DE1471178B2

DE1471178B2 - Verfahren zur herstellung von flaechengebilden aus pyrolyti schem graphit

Info

Publication number: DE1471178B2
Application number: DE19631471178
Authority: DE
Inventors: Russell Judd Ballston Spa N.Y. Diefendorf (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-12-19
Filing date: 1963-12-18
Publication date: 1972-03-02
Also published as: GB1064572A; CH477366A; SE312320B; DE1471178A1; US3297406A

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden und insbesondere Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden aus pyrolytischem Graphit, die als Heizelemente, gasundurchlässige Membranen und als Verpackungsmaterial verwendet werden können.

Das Ziel der Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von pyrolytischen Graphitflächengebilden zu liefern und ein Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden von einheitlicher Stärke aus einem geglühten pyrolytischen Graphitkörper.

Es ist bekannt, daß Schichten aus pyrolytischem Kohlenstoff oder/und pyrolytischem Graphit auf kugelförmige oder röhrenförmige Körper bei Temperaturen bis zu 1600 bzw. über 1600°C abgeschieden werden können. Der Kohlenstoff bzw. der Graphit lagern sich dabei in einer festen, dichten Schicht ab. Die Abtrennung des pyrolytischen Kohlenstoffs vom Kohlenstoffsubstrat erfolgt auf Grund eines thermischen Schocks.

Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung eines Flächengebildes, bei welchem ein Körper mit im allgemeinen parallelen ersten pyrolytischen Graphitschichten und mit einer zweiten pyrolytischen Graphitschicht mit unterschiedlichen Eigenschaften zwischen ersten benachbarten pyrolytischen Graphitschichten gebildet und der Körper mit Einlagerungsmaterial in Berührung gebracht wird, das dadurch in die zweiten Schichten eingeführt und die Festigkeit der zweiten Schichten verringert, und die ersten Schichten in Flächengebilde getrennt werden.
Die Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen besser verständlich werden. Die Zeichnungen stellen dar in

F i g. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung, mit deren Hilfe der Körper nach der Erfindung hergestellt

ίο wird,

F i g. 2 eine Draufsicht eines Körpers, der in der Vorrichtung von F i g. 1 hergestellt wurde,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Körper von F i g. 2 entlang der Linie 3-3,

F i g. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe der Körper von F i g. 2 mit einem Zwischenschichtmaterial in Berührung gebracht wird,

F i g. 5 einen Schnitt durch den Körper, der teilweise in Folien aufgeteilt ist,

F i g. 6 pyrolytische Graphitschichten, die vom Körper der F i g. 5 abgetrennt wurden,

F i g. 7 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung, mit deren Hilfe der Körper geglüht wird, F i g. 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung, mit deren Hilfe der in der Vorrichtung von F i g. 7 geglühte Körper mit einem Zwischenschichtmaterial in Berührung gebracht wird,

F i g. 9 einen Schnitt durch den Körper von F i g. 8, der teilweise in Folien aufgeteilt ist,

Fig. 10 eine Vielzahl von pyrolytischen Graphitschichten, die von dem Körper von F i g. 9 abgetrennt wurden,

F i g. 11 eine zusammengesetzte Folie, die aus mehreren Folien der F i g. 10 besteht, die zusammengepreßt wurden.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung 10, die aus einer Kammer 11 mit einem unteren Teil 12 und einer Abdeckung 13 besteht, die mit Hilfe von Bolzen 14 an dem unteren Teil 12 angebracht ist und durch einen Schnurring 15 gegen diese abgedichtet ist. Ein Sichtfenster 16 ist in der Abdeckung 13 eingebaut, so daß der Betrieb beobachtet werden kann und ein optischer (nicht gezeigter) Pyrometer abgelesen werden kann. Eine Umhüllung 17 aus Graphit oder einem anderen hochtemperaturbeständigen Stoff begrenzt eine Kammer 18, die eine untere öffnung 19 und eine obere Öffnung 20 besitzt. Eine Zufuhrleitung 21 ist mit einer (nicht gezeigten) Quelle für das kohlenstoffhaltige Material verbunden und erstreckt sich von dieser

So durch die untere Wand des Teiles 12 und die Öffnung 19 in die Umhüllung 17, um mit der Kammer 18 durch die Austrittsöffnungen 22 zu kommunizieren. Die Öffnung 20 der Umhüllung 17 besitzt eine Abdeckung 23 mit Öffnungen 24 zum Abzug der Dämpfe.

