DE1669553C3 - Process for the production of shaped structures, in particular fibers, from metal oxides and their use - Google Patents
Process for the production of shaped structures, in particular fibers, from metal oxides and their useInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden, insbesondere von Fasern, aus Metalloxyden. Sie betrifft ferner die Verwendung der so hergestellten Gebilde.The invention relates to a method for producing shaped structures, in particular fibers, from metal oxides. It also relates to the use of the structures produced in this way.
Es ist bekannt, z. B. nach der US-PS 6 23 723, Glühstrümpfe durch Tränken eines Gewebes aus Pflanzenfasern mit Metallsalzlösungen und Entzünden und Verbrennen der getränkten Gewebe herzustellen. Nach den US-PS 32 42 000 und 32 81 261 ist es ferner bekannt, Gewebe aus Viskosekunstseide oder Baumwolle mit Lösungen von Titan- oder Zirkonverbindungen zu tränken und dann in einer inerten Atmosphäre zu erhitzen; hierbei entstehen Fasern, die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehen und daher bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Sauerstoff nicht beständig sind. Nach der US-PS 3111 396 ist es auch bekannt, einen porösen Gegenstand aus einem organischen Stoff, z. B. ein Tuch mit einer breiförmigen Metallverbindung, zu imprägnieren und den organischen Stoff dann zu verkohlen oder zu verbrennen; nach diesem Verfahren werden poröse Gegenstände aus Metallverbindungen erhalten.It is known e.g. B. according to US-PS 6 23 723, mantles by soaking a tissue Manufacture plant fibers with metal salt solutions and ignite and burn the soaked tissue. According to US-PS 32 42 000 and 32 81 261 it is also known to fabric made of viscose rayon or to soak cotton with solutions of titanium or zirconium compounds and then in an inert To heat atmosphere; this creates fibers that essentially consist of carbon and therefore are not stable at elevated temperature in the presence of oxygen. According to US-PS 3111 396 it is also known to use a porous article made of an organic material, e.g. B. a cloth with a pulpy Metal compound, to impregnate and then to char or burn the organic matter; according to this process, porous objects made of metal compounds are obtained.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden, insbesondere von Fasern, aus Metalloxyden, die auch in komplizierten Formen leicht herzustellen sind, aus zusammenhängenden Metalloxyden bestehen und eine hohe Zugfestigkeit und Biegsamkeit haben.The object of the invention is a method for the production of shaped structures, in particular of Fibers, made of metal oxides, which are easy to manufacture even in complex shapes, from contiguous Metal oxides exist and have high tensile strength and flexibility.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man ein geformtes Gebilde aus einem orgarüschen polymeren Material mit einer in das polymere Material eindringenden Lösung einer oder mehrerer Verbindungen der Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Scandium, Yttrium, Lanthan, Cerium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Aluminium, Gallium, Silicium, Zinn, Blei, Thorium, Uran oder Plutonium tränkt, das getränkte Material trocknet und es unter Vermeidung einer Entzündung so hoch erhitzt, daß das organische Material verkohlt und oxydiert, und daß die Metallverbindung oder die Metallverbindungen in die entsprechenden Oxyde übergeführt werden, wobei man wenigstens einen Teil des Erhitzens in Gegenwart einer oxydie-According to the invention, this object is achieved in that a shaped structure is made from an orgarüschen polymeric material with a solution of one or more penetrating into the polymeric material Compounds of the elements beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, Yttrium, lanthanum, cerium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, Tungsten, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium, aluminum, gallium, silicon, tin, lead, Thorium, uranium or plutonium soaks the soaked material and dries it while avoiding inflammation heated so high that the organic material carbonizes and oxidizes, and that the metal compound or the metal compounds are converted into the corresponding oxides, at least part of the heating in the presence of an oxidizing
ao renden Atmosphäre durchführt.atmosphere.
Die erfindungsgemäßen Fasern aus Metalloxyden können in verschiedenen Formen vorliegen, beispielsweise als Stapelfasern mit Längen von 6 mm bis 7,5 cm, als kontinuierliche Fasern oder Garne, alsThe metal oxide fibers of the invention can be in various forms, for example as staple fibers with lengths of 6 mm to 7.5 cm, as continuous fibers or yarns, as
as Gewebe, Gewirke, Geflechte, Filze u. dgl. Die erfindungsgemäß hergestellten nichtfa^erigen Formkörper können beispielsweise Folien, Schwämme, Schaumstoffe u. dgl. sein.As fabrics, knitted fabrics, braids, felts and the like Non-fibrous moldings produced can, for example, be films, sponges, foams and the like.
