AT212207B - Verfahren zur Herstellung hochhitzebeständiger und chemisch widerstandsfähiger keramischer und halbmetallischer Werkstoffe - Google Patents

Description

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   Verfahren zur Herstellung hochhitzebeständiger und chemisch widerstandsfähiger keramischer und halbmetallischer Werkstoffe 
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    agglomeriertenBeispiel l :   Die folgende Mischung wird zur Bildung eines Erzeugnisses aus Chromspinell angesetzt. 
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 Das entstandene Produkt befindet sich im homogenen Gleichgewicht, denn der Reaktionssatz dieses 
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 crocUm die Reaktionen gut zu beherrschen, ist es zweckmässig, einen solchen Zusatzstoff auszuwählen,   der befähigt ist, mit der entstehenden Kristallan Mischkristalle zu bilden. a-Al 0 mit der KorundStruktur kann im Spinellgitter nicht in Lösung gebracht werden, während 7-Al 0 selbst im Spinelltyp   kristallisiert und mit diesen Mischkristalle bildet. 
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    eisp i el 2 :

   Es ist ferner möglich, die Auswahl der Reaktionspartner und der Zusätze so zu treffen,sind.   Die Feuerfestigkeit solcher Produkte erhöht sich hiedurch   zwangsläufig,   da der reine   Chromspinell   einen Schmelzpunkt von 20000 C hat (S. Holgersson, Ztschr. anorg. allgem. Chem. 192 (1930) S. 127), während der als Halbedelstein bekannte MgAl2O4-Spinell erst bei 2135   il   20  C schmilzt. 
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   Beispiel 3. Weiterhin ist es möglich durch stöchiometrische Berechnung der aus der Reaktion neugebildeten Stoffe und der Zusatzstoffe, die nicht nur aus den Endkomponenten der metallothermischen Reaktion bestehen sollen, eine zweite Kristallart zu bilden, die in innigster Verengung mit der ersten vorliegt, beispielsweise Spinelle mit Silikaten. 
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   Die neu entstehende Menge MgO, zusammen mit der als inerte Substanz zugegebenen, übersteigt die Menge   Cr0, die   aus Reaktion und Zusatz vorhanden ist.   Dieser MgO-ÜberschuB   wird mit der als Zusatz beigefügten Menge    SiOz   abgesättigt, die durch die freiwerdende Reaktionswärme zur Diffusion befähigt wurde. Es entsteht in innigster Vermischung sowohl eine Spinellkristallart wie auch das Magnesiumorthosilikat Forsterit. 



   Beispiel 4 : Auch solche Körper, die im Endzustand neben einer oxydischen eine metallische Phase enthalten, können nach den hier angegebenen Richtlinien eine Verbesserung erfahren, indem durch entsprechende Reaktionsführung sowohl auf Mischkristallbildungen bzw. Legierungen unter den Metallen wie auf die Entstehung bestimmter und mit den Metallen im chemischen Gleichgewicht stehender oxydischer Kristallarten   abgezielt wird.   
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   Zwischen Chrom und Eisen bildet sich eine Legierung. 



   Für die technische Durchführung des   reaktionsthermischenverfahrens   nach den oben dargelegten Gesichtspunkten empfiehlt sich die Einhaltung folgender Regeln : 

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Die Berechnung des Versatzes zur Fertigung irgendeines Körpers hat unter Berücksichtigung der Gewichtsmengen wie auch der freiwerdenden Wärmemengen zu erfolgen, d. h. ein Verlust der   Wärme   an die Umgebung muss mitberücksichtigt werden. 



   Die Stoffe müssen vor der Reaktion innigst miteinander vermischt werden und können gegebenenfalls Auch vorgeformt sein. 



   Die Stoffe müssen nach der Zündung gepresst werden, denn das Pressen nach der Reaktion bringt die Teilchen des   Zusatz- oder Steuerstoffes,   die eventuell durch die Reaktion selbst noch nicht zur Diffusion gebracht werden konnten, wieder in einen reaktionsfähigen Zustand, da die diese Teilchen umhüllenden Reaktionshäute durchstossen werden und sie so wieder diffusionsfreudig werden. 



   Die Erzeugnisse müssen nachfolgend getempert werden. Dieses nachfolgende Tempern muss zur Beschleunigung der   Diffusion bei Zirka 15000   C erfolgen und soll ungefähr 1-2 Stunden dauern. Dadurch wird der   Kornyerband   des Produktes gefestigt und die Schwindung reduziert. 



   Es empfiehlt sich, möglichst reine Ausgangsstoffe zu wählen, da   dadurch irgendweIchePlatzwechsel-   reaktionen in den Produkten selbst auf ein   Minimum herabgedrückt werden   und hiedurch die physikalischen und chemischen Eigenschaften eine Verbesserung erfahren. 



   Es ist nach dem neuen Verfahren möglich, durch Auswahl und Abstimmung der Ausgangsstoffe zu ganz neuartigen Endprodukten zu gelangen, die in ihrem Verhalten den bisher bekannten Erzeugnissen überlegen sind. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung hochhitzebeständiger und chemisch widerstandsfähiger, keramischer und   halbmetallischer   Werkstoffe unter Verwendung von leicht oxydierbaren metallischen Pulvern einerseits und Metalloxyde anderseits und unter Zugabe eines Bremsgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Pulver mit Oxyden und einem Bremsgemisch, bestehend aus den Endprodukten der metallthermischen Reaktion oder aus den Endprodukten und Oxyden, die mit jenen eine   Kristauart   bilden können, vermischt und durch Initialzündung zur Reaktion gebracht werden, wobei die Mengen der zu mischenden Stoffe stöchiometrisch derart berechnet werden, dass die bei der Reaktion freiwerdende Wärme ausreicht,

   die vollständige Umwandlung der Reaktionsprodukte sowie der als Bremsgemisch zugesetzten Stoffe in die gewünschte einheitliche Kristallform zu bewirken.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Pulver wie AI, Si, Mg, Zr, Ca, Be und Metalloxyde wie CrO,WO,MoO,TiO,BÖ und andere, die bei dem metallothermischen Prozess in eine niedrigere Oxydationsstufe oder die Metallkomponente allein übergehen und dann besonders hochwarmfeste und/oder korrosionsbeständige Eigenschaften aufweisen, Verwendung finden.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgemisch nach der Zündung gepresst und die Erzeugnisse anschliessend bei etwa 1500 C während 1-2 Stunden getempert und langsam abgekühlt werden.