DE1014331B

DE1014331B - Platinlegierung

Info

Publication number: DE1014331B
Application number: DEJ9137A
Authority: DE
Inventors: Marga Faulstich; Dipl-Phys Carsten Eden; Dr Phil Habil Walter Geffcken; Dr-Ing Gerhard Reinacher; Dr Hans Roters
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1954-09-13
Filing date: 1954-09-13
Publication date: 1957-08-22

Description

Platiiilegierung Beim Schmelzen von kieselsäurehaltigen Massen, insbesondere von Gläsern und deren Verarbeitung im geschmolzenen und teigigen Zustand, werden vielfach die benötigten Vorrichtungen, Apparate und Geräte aus Platin oder Platinlegierungen hergestellt. Die ausgezeichnete chemische Resistenz und der hohe Schmelzpunkt machen Platin und seine Legierungen besonders geeignet als vielseitig verwendbare Werkstoffe bei der Glasverarbeitung.
Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit bei hohen Arbeitstemperaturen werden dem Platin Metalle, wie Rhodium, Iridium, Nickel, Ruthenium, oder auch solche der 1I. und IV. Gruppe des Periodischen Systems hinzulegiert. Außerdem wird von diesen Werkstoffen verlangt, daß sie durch geschmolzenes oder erstarrendes Glas möglichst schlecht benetzt werden, d. h., die Legierungen sollen glasabweisende Eigenschaften haben.
Von den vorgenannten Legierungen weist Platin-Iridium keinerlei glasabweisende Eigenschaften auf. Platin-Rhodium-Legierungen besitzen letztere zwar bis zu einem gewissen Grade, doch muß der Rhodiumzusatz bis zu -10% betragen, damit die Glasabweisung merkbar wird. Legierungen mit so hohem Rhodiumgehalt sind verhältnismäßig spröde und lassen sich nur sehr schwierig verarbeiten. Platinlegierungen mit geringen Zusätzen von Metallen auf der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems oder mit höheren, bis 30% betragenden Zusätzen an Nickel besitzen nicht die erforderliche thermische und vor allem chemische Beständigkeit für für den vorliegenden Verwendungszweck. Von den bekannten Legierungen weisen Platin-Ruthenium-Legierungen die günstigsten Eigenschaften auf. Sie vereinen eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit bei hohen Temperaturen mit deutlich glasabweisenden Eigenschaften, doch neigen auch sie zu einer gewissen Versprödung.
Es wurde nun gefunden, daß geringe Zusätze von Tellur dem Platin eine ausgezeichnete Warmfestigkeit verleihen. Platin-Tellur-Legierungen sind außerdem hervorragend glasabweibend. Zur Erzielung dieser günstigen Eigenschaften genügen Tellurzusätze von 0,02 bis 0,29/o. Als besonders günstig erweisen sich Zusätze von 0,03 bis 0,05%. Ähnlich wie Tellur ist auch Selen geeignet, dem Platin diese genannten günstigen Eigenschaften zu verleihen. Auch die erforderlichen Zusätze an Selen bewegen sich in den für das Tellur genannten Prozentgehalten. Diese günstigen Eigenschaften der Platin-Tellur- bzw. Selen-Legierungen bleiben auch erhalten, wenn zur weiteren Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit das Platin bis zu 309/o, vorzugsweise bis zu 15%, bezogen auf die ganze Legierung, durch ein oder mehrere andere Platimnetalle, insbesondere Rhuten und/oder Rhodium, ersetzt ist.
Beispielsweise zeichnet sich eine Legierung von 89,96% Platin, 10% Rhodium und 0,04% Tellur durch besonders günstige Eigenschaften aus.
Zweckmäßig ist es auch, der Legierung bis zu 0,30/0 Beryllium und/oder bis zu 3% Aluminium zuzusetzen. Die tellur- bzw. selenhaltigen Platinlegierungen sind sehr leicht verarbeitbar und auch aus diesem Grunde schon als Werkstoffe für den Bau von Vorrichtungen, Apparaten und Geräten oder Teilen solcher Gegenstände mit Vorteil verwendbar, die der Einwirkung nichtmetallischer Stoffe, z. B. kieselsäure-oder borsäurehaltiger Massen, insbesondere Gläsern, in schmelzflüssigem oder teigigem Zustand ausgesetzt sind.
