DE1471528A1 - Integrierte Keramikkoerper - Google Patents

Integrierte Keramikkoerper

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DE1471528A1
DE1471528A1 DE19621471528 DE1471528A DE1471528A1 DE 1471528 A1 DE1471528 A1 DE 1471528A1 DE 19621471528 DE19621471528 DE 19621471528 DE 1471528 A DE1471528 A DE 1471528A DE 1471528 A1 DE1471528 A1 DE 1471528A1
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Description

Wood Gonrerelom Company, St.Paul, Ktoneeota, Y.St.A, Integrierte Keramikkörper
Hirn BrfiAiuAff betrifft Koraaikk0rfor9 dl· HoratollUAg to« integriert·* lerealkkBrpera. die gröiere AeaeeenAf·« und eulerdeei eine grOfere Teetigkeit eufweleea, •X· el· »!eher eraielt vordem koaateji.
lrfindiingege«ia wird ein Integrierter KoraBikkevfor Torgeeohlegen, dor duroh Brenaeji einee Tiliee, dor «us k&netllohea Keremikfaeern gebildet wird umd ei« KereftlkMeterial eowle gegeeenenfalle ein bindemittel enthält, hergeetellt wird« wobei duroA dee Brennen eine Integration b«w. Terbindung do« ΪΙΙιββ und de· leremikmmteriele su eines integrierten Keramik· körper hervorgerufen wird a
Bei der Herstellung de« fileee wird ei« letewerk dor kUttotliehem Keramlkfaaern gebildet· Dieeee let »werk verleiht dem 711« ei«e ungewöhnliche festigkeit, vodvroh or in Stiloke tob weeentlioher OrDSo geeohnittem werde« kam«· Wege« dor Teetlgkeit dee filseo eind diese grotom Sttteko bsw· üahoitom
909822/0ΑΘ8
BAD
leicht au handhaben. Sarauf 1st es auoh surttoJcsuftthrea» daß die erhaltenen Integrierten Keramikkörper gröBer «ein können und eine grOfere Festigkeit bealtsen, al· sie bisher ersielt werden konnte.
Wie angegeben, kann gegebenenfalls ein Bindemittel Terwendet werden. Wird ein Bindemittel verwendet» eo führt dies su einer erhöhten Festigkeit des Fllses» womit es möglich
p. wird» den FlIs la noch gröfere, leicht su handhabende Stucke su schneiden und auf diese Welse fertige integrierte Keramikkörper von Aooh gröteren Abmessungen und gröflerer Festigkeit su erhalten·
Die künstlichen Keramlkfasera können nach irgendeinem bekennten Terfahren la einen FlIs verwandelt «erden» vorsugswelse jedoch durch Xatwtssem einer wäJrlgea Aufschlämmung oder dureh Ablagerung der Faaern nach Aufwirbeln in der Luft, ßtellt man dea FlIs duroh latwmseern einer wäflrigen Auf* sohllmmuag her» wird daa Keramikmaterial» das in de» FiIs
eathaltea sein soll» ebenfalls der Aufschlämmung einverleibt uad kann la geeigneter Welse auageflookt werden· Stellt man den FlIs duroh Ablagerung der künstlichen Keramikfasern naeh Aufwirbele la der Luft her» kann daa Keramikmaterial» daa la des FlIs eathaltea seia eoll, ebenfalls la der Luft aufgewirbelt eder In dea fertigen FlIa dureh Imprägnieren eingeführt werden. lach beiden Terfahren wird ein suaammenhangender FiIs erhalte*· Die Stücke, die die Abmessungen und Gestalt dee gewuasoatca integrierten KeramlkkOrpers haben» können von den
909822/0488
FiIi is IUMStH Zustsad oder naohdea er getrocknet worden ist, geschnitten werden. Weiterhin kttanen der FiIs oder die darm» geschnittenen Stücke vor de« Brennen bis «u einer gewünschten Dicht· geprelt werden·
Si· künetliohen Keraaikf aaern können ihr· Faser-•igeasohsft bei« Brennen der vorgeformten Stüoke gegebenenfalls verlieren. Di·· hingt τοη der Zusammensetzung der kUnetliehen Keramikfasern und der Temperatur und der Durohftihrung 4·· Brennens Ab. Wenn die Fasern ihre Fae ere igen-•ohaften nicht verlieren, bleiben si« in de« integriert·« Keramikkörper als solche erhalten.
