung des Cordieritkörpers und nicht zuletzt die erforderliche Endfestigkeit des behandelten Gegenstands. Die Anwesenheit glasiger, beim Brennen in. situ gebildeter Phasen verzögert die Auslauggeschwindigkeit. Obwohl selbst etwa 20% Glas enthaltende Cordieritkörper erfolgreich behandelt werden können, ist die Behandlungsdauer hier wesentlich langer. Es werden daher Körper mit nicht mehr als etwa 5 Vol.% Glas bevorzugt.Leach solution, but also the porosity and phase distribution of the Cordierite body and, last but not least, the required final strength of the treated item. The presence of glassy phases, which are formed in situ on firing, delays this Leach rate. Although even cordierite bodies containing about 20% glass can be treated successfully, the duration of treatment is much longer here. Therefore, bodies with no more than about 5 volume percent glass are preferred.
Eine grössere Wandstärke der Wabenkörper erlaubt unter Beibehaltung ausreichender Festigkeit eine längere Behandlung, als Körper mit dünneren Wänden sie vertragen. Die gewünschte endgültige Festigkeit hängt natürlich vom Verwendungszweck ab, der daher auch die zulässige Behandlungsdauer begrenzt.A greater wall thickness of the honeycomb body allows while maintaining sufficient strength a longer treatment than bodies with thinner walls can tolerate. The desired final strength depends of course on the intended use, which therefore also limits the permissible duration of treatment.
Nach der Auslaugung können die behandelten Gegenstände mit Wasser oder noch günstiger mit verdünnter (0,1 N) Säurelösung zur Entfernung von überschüssigen Säureresten und löslichen Produkten gewaschen werden. Am besten werden sie zur Entfernung adsorbierten Wassers dann getrocknet. Sie können auch zur Konsolidierung der stark kieselsäurehaltigen ausgelaugten Schicht auch noch gebrannt werden, obwohl dies zur Erzielung der verbesserten Wärmeschockfestigkeit an sich nicht erforderlich ist.After leaching, the treated objects can be washed with water or, even better, with a dilute (0.1 N) acid solution to remove excess acid residues and soluble products. It is then best to dry them to remove adsorbed water. They can also be fired to consolidate the leached layer with a high concentration of silicic acid, although this is not per se necessary in order to achieve the improved thermal shock resistance.
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Die erhebliche Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit durch die erfindungsgemässe Behandlung beruht wahrscheinlich wenigstens zum Teil auf einer Veränderung der elastischen Eigenschaften des behandelten Materials. Obwohl die Festigkeit durch die Auslaugung abnimmt, steigt infolge der geringeren Steifigkeit oder des abnehmenden Elastizitätsmoduls des Körpers die tolerierte Belastung in deutlich feststellbarem Verhältnis zur empirisch ermittelten Zunahme der Wärmeschockfestigkeit. Als Belastungstoleranz wird hier das Verhältnis der Festigkeit des Körpers zu seiner effektiven Steifigkeit (Elastizitätsmodul) verstanden. Die Tabelle I verzeichnet Festigkeit, Elastizitätsmodul und Belastungstoleranz von Cordieritwabenkörpern vor und nach der erfindungsgemässen Behandlung. Gemessen wurden Cordieritwabenkörper zylindrischer Form mit einem Durchmesser von etwa 12 cm, einer Länge von etwa 8 cm und längs durch den Körper verlaufenden Kanälen einer Dichte von 200 Kanälen pro 6,5 qcm. Die Wandstärke der Kanäle betrug etwa 0,254- mm. Sie wurden durch Sintern wabenförmiger Vorformen aus einer Mischung von Alumin-iumoxid, Talkum und Lehm mit einer Oxidzusammensetzung, in Gew.