DE1228982B - Verfahren zum Herstellen eines glasig-kristallinen Materials auf der Basis von Glimmer fuer elektrische Isolatoren - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines glasig-kristallinen Materials auf der Basis von Glimmer fuer elektrische Isolatoren

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DE1228982B
DE1228982B DEM35148A DEM0035148A DE1228982B DE 1228982 B DE1228982 B DE 1228982B DE M35148 A DEM35148 A DE M35148A DE M0035148 A DEM0035148 A DE M0035148A DE 1228982 B DE1228982 B DE 1228982B
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alkali
heated
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DEM35148A
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Philip Scott Hessinger
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B32/00Artificial stone not provided for in other groups of this subclass
    • C04B32/005Artificial stone obtained by melting at least part of the composition, e.g. metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

  • Verfahren zum Herstellen eines glasig-kristallinen Materials auf der Basis von Glimmer für elektrische Isolatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines glasig-kristallinen - Materials, für elektrische Isolatoren, bei dem ein glimmerartiges Material mit- einem glasartigen Bindemittel erhitzt wird.
  • Es ist bekannt, eine Pulvermischung aus -Glasfritte und einem glimmerartigen Material zu erhitzen und unter Druck zu verformen, um sogenannte warmpreßbare Körper herzustellen. Zahlreiche natürliche Glimmerarten enthalten gebundenes Wasser . in Form von Kristallwasser, das bei höheren Temperaturen frei wird und solche Massen für elektrische Isolatoren ungeeignet macht. Dieses Freiwerden - von Kristallwasser äußert sich in der Weise, daß bei der Herstellung mit länger andauernder Temperaturbehandlung und mit steigenden Temperaturen das Gewicht des Körpers abnimmt.
  • Bei- einem bekannten Verfahren zum Herstellen von Tafeln oder Platten, die -gegen Wärme widerstandsfähig - und elektrisch. isolierend sind, verpreßt man zerkleinerten Glimmer in der Wärme zusammen mit keramischen Stoffen, welche auf :den Glimmer nicht einwirken. Wenn der natürliche Phlogopit oder Biotit angewendet wird,. der. eine wesentlich: größere Widerstandsfähigkeit gegen Erhöhungen der Temperatur und eine längere Dauer der Erhitzung als andere Glimmerarten besitzt, weil seine Gewichtsverluste bei einem Temperaturanstieg bis auf 900°C noch nicht einmal 1,501, erreichen, löst er sich nicht in den #glasigen -Schmelzmitteln, :selbst bei : Tempera-. tunen oberhalb 800°C, so daß auch, dann die Eigenschaften des Glimmers erhalten bleiben und sich ein sehr weit gespannter Temperaturbereich ergibt innerhalb dessen ° die Formgebüngsarbeiten vorgenommen werden können: Als Bindemittel benutzt man bei diesem . Verfahren Bleiborat oder ein Borsilkat-des Bleies oder. Natriums, die sehr leicht schmelzbar sind; man hält es jedoch für zweckmäßig, weniger leicht schmelzbare Stoffe zu verwenden, damit- das, Enderzeugnis gegen :die Feuchtigkeit=und andere 'atmosphärische Angrifft besser beständig ist. =@ Bei diesem bekannten Verfahren fehlt die Angabe, welche schwer schmelzbaren, glasig erstarrenden Bindemittel besonders für .diese Arten von.- Glimmer brauchbar sind. Außerdem - enthalten der natürliche Phlogopit von der Summenformel KMg3..(F; 0H)2 AISi301o und der natürliche Biotit; der Muskovitmoleküle K, H2, A13Si3012 und Olivinmoleküle- (Mg, Fe)2Si04 aufweist, Hydroxylgruppen, die mit steigender Temperatur als Wasser abgespalten werden, .das die Uölationseigenschaften des -fertigen -Produktes nachteilig, wenn --auch nicht derart stark -wie- bei anderen natürlichen Glimmerarten beeinflußt. "s - . Es sind Verfahren zur Herstellung von synthetischem hydroxylfreiem Glimmer; z. B. von synthetischem Fluorphlogopit, bekannt, der im wesentlichen chemisch rein ist und kein Kristallwasser besitzt. Daher, gibt dieser Glimmer bei relativ niedrigen Temperaturen kein Kristallwasser ab und verträgt bei der Herstellung und Anwendung als glasgebundener Glimmer oder im reinen Zustand viel- höhere Temperaturen. Der, synthetische Glimmer wird bisher zu glasgebundenen Glimmermaterialien -weiterverarbeitet, die allgemein als- keramoplastische . Stoffe bekannt sind. =,Jedoch weisen die, hierzu bisher verwendeten Glasbindemittel eine niedrige Erweichungstemperatur auf und wirken daher beim Gebrauch .des warmpreßbaren Stoffes unter- höheren Betriebstemperaturen, . die -für den synthetischen wasserfreien Glimmer noch verträglich sind, als beschränkender Faktor.