Man hat zwar bereits vorgeschlagen, einem Geinenge, welches in Platingefäßen niedergeschmolzen wird, Telluroxyd zuzugeben, um nach Erstarren des aus dein Gemenge erschmolzenen Glases ein Anhaften von Glasresten in den Platingefäßen zu vermeiden. Bei diesen bekannten Verfahren ist es aber im Gegensatz zur Erfindung erforderlich, jeder zu schmelzenden Charge Telluroxyd zuzusetzen. Außerdem tritt der Nachteil ein, daß vielfach die Eigenschaften des erschmolzenen Glases, z. B. seine optische Qualität, durch einen Tellurzusatz nachträglich beeinflußt werden.
Legierungen der beanspruchten Zusammensetzung finden auf Grund ihrer vorteilhaften Eigenschaften Verwendung, beispielsweise für den Bau von Glasschmelzwannen und -tiegeln, Rührern, Schutzrohren, Gießgefäßen für Glas- und Schlackenschmelzen, Schöpflöffeln zur Entnahme von Analysen- und Gießproben aus solchen Schmelzen. Auch für Gieß- und Preßformen, beispielsweise zur Herstellung von Linsen aus optischen Gläsern, haben sich Werkstoffe der genannten Art auf Grund ihrer glasabweisenden Eigenschaften als außerordentlich geeignet erwiesen.
Bei den bisher benutzten Formen aus Edelstahl mußte zur Verhinderung des Anhaftens der Schmelze an der Formwand diese vor dem Guß mit Graphit oder feinstverteiltem Quarz od. dgl. eingepudert und die Oberfläche des erstarrten Gußrohlings, insbesondere zur Entfernung der anhaftenden Puderschicht, durch Schleifen nachbehandelt werden. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Platin-Tellur- bzw. Platin-Selen-Legierungen mit stark glasabweisenden Eigenschaften wird das Anhaften des Gußrohlings wirksam verhindert, so daß das- Nachschleifen fortfallen oder wesentlich eingeschränkt werden kann.
Schmelztiegel aus tellur- bzw. selenhaltigen Platinlegierungen zum Erschmelzen hochwertiger optischer Gläser behalten auch nach dem Erkalten des Glases wegen der hohen Warmfestigkeit und weil sie von dem Glas nicht benetzt werden, ihre Form und lassen sich daher wesentlich länger verwenden, während Schmelztiegel aus Platinlegierungen mit geringer Warmfestigkeit und deutlicher Benetzbarkeit durch das Glas sehr schnell durch die Kontraktion des Glases beim Erstarren deformiert werden und deshalb nur eine kurze Lebensdauer haben.
Spinndüsen aus den beanspruchten Legierungen zur Herstellung von Fasern oder Fäden aus Glas, Schlacke, Basalt oder anderen kieselsäurehaltigen Massen weisen wegen des glatten Fadenabzugs außerordentlich gute Spinneigenschaften auf, wodurch auch die Güte der Erzeugnisse verbessert wird. Derartige Spinndüsen brauchen außerdem wegen der hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit weniger häufig umgearbeitet zu werden. Die Legierungen gemäß der Erfindung sind auch vorteilhaft für die Herstellung von Elektroden und elektrischen Heizelementen anzuwenden, die ihrerseits beim Schmelzen nichtmetallischer Stoffe Anwendung finden.
Schließlich ist es zweckmäßig, auch Speiseeinrichtungen, bei denen es darauf ankommt, daß Posten, z. B. aus Glas, ohne anzuhaften gleichmäßig abgegeben werden, ganz oder teilweise aus den beanspruchten Legierungen herzustellen.

Claims

PATEN TANSPBÜCII': 1. Platinlegierung, gekennzeichnet durch nachstehende Zusammensetzung: 0,02 bis 0,20/0, vorzugsweise 0,03 bis 0,05% Tellur und/oder Selen, Rest Platin.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Platin bis zu 30010, vorzugsweise bis zu 151/o. bezogen auf die gesamte Legierung, durch ein oder mehrere andere Platinmetalle, insbesondere Rhuten und/oder Rhodium, ersetzt ist.
3. Legierung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. daß sie außerdem noch bis zu 0,3% Beryllium und/oder bis zu 3% Aluminium enthält.
4. Legierung nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Zusatz von bis zu 10% Nickel.
5. Verwendung von Platinlegierungen nach den Ansprüchen 1 bis 4 als Werkstoff für Geräte, Apparate und Vorrichtungen oder Teile solcher Gegenstände, die der Einwirkung nichtmetallischer Stoffe, z. B. kieselsaure- oder borsäurehaltiger Massen, insbesondere Gläsern, in schmelzflüssigem oder teigigem Zustand ausgesetzt sind.