Der FiIs kann auBerde« ein brennbares Material enthalten. Die Gegenwart des Brennaat«rials verleiht de« FiIs susatsliohe Festigkeit. Während der ersten Brennstufen brennt das Brennaaterial ab» woduroh dem integrierten Kera«ikkörp«r eine geregelt· Porosität verleihen wird, ohne dafi s«ine Festigkeit darunter leidet·
Zur Herstellung des Filses geeignete künstlich· Keraaikfassrn sind Glaswolle, Mineralwolle aus geschmolzen«« Kaolin gesponnene Fasern (i« Anschluß hieran als K-Wolle beseiohnet) oder aus gesohaolsensr Tonerde» Kiesslsäurs oder gesohaolssne« Zirkon gesponnene Fasern.
Zur Einverleibung in den FlIs geeignete Keramik-■aterialien sind natürliohs Tone, wie Kaolin und Attapulgit, Katriuabentonit, CaloiuBbentonit, Glaspulver, pulveriaierte Keraadkmaterlalien, wie gepulverte Schlackenwolle, gepulverte
909822/0488
BAD ORlGiMAU
Keramikabftille, gebrannt· Ton·, wasserfreie Silikat· (wi· di· Yeldspttte und Kyanit) und künstliche Keramikfasern, di· eine andere Zuaammensetsung ale di· Fasern aufweisen, aus denen der MIs besteht.
Da« Bindemittel kann flüssig, teilchenförmig oder faserartig sein. Beispiele für Bindemittel sind Stärke» harsartige Leime, tlerisohe Leime, Proteine, Natriumsilikat, Harspnlver und thermoplastische oder sohmelsbare Fasern, wie Tinylaoetat- und Tinylchlorid-Misohpolymerisatfaeern. Lösungen, wie latriuasilikat-LOsungen, kttnnen dea TiIs durch Imprägnieren einyerleibt werden·
Die folgenden Beispiele seigen rereohiedene Wege sur AusfOhrting der Erfindung·
Beispiel 1
In diese* Beispiel wurden weiße Schlackenwolle und Kaolin in gleichen Teilen einer Aufschlämmung einverleibt. Babel handelt es sieh um die berorsugte Kombination aus künstliehen Keramikfasern und Keramikmaterialien, und swar sum Teil' aus dem Grunde, weil dann das Schrumpfen beim Brennen praktisch vermieden werden kann·
Gewiehtstelle
Wasser Kaolin
Schlackenwolle (weit) Tapiokastärkekömer Calciumchlorid PolyaorylsKureamid (Ausflockungsmittel) Die Bestandteile - mit Ausnahme dea Polyaoryleäureamide - werden
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BAD ORIGINAL
3000 5
100 04
100
10
o,
o,
durch gründliches !flachen Ia «la· Aufaohliaaung Terwandelt· Das Polyaorylsäureaald wird la fora einer O91 jClgea lösung in Wasser su dar Aufaohläsarang gegeben» kurs beror dlaaa dia Siebpartie dar fllsaaaohlne erreicht, s»B· Im ZufUhrungskasten dar Fourdrlnieraaaohlne·