Ein Paar hochtemperaturbeständiger Platten, z. B. Graphitplatten 25, wird in die Umhüllung 17 mit Hilfe von Flanschen 26 eingehängt, die an einem Ende der Platten angebracht sind. Jeder Flansch 26 liegt auf der Abdeckung 23 auf, wenn die Platten 25 durch eine Öffnung 27 in der Abdeckung 28 in die Kammer 18 der Umhüllung 17 gehängt werden. Zwischenräume 28 in der Kammer 18 werden zwischen den Platten 25 und jeder einzelnen Platte und der benachbarten Wand der Umhüllung 17 auf diese Weise geschaffen.

Eine geeignete Isolierung 29, z. B. aus Ruß, umgibt die Umhüllung 17 und wird durch einen Quarz- oder Asbestzylinder 30 gehalten. Gewöhnliche Induktionsspulen 31 umgeben den Zylinder 29, um die erf order-

3 4

liehe Wärme für die Umhüllung 17, die Platten 25 Diese zweite pyrolytische Graphitschicht und deren

und die Kammer 18 und deren Zwischenräume 28 Stärke sind nicht entscheidend, da man eine Vielzahl

während des Niederschlags zu liefern. Der Teil 12 von ersten pyrolytischen Graphitschichten von ein-

der Kammer 11 ist ebenfalls mit einer Austritts- heitlicher oder uneinheitlicher Stärke bilden möchte,

öffnung 32 versehen, die mit einer Leitung 33 ver- 5 die nachfolgend in Folien aufgeteilt werden. Der-

bunden ist, welche an eine Vakuumpumpe 34 an- artige »Störungen« werden in verschiedener Weise

geschlossen ist, damit der Druck in der Kammer 11 herbeigeführt, z. B. durch Änderung des Druckes,

verringert wird. der Temperatur oder der Atmosphäre während des

Beim Betrieb der Vorrichtung 10 von F i g. 1 wird Niederschlags, wobei die Zeitdauer ausreicht, um ein Paar von Graphitplatten 25 in die Umhüllung 17 io eine zweite pyrolytische Graphitschicht von anderer mit Hilfe von entsprechenden Flanschen 26 an der Beschaffenheit niederzuschlagen. Dann werden die Abdeckung 23 aufgehängt. Auf diese Weise werden Bedingungen für den Niederschlag erneut geändert, innerhalb der Kammer 18 die Zwischenräume 28 so daß die anfänglich gewählten Bedingungen herrzwischen jeder Platte 25 und der benachbarten Wand sehen und eine weitere erste pyrolytische Graphitwie zwischen den Platten selbst geschaffen. Die Ab- is schicht auf der zweiten aufgetragen wird. Die abdeckung 13 ist an dem unteren Teil 12 der Kammer 11 wechselnde Auftragung wird fortgesetzt, bis ein durch Bolzen befestigt. Der Druck in der Kammer Körper mit einer Vielzahl von ersten pyrolytischen wird vorzugsweise auf den möglichst geringsten Graphitschichten und mit einer zweiten pyrolytischen Wert verringert, ehe ein Gas eingeleitet wird, obgleich Graphitschicht mit anderen Eigenschaften zwischen der Niederschlag in einem weiten Druckbereich von 20 den benachbarten ersten pyrolytischen Graphitschichetwa 0,5 bis 760 mm Quecksilbersäule bei verschie- ten aufgebaut worden ist. Ein solcher Körper besitzt denen Gasströmungsgeschwindigkeiten durchgeführt die gewünschte Stärke, z. B. 250 bis 2500 μ.
werden kann. Die Methanzufuhr wird gestoppt und die Wärme-

Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungs- quelle abgeschaltet, so daß sich die Vorrichtung auf gemäßen Körper benutzt eine Temperatur von 25 Zimmertemperatur abkühlen kann. Der Druck wird 1600 bis 2500°C vor Einführung des Gases in die auf den atmosphärischen Druck erhöht und die Kammer, in der Graphitplatten 25 durch Induktions- Abdeckung 13 wird abgehoben, so daß die Umspulen 31 in der Umhüllung 17 und die gesamte hüllung 17 zugänglich ist. Die Platten 25 werden aus Kammer 18 aufgeheizt werden. Ein kohlenstoff- der Umhüllung entnommen, indem sie durch die haltiges Gas, z. B. Methan, wird durch eine geeignete 30 öffnungen 27 in der Abdeckung 23 herausgezogen (nicht gezeigte) Leitung 21 zugeführt, die entsprechend werden. Der Niederschlag wird dann von jeder Seite eingestellt werden kann, und die Austrittsöffnungen 23 der Platten 25 abgezogen oder entfernt,
liefern das Gas in die Kammer 18 und die Zwischen- F i g. 2 zeigt einen Körper 35, der durch den Niederräume 28. Das kohlenstoffhaltige Gas wird zu dampf- schlag aufgebaut wurde und ursprünglich in der Vorförmigem Kohlenstoff zersetzt und dann als pyro- 35 richtung der F i g. 1 hergestellt worden ist. F i g. 3 lytische Graphitschicht auf beiden Seiten der Platten 25 zeigt einen Schnitt durch den Körper 35 entlang der und der Umhüllung 17 niedergeschlagen. Diese Schicht Linie 3-3 von F i g. 2. Jede gewöhnlich parallel verbesteht aus einer Vielzahl von einzelnen, gewöhn- laufende erste pyrolytische Graphitschicht 36 besteht lieh parallellaufenden pyrolytischen Graphitschichten. aus einer Vielzahl von einzelnen pyrolytischen Gra-Der Temperaturbereich und der Druck sollten so 40 phitschichten. Die anderen pyrolytischen Graphitgewählt werden, daß einzelne, feinkörnige, pyro- schichten 37 mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften, lytische Schichten aus Graphit gebildet werden, die d. h. Eigenschaften, die sich von denen der ersten möglichst frei von den ungewöhnlich großen in der Schicht unterscheiden, werden zwischen den benach-Gasphase gebildeten Teilchen sind, welche ein Mikro- harten Schichten 36 gezeigt. Diese Schichten 37 werden gefüge zur Folge haben, das bekanntlich als »kon- 45 in der vorstehend geschilderten Weise als »Störungen« tinuierlich gekörnt« oder »hochgradig regenerativ« oder Unterbrechungen während des Niederschlags bezeichnet wird. gebildet und eingeschoben.

Werden durch die Induktionsspule 31 das kohlen- F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung 38, in der der Körper stoffhaltige Gas, die Umhüllung 17, die Platten 25 35 mit einem »eingeschobenen« Stoff in Berührung und die Zwischenräume 28 aufgeheizt, dann kann 5° gelangt. Die Vorrichtung 38 umfaßt einen Behälter 39, das kohlenstoffhaltige Gas durch eine andere Wärme- z. B. aus Glas, mit einer Lösung 40 des einzuverleiquelle auf die gewünschte Temperatur vorgewärmt benden Stoffes, z. B. Schwefelsäure. Der Körper 35 werden, so daß dampfförmiger Kohlenstoff durch wird in die Lösung 40 eingetaucht. Unerwarteterweise die Leitung 21 in die Kammer 18 geschickt wird. entdeckte man, daß ein solcher Stoff der zweiten Während des Betriebes der Vorrichtung 10 wird die 55 pyrolytischen Graphitschicht 37 einverleibt oder zuTemperatur von einem optischen Pyrometer, der gesetzt wird, wenn der Körper 35 mit einem dernicht abgebildet ist, aufgezeichnet und durch das artigen Stoff in Berührung gelangt oder dessen Fenster 16 in der Abdeckung 13 der Vorrichtung 10 Wirkung ausgesetzt oder in diesen getaucht wird, abgelesen. Außerdem wurde festgestellt, daß ein solcher Stoff

Nachdem eine erste Schicht von vorbestimmter 60 entweder Elektronen aus den Schichten 37 aufnimmt Stärke aus pyrolytischem Graphit, die aus einer oder abgibt, wodurch die Festigkeit zwischen den Vielzahl von einzelnen Schichten zusammengesetzt Schichten 36 gemindert wird, so daß eine teilweise ist, auf beiden Seiten der Platten 25 niedergeschlagen oder vollständige Trennung der Schichten 36 erwurde, wird das Niederschlagsverfahren »gestört« und möglicht wird.

