AT200348B - Pyrophore Legierung - Google Patents

Description

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  Pyrophore Legierung 
Es gibt Metalle und Legierungen, welche schlag- und reibungspyrophor sind, d. h. beim
Schlagen, Reiben, Feilen u. dgl. Funken geben. 



   Bei technisch verwendbaren Legierungen müssen diese mechanisch abgelösten Funken genügend heiss sein, um geeignete Stoffe, wie brennbare
Gase, sowie flüssige oder feste Brennstoffe, zu entzünden. Die Pyrophorität muss leicht und jederzeit erregbar und der Verbrauch an pyrophorem Metall bei der Funkenbildung soll ge- ring sein. Den beim normalen Gebrauch auf- tretenden korrodierenden Einflüssen muss das pyrophore Metall hinreichend lange widerstehen. 



   Bisher kennt man nur wenige Metalle und Legierungen, die allen diesen Anforderungen entsprechen. Praktisch hat man bisher ausschliess- lich die wohlbekannten Cer- (Mischmetall)-Eisen- legierungen als Zündmetalle benützt. 



   Es wurden   ; tUn   neue Legierungen von starker
Pyrophorität gefunden, die für technische An- wendungen und namentlich zum Gebrauch in
Feuerzeugen geeignet sind. Sie bestehen aus Cer, das jedoch im allgemeinen in geringerem Masse als in den vorhin erwähnten bekannten Legierun- gen anwesend ist, sowie aus Titan und minde- stens einem der Metalle Sb, Bi, Pb, Sn und
Mn. Unter Titan ist hiebei nicht bloss das reine, sondern auch das handelsübliche Produkt mit seinen herstellungsbedingten Verunreinigungen zu verstehen. Unter Cer soll nicht nur das reine
Cermetall, sondern es sollen auch andere Metalle der Seltenen Erden und namentlich auch Misch- metall verstanden sein. 
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 Sb, Bi, Pb, Sn und Mn besteht.

   Es ist zu bemerken, dass auch Legierungen, die zwischen 20 
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 elemente enthalten, eine gute Anfangspyrophorität zeigen, doch bleibt   Dauerpyrophorität   nur bei Legierungen erhalten, welche die erfindungsgemäss angeführten engeren Grenzbereiche aufweisen. Das Ausmass der Änderung der Ánfangspyrophorität sowie die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, hängen von verschiedenen Faktoren ab, z. B. von der Reinheit, Gleichmässigkeit und Korngrösse der untersuchten Legierungen und von der Lagerungstemperatur. 



  Am Anfang des Lagerns sind die Veränderngen grösser, später werden sie immer kleiner. Nach sechsmonatigem Lagern zeigten Legierungen folgender Zusammensetzung hinreichend stabile Pyrophorität : 
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<tb> 
<tb> Dreistoffsystem <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> Ce <SEP> Ti <SEP> 3. <SEP> Komp.
<tb> 



  Ce-Ti-Sb <SEP> 20-80 <SEP> 5-55 <SEP> 10-60 <SEP> 
<tb> Ce-Ti-Bi <SEP> 20-80 <SEP> 5-55 <SEP> 10-45
<tb> Ce-Ti-Pb <SEP> 20-80 <SEP> 5-55 <SEP> 10-55
<tb> Ce-Ti-Sn <SEP> 20-80 <SEP> 5-55 <SEP> 10-60
<tb> Ce-Ti-Mn <SEP> 20-80 <SEP> 5-55 <SEP> 10-60
<tb> 
 
Neben den genannten können die Legierun- gen auch noch andere Elemente enthalten, die entweder bei der Herstellung oder als Verun- reinigung der Komponenten in das Metall ge- langen oder die absichtlich zugesetzt werden, ohne die Pyrophorität wesentlich zu verändern. 



   Solche Elemente sind : C, H, N, 0, S, Mg, Ca, Sn, Ba, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Cd,   AI,   Si, P, V und As. Die Gesamtmenge dieser Bestandteile darf   10%   nicht übersteigen. 