Der hier und weiter unten gebrauchte Ausdruck »amorph« bedeutet, daß das Metalloxyd im wesentlichen mikrokristallin ist, d. h., daß die Kristallite einen so kleinen Durchmesser haben, daß sie durch die übliche Röntgenstrahlanalyse kaum mehr erkennbar sind. Man kann also den Ausdruck »mikrokristallin« in demselben Sinne verwenden wie den Ausdruck »amorph«. Ein schlecht erkennbares Röntgenstrahlgitter für ein kristallines Material bedeutet, daß die einzelnen Kristallite Durchmesser von 100 Angström-Einheiten oder weniger haben. Die erfindungsgemäßen Fasern aus Metalloxyden können Kristallite mit Durchmessern bis hinauf zu 10 000 Angström-Einheiten haben, was durch eine Röntgenstrahlanalyse erkennbar ist, bevor ihre Festigkeit wesentlich abnimmt. Indessen sind Fasern mit Kristalliten mit Durchmessern unter 1000 Angström-Einheiten vorzuziehen, da sie eine maximale Festigkeit haben.The term "amorphous" used here and below means that the metal oxide is essentially is microcrystalline, i.e. That is, that the crystallites have such a small diameter that they can pass through the usual X-ray analysis are hardly recognizable. So you can use the expression "microcrystalline" use in the same sense as the term "amorphous". A poorly visible X-ray grid for a crystalline material means that the individual crystallites have a diameter of 100 Angstrom units or have less. The fibers of the invention made of metal oxides can have crystallites Diameters up to 10,000 Angstrom units, as determined by an X-ray analysis can be seen before their strength decreases significantly. Meanwhile, fibers with crystallites are with Preferred for diameters less than 1000 Angstrom units because of their maximum strength.
Erfindungsgemäß verfährt man so, daß man ein vorgeformtes organisches polymeres Material zunächst mit einer oder mehreren Verbindungen, vorzugsweise mit Salzen oder den Hydrolyseprodukten von Salzen, der genannten metallischen Elemente tränkt. Anschließend erhitzt man das getränkte organische Material unter geregelten Bedingungen, durch welche eine Entzündung verhütet wird, und wenigstens teilweise in Gegenwart eines oxydierenden Gases. Hierbei wird das organische Material vorwiegend zu Kohlenstoff pyrolysiert. Darauf wird dieser Kohlenstoff als ein Kohlenstoff enthaltendes Gas entfernt, wobei gleichzeitig die Metallverbindung oder die Metallverbindungen zu den entsprechenden Metalloxyden oxydiert werden. Hierbei entstehen Fasern, Textilien oder Formkörper, welche im wesentlichen dieselbe Form haben wie das polymere Ausgangsmaterial.According to the invention, the procedure is that a preformed organic polymeric material is first with one or more compounds, preferably with salts or the hydrolysis products of salts, the said metallic elements soaks. The soaked organic material is then heated under controlled conditions that prevent inflammation and at least partially in the presence of an oxidizing gas. Here the organic material becomes predominantly carbon pyrolyzed. This carbon is then removed as a carbon-containing gas, whereby at the same time oxidizes the metal compound or the metal compounds to the corresponding metal oxides will. This creates fibers, textiles or moldings that have essentially the same shape like the polymeric starting material.
Der Ausdruck »vorgeformt« bedeutet, daß das organische polymere Material vor dem Tränken mit
den Metallverbindungen in eine faserige oder nichtfaserige Form gebracht ist.
Die äußere Form des Endproduktes aus MetalloxydThe term "preformed" means that the organic polymeric material is formed into a fibrous or non-fibrous form prior to impregnation with the metal compounds.