Auf dar fourdrlnieraaaohlne Hegt dia Aufeohläaaung dann al a 8uapanalon του Flocken In klares Waaaar Tor» daa ablaufen galaaaan wird» wobal aln 711s au· Sohlaokanwolla abgelagert wird» dar dia Stlrkakttaaar und daa Kaolin enthält. Nach daa Ablaufanlaaaan kann dar VlIs gepreSt und welter antwäeeert werden, us eine gawUnaohta Dichte iu errelohen, «.B. auf eine Dichte - belogen auf Trockengewicht - τοη 800 kg/·5 bal ·±Λ·ν Dicke τοη 1,5 ce, odar auf aina Dichte antapraahand einer Schichtdicke la Bereich τοη 0,95 -3,18 ob· Dar naaae FlIa wird in einer feuohten Ataoaphäre bla Blndaatans auf dia Tarklalatarungataaparatur dar Stärke (etwa 570C) erhitat, vm die Stärkekömer Innerhalb dea naaaan Pllsea au Terkleietern. Der erhaltene 711a wird getrocknet und aua Brennen i« Ofen In ( Stlioke der gewünaohten GrSSe geaohnitten·
BeIa Erhitsen des Stücke» la Brennofen tritt alt steigender Temperatur dea Stückes eine Verbrennung der Stärke ein· Daa Srhitsen wird bia auf eine Endteaperatur τοη 871 1O93°C fortgeeetat, wobei die rerwendete Schlackenwollev die einen Erwelohungateaperaturbereloh τοη 704 - 8160C aufweiat» erweicht. Ea wird angenoaaen, daß diese Erweichung der Schlackenwolle als PluSaittel für die angrensenden Kaolinteil- '
909822/0488 BAD original
chen wirkt und dl· Integration bsw. Verbindung d·· Kaolin· ■it der Sohlaekenwolle fördert. Dae Ausmaß der Verbindung baw· Integration kann durch Steigerung der Temperatur und Verläng«ruag der Erhitzung·a«it erhöht werden· Maoh beendetes Brvmmn wird der erhaltene Keramikkörper Mit geregelter Geschwindigkeit abgekühlt t us einen thermischen Sohook au vermelden.
Bei de» beschriebenen Entwässerung·verfahren können auch ander· Tone, wie die latrium- und Caloiumbentonlte, verwendet werden· Die Bentonite quellen in Wasser, und «war die Katrlumbentonlte viel stärker als dl· Galoiumbentonite. Die gequollenen Bentonittone behindern daher dae Ablaufen der Aufschlämmung. Venn Bentonite verwendet werden, wird die AufwiiliTII—mit nach ihrer Herstellung so bald wie möglich entwässert, uv das Ausmaß des Quellens gering au halten.
Beispiel 2
In diesem Beispiel werden als künstliche Keramlkfaaer weiBe Sohlaokenwolle und als Keramikmaterial Kaolin verwendet. Diese beiden Stoffe werden In einem Verhältnis von 10 Teilen Kaolin auf 100 Teile Sohlaokenwolle verwendet. Die Zusammensetsung der Aufschlämmung und die Eigenschaften des erhaltenen Froduktea Bind wie folgtt
Gewlohtsteile
WeIBe Sohlaokenwolle 909822/0Α8Θ 100
Kaolin 10
TapiokeatärkekOrner 10
Calciumchlorid 0,5
Polyaorylsäureamid (Ausflockungsmittel) 0,08
Waaeer 3700
BAD ORIGINAL
Paten des getrockneten Pllgea t
Diolce 1,41 ob
Dichte 465 kg/ λ3
Wach de» Brennen de· Pll»·· b·! 1O93°Ct
Sohryafmt
Dick· 19 *
Fläohcadlmansionen 11 %
Dicht· 578 kg/«3
BruohHcdul 7»7 kg/ο«
In dieses Beispiel werden ebenfall· welBe Schlackenwolle und Kaolin verwendet, jedooh in einem Verhältnis von Teilen Kaolin auf 100 Teile Schlackenwolle· Die Zusammensetzung der Aufschlämmung und die Eigenschaften de· erhaltenen Produktes sind wie folgtt
Qewiohtsteile Schlackenwolle (weiß) 100
Kaolin 250
Calciumchlorid 0,5 Taplokaetärkekörner 5,0
