DE1571210B1 - Geformte und durch Brennen verfestigte keramische Koerper aus einer Masse auf der Basis von Granit und Alkalisilikat sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft geformte und durch Brennen basis, deren mechanische Festigkeit, Wärmeschockverfestigte keramische Körper, die aus einer Masse : beständigkeit und Wärmeisoliereigenschaften den auf der Basis von Granit und Alkalisilikat hergestellt obengenannten Produkten weit überlegen sind, und und feuerfest sind, gute Wärme- und Elektroisolier- die eine Elektroisolierung bis 4Ö 000 V ermöglichen eigenschaften, hohe mechanische Festigkeit, insbeson- 5 sowie ausgezeichnete Frostfestigkeit und ausgezeichdere Schlag- und Stoßfestigkeit, sowie ausgezeichnete nete Beständigkeit gegen Quellen in Wasser haben, Temperaturwechselbeständigkeit haben und somit für hergestellt werden können, wenn Alkalisilikat als zahlreiche Zwecke verwendbar sind, insbesondere Konsistenzmittel der Paste und Glaspulver als Bindebeispielsweise für die Herstellung von Griffen und mittel verwendet werden. Diese Produkte lassen sich Stielen für Kasserollen, Schmorpfannen, Koch- io außerdem durch Glasieren mit den in der keramischen geschirre, Küchengeräte und -geschirr, insbesondere Industrie verwendeten Emaille- und Schmelzglasursolche, die auf das Feuer gesetzt werden, Brenner- massen überziehen und können bearbeitet, insbesonköpfe, Bauplatten, Verkehrsschilder, Grenzsteine, dere gebohrt und gesägt werden. Kilometersteine; Bordsteine und Isolatoren für elek- Die geformten und durch Brennen verfestigten

irische Leitungen. , 15 keramischen Körper, die aus einer Masse auf der

Keramische Körper -auf der Basis von Granit- Basis von Granit und Alkalisilikat hergestellt sind, pulver sind bereits in den französischen Patentschriften sind dadurch gekennzeichnet, daß die Masse zusätz-873 275, 876 280, 1 281 242, 1 310 707 und in der lieh Glaspulver als Flußmittel und Ton als Plasti-Zusatzpatentschrift 82'4§0 beschrieben. Hierbei wird fizierungsmittel enthält. Die Masse zur Herstellung Granitpulver mit einem Alkalisilikat, wie beispiels- 20 dieser Körper ist dadurch gekennzeichnet, daß sie weise auch Wasserglas, mit oder ohne weitere Zu- aus 60 Gewichtsprozent Granit einer Körnung von sätze abgebunden. Mit dem Produkt des erstgenannten 0,1 bis 0,25 mm Durchmesser, 5 bis 13 Gewichts-Patents werden gute Ergebnisse erzielt, doch ist sein prozent Wasserglas von 38° Be, 10 bis 25 Gewichts-Verhalten in Wasser unbefriedigend und kann ver- prozent Glaspulver und 0 bis 25 Gewichtsprozent bessert werden, wenn es mit einem beliebigen Isolier- 25 fettem Ton besteht. Dieses Gemisch wird unter lack überzogen oder imprägniert wird. Die Ergeb- Druck verformt, und die geformten Körper werden nisse mit dem Produkt des französischen Patents auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens der 1 281242 sind im allgemeinen ebenfalls gut, besonders · Erweichungstemperatur des Flußmittels entspricht, wenn es einer Abschlußbehandlung in Form des Zur Herstellung des Produkts mischt man Granit-

Auftragens eines Metall- oder Kunststoffüberzuges 30 pulver, Ton und Glaspulver und gibt Natriumsilikat unterworfen wird. Das gemäß den französischen in einer solchen Menge zu, daß eine Paste oder ein Patenten 1 310 707 und 82 480 geformte Produkt, Teig gebildet wird, der für die Formgebung geeignet das wie die bisher genannten Produkte aus Granit ist. Nachdem kalt gepreßt worden ist, können die und Alkalisilikat gegebenenfalls mit Zusatz von Formteile mit Emaille oder Schmelzglasurmasse über-Siliciumdioxyd agglomeriert wird,. hat in gewissem 35 zogen und in den Ofen gegeben werden. Hier tritt Maße die erforderlichen Festigkeits- und Isolier- eine Verglasung ein, durch die gleichzeitig die Beeigenschaften und kann leicht nach dem für Blech standteile des Gemisches agglomeriert werden und und Gußeisen üblichen Verfahren emailliert werden. die Emaille eingebrannt wird.