% nach dem Ansatz errechnet, etwa 4-9,4-% SiO2, 35,9% Al3O5 und 14-,7% MgO hergestellt. Die Behandlung wurde durch Eintauchen in 1,4- Normal HNO5 bei 95° für die jeweils angegebene Zeitdauer vorgenommen. Anschliessend wurden die Körper in 0,1 NormalThe considerable improvement in thermal shock resistance due to the treatment according to the invention is probably based at least in part on a change in the elastic properties of the treated material. Although the strength decreases as a result of the leaching, as a result of the lower stiffness or the decreasing modulus of elasticity of the body, the tolerated load increases in a clearly noticeable ratio to the empirically determined increase in thermal shock resistance. Here, the load tolerance is understood to be the ratio of the strength of the body to its effective stiffness (modulus of elasticity). Table I lists the strength, modulus of elasticity and load tolerance of cordierite honeycomb bodies before and after the treatment according to the invention. Cordierite honeycomb bodies of cylindrical shape with a diameter of about 12 cm, a length of about 8 cm and channels running longitudinally through the body with a density of 200 channels per 6.5 square cm were measured. The wall thickness of the channels was about 0.254 mm. They were made by sintering honeycomb preforms from a mixture of aluminum oxide, talc and clay with an oxide composition, calculated in% by weight according to the approach, about 4-9.4% SiO 2 , 35.9% Al 3 O 5 and 14.7% MgO produced. The treatment was carried out by immersion in 1,4-normal HNO 5 at 95 ° for the period indicated in each case. Then the bodies were in 0.1 normal
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, gespült, um Säure- und Salzreste zu entfernen und getrocknet. Die Festigkeit und Elastizität wurde durch konzentrische Ringbiegeversuche flacher, quer zur Längsachse abgeschnittener Scheiben gemessen., rinsed to remove acid and salt residues and dried. The strength and elasticity were flattened by concentric ring bending tests, cut off transversely to the longitudinal axis Slices measured.
Wärmebehand- Bruchmodul Elastizitäts- Belastungslung, Dauer Festigkeit modul toleranz in Std. in psi (IQ6 psi) Cp.P.m.) Heat treatment modulus of rupture elasticity load, duration strength modulus tolerance in hours in psi (IQ 6 psi) Cp.Pm)
0 320 0,78 4100 320 0.78 410
1 170 0,29 585 3 105 0,16 6501 170 0.29 585 3 105 0.16 650
Aus der Tabelle gehen die bemerkenswerten Änderungen der elastischen Eigenschaften deutlich hervor. Wahrscheinlich sind diese für die gesteigerte Wärmeschockfestigkeit verantwortlich. The table shows the notable changes in the elastic Properties clearly stand out. These are probably responsible for the increased thermal shock resistance.
Obwohl die erzielten Ergebnisse bis zu einem gewissen Grade von der Oxidzusammensetzung und der MikroStruktur des Materials abhängen, ist die Brauchbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens grundsätzlich nicht auf bestimmte Zusammensetzungen beschränkt. Die Tabelle II enthält einige Beispiele verschiedener Zusammensetzungen mit vorwiegender Cordieritphase, die erfolgreich behandelt wurden.Although the results obtained to a certain extent depend on the oxide composition and the microstructure of the material depend, the usefulness of the method according to the invention is in principle not applicable to certain compositions limited. Table II contains some examples of different compositions with predominantly cordierite phase, that have been successfully treated.
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Alle Zusammensetzungen wurden zum Vergleich "behandelt und unbehandelt geprüft. Die Körper entsprachen nach Form und Ausführung dem vorigen Beispiel (Tabelle I). Diese Körper der Zusammensetzung nach Tabelle II wurden in 1,5 Normal HNO^ bei 95 für die jeweils in der Tabelle III angegebene Zeitdauer eingetaucht, mit 0,1 Normal HNO^ gespült und getrocknet.All compositions were "treated" and "untreated" for comparison checked. The shape and design of the bodies corresponded to the previous example (Table I). This body of the Composition according to Table II were in 1.5 normal ENT ^ at 95 immersed for the time indicated in Table III, rinsed with 0.1 normal HNO ^ and dried.