Polyacryleäureamld (Ausflockungsmittel) 0,16 Wasser 3700
Die Aufschlämmung wird durch Ablaufenlaaaen und Pressen entwässert und der Pils getrocknet·
909822/0488 BAD OR,Q,NAU
Daten das ge trocknet tn Elises* Sohiohtdicke 1»51 ob
Dicht· 1380 kg/»3
Nach dem BrnaatB dee Filiee bei 0 Schrumpfen! Schichtdicke 2,5 # Fläohendlmansionen 1,5 < Dichte 1380 kg/ra3 P BruohHodul (su hart sum Abhauen)
Beieplel 4
In dieses Beispiel wird als künstliche Keramikfaser wiederum weiße Schlackenwolle verwendet, während das Keramikaaterlal aus einer Eoeibination τοη Kaolin und gemahlene« Feldspat besteht, wobei dleee Stoffe in gleichen Anteilen verwendet werden, deren Suaae der Menge der weisen Schlackenwolle gleich ist. Die Zusammensetzung der Aufschlämmung und die Eigenschaften des erhaltenen Produktes sind wie folgtι Gewichtsteile
WsIBe Schlackenwolle
Kaolin
Gemahlener Yeldspat Tapiokastärkekörner
Wasser
Polyaerylsaureamid (Ausflockungsmittel) Oalelumohlorid
Daten des arstre-ofrwtwi Fllsesi Diekte
909822/0411
BAD 0RK3»NAL
100 ,08
50 • 5
50 kg/m3
10
3700
0
0
770
Iaoh dea Braaaon de» Til»e» bei 10930Ot Sohruapfeni Schlohtdioke 0,3 t
riaehoadlaansloasB 0,8 +
Bruohaodul 11,7 kg/oa2
Bei»piel 5
Za diesea Beispiel wird als kUnstliohe Keraaikfaeer K-Wolle verwendet· Die Sussaaeoseteung der Aufsohlaaauag und die Eigenschaften d·· erhaltenen Produkte· sind «rl· folgt ι
Qewlohfteile
K-Woll· 100
Kaolin 10
Caleluaohlorld 0,5
Taplok»atärk«kurn«r 10
Polyaorylsäurvaald (Aueflookuagssittel) 0,08
Wasser 7400
Oaten d«8 «etrooknettn Fllseat
Schichtdicke 2,2 oa
Dichte 311 kg/·3
Nach d«m Brennen d«s Til«·» bei 1093°Ci
Sohrtuiofent
Schiohtdioke 4,i*
FläohendlMensionen 1,5 a
Dlohte 482 kg/a'
BruohBodul 4,7 kg/o*2
Heben dea g«sohaols«n«n Kaolin bleibt dl· K-Woll· ala Paeer erhalten, wodurch «in faeerreretÄrkte» Keraaikersev^ü.» erhalten wird, das aus einea alt Hilf· τοη gebranntea Taa g·» bundenen Mine ralfaserf ils best^it.
909822/0488
Beispiel 6
Ia dieses Beispiel wird der Faaerflls aus eines OMdseh yob K-Wolle und Glaswolle hergestellt. 100 Teile Glaswolle und 100 Τ·11· K-Wolle werden unter Yerweadung tob 10 Teilen Stärkekörnera UBd 14000 Teilen Wasser so eine« getrockneten Tile verarbeitet, deeeen Dichte 241 kg/s* und dessen Schichtdicke 2,86 ca betritt· Der FiIs wird o«l 10939O gebrannt, wobei eine Platte Bit einer Schichtdicke von 0,76 oa und einer Dicht· tob 804 kg/m5 erhalten wird· Die Platte kann alt einer Ubliohen Krelsaage sieht geelgt werden· wihreed dea Brenaens erweicht das Produkt derart» dal aa dabei la dar gawBsaohtas Welee rerforat werien
Baiapiel 7
In diesen Beispiel wird der Passrflls aua ftisilaohen tob weifier Schlackenwolle und Glaswolle hargeatellt. Diese beiden Faserarten weisen unterschiedliche Krweichunesteaperaturen auf.