The external shape of the final metal oxide product
ist im wesentlichen derselbe wie der des Ausgangsmaterials aus dem organischen Polymer; allerdings sind die Abmessungen wesentlich verringert. Während der Behandlung der getränkten organischen Fasern und während ihrer Umwandlung zu Fasern aus Metalloxyd schrumpfen sowohl der Durchmesser wie die Länge auf etwa 40 bis 60% der ursprünglichen Abmessungen. Ein ähnliches Schrumpfen in allen Richtungen findet auch statt bei der Herstellung von nichtfaserigen Formkörpern. is essentially the same as that of the starting material from the organic polymer; however, the dimensions are significantly reduced. While the treatment of the impregnated organic fibers and during their transformation into fibers made of metal oxide both the diameter and the length shrink to around 40 to 60% of the original dimensions. A similar shrinkage in all directions also takes place in the production of non-fibrous moldings.
Will man ein Garn aus mehreren kontinuierlichen Fasern aus Metalloxyden herstellen, so verwendet man als Ausgangsmaterial ein Garn aus organischen Fasern derselben Art. Ebenso kann man zur Herstellung eines Gewebes oder eines Filzes aus Metalloxyden als Ausgangsmaterial ein Gewebe oder einen Filz aus organischen Fasern verwenden. Natürlich können Textilien aus Metalloxydfasern so hergestellt werden, daß man zunächst die Fasern in Form von Stapelfasern oder endlosen Garnen herstellt und sie dann in üblicher Weise verwebt.If you want to produce a yarn from several continuous fibers of metal oxides, then used the starting material is a yarn made of organic fibers of the same type. Likewise, one can produce a fabric or a felt made of metal oxides as a starting material a fabric or a Use felt made from organic fibers. Of course, textiles made of metal oxide fibers can be made in this way be that one first produces the fibers in the form of staple fibers or continuous yarns and they then woven in the usual way.
Für die beim Verfahren stattfindenden Vorgänge gibt es vielleicht die nachstehende theoretische Erklärung: Ein organisches polymeres Material wie Cellulose besteht mikroskopisch aus äußerst kleinen Kristalliten in polymeren Ketten, Micellen oder Mikroiibrillen, die in einer Masse eines amorphen Polymeren zusammengehalten werden. Taucht man das organische Material in ein Lösungsmittel, wie Wasser, wäßrige Lösungen oder organische Lösungsmittel, so quillt es, wobei die Zwischenräume zwischen den K ristall iten geöffnet werden. Die amorphen Gebiete werden vergrößert, und die Abstände zwischen den Kristalliten nehmen zu. Die gelöste. Metallverbindung, z. B. ein Salz, tritt in die aufgequollenen amorphen Gebiete ein, die im allgemeinen 50 bis 90 Volumprozent des gequollenen organischen Materials sind. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels bleibt die Metallverbindung in den amorphen Gebieten zwischen den Kristalliten eingefangen.The following theoretical explanation may be given for what goes on in the procedure: An organic polymeric material like cellulose consists microscopically of extremely small crystallites in polymeric chains, micelles or microiibrillen, which are in a mass of an amorphous polymer be held together. If you immerse the organic material in a solvent such as water, aqueous solutions or organic solvents, so it swells, with the spaces between the Crystals are opened. The amorphous areas are enlarged, and the spaces between the Crystallites increase. The solved one. Metal compound, e.g. B. a salt, occurs in the swollen amorphous Areas which are generally 50 to 90 percent by volume of the swollen organic material. After removing the solvent, the metal compound remains in the amorphous areas between captured the crystallites.
Beim Trocknen des organischen Materials kristallisieren die Metallverbindungen nicht, was üblicherweise beim Eintrocknen von Lösungen stattfindet. Bei Verwendung von Cellulose sind die Metallverbindungen in Teilchen von etwa 50 Angström-Einheiten Durchmesser fein suspendiert zwischen den Kristalliten des Polymeren.When the organic material dries, the metal compounds do not crystallize, which usually occurs takes place when the solutions dry out. When using cellulose the metal compounds are finely suspended in particles about 50 Angstrom units in diameter between the crystallites of the polymer.