  • Die Anwendung einer Fritte ist immer mit beträchtlichen.- Herstellungsschwierigkeiten verknüpft; da-,die Zusammensetzung der Fritte wegen der relativ staken Reaktionsfähigkeit ihrer;Bestandteile:mit den Wänden des Schmelztiegels bei dem- Schmelzvorgang.-:nicht genau: .eingestellt -werden kann. Infolge dieser -Reaktionsfähigkeit werden leicht Chemikalien, die in den feuerfesten Wänden des Schmelztiegels enthalten sind, in der Fritte aufgenommen. Diese Chemikalien können mitunter ziemlich starke Abweichungen gegenüber den Eigenschaften hervorrufen, die man von der betreffenden Fritte erwartet hat.
  • Darüber hinaus enthält die Fritte, die meistens bei der Herstellung von glasgebundenem Glimmer benutzt wird, häufig relativ schwere Bleiborate. Dieses Gewicht überträgt sich natürlich auf den glasgebundenen Glimmer, der dadurch für einige Anwendungsmöglichkeiten, in denen das Gewicht eine Rolle spielt, etwas zu schwer wird.
  • Ein anderer Nachteil der Verwendung von Fritten bei der Herstellung glasgebundenen Glimmers besteht darin, daß der Erweichungspunkt der Fritte in einem relativ engen Temperaturbereich liegt, so daß die Fritte leicht zu flüssig oder zu zäh wird, wenn sie überhitzt bzw. nicht genügend erwärmt wird. Infolgedessen muß bei dem Vorerhitzen der glas- und glimmerhaltigen Pulvermischung vor dem Gießen die Temperatur genau überwacht werden, wozu relativ teure Temperaturregler erforderlich sind.
  • Ziel der Erfindung sind daher glasig-kristalline Materialien für elektrische Isolatoren auf der Basis von Glimmer, die keine elektrische Stromleitung infolge der Gegenwart von Wasser zeigen und selbst bei starken Temperaturerhöhungen über 1000°C noch beständig bleiben. Außerdem sollen ihre Eigenschaften leicht reproduzierbar sein, wenn größere Serien dieser Stoffe hergestellt werden sollen.
  • Bei dem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird gemäß der Erfindung eine Mischung aus 15 bis 70 °/o Alkalisiliciumfluorid mit Tonerde als Bindemittel und aus 85 bis 30 °/o hydroxylfreiem Glimmer, vorzugsweise aus je 5001, Glimmer und Bindemittel, auf eine Temperatur von 800 bis 1000°C erhitzt und die erhitzte Mischung gekühlt.
  • Das Bindemittel dieser Mischung besitzt eine um 110 bis 165°C höhere Erweichungs- und Schmelztemperatur als die üblichen Glasfritten mit Bleiborat.
  • Das Bindemittel kann gemäß der Erfindung aus annähernd 5001, Alkalisiliciumfluorid und aus 5001, Tonerde bestehen. Als Alkali des Alkalisiliciumfluorids kann gemäß der Erfindung Kalium, Natrium, Lithium, Rubidium oder Caesium oder eine Mischung aus mindestens zwei von diesen Alkalisiliciumfluoriden verwendet werden. Als Alkalisiliciumfluorid können gemäß der Erfindung 4,8 bis 1000/0 Kaliumsiliciumfluorid, 0 bis 47,6 °/o Natriumsiliciumfluorid und 0 bis 47,6 % Lithiumsiliciumfluorid verwendet werden. Als hydroxylfreier Glimmer kann gemäß der Erfindung Fluorphlogopitglimmer verwendet werden. Die erhitzte Mischung kann gemäß der Erfindung vor dem Kühlen gepreßt werden. Das Bindemittel und der hydroxylfreie Glimmer können gemäß der Erfindung gemischt und unter Anwendung eines zeitweiligen Bindemittels vorgeformt werden und der Vorförmling erhitzt und anschließend gekühlt werden.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften des nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Endproduktes gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die mit einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens beginnt.
