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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumpulver im Luftstrom durch Zerstäuben einer Aluminiumschmelze mittels Druckluft.
Bei der Herstellung von Aluminiumpulver durch Zerstäuben aus dem Schmelzfluss mittels eines Druckgases. wie z. B. Druckluft, wird die neu gebildete Oberfläche der einzelnen Partikel unmittelbar nach ihrer Entstehung durch Oxydation mit dem Luftsauerstoff von einer mehr oder minder dichten Oxydhaut bedeckt. Durch die rasche Abkühlung erleidet diese schützende Oxydhaut Spannungsrisse, die rasch durch eine neu gebildete, wesentlich dünnere Oxydhaut geschlossen werden.
Diese verkeilten Spannungsrisse stellen infolge ihrer Dünnheit gefährliche Reaktionsstellen dar, während die ursprüngliche, bei der Zerstäubung gebildete Schutzschicht reaktionsträge ist.
Aus der AT-PS Nr. 240128 bzw. GB-PS Nr. 745, 081 ist es bekannt, Aluminiumpulver in einer Beizlösung zur Erzielung einer Oxydation an der Oberfläche zu behandeln. Dieses Verfahren bedingt neben dem Versprühen einen zusätzlichen Verfahrensschritt, der nach dem vorliegenden Verfahren vermieden wird.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Aluminiumpulvererzeugung mit der Passivierung der Pulveroberfläche zu vereinen und eine gleichmässige Oxydschichte auf allen Pulverteilchen zu erreichen, ohne dass das Pulver später vom Passivierungsmittel getrennt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluft vor dem Zerstäuben eine Emulsion von Kohlenwasserstoffen in Wasser zugemischt wird, - wobei in der wässerigen Phase ein starkes Oxydationsmittel gelöst wird-, deren Wasser durch die Abkühlung des zerstäubten Aluminiumpulvers verdampft und die Wirkstoffe am entstehenden Aluminiumpulver angelagert werden, die die Bildung einer Schutzhaut am Aluminiumpulver durch Reaktion verstärken. Insbesondere enthält die Emulsion 5 bis 15 Vol.-%, vorzugsweise 10 Vol.-% Paraffinöl mit 10 bis 20, vorzugsweise 15 Gew.-% Chromsäureanhydrid. Der Rest ist Wasser mit einem Emulgator.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Aluminiumpulver in einem Luftstrom ist dadurch gekennzeichnet, dass an die Zuführungsleitung der Druckluft zur Zerstäubung des flüssigen Aluminiums eine Leitung für die Zuführung der Emulsion angeschlossen ist, die an der Anschlussstelle Düsen aufweist, über welche die Emulsion in der Druckluft gleichmässig verteilt wird.
In der angeschlossenen Zeichnung ist eine erfindungsgemässe Pulvererzeugungsanlage schematisch dargestellt.
Das Verfahren zur Herstellung von Aluminiumpulver unter hohem Luftdruck geschieht wie folgt : das flüssige Aluminium-l-fliesst mit geringem, insbesondere hydrostatischem Druck, aus einer Keramikdüse --2-- in einem gleichmässigen Strahl --3-- aus. Die Keramikdüse --2-- ist ihrerseits von einem konzentrischen Luftausblasring --4-- umgeben. Die mit hoher Geschwindigkeit aus diesem Ring austretende Luft erfasst den langsam fliessenden Aluminiumstrahl --3-- und zerteilt diesen in feine und feinste Partikel, welche unmittelbar bei ihrer Entstehung spontan abgekühlt erstarren und in einem zusätzlichen Luftstrom --5-- abgeführt werden.
Das hergestellte Aluminiumpulver ist in diesem Zustand nur sehr beschränkt geeignet, in Mischungen eingearbeitet zu werden, die eine Aktivierung der Schutzschichtfehlstellen herbeiführen würden. Insbesondere bei Einbringung in wässerige Mischungen, die in vielen Fällen von Aluminiumpulver notwendig sind, treten gefährliche Reaktionen auf.
Zur Verhinderung einer vorzeitigen Reaktion von in Mischungen eingebrachten Aluminiumpulvern gibt es aufwendige Verfahren, das zerstäubte Aluminiumpulver bzw. dessen Oberfläche nach seiner Fertigstellung in einem dazu geeigneten Pulvermischer mit Schutzadditiven zu überziehen. Diese Methode ist sehr umständlich und nicht ganz zielführend, da eine Aufbringung von geringen Mengen an Schutzadditiven auch in feinster Verteilung derselben im Trockenverfahren nicht restlos und einwandfrei durchführbar ist. Die Möglichkeit, diese geringen Additivmengen gelöst in einem Inertlösungsmittel auf das Pulver aufzubringen, ergibt zwar sehr gute Endergebnisse, erfordert aber eine sehr aufwendige und kostspielige Entfernung des Lösungsmittels aus der Pulvermischung.
Ziel der Erfindung ist es, dem frisch zerstäubten Aluminiumpulver ein geeignetes Schutzadditiv für dessen Oberfläche unmittelbar bei seiner Entstehung zuzuführen, um schon in der
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Produktionsphase mit stabilisierter, reaktionsarmer Oberfläche die Gefahrenzonen zu durchschreiten.
Um dies zu realisieren, wird der Druckluft --6-- ein Schutzadditiv in Form einer Emulsion--7-durch feine Mischdüsen --8-- zugesetzt. Diese Emulsion gelangt dadurch feinstverteilt an die frisch gebildeten Oberflächen der einzelnen Pulverteilchen. Die wässerige Komponente der Emulsion wird mit der Transportluft, welche durch den heissen Metallstrahl soweit erwärmt wird, dass der Taupunkt nicht unterschritten wird, verdampft und somit entfernt.
Die Emulsion besteht aus einem starken Oxydationsmittel, vorzugsweise Chromsäureanhydrid in wässeriger Lösung mit einem Kohlenwasserstoffanteil, z. B. Paraffinöl, und einem Emulgator zur Aufrechterhaltung der Emulsion bis zur Einbringung in die Zerstäubungsluft.
Für 1 kg zerstäubtes Aluminiumpulver benötigt man eine Emulsion, bestehend aus : 15 g Chromsäureanhydrid, 10 ml Paraffinöl, 1 ml Emulgator, 89 ml Wasser.
Die Aufbringung des Oxydationsmittels erfolgt während der Entstehung des Aluminiumpulvers, wodurch während der Produktion des Pulvers eine Erhöhung der Sicherheit gegeben ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumpulver in einem Luftstrom durch Zerstäuben einer Aluminiumschmelze mittels Druckluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluft vor dem Zerstäuben eine Emulsion von Kohlenwasserstoffen in Wasser zugemischt wird, - wobei in der wässerigen Phase ein starkes Oxydationsmittel gelöst wird-, deren Wasser durch die Abkühlung des zerstäubten Aluminiumpulvers verdampft und die Wirkstoffe am entstehenden Aluminiumpulver angelagert werden, die die Bildung einer Schutzhaut am Aluminiumpulver durch Reaktion verstärken.