Das organische Ausgangsmaterial kann auch mit zwei oder mehr Metallverbindungen aus derselben Lösung getränkt werden, so daß die Endprodukte mehr als ein Metalloxyd enthalten. Die Metallverbindungen treten in die Zwischenräume zwischen den Kristalliten etwa proportional ihrer Konzentration in der Lösung ein; dadurch kaun das Beladen mit verschiedenen Metallverbindungen geregelt werden. Durch d;e blockierende Wirkung der organischen Kristallite können die Metallverbindungen sich nicht voneinander trennen und können auch während der weiteren Verfahrensschritte nicht kristallisieren.The organic starting material can also be impregnated with two or more metal compounds from the same solution, so that the end products contain more than one metal oxide. The metal compounds enter the spaces between the crystallites approximately in proportion to their concentration in the solution; this allows the loading of various metal compounds to be regulated. By d ; With the blocking effect of the organic crystallites, the metal compounds cannot separate from one another and cannot crystallize during the further process steps either.
Als Ausgangsstoff kann ein beliebiges polymeres organisches Material verwendet werden, wenn es die oben beschriebene Struktur hat, d. h., wenn es sehr kleine Kristallite enthält, die in einer Masse von quellbarem amorphem Material zusammengehalten sind. Man kann auch Ausgangsstoffe benutzen, die aus langkettigen, vernetzten Molekülen bestehen, wenn diese Ausgangsstoffe quellen, das Lösungsmittel absorbieren können und bei der weiteren Bearbeitung beim Erhitzen nicht schmelzen. Als Ausgangsstoff kann ein beliebiges cellulosehaltiges Material verwendet werden, beispielsweise regenerierte Cellulose, verseiftes Celluloseacetat, Baumwolle, Holz, RamieAny polymeric organic material can be used as the starting material if it has the has the structure described above, i. i.e., if it contains very small crystallites that are swellable in a mass amorphous material are held together. You can also use raw materials that are made from Long-chain, cross-linked molecules exist when these raw materials swell, absorbing the solvent can and do not melt during further processing when heated. As a starting material Any cellulosic material can be used, for example regenerated cellulose, saponified Cellulose acetate, cotton, wood, ramie
u. dgl. Weitere geeignete organische Ausgangsmaterialien sind proteinhaltige Stoffe wie Wolle und Seide. Ferner kann man Polyacrylverbindungen, Polyester, Polyyinylverbindungen und Polyurethane brauchen. Bestimmte organische Stoffe wie Polyäthylen undand the like. Further suitable organic starting materials are proteinaceous substances such as wool and silk. Furthermore, polyacrylic compounds, polyesters, polyynyl compounds and polyurethanes can be used. Certain organic materials such as polyethylene and
ίο Polypropylen sind für das erfindungsgemäße Verfahren nicht geeignet, da sie beim Tränken mit der Metallverbindung nicht quellen und da sie darüber hinaus gegebenenfalls während der Pyrolyse schmelzen und ihre Form verlieren. Ein bevorzugtes cellulose-ίο Polypropylene are for the process according to the invention not suitable because they do not swell when soaked with the metal compound and because they also do so possibly melt during pyrolysis and lose their shape. A preferred cellulosic
»5 haltiges Material besteht aus Reyon, da dieses strukturell gleichförmig ist, sich gut tränken läßt und nur geringe Mengen von Verunreinigungen enthält.»Material containing 5 consists of rayon, because it is structurally is uniform, is easy to soak and contains only small amounts of impurities.
Das Tränken oder Imprägnieren des organischen Materials kann nach verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Wenn das Element, welches die Metalloxyde bildet, in Form eines Salzes im Wasser gut löslich ist, so kann man das Tränken so durchführen, daß man das organische Material in eine konzentrierte wäßrige Lösung des entsprechenden Salzes oder derThe soaking or impregnation of the organic material can be carried out by various methods will. If the element that forms the metal oxides is good in the form of a salt in water is soluble, soaking can be carried out in such a way that the organic material is concentrated in one aqueous solution of the corresponding salt or the
»5 Salze eintaucht. Will man beispielsweise eine Faser aus Aluiriniumoxyd herstellen, so tränkt man diese Faser durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung von Aluminiumnitrat oder Alumiiniumchlorid mit Konzentrationen von etwa 2,0 bis 3,0 Mol des Salzes je Liter.»Dip 5 salts. For example, if you want a fiber made from aluminum oxide, this fiber is soaked by immersing it in an aqueous solution of Aluminum nitrate or aluminum chloride at concentrations of about 2.0 to 3.0 moles of the salt per liter.