  • Das kristalline Material wird so gepulvert, daß es durch ein Sieb von 80 Maschen je Zentimeter (= 200 mesh) geht und wird dann mit gepulvertem hydroxylfreiem Glimmer, vorzugsweise gepulvertem, synthetischem Fluorphlogopitglimmer, der durch ein Sieb von 40 Maschen je Zentimeter (= 100 mesh) geht, mechanisch gemischt. Beim Mischen dieser beiden gepulverten Materialien fügt man ein vorläufiges Bindemittel, z. B. zu bis 10 Gewichtsprozent Wasser, hinzu.
  • Nachdem diese Bestandteile gründlich gemischt sind, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen, wird eine bestimmte Menge bei Zimmertemperatur und einem Druck von etwa 0,32 t/cm2 (2 t pro Quadratzoll) ausgesetzt, um einen Vorförmling zu pressen, der von einem Arbeiter mit Zangen oder durch eine automatische Vorrichtung leicht gehandhabt werden kann. Dieser wird dann vorerhitzt, damit das Bindemittel reagiert und eine Flüssigkeit bildet. Diese Flüssigkeit ist vorzugsweise ganz zäh, so daß der Vorförmling im wesentlichen seine kaltgepreßte Gestalt beibehält. Nach dem Vorerbitzen wird er in eine Preßform gebracht und in ihr einem geeigneten Druck ausgesetzt. Danach läßt man ihn abkühlen. Beim Abkühlen reagieren die Ionen der zähen Flüssigkeit und bilden ein Glas sowie ein anderes feinverteiltes Kristallgefüge, dessen Kristalle sich zwischen den Glimmerkristallen und dem Glas einfügen, um die Glimmerkristalle und das kristalline Gefüge zusammenzubinden.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet man als kristallines Material Kaliumsiliciumfluorid (KZSiFs) und Aluminiumoxid (A1203), deren Gemisch vor und nach der Reaktion als Bindemittel bezeichnet sei. Eine zufriedenstellende Reaktion erhält man, wenn das Bindemittel aus 40 bis 60 °/o Kaliumsiliciumfluorid und 60 bis 40 °/o Aluminiumoxid besteht.
  • Bei der Verwendung eines derartigen Bindemittels erhält man einen zufriedenstellenden keramischen Preßstoff, wenn die Mischung, aus der der Vorförmling besteht, 30 bis 85 °/e synthetischen hydroxylfreien Glimmer und 70 bis 15 °/o Bindemittel enthält. Demgemäß ergibt sich folgender Zusammensetzungsbereich für den Vorförmling:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer .................. 30 bis 85 °/a
    KZSiFs ..................... 6 bis 42 °/o
    A1203 ...................... 6 bis 42 °/o
    Die Vorform wird hiernach mindestens 1/2 Stunde lang auf 800 bis 1000'C vorerhitzt, damit das Kaliumsiliciumfluorid und das Aluminiumoxid reagieren und eine zähe Flüssigkeit bilden. Danach kommt der erhitzte Vorförmling in eine Preßform od,-r in die Form einer Spritzgußmaschine, worin sie einem Druck von 270 bis 3400 at ausgesetzt wird. Auch höhere und tiefere Drücke können angewend:t werden. Der Druck hält eine kurze Zeit an, und danach wird der gepreßte Vorförmling herausgenommen, und man läßt ihn abkühlen. Beim Abkühlen ergeben sich plattenförmige Kristalle von Kaliumaluminiumfluorid, die sich gleichmäßig in düm ganzen Material verteilen und sich zwischen den plattenförmigen Kristallen des synthetischen Fluorphlogopitglimmers einfügen.