dadurch eine zweite Schicht aus pyrolytischem Graphit 65 Der Stoff, der eingeschoben wird, ist ein Element

mit anderen Eigenschaften, als die erste pyrolytische oder eine Verbindung in flüssiger oder gasförmiger

Graphitschicht sie besitzt, auf der ersten nieder- Form, die entweder Elektronen aufnimmt und eine

geschlagen. starke Affinität für Elektronen besitzt oder Elektronen

mit einer geringen Ionisierung abgibt. Ein solcher Stoff wird in der bevorzugten Weise einer Schicht zugesetzt oder einverleibt, die zum Aufbau eines geschichteten Körpers aus zwei unterschiedlichen Schichten führt. Ein solcher Zusatz wird durch Berührung, Eintauchen oder Einwirkung auf die Unterlage ■gegeben. Der Zusatz des Stoffes zu der jeweiligen Schicht mindert die Haftfähigkeit der anderen Schichten und bewirkt, daß eine teilweise oder vollständige Trennung der Schichten stattfindet, die nicht den zugesetzten Stoff enthalten.

Die Menge des flüssigen Stoffes in einem flüssigen Träger, das Volumen in gasförmigem Zustand oder die Konzentration sind nicht entscheidend. Der Zusatz dieses Stoffes zu bestimmten Schichten eines geschichteten Körpers kann durch einfache Beobachtung verfolgt werden, da die verschiedenen Schichten sich voneinander trennen oder der Körper sich verfärbt. Daher ist die Dauer der Einwirkung, der Berührung oder des Eintauchens nicht entscheidend.

Verschiedene flüssige oder gasförmige Stoffe lassen sich erfindungsgemäß als zwischengeschaltetes Material verwenden. Beispiele dafür sind:

25

H₂SO₄, K, Rb, Cs, Br₂, AlBr₃, AlCl₃, AUCl₃, BCl₃, CoCl₄, CrCl₃, CrO₂Cl₂, CrO₂F₂, CUCl₂, CuBr₂, DyCl₃, BuCl₃, FeCl₃, GaCl₃, HfCl₄, ICl, ICl₃, InCl₃, MoCl₃, BdCl₄, PtCl₄, RoCl₄, RhCl₃, RuCl₄, SbCl₅, SmCl₅, TaCI₅, TlCl₃, UCl₄, UO₂Cl₂, YCl₃, YbCl₃ und ZrCl₄.

F i g. 5 zeigt einen Körper 35, der aus der Vorrichtung 38 entnommen würde. Er umfaßt eine Vielzahl von pyrolytischen Graphitschichten 36, die durch Zwischenschichten 37 getrennt sind. Die Ziffer 41 bezeichnet Gebiete zwischen den benachbarten Schichten 30. Der Körper 35 wird mit destilliertem Wasser gewaschen oder auf eine Temperatur von 300 bis 1500⁰C erwärmt, damit die verbliebenen Teile der Schichten 37 aufgelöst oder entzogen werden. Falls gewünscht, können die Schichten 36 nach dem Waschen mit destilliertem Wasser in Folien aufgeteilt werden. • F i g. 6 zeigt eine Vielzahl von pyrolytischen Graphitschichten 42. Diese Folien 42 sind aus den Schichten 36 entstanden. Die Zeichnung stellt Folien •von einheitlicher Stärke dar, obwohl auch Folien in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt werden können, die von unterschiedlicher Stärke sind.

F i g. 7 stellt einen Teil der Vorrichtung zum Glühen des Körpers, der durch die Vorrichtung von F i g. 1 hergestellt wurde, dar. Diese Vorrichtung umfaßt eine Umhüllung 43, die aus dem handeisüblichen Graphit 44 besteht und auf beiden Seiten eine Schicht aus pyrolytischem Graphit 45 aufgetragen tekam. Die Umhüllung 43 beschreibt eine Kammer 46 mit einer oberen Öffnung 47, die durch einen Deckel 48 mit einem Überzug aus pyrolytischem Graphit 49 abgeschlossen wird. Der Deckel 48 besitzt eine Öffnung in der Mitte, durch die eine Graphitröhre 50 eingeführt wird und bis über den Deckel 48 nach außen reicht. Der Boden des Deckels 48 ist mit einem Paar Klammern 51 versehen. Jede dieser Klammern 51 hält einen Körper 35 in der Kammer 46. Der Körper 35, der in F i g. 5 genauer dargestellt wird, besteht aus einer Vielzahl von ersten pyrolytischen Graphitschichten 36, die abwechselnd mit den zweiten pyrolytischen Graphitschichten 37 aufgetragen sind.