Bei hydrolysierenden Salzen in Wasser sollte der pH-Wert der Tränklösung vorzugsweise nicht unter 1,0 liegen, um einen Abbau des organischen Materials während des Tränkens zu verhindern. Gegebenenfalls kann die Säure auch mit Ammoniak neutralisiert werden.In the case of hydrolyzing salts in water, the pH of the impregnation solution should preferably not be below 1.0 to prevent degradation of the organic material during soaking. Possibly the acid can also be neutralized with ammonia.
Zur Erreichung einer gutem Festigkeit des Endproduktes tränkt man das cellulosehaltige Material mit der Metallverbindung in einer solchen Menge, daß auf jedes Grundmolekül der Cellulose wenigstens V« Molekül, vorzugsweise 1,0 bis 2,0 Molekül, der Metallverbindung oder der Metallverbindungen entfallen. Mit dem Ausdruck »Grundmolekül« wird eine glycosidische Einheit der Cellulosekette mit einem Molekulargewicht von 162 bezeichnet. Bei Verwendung von nicht cellulosehaltigen! Material sollte man derartige Mengen des Tränksalzes verwenden, daß je Gramm des organischen Materials wenigstens 0,1, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 Grammäquivalent des Metallions vorhanden sind. Bei geringeren Konzentrationen der Metallverbindungen sind so wenig Salze vorhanden, daß das Endprodukt nicht fest genug ist und daß auch die Ausbeute sinkt.To achieve a good strength of the end product the cellulose-containing material is soaked with the metal compound in such an amount that for each basic molecule of cellulose at least one molecule, preferably 1.0 to 2.0 molecule, of the Metal compound or metal compounds are omitted. With the expression "basic molecule" becomes a glycosidic unit of the cellulose chain with a molecular weight of 162. Using of non-cellulose! Material you should use such amounts of the soaking salt that each Grams of the organic material at least 0.1, preferably 0.5 to 1.0 gram equivalent of the metal ion available. At lower concentrations of the metal compounds there are so few salts that that the end product is not firm enough and that the yield also decreases.
Um die Tränkungsgeschwindigkeit und die aufgenommene Menge des Salzes zu vergrößern, kann dasIn order to increase the soaking speed and the amount of salt absorbed, this can
cellulosehaltige Material vor dem Eintauchen in die Tränklösung mit Wasser vorgequollen werden. Zum Vorquellen von Acryl- und Polyester-Verbindungen sind aromatische Alkohole geeignet, zum Vorquellen von Polyvinyl- und Polyreuthan-Verbindungen können Ketone verwendet werden.cellulose-containing material must be pre-swollen with water before being immersed in the impregnation solution. To the Aromatic alcohols are suitable for pre-swelling of acrylic and polyester compounds of polyvinyl and polyreethane compounds, ketones can be used.
Wasser ist das bevorzugte Lösungsmittel zum Tränken von cellulosehaltigen Stoffen mit Metallverbindungen. Andere Lösungsmittel wie Alkohole verursachen kein genügendes Quellen, und die LöslichkeitWater is the preferred solvent for impregnating cellulosic materials with metal compounds. Other solvents such as alcohols do not cause sufficient swelling and solubility
der Metallverbindungen in Alkoholen ist häufig auch gering. Lösungsmittel zum Tränken von Polyvinyl- und Polyurethan-Verbindungen sind beispielsweise Ester und Ketone wie n-Butylacetat oder Methyläthyl-the metal compounds in alcohols is also often low. Solvent for soaking polyvinyl and polyurethane compounds are, for example, esters and ketones such as n-butyl acetate or methylethyl
keton. Lösungsmittel zum Tränken von Polyacryl- und Polyester-Verbindungen sind aromatische Alkohole und Amine, wie Anilin, NitiophenoL m-Cresol und p-Phenylphenol.ketone. Solvent for impregnating polyacrylic and polyester compounds are aromatic alcohols and amines, such as aniline, NitiophenoL m-cresol and p-phenylphenol.