Aus des GeBlsoh der Fasern, die Tersohiedane SohBolspunkte aufwelaen, wird ohne Verwendung eines teilchenförmigen keraaikbildenden Katerlala ein FiIs hergestellt. AIa Bindemittel werden Stärkekörner verwendet, die xuaaasien Bit den Fasern bm einer AufsohlaBBUBf angeaetst werdaa, die au Faserfllsea ablaufen gelassen wirdi
BAD 0RK31NAL 909822/0ΑΘ8
Weifie Schlackenwolle
Glaswolle
StärkektSraer
Wasser		 3
1
0,6
110		 JL.
1
1
0,3
55 1		 Pile bei 649 - 7040C gebrannt* 21 #
3 * 		b C
1
3
0,6
10
Dates des cetroGkfHftfn 7ils< sä(nach der Verkleisterunx Schrumpfen*
Sohiohtdioke
Fläohendlmensionen		 3,26 1,96
289		 der
Stärke)
a		 Bruchmodul (kg/ca) O
Schichtdicke (cm)
Dichte (kg/»3)		 2,0
292		 63 Ϊ
12,5 i 		1,65
354
185
57 *
19 *
12,9
An des erhaltenen Keramikkörper ist erkenntlich, daS de Glaswolle gesohaolsen ist, während die Schlackenwolle ihre Paserform beibehalten hat.
Beispiel 8
In diesen Beispiel wird weifie Schlackenwolle als künstliche Keranlkfaser und lfatriuMbentonit als anderes Keraaikmaterial verwandet· Es wird der folgende Ansäts verwendetι
Qewlohtstelle Schlackenwolle (welB) 100 SttrkektSmer 10 Katriiuibemtoalt 100
Wasser 900
In diesem Falle wird der TlIs durch Luftaftlaferua«*
909822/048·
BAD 0RK3»NAL
hergeateilt. Su latrluabentealt «Ad Al« Stärkeköreer werden la A«b Vuur diapergiert, wad dl·»· Diaperaion wird «uf di· Paeern feaprunt, w&nrend «it «af 4u Siet herabfallen. Dar «■halten· FiIs wird (epreBt, und dl· Stärkekörner werden Terkleiatert, ah· dar file fetrooknet wird. Dia Bigenaohaften daa erhaltenen Produkt·« eint wie folgtt Daten de·
\ i* Vl*
Behlohtdioka 1,7
Höht· 625
ßchlahtdleke 0,5
1,5
Bruoteodul 1300 kg/ea2
Eur Sreleluac beatiearter Elgenaohaften können suaaaaien ■it den kUmatlloheo KeraaDcfaaem und dea\ KeraBikmaterlal weitere Xmattse Terwemdet werden. Unter den rervendbaren Ivallte«·· Ton danaft «laig· an der Bllduag dea Keramikkörper« tellAaawe·., aeien geeuuyitt Seraohnittaner Kottatantandraht,
Kuvfardraht oder 8tahldraht, Metallpulver, Termlculit, Aluni-
miii—t—It, AluaiMiiaapulTvr, Bleioxyd (FoO), Borafture, «epitlTarte Kohl·, Svlfltsellatoffaaern, Rieeenmeder-HolBfaaern, 811—nrt Sand, Barluaearionat, kolloidal· Kieaelalure und kolloidale Tonerde. BIe orfaalaehen Stoff· in deei Tils können aaeeeraaMt werden und aitr ?«re«ltlt des erhaltenen Keraalkktefwra »eltracaa. 8ind oxydable Stoffe, wie Graphit odor Metalltallehe« »der -faa«ra Terhaadan, wird daa Brennen in einer
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U71528
inerten AfoephMre durchgeführt· Sind organlaohe Stoff« sugegen, können sie la einigen YUIeA abgebrannt «erden· ehe die Qxydationeteaperatur a,B. für ein gleichseitig anveeendee Hetall erreicht iet. Ia einigen Pällen kann der organ!βehe Stoff auSerdee durch Brennen in einer inerten Atmoephäre lediglich sersetst «erden, wobei bei Tervendung ron Starke ein Kohlenatoffrüokatand «urückbleibt.
