DD140573A5 - WAERMEDAEMMPLATTE - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine nur; einem Gemisch aus hochdis].)cr3cr pyrogener Kieselsäure (Silika-Aerogel) und Aluminiumsilikatwolle unter Beigabe eines Trübungsmittels gepreßte Wärmedämmplatte. Zur Definition des Begriffes "pyrogene Kieselsaure" vgl. I&mpps Chemic-Lcxikon,?. Auflage, Dd. 5, Seite 3220 1. Spalte Mitte.The invention relates to a only; a mixture of hochdis].) Cr3cr pyrogenic silica (silica airgel) and aluminum silicate wool with the addition of a turbid agent pressed thermal insulation board. For the definition of the term "pyrogenic silicic acid" cf. I & mpps Chemic-Lxxikon,?. Edition, Dd. 5, page 3220 1st column center.
Bei den bekannten Wärmedämmplatten finden als Trübungsmittel TiO , Rutil, Ilmenit, Chromoxid, Manganoxid, Eisenoxid, aber auch Graphit oder Ruß Verwendung.In the known thermal insulation panels find as opacifiers TiO, rutile, ilmenite, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, but also graphite or carbon black use.
Von den aufgezählten Trübungsmitteln können Graphit und Ruß bei höheren Temperaturen nur dann Verwendung finden, wenn die dauernde Abwesenheit von Sauerstoff gewährleistet ist. Im anderen Fall wurden nämlich die Trübungseigenschaften von Graphit und Ruß durch Zersetzung verloren gehen, .ähnliches gilt auch für einen Teil der aufgezählten Oxide, insbesondere beispielsweise Manganoxid.Of the opacifiers listed, graphite and carbon black can only be used at higher temperatures if the permanent absence of oxygen is ensured. In the other case, namely, the turbidity properties of graphite and carbon black were lost by decomposition,. Likewise, a part of the enumerated oxides, in particular, for example, manganese oxide.
Aber auch die sonst verwendeten Trübungsmittel, wie beispielsweise TiO , Rutil oder Ilmenit führen nicht zu dem gewünschten Erfolg. Unter atmosphärischem Druck weisen mit solchen Trübungsmitteln hergestellte Wärmedämmplatten nämlich eine verhältnismäßig starke Abhängigkeit ihrer Wärmeleitzahl von der Mitteltemperatur aufBut also the otherwise used opacifiers, such as TiO, rutile or ilmenite do not lead to the desired success. Namely, under atmospheric pressure, thermal insulation panels made with such opacifiers have a relatively high dependence of their thermal conductivity on the mean temperature
Ziel der Erfindung;Aim of the invention;
Hier setzt die Erfindung ein und will eine Wärmedäirmplatte schaffen, bei der die Abhängigkeit ihrer Wärmeleitzahl von der Mitteltemperatur wesentlich geringer ist und darüber hinaus bessere Trübungseigenschaften insbesondere im oberen Temperaturbereich von ca. 4000C erwartet werden können. This is where the invention comes in and wants to create a heat-insulating plate, in which the dependence of their thermal conductivity of the average temperature is much lower and beyond better turbidity properties, especially in the upper temperature range of about 400 0 C can be expected.
Darlegung des Wesens der Erfindung: ' Explanation of the essence of the invention:
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Trübungsmittel ein -Karbid des Siliziums, Bors, Tantals oder Wolframs allein oder im Ge- : misch verwendet sind.The object underlying the invention is achieved in that a carbide of silicon, boron, tantalum or tungsten are used alone or in the mixture as opacifiers.