  • Beim Abkühlen wird außerdem ein Glas gebildet, das ein Kaliumaluminiumsilikatglas oder ein Kaliumaluminiumsiliciumfluoridglas oder b.id-,s sein kann. Auf jeden Fall dient das gebildete Glas den beiden Teilen des kristallinen Gefüges im keramischen Preßstoff als Bindemittel. Bei dem Erhitzen und Abkühlen des Vorförmlings ist das Entstehen des gasförmigen Siliciumtetrafluorids von Bedeutung, welches als flüchtiger Mineralbildner dient und die oben beschriebene Reaktion erleichtert und dabei die Bindung zwischen dem kristallinen und glasartigen Gefüge des keramischen Preßstoffes verbessert.
  • Beim Preßformen können das Bindemittel und der synthetische hydroxylfreie Glimmer in den folgenden Verhältnisbereichen gemischt werden
    Bindemittel ................. 15 bis 70 0/0
    Glimmer ................... 30 bis 85 0/0
    Entsprechend sind die Verhältnisbereiche für einen keramischen Preßstoff:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer .................. 30 bis 85 0/0
    K,SiFg ..................... 6 bis 42 0/0
    A1201 ...................... 6 bis 420/0
    Ein Beispiel einer sehr günstigen Zusammensetzung, die einen asugezeichneten, durch Preßformung hergestellten keramischen Preßstoff ergibt, ist:
    Synthetischer Fluorphlogopitglimmer 500/,
    K2SiFg .......................... 25%
    A1201 ........................... 250/0
    Keramische Preßstoffe aus den obengenannten Materialien besitzen sehr zufriedenstellende elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften, die mit denen vergleichbar sind, die man den Glasglimmermaterialien zuschreibt, und außerdem eine um 110 bis 165'C höhere Betriebstemperatur. Darüber hinaus läßt sich in starkem Maße die Herstellung der keramischen Preßstoffe vereinfachen, die leichter im Gewicht und billiger sind.
  • Wenn die ganze Vorform die Vorhitztemperatur erreicht hat, kann die Preßform auf eine Temperatur von 260 bis 370°C (500 bis 700°F) vorgeheizt werden. Nach dem Warmpressen wird das Material entweder bei Zimmertemperatur oder in einem Kühlofen, der die Temperatur des gepreßten Produktes nach und nach auf Zimmertemperatur bringt, abgekühlt.
  • Nachdem das preßgeformte Produkt auf Zimmertemperatur gebracht ist, kann man seine Oberfläche schleifen oder anders behandeln. Die gemäß der Erfindung hergestellten Preßstoffe besitzen eine außerordentlich glatte Oberfläche, so daß ein Schleifen gewöhnlich nicht notwendig ist; das Oberflächenschleifen bei preßgeformten keramischen Preßstoffen war bisher relativ kostspielig.
  • Bei Anwendung der angegebenen Zusammensetzungen zur Preßformung wird die Vorform vorzugsweise auf 930°C und die Preßform auf 315°C vorerhitzt.
  • Keramische Preßstoffe in der genannten Zusammensetzung können gemäß dei Erfindung auch durch Spritzguß geformt werden. Die feuchten, gemischten Pulver werden in der Kälte bei einem Druck von ungefähr 0,32 t/cm2 in Würfel oder in Kugeln gepreßt. Die Würfel oder Kugeln werden danach mindestens 1/2 Stunde lang auf eine Temperatur von 800 bis 1000°C erhitzt, damit das KZSiFg und das A1201 reagieren und eine zähe Flüssigkeit bilden. Der vorerhitzte Würfel wird danach in die hohle Form einer Spritzgußmaschine gebracht. Die Preßform ist vorher auf eine Temperatur von 260 bis 370°C erhitzt worden und enthält sehr wenig Formlösemittel. Danach wird der Preßstempel betätigt, wodurch der vorerhitzte Würfel einem Druck von 680 bis 3400 at entsprechend der Kompliziertheit der Form und den gewünschten mechanischen Eigenschaften ausgesetzt wird. Vor dem Betätigen des Preßstenipels kann man metallische Einsätze in die Form bringen, welche nach der Formung ständig mit dem geformten keramischen Preßstoff vereinigt bleiben.
  • Die keramischen Preßstoffe aus den beschriebenen Zusammensetzungen haben einen Ausdehnungskoeffizientevon etwa 12 - 10-g, der ziemlich ge _au mit denn vieler Metalle, z. B. für eine Anzahl rostfreier Stähle, übereinstimmt. Auf Grund dieser Übereinstimmung der Wärmeausdehnungskoeffizienten können metallische Einsätze i 1 dem keramischen Preßstoff eingeformt werden, die eine dauerhafte Vereinigung mit dem keramischen Preßstoff sicherstellen.
