DE1533236C - Verfahren zur Herstellung von dispersionsgehärteten Werkstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von dispersionsgehärteten WerkstoffenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- c) Verfahren, die beispielsweise mit Elektroplattie-
stellung von dispersionsgehärteten Werkstoffen. rung, Dampfabscheidung, thermischer Zersetzung,
Die mechanischen Eigenschaften von Metallen Schmelzsättigung oder Wechselwirkung im gelösten
oder Legierungen, insbesondere bei erhöhten Tem- Zustand in Mischlegierungssystemen arbeiten. Die
peraturen, lassen sich dadurch verbessern, daß man 5 britische Patentschrift 1 008 435 (entsprechend
eine wärmebeständige, in dem betreffenden Metall deutsche Patentanmeldung D 39955 VIII a/40 b) be-
bzw. der Legierung unlösliche Verbindung in sehr schreibt ein Verfahren, bei welchem ein Überzug
fein zerteilter Form erzeugt, die in dem Metall bzw. durch Schmelzen erzeugt wird.
der Legierung gut dispergiert ist und daher im folgenden als »Dispersoid-Verbindung« bezeichnet wird. io Sämtlichen bekannten Verfahren ist der Nachteil. Ein auf diese Weise erhaltener Werkstoff wird als gemeinsam, daß die Erzielung einer gleichmäßigen »dispersionsgehärtet« bezeichnet. Werkstoffe dieser Verteilung der wärmebeständigen Verbindung in dem Art zeigen auch eine bemerkenswerte Beständigkeit Matrixmetall sowie die Kontrolle der Teilchendicke gegen Erweichung oder Festigkeitsverlust bei Zim- der wärmebeständigen Verbindung Schwierigkeiten mertemperatur infolge von Vergütung. 15 bereitet. So wird beispielsweise bei der Verfahrens-
der Legierung gut dispergiert ist und daher im folgenden als »Dispersoid-Verbindung« bezeichnet wird. io Sämtlichen bekannten Verfahren ist der Nachteil. Ein auf diese Weise erhaltener Werkstoff wird als gemeinsam, daß die Erzielung einer gleichmäßigen »dispersionsgehärtet« bezeichnet. Werkstoffe dieser Verteilung der wärmebeständigen Verbindung in dem Art zeigen auch eine bemerkenswerte Beständigkeit Matrixmetall sowie die Kontrolle der Teilchendicke gegen Erweichung oder Festigkeitsverlust bei Zim- der wärmebeständigen Verbindung Schwierigkeiten mertemperatur infolge von Vergütung. 15 bereitet. So wird beispielsweise bei der Verfahrens-
Dispersionsgehärtete Werkstoffe der erwähnten kategorie a), bei welcher das Matrixmetall in Pulver-Art
eignen sich besonders als elektrische Leiter zur form mit der ebenfalls in Pulverform vorliegenden
Verwendung bei hohen Temperaturen. Das Metall wärmebeständigen Verbindung, beispielsweise Aluoder
die Legierung für einen Leiter, für den eine miniumoxid, mechanisch gemischt wird, die Dicke
hohe elektrische Leitfähigkeit erforderlich ist, muß 20 durch die Teilchenabmessungen des Aluminiumoxids
verhältnismäßig rein sein: zwar können die Eigen- bestimmt; bei der Verfahrenskategorie b) mit selekschaften
des Leitermaterials beispielsweise durch tiver Oxydation besteht die Schwierigkeit, daß die
Kaltbearbeiten oder durch Ausscheidungshärtung selektive Oxydation nicht über eine bestimmte Zeitverbessert
werden; die so verbesserten Eigenschaften dauer hinaus oder oberhalb einer bestimmten Tem-·
verschlechtern sich jedoch in vielen Fällen wiederum 35 peratur aufrechterhalten werden kann, ohne daß eine
-oberhalb einer bestimmten Temperatur als Folge der gewisse Oxydation des Matrixmetalls auftritt.
Einwirkung der Wärme. Dispersionsgehärtete Werk- Durch die Erfindung sollen die geschilderten Nachstoffe hingegen sind im allgemeinen gegen diesen teile der bekannten Verfahren vermieden werden. Zu Effekt unempfindlich, da die wärmebeständige Ver- diesem Zweck erfolgt die Herstellung eines disperbindung, die ja in der Matrix unlöslich ist, bei keiner 30 sionsgehärteten Werkstoffs erfindungsgemäß in der Temperatur koaguliert. " Weise, daß man einem in durchlässiger Form vor-
Einwirkung der Wärme. Dispersionsgehärtete Werk- Durch die Erfindung sollen die geschilderten Nachstoffe hingegen sind im allgemeinen gegen diesen teile der bekannten Verfahren vermieden werden. Zu Effekt unempfindlich, da die wärmebeständige Ver- diesem Zweck erfolgt die Herstellung eines disperbindung, die ja in der Matrix unlöslich ist, bei keiner 30 sionsgehärteten Werkstoffs erfindungsgemäß in der Temperatur koaguliert. " Weise, daß man einem in durchlässiger Form vor-
Auf die Leitfähigkeit des Werkstoffs wirkt sich die liegenden Matrixmetall bzw. einer Matrixlegierung
wärmebeständige Verbindung nur im Verhältnis ihres eine wasserfreie Lösung einer hydroiisierbaren Ver-
volumetrischen Anteils in dem Werkstoff aus, der bindung, die bei Hydrolisierung eine wärmebestän-
gewöhnlich nicht so hoch ist, daß hierdurch die Leit- 35 dige Verbindung bildet, zusetzt, daß man sodann das
fähigkeit unter annehmbare Grenzen verringert Lösungsmittel verdampft, die hydrolisierbare Ver-
würde. bindung hydrolysiert und schließlich das Gemisch aus
Dispersionsgehärtete Werkstoffe und Verfahren zu dem Matrixmetall bzw. der Matrixlegierung und der
ihrer Herstellung sind an sich bekannt. Die bekann- wärmebeständigen Verbindung zu einem Festkörper
ten Verfahren lassen sich wie folgt gruppieren: 40 verfestigt.