Selbstverständlich sind sowohl Siliziumkarbid als auch Borkarbid bei gleicher Feinheit teuerer als beispielsweise die oben aufgezählten bisher verwendeten Trübungsmittel. Allerdings hat sich gezeigt, daß bei den Karbiden, insbesondere beim Siliziumkarbid, auf die Verwendung der in der Pegel nicht mehr verwendbaren Filterstäube aus Mahlanlagen zurückgegriffen werden kann. Damit ist ein Produkt der wirtschaftlichen Verwendbarkeit zugängig gemacht, das bisher als Abfallpro-Of course, both silicon carbide and boron carbide at the same fineness more expensive than, for example, the above-enumerated previously used opacifiers. However, it has been shown that in the case of carbides, in particular silicon carbide, it is possible to resort to the use of filter dusts of grinding systems that are no longer usable in the level. This makes a product of economic usability available, which was previously classified as a waste
dukt angesehen würde und dessen Beseitigung infolge seiner schlechten Wasserlialtungseigcnschaftcn nicht problemlos war. Durch die Verwendung solcher Karbide ist somit neben der Erreichung der gewünschten technischen Effekte auch ein nützlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet, weil nunmehr diese Karbide einer nützlichen Verwendung zugeführt werden können.product, and the elimination of which was not easy due to its poor water quality. The use of such carbides thus makes a useful contribution to environmental protection in addition to achieving the desired technical effects, because now these carbides can be supplied to a useful use.
Die angegebenen Karbide zeichnen sich durch hohe thermische und chemische Stabilität auch bei höheren Temperaturen auf und besitzen ferner die geforderte nied- ! rige Transmission in einem breiten IR-Spektralbcreich.The specified carbides are characterized by high thermal and chemical stability even at higher temperatures and also have the required low- ! rige transmission in a wide IR spectral range.
In der beigefügten grapliischen Darstellung ist das typische Verhalten von Wärme-"^ ' ' dämmplatten bei Verwendung von TiO2 (Kurve 1), Siliziumkarbid (Kurve 2) und Borkarbid (Kurve 3) dargestellt. .In the accompanying graphical representation the typical behavior of thermal insulation panels is shown using TiO 2 (curve 1), silicon carbide (curve 2) and boron carbide (curve 3).
• Es ist aus der graphischen Darstellung ohne weiteres erkennbar, daß insbesondere bei den hohen Mitteltemperatüren über 1000C die Verwendung von Silizium- und insbesondere von Borkarbid eine deutliche Verbesserung der Äbhäiigigkeit der Wärmeleitzahl 7\ von der Mitteltemperatur t zur Folge hat.• It is apparent from the graph readily that particularly at the high temperature means doors over 100 0 C, the use of silicon and in particular of boron carbide, a significant improvement in the thermal conductivity of the Äbhäiigigkeit 7 \ of the mean temperature t has the consequence.
Selbstverständlich ist es möglich, bei Wärmedärnnplatten, die TiO„ als Trübungsmittel enthalten, die Wärmeleitzahl im oberen Temperaturbereich durch Erhöhung der Rohdichte zu verbessern. Auch hier bietet jedoch der erfindungsgemäße Vorschlag der Verwendung von Karbiden als Trübungsmittel insofern einen Vorteil, ~ als Wärmedämrnplatten bei gleicher Dicke um ca. 60% leichter ausfallen, was in vielen Fällen erwünscht ist. Selbstverständlich können auch die mit Siliziumoder Borkarbid als Trübungsmittel hergestellten Wärmedämmplatten durch Erhöhen des Raumgewichtes in der Abhängigkeit ihrer Wärmeleitzahl A von der Mitteltemperatur t noch verbessert werden.Of course, it is possible for Wärmedärnnplatten containing TiO "as opacifiers to improve the thermal conductivity in the upper temperature range by increasing the density. Again, however, the proposal according to the invention of the use of carbides as opacifiers so far has an advantage, as thermal insulation boards at the same thickness by about 60% easier, which is desirable in many cases. Of course, the thermal insulation panels made with silicon or boron carbide as opacifier can be improved by increasing the density in the dependence of their thermal conductivity A of the average temperature t.
Das erfindungsgemäß in Form eines Karbides'· eingesetzte Trübungsmittel sollte zweckmäßig eine solche Korngröße aufweisen, daß der Rückstand auf dan DlN~Sieb 10 pm Maschenweite unter 5% liegt.The clouding agent used according to the invention in the form of a carbide should expediently have a particle size such that the residue is less than 5% mesh on a 10 μm mesh.