  • Nach sehr kurzer Zeit wird der Preßstempel entfernt und das geformte Produkt aus der Form ausgestoßen. In der Form und nach dem Ausstoßen aus der Form kühlt sich das gefomte Produkt ab; während der Abkühlung bilden sich die plattenförmigen Kaliumaluminiumfluoridkristalle.
  • Bei diesem Spritzguß wird der Würfel oder die Kugel vorzugsweise auf 870°C und die Form der Spritzgußmaschine auf 315°'C vorerhitzt.
  • Zum Beispiel kann man an Stelle des Kaliumsiliciumfluorids Natriumsiliciumfluorid oder Lithiumsiliciumfluorid für Spritzguß und zur Preßformung verwenden. Die einzelnen Schritte der beiden Verfahren und die Vorhitztemperaturen und andere Bedingungen sind identisch mit denen bei der Verwendung von Kaliumsiliciumfluorid. Das sekundire plattenförmige kristalline Gefüge, welches in dem Material verteilt und zwischen dem Glimmer des keramischen Preßstoffes eingefügt ist; besteht in diesen Fällen aus Natriumaluminiumfluorid (NaAlF4) bzw. Lithiumahiminiumfluorid (LiAIF4).
  • Obwohl die Stoffe mit den bereits genannten Zusammensetzungen einen keramischen Preßstoff darstellen, dessen Eigenschaften und dessen leichte Herstellung jedem andren, bisher bekannten keramischen Preßstoff überlegen sind, hat man gefunden, dlß man ein verbessertes Produkt erhält, wenn dis Bindemittel Aluminiumoxid und eine Kombination von Alkalisiliciumfluorid2n enthält. Die Gegenwart von verschiedenen Alkaliionen ergibt ein stabileres, glasartiges Gefüge. Beispielsweise ergibt sich ein ausgezeichneter keramischer Preßstoff durch Formpressung oder im Spritzguß, wenn Rohmaterialien in der folgenden Mischung benutzt werden:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer .................. 30 bis 85 0/0
    A1201 ...................... 6 bis 42 0/0
    K,SiFg ..................... 6 bis 42g/0
    Na2SiFg .................... 0 bis 20 0/0
    Ferner wurde gefunden, daß, wenn das Mischungsverhältnis von K2SiF1 und Na2SiFg ungefähr 4:1 ist, das Produkt noch bessere Qualitäten hat.
  • Ein ausgezeichneter keramischer Preßstoff ergibt sich im folgenden Mischungsverhältnis:
    Synthetischer Fluorphlogopitglimmer 500/0
    A1201 ........................... 250/0
    K,SiFg .......................... 200/0
    Na2SiFg ......................... 50/0
    Stoffe dieser Art haben ein glasartiges Gefüge, welches aus einem Kalium-Natrium-Aluminiumsilikat-Glas, Kalium- Natrium-Aluminiumsiliciumfluorid- Glas oder beiden besteht. Das sekundäre kristalline Gefüge besteht aus einem Kalium-Natrium-Aluminiumfluorid, welches am besten durch die Formel (K, Na) AlF, wiedergegeben. wird.
  • Die Verfahrensschritte und Bedingungen für Preßformung oder Spritzguß dieses Materials sind die gleichen wie die für einen keramischen Preßstoff, der nur AIz03: und K,SiFs als Bindematerialien enthält.
  • In einer anderen Zusammensetzung, welche einen äußerst zufriedenstellenden keramischen Preßstoff ergibt, werden Kaliumsiliciumfluorid, Lithiumsiliciumüuorid und Aluminiumoxid als Bindemittel verwendet. Mischungsverhältnis.:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer . . . : . . . .......... . 30 bis 85 0/0
    - A1203 ..,.; .................... 6 bis 42 0/0
    K2SiFs : ... : ................ -6 bis 420/0
    - Li2SWs ...................... 0 bis 20 0/0
    Das Kaliumsiliciumfluorid und das Lithiumsiliciumfluorid stehen vorzugsweise im Verhältnis von 4:1.
