Pyrophore Legierungen 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, der Verbrauch an pyrophorem Metall bei der Funkenbildung soll aber gering
sein. Den beim normalen Gebrauch auftretenden korrodierenden Einflüssen muß das
pyrophore Metall hinreichend lange widerstehen.Pyrophoric alloys There are metals and alloys which are impact and friction pyrophoric, i. H. give sparks when hitting, rubbing, filing and the like. In the case of technically usable alloys, these mechanically released sparks must be hot enough to ignite suitable substances such as flammable gases and liquid or solid fuels. The pyrophoricity must be easily excitable at any time, but the consumption of pyrophoric metal during spark formation should be low. The pyrophoric metal must withstand the corrosive influences occurring during normal use for a sufficiently long time.
Bisher kennt man nur wenige Metalle und Legierungen, die allen diesen
Anforderungen entsprechen. Praktisch hat man bisher ausschließlich cerhaltige Legierungen
als Zündmetalle benützt.So far, only a few metals and alloys are known to have all of these
Meet requirements. So far, in practice, only alloys containing cerium have been used
used as ignition metals.
Es wurden nun neue Legierungen von starker Pyrophorität gefunden,
die für technische Anwendungen und namentlich zum Gebrauch in Feuerzeugen geeignet
sind. Sie bestehen aus Cer, Titan und mindestens einem der Metalle Antimon, Wismut,
Zinn, Eisen und Mangan. Unter Titan ist hierbei nicht bloß das reine, sondern auch
das handelsübliche Produkt mit seinen herstellungsbedingten Verunreinigungen zu
verstehen. An Stelle des Cermetalls können auch andere Metalle der Seltenen Erden
und namentlich auch deren als Mischmetall bekanntes Gemisch verwendet werden.New alloys of strong pyrophoricity have now been found,
which are suitable for technical applications and especially for use in lighters
are. They consist of cerium, titanium and at least one of the metals antimony, bismuth,
Tin, iron and manganese. In this context, titanium is not just pure, but also
the commercial product with its manufacturing-related impurities
to understand. Instead of the cermetall, other rare earth metals can also be used
and in particular their mixture known as mischmetal can also be used.
Die neuen Legierungen enthalten erfindungsgemäß mehr als 20 und bis
85 Gewichtsprozent Metalle der Seltenen Erden, insbesondere Mischinetall,
mehr als 10 und bis 65 GewichtsprozentTiund 5bis 70 Gewichtsprozent
von mindestens einem der Elemente Sb, Bi, Sii, Fe, Mn und liegen innerhalb
des Feldes A-B-C-K-A des Diagramms.According to the invention, the new alloys contain more than 20 and up to 85 percent by weight of rare earth metals, in particular mixed metal, more than 10 and up to 65 percent by weight of Ti and 5 to 70 percent by weight of at least one of the elements Sb, Bi, Sii, Fe, Mn and are within the ABCKA field of the diagram.
Innerhalb des Feldes A-B-C-K-A liegen kleinere bevorzugte Bereiche,
die bestimmten Dreistoffsysteinen zugeordnet sind:
Grenzen der Zusammensetzung
System Gewichts-1 Ti
dritte Feld
prozent Kompo-
ce nente
CeTiSb 20bis75 10bis50 15bis65 D-E-F-G-H-D
CeTiSn 20bis85 10bis65 5bis60 A-B-I-J-K-A
CeTiMn 20bis85 10bis55 5 bis 60 B-I-L-M-N-B
Die angegebenen Felder pyrophorer Legierungen gelten für frisch erschmolzene Legierungen.
Mit.der Zeit verengen sich diese Felder etwas, wobei das Ausmaß dieser Änderung
sowie deren Geschwindigkeit von verschiedenen Faktoren abhängen, z. B. von der Reinheit,
Gleichmäßigkeit und Korngröße der untersuchten Legierungen und von der Lagerungstemperatur.