Die Umhüllung 43 ist beispielsweise an Stelle der Umhüllung 17 und der Zufuhrleitung 21 in der Vorrichtung 10 von F i g. 1 angebracht. Falls gewünscht, kann der Körper 35 als Folie oder in anderer Form auf eine Unterlage innerhalb der Umhüllung gesetzt werden. Wird eine andere Form als eine Folie verwendet, dann empfiehlt es sich, ein Gewicht gegen den Körper auf der Unterlage anzubringen, damit der Körper während des nachfolgenden Glühens seine Form behält. Ein kleiner Haufen aus spektroskopischem Kohlenstoffpuder 52 wird auf den Boden der Umhüllung 43 gegeben, so daß Material zum Abdichten der Röhre vorhanden ist. Eine Zufuhrleitung 53 wird mit einer Argonquelle oder einer (nicht gezeigten) Quelle für ein anderes neutrales Gas verbunden und streckt sich durch den Boden des Teiles 12 in die Kammer 11.

Bei Betrieb der Vorrichtung von F i g. 1 wie bei dem der abgewandelten Vorrichtung von F i g. 7 wird die Induktionsspule 51 zur Erwärmung der Kammer 46 und der Körper 35 auf eine Temperatur von wenigstens 2800⁰C, vorzugsweise von 2800 bis 3800° C, mit Kraft beschickt. Argon oder ein entsprechendes neutrales Gas wird durch die Zufuhrleitung 53 in die Kammer 11 geschickt. Das Gas zirkuliert in der Kammer und gelangt in die Kammer46 durch die Graphitröhre 50. Anfangs werden sowohl die Kammer 1 als auch die Kammer 46 auf einem unteratmosphärischen Druck gehalten.

Wird die gewünschte erhöhte Temperatur erreicht und gehalten, dann verdampft der Puder 52 und kondensiert sich an der Innenseite der Röhre 50, wodurch die Kammer 46 abgedichtet wird. Der pyrolytische Graphitüberzug 45 auf den Flächen der Umhüllung 43 und der Überzug 49 auf dem Deckel 48 verhindern, daß die Umhüllung und der Deckel bei den genannten erhöhten Temperaturen verdampfen. Wenn die Röhre 50 abgedichtet ist, dann kann der Druck in der Kammer 46 annähernd dem atmosphärischen entsprechen. Die herrschende Temperatur wandelt jeden Körper 35 in einen geglühten Körper 54 mit einer stärker kristallisch orientierten Struktur um. Nach der Umwandlung der beiden Körper 54 wird die Wärmezufuhr abgeschaltet und die Vorrichtung auf Zimmertemperatur abgekühlt. Das Argon wird aus der Kammer 11 ausgespült, und die Vorrichtung geöffnet. Die geglühten Körper 54 werden aus dem Gehäuse 43 entnommen. Jeder Körper 54 besteht aus einer Vielzahl von ersten pyrolytischen Graphitschichten 55 die von zweiten pyrolytischen Graphitschichten 56 unterbrochen werden. Diese Schichten 55 und 56 entsprechen den Schichten 36 und 37 der Körper 55.

Ein Glühen des Körpers 35 bei einer Temperatur von wenigstens 2800⁰C, vorzugsweise von 2800 bis 3800⁰C, ergibt einen Körper 54 mit überlegenen Eigenschaften, z. B. kristalliner Vollkommenheit, bevorzugter Orientierung und geringen Beeinträchtigungen der Struktur. Das Glühen bewirkt eine vollständige Ausrichtung der einzelnen Schichten. Die Orientierung des entstandenen Körpers, der gemäß des beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde, entspricht etwa der eines Einkristalls aus dem Material Außerdem besitzt der Körper eine gute Festigkeit und Dehnbarkeit beim Wiegen.

⁷ . ■...-■ .. - ⁸ ■■·■.·.-., ■

.;. F ig. 8 zeigt eine Vorrichtung, in der der in F i g. 7 gepreßt wurden, so daß eine vorhestimmte Stärke

geglühte Körper 54 mit dem .zwischengeschichteten erzielt wurde.