   Pyrophore Legierungen des Cers mit einem der Elemente Sb, Bi, Pb, Sn, Fe und Mn sind bekannt, jedoch ist der Zusatz von Ti in grösseren Mengen, d. i. von mehr als   50/0,.   nicht bekannt geworden. Die Deutsche Patentschrift Nr.   237. 173,   die pyrophore Massen betrifft, die durch Anoxydieren von Metallen der Seltenen Erden oder von deren Legierungen erzeugt werden, nennt neben vielen anderen Zusätzen auch das Titan, jedoch nur, um die Härte und das spezifische Gewicht der Masse zu verändern. 



  Obzwar über die Grösse des Zusatzes nichts mitgeteilt wird, muss doch nur an geringe Anteile gedacht worden sein, denn bei grösseren Zugaben war eine Verringerung der Pyrophorität zu befürchten. Es wird ausdrücklich hervorgehoben, dass diese Zusätze einen Einfluss auf die Pyrophorität nur in sehr geringem Masse ausüben, diese jedoch in keinem Fall hervorrufen können. 



  Dass das Titan in der Legierung, so wie das Cer, Träger der Zündfähigkeit ist und auch grosse 

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 auch in der genannten Patentschrift nirgends erwähnt. 



   Die USA-Patentschrift Nr. 1, 023, 208 behandelt pyrophore Legierungen von Metallen der Cergruppe mit Silicium. In dieser Patentschrift werden zwar auch Bor und Titan als Zusätze genannt, die aber offenbar als dem Silicium gleichwertig oder unterlegen angesehen werden. 



  Die dem Titan unter bestimmten Voraussetzungen eigentümliche   Zündfähigkeit,   die weder das Bor noch das Silicium besitzt, ist nirgends erkannt oder verwertet worden. Sie tritt auf, wenn die Legierung ausser Cer und Titan noch andere Metalle gemäss der vorliegenden Erfindung enthält. Diese anderen Metalle sind in der amerikanischen Patentschrift nicht genannt. 



   Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung von Legierungen gemäss der vorliegenden Erfindung, ohne deren Bereich in irgend einer Weise   einzuschränken :  
250 g Titanpulver (99 /o Ti) werden mit 200 g Spänen von Mischmetall   (55%   Ce,   14, 4%   Nd, 
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 vermischt und in einer hydraulischen Presse ohne Zugabe eines Bindemittels zu Pastillen von 30 mm Durchmesser und 30 mm Höhe verpresst. 500 g dieser Pastillen werden in einem zylindrischen Tiegel aus hochfeuerfester Masse mit den Abmessungen 50 mm Durchmesser und 300 mm Länge, in einen kippbaren, allseits geschlossenen Kohlerohr-Kurzschlussofen eingesetzt. Der Ofen wird auf 0, 05 Torr evakuiert, reines Argon bis zu einem Druck von 700 mm eingelassen und der Strom eingeschaltet. Nach etwa 20 min ist die Masse geschmolzen.

   Dies kann durch ein Schauglas beobachtet werden. Der Druck im Ofen ist inzwischen auf 1600 mm Hg angestiegen. 



  Nach Einschmelzen weiterer Pastillen, die aus einer oberhalb des Tiegels angebrachten Vorrichtung eingetragen wurden, wird durch Neigen des Ofens das Metall in eine Kokille eingegossen. 



   Weitere Ausführungsbeispiele (Zahlen in   Gew.-"/o) :   
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<tb> 
<tb> Ce <SEP> Ti <SEP> Sb <SEP> Bi <SEP> Pb <SEP> Sn <SEP> Mn
<tb> 40 <SEP> 10 <SEP> 50
<tb> 22 <SEP> 20 <SEP> 58
<tb> 30 <SEP> 40 <SEP> 30
<tb> 60 <SEP> 2Q <SEP> 20
<tb> 50 <SEP> 10 <SEP> 40
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 40
<tb> 20 <SEP> 55 <SEP> 25
<tb> 40 <SEP> 10 <SEP> 50
<tb> 30 <SEP> 50 <SEP> 20
<tb> 30 <SEP> 10 <SEP> 60
<tb> 20 <SEP> 50 <SEP> 30
<tb> 30 <SEP> 10 <SEP> 60
<tb> 20 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> 30 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
 
PATENTANSPRÜCHE : 1. Phyrophore Legierung, dadurch gekenn- 
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 von mindestens einem der Elemente Sb, Bi, Pb, Sn und Mn besteht.

Claims (1)

1. 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben Cer und Titan nur eines der Elemente Sb, Bi, Pb, Sn oder Mn enthält.