Am Änfang des Lagerns sind die Veränderungen größer, später werden sie immer kleiner.
Nach sechsmonatigem Lagern wurden die in der folgenden Aufstellung festgehaltenen
Bereiche gefunden:
Grenzen der Zusammensetzungen
Dreistoffsystem Gewichts- dritte
prozent Ce Ti Komponente
CeTiSb ..... 20 bis 75 10 bis 50 15 bis
60
CeTiSn ..... 20 bis 85 10 bis 50 5 bis
60
CeTiMrt .... 25 bis 85 10 bis 40 5 bis
60
Neben den genannten können die Legierungen auch noch andere Elemente enthalten,
die entweder bei der Herstellung oder als Verunreinigung der Komponenten in das
Metall gelangen oder die absichtlich zugesetzt werden, ohne die Pyrophorität wesentlich
zu verändern.Within the ABCKA field, there are smaller preferred areas that are assigned to certain three-component systems: Composition limits
System weight-1 Ti
third field
percent compo-
ce nente
CeTiSb 20 to 75 10 to 50 15 to 65 DEFGHD
CeTiSn 20bis85 10bis65 5bis60 ABIJKA
CeTiMn 20 to 85 10 to 55 5 to 60 BILMNB
The specified fields for pyrophoric alloys apply to freshly melted alloys. Over time, these fields narrow somewhat, the extent of this change and its speed depending on various factors, e.g. B. on the purity, uniformity and grain size of the alloys examined and on the storage temperature. At the beginning of the camp the changes are bigger, later they get smaller and smaller. After six months of storage, the areas listed in the following list were found: Composition limits
Three-component system by weight - third
percent Ce Ti component
CeTiSb ..... 20 to 75 10 to 50 15 to 60
CeTiSn ..... 20 to 85 10 to 50 5 to 60
CeTiMrt .... 25 to 85 10 to 40 5 to 60
In addition to those mentioned, the alloys can also contain other elements that get into the metal either during production or as contamination of the components or that are intentionally added without significantly changing the pyrophoricity.
2 Solche Verunreinigungen sind C, H, N, 0, S, P. Ihre
Gesamtmenge soll 10/, nicht übersteigen. Andere, die Pyrophorität nicht beeinträchtigende
Elemente, die aus anderen Gründen zugesetzt werden können,
etwa
um die Festigkeit der Legierung zu verbessern oder um ihre Dichte herabzusetzen,
sind- Mg, Ca, Sn, Ba, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Cd, Al, Si, V, As. Ihre Gesamtmenge
soll 90/, nicht übersteigen.2 Such impurities are C, H, N, 0, S, P. Their total amount should not exceed 10 /,. Other elements which do not impair the pyrophoricity and which can be added for other reasons, for example to improve the strength of the alloy or to reduce its density, are - Mg, Ca, Sn, Ba, Cr, Mo, W, Cu, Zn, Cd, Al, Si, V, As. Your total amount should not exceed 90 /.
Pyrophore Legierungen_ des Cers mit einem der Elemente Sb,
Bi, Pb, Sn, Fe und Mn sindbekannt, jedoch ist der Zusatz von Ti in größeren Mengen,
das ist von mehr als 100/" nicht bekanntgeworden. Die deutsche Patentschrift
-237173, 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 Ti, 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. In der Patentschrift heißt es:
»Einen Einfluß auf die Pyrophorität üben diese Zusätze . . . nur in sehr
geringem Maße aus, hervorrufen können sie dieselbe in keinem Fall.« Daß das Ti in
der Legierung, so wie das Ce, Träger der Zündfähigkeit ist und auch große Zusätze
von Ti Legierungen vorzüglicher Pyrophorität liefern können, ist neu und wird daher
auch in der genannten Patentschrift nirgends erwähnt.Pyrophoric alloys of cerium with one of the elements Sb, Bi, Pb, Sn, Fe and Mn are known, but the addition of Ti in larger amounts, that is more than 100 / "is not known. The German patent -237173, die pyrophore Concerning masses that are produced by anoxidizing rare earth metals or their alloys, mentions Ti along with many other additives, but only to change the hardness and the specific weight of the mass is, must surely have been thinking only of small proportions, because with larger additions of reducing the pyrophoric was to be feared in the patent says. "One influence on the placarding practice these additions only very slightly from that cause... they cannot do the same in any case. 'That the Ti in the alloy, like the Ce, is a carrier of ignitability and can also provide large additions of Ti alloys of excellent pyrophoricity en is new and is therefore not mentioned anywhere in the patent mentioned.