Die Emaillierbarkeit wird noch verbessert, wenn Es ist auch möglich, zweimal zu brennen, wobei

feuerfeste Stoffe, beispielsweise Titanoxyd oder Alu- 40 man das geformte Produkt brennt, um die Verglasung miniumoxyd, der zu formenden Mischung zugesetzt sicherzustellen, dann die Glasurmasse aufbringt und werden. Aus der deutschen Patentschrift 182107 bei einer Temperatur von etwa 1000 bis 1050⁰C sind Tonwaren aus gekörntem Glas, Quarz und brennt.

plastischem Ton bekannt, und die französische Wenn das Gemisch von Granitpulver, Silikat, Ton

Patentschrift 480 285 nennt als harten Zusatzstoff 45 und Glaspulver auf die Erweichungstemperatur von neben Basalt auch Granit. Glas gebracht wird, tritt eine Verglasung des Glas-

Bei allen vorstehend genannten Verfahren und pulvers ein, die die Konsistenz und den Zusammen-Produkten wird ein Gemisch des pulverförmigen halt des Endproduktes sicherstellt. Während bei der Granits und der anderen festen Bestandteile mit Herstellung der bekannten Produkte das Silikat das einer Natriumsilikatlösung in einer Menge, die zur 5° Bindemittel darstellt und die Agglomerierung der Bildung eines leicht zu verarbeitenden Breies genügt, Granitteilchen bewirkt, dient beim erfindungsgehergestellt. Diese Menge beträgt etwa 20 Gewichts- mäßen Produkt die erfindungsgemäß verwendete prozent. Der Brei oder der Teig wird unter Druck Silikatlösung ausschließlich zur Einstellung der Kongeformt und dann getrocknet, und wenn die trockenen sistenz des Teiges, ohne die Aufgabe des Bindemittels Formteile abgebunden haben, erhalten sie den Metall- '55⁷;zu erfüllen. Nicht das Silikat, sondern das in den oder Emailleüberzug, der durch Brenner nach den erweichten oder geschmolzenen Zustand gebrachte üblichen Methoden fixiert wird. Glas verursacht die Agglomerierung. Das Silikat

Die beschriebenen Produkte auf Basis von Granit- gewährleistet somit die Konsistenz und die Bindung pulver haben mittelmäßige Eigenschaften hinsichtlich der Körner, insbesondere beim Formen, bis das Glas Wärmebeständigkeit und mechanischer Festigkeit. 60 seine Rolle als eigentliches Bindemittel übernimmt. Sie eignen sich für die Elektroisolierung bei Span- Das kalt geformte Produkt nimmt die in der Tonnungen in der Größenordnung von 200 bis 300 V, Warenindustrie üblichen Glasurmassen sehr gut an, jedoch sind die Eigenschaften aller dieser Produkte und die Glasur oder das Email haftet einwandfrei schwankend. Außerdem ist ihr Quellen in Wasser auf den Formteilen ohne besondere Vorsichtsmaßimmer sehr störend, und eine Frostbeständigkeit ist 65 nahmen und ohne daß die in der Glasiertechnik so praktisch nicht vorhanden. gefürchtete Rißbildung durch Hitzeeinwirkung ein-

Es wurde nun gefunden, daß geformte und durch tritt.
Brennen verfestigte keramische Körper auf Granit- Die auf diese Weise hergestellten Produkte haben

eine besonders hohe Schlag- und Stoßfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit. Sie sind viel weniger zerbrechlich als Tonwaren und Keramik. Sie sind ausgezeichnete Elektro- und Wärmeisolierstoffe und widerstehen aufeinanderfolgendem Gefrieren und Tauen. Da sie aus Granitabfällen erhalten werden, ist ihr Herstellungspreis besonders niedrig. Sie eignen sich somit vorteilhaft für zahlreiche Zwecke, für die Keramik ungeeignet ist.

Die Korngrößenverteilung, Art und Mengenanteile der Bestandteile werden je nach den gewünschten Eigenschaften der mehr oder weniger großen Härte und der Isoliereigenschaft festgelegt.

Für die Zwecke der Erfindung werden vorzugsweise nicht zerbröckelnde, glimmerreiche Granite gewählt. Je feiner das Korn, um so weniger widersteht das Endprodukt starkem Temperaturwechsel. Körnungen von 0,1 bis 0,25 mm Durchmesser gewährleisten außer den anderen genannten Eigenschaften sehr gute Schlag- und Stoßfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit. Ein viel feineres Korn bis etwa 0,06 mm Durchmesser ergibt eine mittelmäßige Beständigkeit gegen starken Temperaturwechsel und gute mechanische Festigkeit mit den anderen genannten Eigenschaften.