Stoff in Berührung gelangt. Die Vorrichtung 38 Beispiele für das Verfahren zur Herstellung von

besteht aus einem Behälter 39, z. B. aus Glas, mit Folien aus einem Körper werden nachstehend als

einer Lösung 40 aus dem einzulagernden Stoff, z.B. 5 Ausführungsbeispiele für die Erfindung ;angeführt:
Schwefelsäure.

Der Körper 54 wird als in die Lösung 40 getaucht B e i s ρ i e 1 1
dargestellt. Der Zusatz oder die Einverleibung des

zwischenzuschichtenden Stoffes zu den Schichten 55 Die Vorrichtung von F i g. 1 wird aufgestellt, bei

kann mit bloßem Auge durch die Abtrennung der io der sowohl die Umhüllung als auch die Platten aus

Schichten 55 oder eine Farbänderung beobachtet handelsüblichem Graphit bestehen. Die Abdeckung

werden. Wie vorstehend in Zusammenhang mit dem wird auf dem unteren Teil befestigt und die Atmosphäre

Körper 55 bereits beschrieben wurde, sind weder in der Kammer auf einen Druck von 0,001 mm Queck-

die Menge des flüssigen Stoffes, dessen Konzen- silbersäule mit Hilfe einer Vakuumpumpe verringert

tration noch die Dauer des Kontaktes mit dem 15 Der Induktionsspule wird Strom zugeführt, und

Körper entscheidend. Der Körper 54 wird in die dadurch das Gehäuse oder die Umhüllung, die Platten

Lösung .getaucht, bis eine teilweise oder vollständige und Zuführungen aufgeheizt, bis das optische Pyro-

Äbtrennung der Schichten 55 stattgefunden hat. meter eine unkorrigierte Temperatur von annähernd

Fig. 9 zeigt den Körper nach seiner Entnahme aus 2300⁰C anzeigt. Ein kohlenstoffhaltiges Gas, z.B. der Vorrichtung 38. Er besteht aus einer Vielzahl 20 Methan, wird mit einer Geschwindigkeit von 0,92 m³/h erster pyrolytischer Graphitschichten 55 und aus durch die Zufuhrleitung in das Innere des Gehäuses Teilen der Schichten 56 zwischen den benachbarten oder die Umhüllung geschickt. Das Gas wird zu Schichten 55. Die Gebiete 57 sind die Abstände oder Kohlenstoffdampf innerhalb der Umhüllung umTrennung zwischen den Schichten 55. Der Körper 54 gewandelt, und dieser Dampf schlägt sich einheitlich wird mit destilliertem Wasser gewaschen oder auf 25 an beiden Platten und auf der inneren Gehäusewand eine Temperatur von 300 bis 1500⁰C erwärmt, damit nieder, wenn er unter einem Druck von annähernd die verbleibenden Teile der Schichten 55 heraus- 18 mm Quecksilbersäule durch die Gehäusekammer gebrochen oder entfernt werden. Falls gewünscht, fließt.

