DE1149972B

DE1149972B - Verfahren zum Herstellen einer durchlaessigen Membran

Info

Publication number: DE1149972B
Application number: DEC15212A
Authority: DE
Inventors: Gilberte Moutaud Geb Renault
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1956-07-25
Filing date: 1957-07-24
Publication date: 1963-06-06
Also published as: LU35261A1; NL219239A; FR1173158A; NL111149C; GB855203A; BE558928A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer durchlässigen Membran, die insbesondere als Diffusionsfilter geeignet und sowohl gegen chemische Korrosion als auch gegen mechanische Beanspruchungen widerstandsfähig ist.

Es ist bekannt, poröse Metallgegenstände dadurch herzustellen, daß Metallpulver mit einem Bindemittel gemischt, aus dieser Mischung dünne Formstücke hergestellt und diese unter Verflüchtigen des Bindemittels gesintert werden. Als Bindemittel sind Naphthalin, auch organische Chloride, bekannt, auch das Einbringen des Metallpulvers als Suspension in eine Lacklösung. Zur Formgebung dienen bei den bekannten Verfahren entweder Walz- oder Preßvorgänge.

Das Ziel der Erfindung geht dahin, chemisch und mechanisch besonders widerstandsfähige Membranen mit einer bisher nicht erreichten Durchlässigkeit in einem verhältnismäßig einfachen Verfahren mit Walzen des suspendierten Metallpulvers in dünner Schicht und nachfolgender Sinterung herzustellen, bei dem es nur noch weniger Walzstiche bedarf, um aus dem gesinterten Erzeugnis zu der gewünschten Schichtdicke der fertigen Membran zu gelangen.

Beim Herstellen einer durchlässigen, insbesondere als korrosionsfestes Diffusionsfilter geeigneten Membran, bei dem ein in einer Flüssigkeit suspendiertes Pulver eines Metalls oder einer Metallverbindung in dünner Schicht gewalzt und gesintert wird, wobei die Suspensionsfiüssigkeit ein Bindemittel enthält, das sich während des Sinterns verflüchtigt, dient gemäß der Erfindung als Suspensionsflüssigkeit die wäßrige Emulsion eines Stoffes aus der Gruppe der Polymeren der Fluorkohlenwasserstoffe; vor dem Walzen wird aus der Suspension durch ein Koagulationsmittel eine Paste ausgeflockt, und das Koagulationsmittel wird nach dem Auswalzen der Paste zu Plättchen aus diesen durch Trocknen entfernt.

Als Ausgangsstoff kann Nickel oder ein anderes sehr feines Metallpulver dienen, dessen mittlere Teilchengröße bei 10 bis 25 μ liegen soll. Man kann auch von einem Metalloxyd oder einem Metallhydroxyd ausgehen. Die Suspension des Metallpulvers mischt man zu der des Bindemittels, als welches z. B. Polytetraflucräthylen dienen kann. Die Stoffe aus der Gruppe der Polymeren der Fluorkohlenwasserstoffe zeigen im Vergleich mit den bisher verwendeten Bindemitteln eine Überlegenheit, die nicht nur auf den ausgezeichneten, plastischen Eigenschaften dieser Stoffe, sondern auch darauf beruht, daß sie beim Walzen nicht zum Haften neigen.

Die in Suspension vorliegende Mischung des Me-Verfahren zum Herstellen
einer durchlässigen Membran

Anmelder:
Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 25. Juli 1956 (Nr. 719 293)

Gilberte Moutaud, geb. Renault,

Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich),

ist als Erfinder genannt worden

tallpulvers und des Bindemittels macht man durch ständiges Rühren homogen und flockt sie in an sich bekannter Weise mittels Alkohol aus. In dem erhaltenen Koagulat sind die Teilchen sehr gleichförmig über das Bindemittel verteilt.

Bei Verwendung von Polytetrafluoräthylen zersetzt sich die Suspension nach dem Kochen erst von 360 bis 400° C an und verflüchtigt sich vollständig, ohne einen Rückstand zu lassen und ohne die metallische Verbindung zu beeinträchtigen.

Das Bindemittel muß in solcher Menge zugegeben werden, daß die metallische Verbindung die nötige Konsistenz für den Walzvorgang hat.