Bei Isolierungen im atomaren Bereich, d.h. in kerntechnischen Anlagen verwendeten Wärmeisolierungen an Kernreaktoren der verschiedensten Bauart sowie an ther-For insulations at the atomic level, i. thermal insulation used in nuclear installations on nuclear reactors of various types and on
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misch zu isolierenden Teilen von Aufbereitungsanlagen, insbesondere dann, wenn in diesem Bereich eine Neutronenstrahlung mit thermischer Energie vorhanden ist, ergeben sich weitere Vorteile beim Einsatz von Borkarbid dadurch, daß infolge von dessen großen Wirkungsquerschnitt gegenüber thermischen Neutronen die Wärmedämmung der entsprechenden Teile mit zur Abschirmung "herangezogen werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Borkarbid einen Anteil zwischen 20 und 35 Gew.-% aufweist. -In addition to insulating parts of treatment plants, especially when in this area a neutron radiation with thermal energy is present, there are further advantages in the use of boron carbide in that due to its large cross-section against thermal neutrons, the thermal insulation of the corresponding parts with the " It is advantageous if the boron carbide has a proportion of between 20 and 35% by weight.
Äusfühiangsbeispiela: .' ·. Example Example:. ·.
Im folgenden sollen zwei Ausführungsbeispiele angegeben werden: Es wurde eine Wärmedämmplatte hergestellt aus folgender Zusammensetzung: In the following, two embodiments will be given: A thermal insulation board was produced from the following composition:
59,6 Gew.-% pyrogene Kieselsäure 34,8 Gew.-% Siliziumkarbid "' 5,6 Gew.-% Mineralwolle.59.6% by weight of pyrogenic silica 34.8% by weight of silicon carbide "'5.6% by weight of mineral wool.
• •
Bei einer anderen Aus führungs form wurden verwendetAnother embodiment has been used
68,4 Gew.-% pyrogene Kieselsäure 26,04 Gew.-% Eorkarbid 5,6 Gew.-% Mineralwolle.68.4% by weight of pyrogenic silica 26.04% by weight of earbarbide 5.6% by weight of mineral wool.
Die Verwendung von Karbiden für feuerfeste Isolierzusammensetzungen gehört an sich bereits zum Stande der Technik. So ist beispielsweise aus der DT-OS 25 57 741 bzw. aus der ihr entsprechenden US-PS 4 014 704 bereits ein Siliziumkarbidzusatz zu einer feuerfesten Faserisolierzusammensetzung, die im wesentlichen aus Aluminiumsilikatfaser besteht, bekannt geworden. Mit dieser Masse sollen insbesondere Gießtrichter für Metallschmelzen hergestellt werden. Abgesehen davon, daß die Korngröße des dort eingesetzten Siliziumkarbids wesentlich höher als bei dem erfindungsgemäß verwendeten Siliziumkarbid ist, fehlt bei dieser Faserisolierzusammensetzung auch die Verwendung von pyrogener Kieselsäure oder Silika-Aerogel als wesentlicher Bestandteile des Wärmedämmformkörpers.The use of carbides for refractory insulating compositions is already known in the art. Thus, for example, a silicon carbide addition to a refractory Faserisolierzusammensetzung consisting essentially of aluminum silicate fiber has already become known from DT-OS 25 57 741 or from its corresponding US Patent 4,014,704. With this mass in particular casting funnels for molten metal are to be produced. Apart from the fact that the grain size of the silicon carbide used there is much higher than in the silicon carbide used in the invention, also missing in this Faserisolierzusammensetzung the use of fumed silica or silica airgel as an essential component of the thermal insulating molding.
Aus der DT-OS 20 05 838 ist ein Schutzüberzug für Raumfahrzeuge bekannt geworden, welcher bei thermischer Belastung abblattieren soll. Hier sind zu Organo-Polyxyloxanen "Siliziumkarbid, Siliziumdioxid und hochtemperaturbeständige FasernFrom DT-OS 20 05 838 a protective cover for spacecraft has become known, which is intended to peel off under thermal stress. Here are organo-polyoxysilanes "silicon carbide, silicon dioxide and high temperature resistant fibers
zugesetzt, wobei das Siliziumkarbid aber nur zur Verbesserung der Abblattiv-Eigenscliaften des Überzuges dienen soll. Auch ist in diesem Falle die Korngröße des Siliziumkarbids wesentlich höher gewälilt als bei der Wärmedärnmplatte nach der vorliegenden Erfindung.added, but the silicon carbide should only serve to improve the Abblattiv-Eigenscliaften the coating. Also, in this case, the grain size of silicon carbide is much higher than that of the thermal barrier plate of the present invention.
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