  • Eine, bevorzugte Zusammensetzung dieses keramischen Preßstoffes ist:folgende :
    Synthetischer Fluorphlogopitglimrner 50 0/0
    NA . . . .... . - . , . . . . . . , 25 °/0
    K,SiFo . . , . ...................... -200/,.
    Li28iFs ..... _ .............. _ - - ........ 5 0/0
    Eine andere Reihe von Materialien, welche einen hochwertigen keramischen Preßstoff ergeben, sind solche,,. deren Natrium siliciumfluorid und Lithiumsiliciumfluorid enthält. Vorzugsweise soll das Natriumsiliciumfluorid und das Lithiumsiliciumfluorid im Verhältnis 1:1 stehen, obwohl das nicht unbedingt nötig ist.
  • Das Gemisch des keramischen Preßstoffes soll die Rohmaterialien in der folgenden Mischung enthalten:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer .................. 30 bis 85 0/0
    A1203 ...................... 6 bis 42 0/0
    Na2SiF0 .................... 3 bis 42 0/0
    LizSiFO ..................... 3 bis 42 0/0
    Eine bevorzugte Zusammensetzung ist folgende:
    Synthetischer Fluorphlogopitglimmer 50 0/0
    A1203 ........................... 250/0
    Na2SiF0 ..... . . . .................. 12,50/0
    Li2SiFs .......................... 12,5%
    Die oben beschriebenen Materialien können im Spritzguß- und im Preßverfahren unter Anwendung derselben Methoden und unter denselben Bedingungen geformt werden. Das glasartige Gefüge des entstehenden keramischen Preßstoffes besteht aus einem Natrium-Lithium-Silikat-Glas oder einem Natrium-Lithium-Aluminium-Silikatfluorid-Glas oder aus beiden. Die plattenförmigen sekundären Kristalle sind Natrium-Lithium-Aluminiumfluorid, welches am besten durch die Formel (Na, Li) AIF4 wiedergegeben wird.
  • Während jedes dieser Materialien einen hochwertigen keramischen Preßstoff ergibt, wurde gefunden, daß, wenn man alle drei obengenannten Allcahsiliciumfluoride vereinigt, ein noch besseres Material entsteht. Die keramischen Preßstoffe, welche aus Glimmer, Aluminium und den drei Alkalisiliciumfluoriden bestehen, werden aus den Rohmaterialien in, folgenden Gewichtsverhältnissen hergestellt:
    Synthetischer Fluorphlogopit-
    glimmer .................. 30 bis 85 °/0
    A1203 ...................... 6 bis 42 0/0
    K,SWs ...................... 6 bis 42 0/0
    Na2SiF0 .................... 0 bis 20 0/0
    Li2SiFs ..................... 0 bis 20 0/ä
    Es ist vorzuziehen, daß sich das Verhältnis von Kaliumsiliciumfluorid zu der :Summe von. Natriumsilicüunfluorid und Lithiumsiliciumfluorid -zwischen 3:1 und 4:1 bewegt. Man erhält einen ausgezeichneten keramischen Preßstoff; wenn man die folgende Zusammensetzung wählt:
    Synthetischer Fluorphlogopitglimmer 5001,
    A1203 ........................... 25%
    K,SiFs .......................:.. 190/0-
    Na2SiFo ..........:.............. 3%
    Li2SiF0 ...............-........... 3%
    Diese Materialien werden im Spritzguß- oder Preßverfahren auf genau dieselbe Weise und unter genau denselben Bedingungen geformt. Das entstehende glasartige - Gefüge dzs keramischen Preßstoffes besteht aus einem Kalium-Natrium-Lithium-Aluminiumsilikat-Glas od.r einem Kalium-Natrium-Lithium-Aluminiumsiliciumfluorid-Glas oder aus beiden. Das sekundäre plattenförmige kristalline Gefüge ist ein Kalium-Natrium-Lithium-Aluminiumfluorid, welches am besten.durch die Formel (K, Na, Li) AIF4 ausgedrückt wird. ._ Es wurd-, außerdem gefunden; daß = die .anderen Alkalimetalle Rubidium und Caesium auch als zufriedenstellende Rohmaterialien zum Ersatz oder zur Ergänzung der obenerwähnten Alkalisiliciumfluoride dienen. wegen ihrer Kostspieligkeit und der Schwierigkeit ihrer Behandlung eine wirtschaftliche Bedeutung sehr zweifelhaft. Wenn man sie benutzt, haben sie die Eigenschaften, die oben für Natriumsiliciumfluorid und Lithiumsiliciumfluorid erläutert sind.
  • Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden keramische Preßstoffe hergestellt, welche eine höhere Wärmewiderstandskraft besitzen als die herkömmlichen und so eine Ausnutzung der überlegenen thermischen Eigenschaften von synthetischem Fluorphlogopitglimmer und anderen wasserfreien Glimmern ermöglichen. Diese wasserfreien Glimmer halten normalerweise höhere Temperaturen aus als der bisher bei der Herstellung von -Glas-Glimmer-Materialien benutzte natürliche Muskovit-Glimmer, denn es ist kein Hydroxylion vorhanden, welches bei tieferen Temperaturen abgespalten wird. Insbesondre braucht in dem Verfahren keine Glasfritte verwendet zu werden. Außerdem ergeben die Bindematerialien, die von hoher Reinheit sind, einen keramischen Preßstoff, dessen Zusammensetzung ziemlich genau kontrolliert werden kann und in dem Unreinheiten im wesentlichen beseitigt sind, die bisher Schwankungen in der Qualität des Endproduktes hervorriefen. Darüber hinaus haben die gemäß der Erfindung hergestellten keramischen Preßstoffe ein niedriges spezifisches Gewicht von ungefähr 2,7 im Gegensatz zu dem spezifischen Gewicht von ungefähr 3,8 der keramischen Preßstoffe, die mit den bisher gebräuchlichen Bleiboratfritten hergestellt werden; sie haben einen viel breiteren Bereich der Vorhitztemperatur und benötigen weniger Formschmierung. Alle diese Eigenschaften vereinfachen entweder die Herstellung, oder sie ergeben ein hochwertiges Endprodukt.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines glasigkristallinen Materials für elektrische Isolatoren, bei dem glimmerartiges Material mit einem glasartigen Bindemittel erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus 15 bis 700/0 Alkalisiliciumfluorid mit Tonerde als Bindemittel und aus 850/, bis 300/0 hydroxylfreiem Glimmer, vorzugsweise aus je 50 °/o Glimmer und Bindemittel, auf eine Temperatur von 800 bis 1000°C erhitzt wird und daß die erhitzte Mischung gekühlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus annähernd 50 °/a Alkalisiliciumfluorid und aus 50 °/o Tonerde besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkali des Alkahsiliciumfluorids Kalium, Natrium, Lithium, Rubidium oder Caesium oder eine Mischung aus mindestens zwei von diesen Alkalisiliciumfluoriden verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisiliciumfluorid 4,8 bis 100 °/o Kaliumsiliciumfiuorid, 0 bis 47,6 °/o Natriumsiliciumfluorid und 0 bis 47,6 °/o Lithiumsiliciumfluorid verwendet werden.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als hydroxylfreier Glimmer synthetischer Fluorpblogopitglimmer verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Mischung vor dem Kühlen gepreßt wird.
  7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel und der hydroxylfreie Glimmer gemischt und unter Anwendung eines zeitweiligen Bindemittels vorgeformt werden und daß der Vorformling erhitzt und anschließend gekühlt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 679 523, 831973; österreichische Patentschrift Nr. 69 634; Chemiker Zeitung, 1956, S. 452; Chemical Engineering, Dezember 1955, S. 124 bis 126.
DEM35148A 1956-08-27 1957-08-26 Verfahren zum Herstellen eines glasig-kristallinen Materials auf der Basis von Glimmer fuer elektrische Isolatoren Pending DE1228982B (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT69634B (de) * 1912-09-04 1915-08-25 Friedrich Boelling Verfahren zur Herstellung hitzebeständiger, elektrisch schützender Blätter, Platten usw. aus Spaltglimmer, Glimmerabfällen oder dgl.
DE679523C (de) * 1933-04-11 1939-08-08 Saint Gobain Verfahren zur Herstellung geformter Gegenstaende aus Glimmer
DE831973C (de) * 1945-10-11 1952-02-18 Mycalex Company Ltd Herstellung von glimmerartigem Isolationsmaterial

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