- Patentmnaprttohe -

Claims (1)

  1. Patenten· ρ rU ο h e ι
    1. Integrierter KeraaikkBrper, dadurch gekennseiohnet, AmS er duroh Brennen eine« ?ilsee hergestellt wird, der aus künstlichen Keramikfasern gebildet wird und ein KerasrtJoaaterial sowie gegebenenfalls «in Bindemittel enthält, wobei durch da· Brennen eine Integration bew. Verbindung de« rilsee und des Keraaüoeaterial· mn eine« integrierten Keraeiikkörper herror-P gerufen wird.
    2· Integrierter Keramikkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennieiohnet, daB atm kflnatlichen Keraaikfasern nach den Brennen nooh als fasern Torliegen·
    3· Integrierter Keraeikkörper nach Anapruoh 1 oder 2, aaduroh gekennseichnet, dat die Einyerleibung des leramiknaterial· in den YiIs aus künstlichen Keraaikfasem gleichseitig alt der Herstellung des Tllses durchgeführt wird.
    4· Integrierter KersaikkJJrper nach Anspruch 1 oder 2, daduret gekenaselehnet, da· das Keraaiksmterial de« Pil* aus ktUMtlieke« Kersalkfaeer« maeh dessen Herstellung einyerleibt
    5. Integrierter Keramikkörper naeh Anspruoh 1-4, daduroh gekennseiohnet, dal das Keramlkmeterisl faeerartig ist.
    ·· Integrierter Keramikkörper aaeh Anspruch 1-5, de***·* gekeaaeeiokaet, dal die kOaetlieaen Keramikfasern •lsewelle, WLaeralwelle oder ana geeeissolseaeei Kaolin, ge»
    909822/0481
    1*71528
    -13-
    eefaaeliener Tonerde» geachaolsener Kieaelelure oder gaaolmolaeaeai Zirkon eeaponaeme Faeem »sw· ein Oemlaoh dieeer Paaern elm«,
    7· lAtefrlerter K«rttdkkörp«r naoh Anepruoh 1 - 6, dadurch c«Jc«uu«ioka«t9 daA dm* X«raaikMit«rial «la natürlicher Ton, wi· Kaolia, oder Attapolglt, Hatriiuibaatomit» Caloiumbantottit, GlaapulTar, ein pulT«riei#rt·· rial, wi« g«pulr«rt· Sehlaakwrwoll·»
    oder ««braaat· To«·» min waaa«rfr«i·* Silikat» vi· «in FaId-■pat oder Kyanit» oder minm kUaetliche Karamikfaear, dia «iaa •«der· Iub«—anaataiuig ale dia FaaarA aufweiet, aua daaaa dar Fill baataht» oder ain Gaeiaoh diaaar Stoffe ist.
    8. Integrierter Keramikkörper nach Anspruch 1-7» dadurch gekannaeiohaet» da· dia kUnatliehe Keraaikfaaer Sohlaokaawolle xmA 4mm Keraalkaaterial Kaolin let» wobei dleae Stoffe In praktiaoh gleichen Teilen verwendet wej
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    BAD OftlG»NAL
DE19621471528 1961-11-01 1962-10-30 Verfahren zur Herstellung von porösen, feuerfesten Keramikkorpern Pending DE1471528B2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14919961A 1961-11-01 1961-11-01
US42754565A 1965-01-25 1965-01-25

Publications (2)

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