Die gewalzten Stücke werden einer Sinterbehandlung bei hoher Temperatur unterworfen, vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre; liegt die metallische Verbindung in Gestalt eines Oxydes vor, so wird das Metall dabei reduziert.

Noch empfehlenswerter ist es, mit Rücksicht auf die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und die Vermeidung des Wachstums des Metallkorns, in zwei Stufen zu arbeiten. Wenn es sich bei der Metallverbindung um ein Oxyd handelt, kann man zunächst oberhalb von 1000° C das Produkt sintern und gleichzeitig die bildsammachende Masse austreiben, wobei man in oxydierender oder neutraler Atmosphäre arbeitet; darauf wird das Metalloxyd bei Temperaturen zwischen 450 und 800° C in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert.

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Man kann auch die Reduktion des Oxyds und das gleichzeitige Austreiben der bildsaromachenden Masse durch eine Erhitzung in reduzierender Atmosphäre bei Temperaturen von 450 bis 800° C durchführen, wobei man bis zur vollständigen Reduktion und Sinterung des Metalls geht.

In bestimmten Fällen kann man zwischen zwei Walzvorgängen eine Erhitzung einschalten, um das Wachsen des Metallkornes zu unterbinden.

Die durchlässigen Membranen, welche man nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung herstellt, eignen sich besonders gut zur Trennung von Uranisotopen durch Gasdiffusion des Uranhexafluorid, aber sie eignen sich auch für Vorgänge der Osmose und Katalyse, zur Fraktionierung hoher Polymerer verschiedener hochmolekularer Massen, für Akkumulatoren und ganz allgemein für alle Verfahren der Ultrafiltration in gasförmiger oder flüssiger Phase auch in Gegenwart korrodierender Stoffe.

Ausführungsbeispiel

Man rührt in Wasser ein Nickelpulver ein und fügt eine wäßrige, 60%ige Emulsion von Polytetrafluoräthylen hinzu, und zwar in solcher Menge, daß die Mischung 70 bis 90 % Nickelpulver und 30 bis 10°/oPolytetrafluoräthylen enthält. Diese Mischung flockt man mittels eines Koagulationsmittels, z. B. Alkohol, aus und läßt sie trocknen.

Das erhaltene Erzeugnis walzt man, um Plättchen von 0,5 bis 1,5 mm Dicke zu erhalten. Diese trocknet man an der Luft, um alle Spuren des Koagulationsmittels und des Wassers zu beseitigen. Zur Herabsetzung der Porosität walzt man darauf noch einige Male, bis man eine glatte und glänzende Oberfläche erhält.

Man erhitzt in Wasserstoff auf eine Temperatur von 600 bis 800° C, um das Polytetrafluoräthylen abzuscheiden und das Nickel zu sintern. Darauf nimmt man mit dem gesinterten Erzeugnis ein oder mehrere Walzstiche vor und erhält eine Porosität in der Größenordnung 0,01 μ. Die Dicke der Membranen liegt in der Größenordnung von 250 μ.

Mißt man bei Umgebungstemperatur mit trockener Luft die Durchlässigkeit der so hergestellten Membranen, so ergibt sich, daß der mittlere Radius der vorhandenen Poren zwischen 0,06 und 2,20 μ liegt und daß die Durchströmungsmengen pro cm² Membran variieren zwischen 30 und 300·10~⁷ Grammolekel Luft hl der Minute, gerechnet auf eine Druckdifferenz, gemessen in einer Quecksilbersäule.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zum Herstellen einer durchlässigen, insbesondere als korrosionsfestes Diffusionsfilter geeigneten Membran, bei dem ein in einer Flüssigkeit suspendiertes Pulver eines Metalls oder einer MetaUverbiadung in dünner Schicht gewalzt und gesintert wird, wobei die Suspensionsflüssigkeit ein Bindemittel enthält, das sich während des Sinterns verflüchtigt, dadurch gekennzeichnet, daß als Suspensionsflüssigkeit die wäßrige Emulsion eines Stoffes aus der Gruppe der Polymeren der Fluorkohlenwasserstoffe dient, daß vor dem Walzen aus der Suspension durch ein Koagulationsmittel eine Paste ausgeflockt wird und daß das Koagulationsmittel nach dem Auswalzen der Paste zu Plättchen aus diesen durch Trocknen entfernt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 831 907;
USA.-Patentschrift Nr. 2 464 517.

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