Fetter Ton in einer Menge von 0 bis 25 %> vorzugsweise etwa 20 Gewichtsprozent des Gemisches wird verwendet, um die weichmachende Wirkung dieses Materials auszunutzen und dem ungebrannten Produkt eine höhere Festigkeit zu verleihen. Der Feuchtigkeitsanteil wird so gewählt, daß die Konsistenz von Formsand erhalten wird. Die Körnung hat einen Durchmesser von etwa 0,4 mm. Der Tonanteil wird in Abhängigkeit von der Gestalt der zu formenden Teile festgelegt. Er ist um so höher, je komplizierter die Form ist. Andererseits ist zu berücksichtigen, daß die Tonmenge geringer werden muß, wenn die erzielte Maßhaltigkeit der Stücke besser sein soll. Der bevorzugte Mengenanteil läßt sich leicht durch einige Laboratoriumsversuche festlegen. Der Anteil des Alkalisilikats, vorzugsweise Natriumsilikat, liegt im allgemeinen bei etwa 7 Gewichtsprozent des Produkts. Die genaue Menge wird so gewählt, daß beste Plastizität sichergestellt ist. Diese Menge schwankt mit der Tonmenge.

Die Menge und die Art des Glaspulvers werden unter Berücksichtigung der Temperatur gewählt, die zum anschließenden Glasieren angewendet werden muß. Vorteilhaft werden Glaspulver einer Körnung von 0,06 bis 0,25 mm Durchmesser verwendet.

Die mit der Glasur überzogenen Formteile werden mit einem Temperaturanstieg von 120 bis 140⁰C/ Stunde bis auf etwa 1150⁰C gebrannt, wie dies bei der Glasur von Keramik der Fall ist. Bei der Wahl der Endtemperatur muß natürlich der Verglasungspunkt von Granit berücksichtigt werden, der im allgemeinen zwischen etwa 1050 und HOO⁰C liegt. Wenn man den geformten Gegenstand zweimal brennt, erhitzt man mit dem vorstehend genannten Temperaturanstieg auf eine mit der Größe des Gegen-Standes schwankende Temperatur von etwa 750⁰C bis zur Verglasung, bringt anschließend das Glasurgemisch auf und erhitzt allmählich auf etwa 1000 oder 1100⁰C.

Zur Herstellung von Kasserollenstielen oder Brennerköpfen wurde ein Gemisch aus folgenden Bestandteilen verwendet:

Granitpulver... 600 g, Korndurchmesser 0,4 mm Ton oder Kaolin 200 g, Korndurchmesser 0,32 mm Glaspulver 200 g, Korndurchmesser 0,16 mm

Diese Bestandteile wurden in einem Püeiderer-Kneter des für Formsand verwendeten Typs unter Zusatz von 75 ml einer Natriumsilikatlösung von 38° Be gemischt. Der erhaltene Teig wurde in Formsn gegeben und unter einem Druck von 500 kg/cm² gepreßt. Die geformten Gegenstände wurden mit einer Glasurmasse des für Tonwaren üblichen Typs überzogen und im Ofen bei etwa 1000 bis 1050⁰C gebrannt.

Zur Herstellung von Isolatoren für 30 000V wurden die gleichen Mengenanteile der Mischungsbestandteile verwendet, jedoch wurde ein feinerer Granit mit einem Korndurchmesser von 0,16 mm verwendet.

Alle vorstehend beschriebenen Produkte haben die gewünschten Eigenschaften in bezug auf Wärme- und Elektroisolierung, Schlag- und Stoßfestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Wasser- und Frostbeständigkeit.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Geformte und durch Brennen verfestigte keramische Körper, die aus einer Masse auf der Basis von Granit und Alkalisilikat hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse zusätzlich Glaspulver als Flußmittel und Ton als Plastifizierungsmittel enthält.

2. Masse zur Herstellung der Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 60 Gewichtsprozent Granit einer Körnung von 0,1 bis 0,25 mm Durchmesser, 5 bis 13 Gewichtsprozent Wasserglas von 38° Be, 10 bis 25 Gewichtsprozent Glaspulver und 0 bis 25 Gewichtsprozent fettem Ton besteht.

3. Verfahren zur Herstellung der Körper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch unter Druck verformt und die geformten Körper auf eine mindestens der Erweichungstemperatur des Flußmittels entsprechende Temperatur erhitzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die gepreßten Körper vor dem Brennen eine Glasur aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Körper zunächst auf die Erweichungstemperatur des Flußmittels erhitzt werden, dann eine Glasur aufgebracht und nochmals gebrannt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper auf Temperaturen bis etwa 110D⁰C, vorzugsweise mit einem Temperaturanstieg von 120 bis 140°C/Stunde erhitzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper zunächst auf etwa 75O⁰C erhitzt und nach dem Aufbringen der Glasur auf 1000 bis 110D⁰C erhitzt werden.