Die behandelten und unbehandelten Körper wurden auf Wärmeschockfestigkeit geprüft. Hierzu wurden sie plötzlich 500 1200° ausgesetzt und nach Erhitzen plötzlich in Zimmertemperatur zurückgebracht. Die Hitzebehandlung wurde von 500 1200° in 100° betragenden Steigerungen bis zum Eintreten des Bruchs vorgenommen. Die Erhitzungsdauer betrug stets 15 Min." damit die Körper die hohe Temperatur annahmen. Die Tabelle III verzeichnet die Ergebnisse. The treated and untreated bodies were tested for thermal shock resistance. For this purpose, they were suddenly exposed to 500 1200 ° and, after heating, suddenly returned to room temperature. The heat treatment was carried out from 500 to 1200 ° in increments of 100 ° until fracture occurred. The heating time was always 15 minutes so that the bodies assumed the high temperature. Table III shows the results.
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(Tabelle II)composition
(Table II)
dauer (Std.)Treatment
duration (hours)
A
AA.
A.
A.
■ 6
24O
■ 6
24
1-900, 2-1000
3-12003-700
1-900, 2-1000
3-1200
BB.
B.
21O
21
1-1100, 2-12001-700, 2-800
1-1100, 2-1200
GC.
G
•6O
• 6
3 überlebten 12002-800, 1-900
3 survived 1200
D
D
DD.
D.
D.
D.
1
3
6O
1
3
6th
3 überlebten 1200*
3 überlebten 1200*
3 überlebten 1200*3-1200
3 survived 1200 *
3 survived 1200 *
3 survived 1200 *
EE.
E.
6O
6th
1-1100, 2-12001-700, 1-800, 1-900
1-1100, 2-1200
* diese Proben überlebten wiederholte Hitzeschocks bis 1200° bruchfrei.* these samples survived repeated heat shocks up to 1200 ° without breaking.
Das erfindungsgemässe Verfahren verbessert somit ohne Bücksicht auf bereits bestehende Wärmeschockfestigkeit oder Zusammensetzung die Wärmeschockfestigkeit gesinterter Cordieritkörper. The method according to the invention thus improves without consideration on the already existing thermal shock resistance or composition, the thermal shock resistance of sintered cordierite bodies.
Die Wirkung zeigt sich z. T. auch am Gewichtsverlust nach Behandlung. Die einstündige Behandlung etwa nach Tabelle I führt bei den dort behandelten Cordieritkörpern zu einem Gewichtsverlust von etwa 4,4-%, hauptsächlich in Form von AIoO, und MgO im atomaren Verhältnis von etwa 1,8:1. Die gleiche Be-The effect can be seen e.g. Partly also on weight loss after treatment. The one-hour treatment approximately according to Table I leads to a weight loss in the cordierite bodies treated there of about 4.4%, mainly in the form of AIoO, and MgO in an atomic ratio of about 1.8: 1. The same
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handlung kann zu einem unterschiedlichen Gewichtsverlust führen, je nach Porösität, Phasenverteilung und Form des behandelten Körpers. Jedoch sind in jedem Falle die Änderungen der Festigkeit und der Wärmeeigenschaften dem Gewichtsverlust bis zu einem gewissen Grade unmittelbar proportional. Eine grössere Oberfläche steigert den Verlust, während bei grösserer Glasphase der Verlust infolge der längeren Zeitdauer bis zum Vordringen der Säure zur Gordieritphase den Verlust mindert. Die optimale Auslaugbehandlung ist daher je nach Zusammensetzung, Mikrostruktur und gewünschter Festigkeit des Endprodukts verschieden, kann aber im Einzelfall aufgrund der gezeigten Lehre jeweils bestimmt werden.treatment can lead to different weight loss, depending on the porosity, phase distribution and shape of the treated Body. However, in either case, the changes in strength and heat properties are due to weight loss directly proportional to a certain extent. A larger surface increases the loss, while a larger one Glass phase, the loss due to the longer time it takes for the acid to penetrate to the Gordierite phase, reduces the loss. The optimal leaching treatment therefore depends on the composition, microstructure and desired strength of the end product different, but can be determined in each individual case on the basis of the teaching shown.
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