können die Schichten 56 abgetrennt werden und dann Bei den beschriebenen Bedingungen bildet sich ein mit destilliertem Wasser gewaschen werden. 30 pyrolytischer Graphitkörper von 750 μ Stärke auf . Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Folien jeder Seite der Platte im Zeitraum von etwa 60 Misieht vor, daß ein pyrolytischer Graphitkörper in die nuten. Es ist indessen erwünscht, eine Vielzahl von Vorrichtung der F i g. 1 eingeführt wird, wobei die Folien einheitlicher Stärke aus diesem Körper zu gleichen Bedingungen wie für den Körper 35 herrschen bilden. Demzufolge werden die genannten Bedinmit dem Unterschied, daß keine »Störungen« eingeleitet 35 gungen 2 Minuten lang aufrechterhalten, so daß werden. Der entstandene Körper mit einer Vielzahl sich eine erste pyrolytische Graphitschicht von 25 μ von gewöhnlich parallelen pyrolytischen Graphit- Stärke bildet. Die Methanzufuhr wird dann einige schichten 35 wird nachfolgend in der beschriebenen Sekunden lang verringert. Eine derartige Änderung Weise in der Vorrichtung von F i g. 7 geglüht. Der in den Bedingungen für den Niederschlag führt zu geglühte Körper mit einer Vielzahl von gewöhnlich 40 einer zweiten pyrolytischen Graphitschicht mit anderen parallelen pyrolytischen Graphitschichten 55 wird Eigenschaften, die auf der ersten pyrolytischen Grain die Lösung 40 im Behälter 39 (s. F i g. 8) ge- phitschicht niedergeschlagen wird. Danach wird die taucht. Die zwischenzuschaltende Verbindung 40 wird Gaszufuhr wieder auf den Anfangswert eingestellt dem Körper zwischen den benachbarten einzelnen, und weitere 2 Minuten lang werden 0,92 m³/h einpyrolytischen Graphitschichten zugeführt oder ein- 45 geleitet, so daß sich eine nächste pyrolytische Graphitverleibt. Der Zusatz, der ein Absinken der Festigkeit schicht von 25 μ Stärke bilden kann. Dieses Vorgehen oder des Zusammenhalts der Schichten bewirkt, läßt wird etwa 20 Minuten lang wiederholt, so daß sich sich mit bloßem Auge durch eine Ausdehunng der 10 erste pyrolytische Graphitschichten von 25 μ Körpergröße feststellen und beobachten. Der Körper Stärke bilden können, die je von einer zweiten pyrowird dann aus dem Behälter 59 entnommen und 50 lytischen Graphitschicht mit anderen Eigenschaften schnell auf eine Temperatur von 500 bis 15GO⁰C er- unterbrochen werden. Strom- und Gaszufuhr werden wärmt. Der Körper dehnt sich bei dieser Erwärmung dann abgeschaltet und die Kammer auf atmosphäum den hundertfachen Wert seiner ursprünglichen rischen Druck gebracht.

Größe aus. Nach dem Abkühlen wird der Körper in Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wird

Folien aufgeteilt, indem man ihn in der gewünschten 55 die Abdeckung der Kammer abgenommen. Die

Stärke zerschneidet. Wenn erwünscht, können die Platten, die mit einem geschichteten pyrolytischen

Folien noch dünner gepreßt werden oder in andere Graphitkörper auf beiden Seiten bedeckt sind, werden

Formen gebracht werden. aus dem Gehäuse entnommen. Der geschichtete

F i g. 10 zeigt einige pyrolytische Graphitfolien 58. pyrolytische Graphitkörper wird von jeder Seite ab-

Diese Folien 58 wurden aus den gewaschenen Schich- 60 genommen, und jede derartige Folie besitzt eine

ten 55 nach dem Trocknen gewonnen. Derartige Stärke von etwa 325 μ.

dehnbare, geglühte Folien sind hier von einheitlicher Ein quadratisches Stück von 2,5 cm Seitenlänge

Stärke. Es können ebenfalls Folien von unterschied- (eine Fläche von 6,25 cm³) von einem dieser ge-

licher Stärke hergestellt werden, wie oben bereits schichteten pyrolytischen Graphitkörper mit einer

beschrieben wurde. 65 Stärke von 325 μ wird in einen Behälter mit einem

F i g. 11 zeigt eine zusammengesetzte pyrolytische zwischenzuschaltenden Stoff gegeben, der aus einer

Graphitfolie 59. Diese Folie besteht aus einer Vielzahl ausreichenden Menge konzentrierter Schwefelsäure

von Folien 58, die nach ihrer Herstellung zusammen- besteht, der ein geringer, nicht entscheidender Anteil

9 10

Salpetersäure zugesetzt würde, so daß der Körper Zusammenhang mit der Vorrichtung von Fig. 7 vollständig: in dieser Flüssigkeit eingetaucht werden beschriebenen Weise gehalten und in die Vorrichtung kann. Der Körper wird so lange in diese Lösung von Fi g. 1 eingebracht. Dieser Körper wird einer getaucht, bis das zwischenzuschichtende Material in Temperatur von 3600⁰C !Stunde lang in einer die zweiten pyrolytischen Graphitschichten eingelagert 5 Argonatmosphäre ausgesetzt. Dann wird die Wärmewurde. Gewisse Schichten des Körpers nehmen eine zufuhr abgestellt, und man läßt die Vorrichtung auf Blaufärbung an, wodurch sichtbar angezeigt wird, Zimmertemperatur abkühlen. Der pyrolytische Gradaß der Stoff einverleibt wurde, und die ersten pyro- phitkörper wird aus dem Gehäuse entnommen und lytischen Graphitschichten lösen sich teilweise ab. liefert einen Körper mit einer besser orientierten Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, eine io Kristallstruktur.