. T, . , . . , , ..... -, . Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der
a) Verfahren, bei welchen ein duktiles Matrix- Erfindung kann vorgeSehen sein, daß das Matrix-
rnetall in Pulverform mit einer durchschnittlichen metall b|w. die Matrixlegierung in Teilchenform,
Teilchengröße von nicht mehr als etwa 20 Mikron vorzugsweise mit einer Teilchengröße von etwa
m- 1U ,·· I Vol"mP™«nt emeT. Pulverförmig«» 45 j Mikron oder darunter eingesetzt ,und mit der
wärmebeständigen Verbindung, wie beispielsweise wasserfreien Lösung der hydrolisierbaren Verbindung
Aluminiumoxid mit einer durchschnittlichen Teil- m · ye^^t wjrd
chengröße von nicht mehr als etwa 0,3 Mikron, Alternativ kann in der Weise vorgegangen werden,
mechanisch gemischt wird Das Gemisch wird sodann daß das Matrixmetall bzw. die Matrixlegierung in-
zu einem dichten Knetwerkstoff verarbeitet. 50 Form einer schwammartigen porösen Masse ein-
b)* Verfahren, bei denen eine selektive Oxydation gesetzt wird, welcher die flüssige Substanz unter
eines Metalls oder einer Legierung vorgenommen Druck injiziert wird.
wird. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen kann vor-
beispielsweise die Oberfläche von feinpulvrigem Alu- gesehen sein, daß als hydrolisierbare Verbindung
minium oxydiert und das Pulver sodann verdichtet 55 Aluminiumisopropoxid, eine Verbindung der Zu-
und im heißen Zustand gepreßt oder stranggepreßt. sammensetzung (A1(OCSH7)3)4, und als Lösungsmittel
Bei einem anderen bekannten Verfahren dieser Kate- Toluol verwendet werden.
gorie ist es wesentlich, daß von einem kleinen Pro- Die Vermischung des Matrixmetalls bzw. der
zentsatz eines leicht oxydierbaren Metalls in einer Matrixlegierung mit der wasserfreien Lösung der
Matrix ausgegangen wird, die aus einem wesentlich 60 hydrolisierbaren Verbindung erfolgt zweckmäßig in
weniger leicht oxydierbaren Metall oder einer der- einer inerten Gasatmosphäre. Die Hydrolisierung der
artigen Legierung besteht. Sodann werden die Oxy- hydrolisierbaren Verbindung kann in der Weise erdationsbedingungen
so kontrolliert, daß nur das folgen, daß man diese mit einem wasserhaltigen Gas leicht oxydierbare Metall oxydiert wird; das Pulver- oder mit Dampf in Berührung bringt,
gemisch wird gepreßt, gesintert und im Strangpreß- 65 " Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung verfahren verarbeitet. Alternativ können dünne ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Legierungsfolien oder -drahte hergestellt und sodann Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsselektiv oxydiert werden. form zur Herstellung eines dispersionsgehärteten
gemisch wird gepreßt, gesintert und im Strangpreß- 65 " Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung verfahren verarbeitet. Alternativ können dünne ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Legierungsfolien oder -drahte hergestellt und sodann Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsselektiv oxydiert werden. form zur Herstellung eines dispersionsgehärteten
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines dispersionsgehärteten^
Werkstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß man einem in durchlässiger
30: Form vorliegenden Matrixmetall bzw. einer
Matrixlegierung eine wasserfreie Lösung einer hydrolisierbaren Verbindung, die bei Hydrolisierung
eine wärmebeständige Verbindung bildet, zusetzt, daß man sodann das Lösungsmittel verdampft,
die hydrolisierbare Verbindung hydrolisiert und schließlich das Gemisch aus dem Matrixmetall
bzw. der Matrixlegierung und der wärmebeständigen Verbindung zu einem Festkörper
verfestigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserfreie Lösung von
Aluminiumisopropoxid (A1(OC3H7)3)4 hydrolisiert
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrolisierb'are Verbindung
in Toluol gelöst wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die wasserfreie Lösung der hydrolisierbaren Verbindung in Kupfer als Matrixmetall
eingebracht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Matrixmetall bzw. die Matrixlegierung in Teilchenform eingesetzt und mit der
wasserfreien Lösung der hydrolisierbaren Verbindung innig vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Matrixmetall" bzw. eine
Matrixlegierung mit einer Teilchengröße von etwa 1 Mikron oder darunter verwendet wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Matrixmetall bzw. die Matrixlegierung in Form einer schwammartigen porösen Masse eingesetzt
wird, welcher die wasserfreie Lösung unter Druck injiziert wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der
5 6
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-
9. Verfahren nach einem oder mehreren der
zeichnet, daß das Matrixmetall bzw. die Matrix- vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-
legierung und die wasserfreie Lösung der hydro- zeichnet, daß die hydrolisierbare Verbindung zur
Iisierbaren Verbindung in einer inerten Gas- Hydrolisierung mit einem wasserhaltigen Gas
atmosphäre zusammengebracht werden. 5 oder mit Dampf in Berührung gebracht wird.
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