Die USA.-Patentschrift 1023 208 behandelt pyrophore Legierungen
von Metallen der Cergruppe mit Si. In dieser Patentschrift werden zwar auch B und
Ti als Zusätze genannt, die aber offenbar als dem Si gleichwertig oder unterlegen
angesehen werden. Die dem Titan unter bestimmten Voraussetzungen eigentümliche Zündfähigkeit,
die weder das B noch das Si besitzt, ist nirgends erkannt oder verwertet worden.
Sie tritt auf, wenn die Legierung außer Ce und Ti noch andere Metalle gemäß der
vorliegenden Erfindung enthält. Diese anderen Metalle sind in der USA.-Patentschrift
nicht genannt.U.S. Patent 1023 208 deals with pyrophoric alloys of cerium group metals with Si. In this patent specification, B and Ti are also mentioned as additives, but they are apparently regarded as equivalent or inferior to Si. The ignitability peculiar to titanium under certain conditions, which neither B nor Si possesses, has nowhere been recognized or exploited. It occurs when the alloy contains metals other than Ce and Ti according to the present invention. These other metals are not mentioned in the USA patent.
Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung von Legierungen gemäß
der vorliegenden Erfindung, ohne deren Bereich in irgendeiner Weise einzuschränken:
250 g Titanpulver (99 0/, Ti) werden mit 200 g
Spänen von Mischmetall
(55 0/, Ce, 14,4 0/, Nd, 5,2 0/0
Pr, 25,4 0/,) andere Metalle der Seltenen
Erden) und mit 550 g Zinnpulver (99,9 0/0 Sn) vermischt und in einer
hydraulischen Presse ohne Zugabe eines Bindemittels zu Pastillen von 30 mm
Durchmesser und 30 mm Höhe verpreßt. 500 9 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
Kohlerohrkurzschlußofen 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 Minuten 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 Gewichtsprozent)
ce Ti Sb Bi Sn Mn
40 11 49
22 20 58
60 20 20
50 11 39
30 30 40
21 55 24
30 11 59
21 50 29
30 11 59
21 40 39
The following example explains the production of alloys according to the present invention without restricting their range in any way: 250 g titanium powder (99 0 /, Ti) are mixed with 200 g chips of misch metal (55 0 /, Ce, 14.4 0 / , Nd, 5.2 0/0 Pr, 25.4 0 /,) other rare earth metals) and mixed with 550 g tin powder (99.9 0/0 Sn) and in a hydraulic press without adding a binder to pastilles 30 mm in diameter and 30 mm in height. 500 9 of these pastilles are placed in a cylindrical crucible made of highly refractory material with the dimensions 50 mm in diameter and 300 mm in length, in a tiltable, all-round closed carbon tube short-circuit oven. The furnace is evacuated to 0.05 Torr, pure argon is admitted to a pressure of 700 mm and the current is switched on. After about 20 minutes the mass has melted. This can be observed through a sight glass. The pressure in the furnace has now risen to 1600 mm Hg. After further pastilles, which were introduced from a device attached above the crucible, have melted, the metal is poured into a mold by tilting the furnace. Further exemplary embodiments (numbers in percent by weight) ce Ti Sb Bi Sn Mn
40 11 49
22 20 58
60 20 20
50 11 39
30 30 40
21 55 24
30 11 59
21 50 29
30 11 59
21 40 39