besondere Zeitangabe über die Dauer dieses Ver- Dieser Körper wird dann vollständig in ein zwi-

fahrensschrittes zu machen. Der Körper wird aus schenzuschichtendes Material eingetaucht, das aus

der Lösung genommen, und die Schichten aus pyro- konzentrierter Schwefelsäure besteht, der eine geringe

lytischem Graphit, die jede eine Stärke von 25 μ be- Menge Salpetersäure zugesetzt wurde. Der Körper

sizten, lassen sich leicht in einzelne pyrolytische 15 verbleibt in der Lösung so lange, bis er eine blaue

Graphitfolien trennen. Nach der Trennung werden Färbung annimmt, wodurch angezeigt wird, daß

die einzelnen Folien mit destilliertem Wasser ge- der Stoff zwischen den einzelnen pyrolytischen Gra-

waschen und getrocknet. phitschichten eingelagert wurde. Während des Ein-

Der nach diesem Verfahren hergestellte Körper tauchens dehnt sich der Körper auf das Zehnfache

liefert 10 Folien aus pyrolytischem Graphit, die je 20 seiner ursprünglichen Größe aus. Nachdem der

25 μ stark sind. Körper aus der Lösung entnommen wurde, wird er

Beisoiel 2 schnell auf eine Temperatur von 1300°C erwärmt,

damit er sich noch weiter, auf etwa das Hundertfache,

Ein 250 μ starker pyrolytischer Graphitkörper wird ausdehnt. Nachfolgend wird der Körper in eine auf jeder Seite auf jeder Platte in der Vorrichtung von 25 Vielzahl pyrolytischer Graphitfolien aufgeschnitten. F i g. 1 in etwa 20 Minuten gebildet. Das Verfahren Der geglühte pyrolytische Graphitkörper liefert vom Beispiel 1 wird zur Herstellung eines pyrolytischen eine Vielzahl dünner pyrolytischer Graphitfolien.
Graphitkörpers angewendet. Die Bedingungen wäh- Eine Anzahl der Folien aus diesem pyrolytischen rend des Niederschlags werden jedoch nicht unter- Graphitkörper werden mit der Hand leicht gegenbrochen, damit zweite pyrolytische Graphitschichten 30 einandergedrückt, so daß eine stärkere, zusammenmit anderen Eigenschaften zwischen den benachbarten gesetzte Folie aus pyrolytischem Graphit entsteht, ersten Schichten aus pyrolytischem Graphit entstehen. Auf diese einfache Weise ist es möglich, aus den Einer der in der Vorrichtung von F i g. 1 hergestellten dünnen pyrolytischen Graphitfolien Folien von geKörper aus pyrolytischem Graphit wird in der im wünschter Stärke herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Flächengebildes, bei dem ein Körper mit im allgemeinen parallelen pyrolytischen Graphitschichten und mit zweiten pyrolytischen Graphitschichten mit anderen Eigenschaften zwischen benachbarten ersten Graphitschichten hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die zweiten Schichten Einlagerungsmaterial eingeführt wird, um die Bindung zwischen den ersten und zweiten Schichten zu verringern, und die ersten Schichten zu Flächengebilden aufgeteilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlagerungsmaterial H₂SO₄, K, Rb, Cs, Br₂, AlBr₃, AlCl₃, AuCl₃, BCl₃, CoCl₄, CrCl₃, CrO₂Cl₂, CrO₂F₂, CuCl₂, CuBr₂, DyCl₃, EuCl₃, FeCl₃, GaCl₃, HfCl₄, ICl, ICl₃, InCl₃, MoCl₅, PdCl₄, PtCl₄, ReCl₄, RhCl₃, RuCl₄, SbCl₅, SmCl₃, TaCl₃, TlCl₃, UCl₄, UO₂Cl₂, YCl₃, YbCl₃ oder ZrCl₄ angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper bei einer Temperatur von 2800 bis 3800°C geglüht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitschichten durch Abscheidung gebildet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung eines Körpers mit im allgemeinen parallelen, durch Abscheidung gebildeten, pyrolytischen Graphitschichten der Körper der Berührung mit diesem Stoff entzogen und nachfolgend zur Ausdehnung schnell auf eine Temperatur von 300 bis 1500°C erwärmt wird.