Zum Tränken bei Raumtemperaturen von 21 bis 23° C braucht man wenige Minuten bis zu mehreren Tagen, was von der Art der verwendeten Salze und von der Art des organischen Ausgangsmaterials abhängt So nimmt beispielsweise eine Faser aus Viskose, die mit Wasser vorgequollen ist, bei 21° C aus einer 3,3molaren Lösung von Uranylchlorid innerhalb von 30 Minuten 0,9 Mol der Verbindung UO2Cl2 je Grundmol der Cellulose auf. Mit Aluminiumchlorid aus konzentrierten Lösungen bei 21° C braucht das Tränken längere Zeit. Unter denselben oben für Uranylchlorid beschriebenen Bedingungen nimmt eine mit Wasser vorgequollene übüche Viskosefaser innerhalb von 30 Minuten nur 0,4 Mol A1C1S je Grundmole der Cellulose auf. Nach einem 3tägigen Eintauchen hat die Faser 0,7 Mol AlQ8 je Grundmol der Cellulose absorbiert. Ein langer als 3 Tage dauerndes Eintauchen in konzentrierte Salzlösungen ist bei cellulosehaltigen Stoffen unvorteilhaft, da das \usgangsmaterial abgebaut werden kann. Das führt zu einer Abnahme der absorbierten Salzmenge und zu einem Haften der Einzelfasern aneinander.Soaking at room temperatures of 21 to 23 ° C takes a few minutes to several days, depending on the type of salts used and the type of organic starting material ° C from a 3.3 molar solution of uranyl chloride within 30 minutes 0.9 mol of the compound UO 2 Cl 2 per basic mole of cellulose. With aluminum chloride from concentrated solutions at 21 ° C, soaking takes longer. Under the same conditions described above for uranyl chloride, a normal viscose fiber pre-swollen with water absorbs only 0.4 mol of A1C1 S per basic mole of cellulose within 30 minutes. After 3 days of immersion, the fiber has absorbed 0.7 moles of AlQ 8 per basic mole of cellulose. Immersion in concentrated salt solutions for longer than 3 days is disadvantageous for substances containing cellulose, since the starting material can be broken down. This leads to a decrease in the amount of salt absorbed and the individual fibers to adhere to one another.
Zur Erläuterung sei beispielsweise bemerkt, daß in einer konzentrierten Lösung von Zinkciilorid die Faser schnell quillt und größere Mengen von ZnCl2 absorbiert. Bei einer Temperatur von 21° C nimmt eine mit Wasser vorgequollene Viskosefaser aus einer 6,8molaren Lösung 3,4 Mol ZnCl2 je Grundmole der Cellulose auf. Bei dieser Behandlungg quillt aber die Faser im wesentlichen zu einem Gel und wird klebrig. In diesem Zustand ist die Faser zu schwach, um weiter bearbeitet zu werden, und die einzelnen Fasern können nicht voneinander getrennt werden. Will man also eine solche Faser mit Zinkchlorid imprägnieren, ohne daß ein Abbau der Fasern und ein Aneinanderheften stattfindet, so taucht man die mit Wasser vorgequollene Faser 1 bis 3 Stunden lang in eine 3,6- bis 4,0molare Lösung ein. Bei dieser Behandlung nimmt die Faser 0,6 bis 1,0 Mol ZnCl1 je Grundmol auf.By way of illustration, it should be noted, for example, that in a concentrated solution of zinc chloride the fiber swells rapidly and absorbs larger amounts of ZnCl 2. At a temperature of 21 ° C., a viscose fiber pre-swollen with water absorbs 3.4 mol of ZnCl 2 per basic mole of cellulose from a 6.8 molar solution. In this treatment, however, the fiber swells essentially to form a gel and becomes sticky. In this condition the fiber is too weak to be processed further and the individual fibers cannot be separated from one another. If such a fiber is to be impregnated with zinc chloride without the fibers breaking down and sticking together, the fiber, which has been pre-swollen with water, is immersed in a 3.6 to 4.0 molar solution for 1 to 3 hours. During this treatment, the fiber absorbs 0.6 to 1.0 mol of ZnCl 1 per basic mol.
Will m?n die Tränkgeschwindigkeit erhöhen, so kann man die Lösung der Metallverbindungen bis zu 100° C erhitzen. Verwendet man beispielsweise solche Salze, die von der Cellulosefaser nur langsam aufgenommen werden, wie A1C1S, Al(NOg)3, ZrOCl2 und ThCl4,so kann man die Tränkungszeit abkürzen durch eine Temperaturerhöhung der Lösung auf 50 bis 65° C. Hierbei sollte man allerdings vorsichtig sein, da bei erhöhten Temperaturen manche Salze das organische Material stark abbauen.If the impregnation speed is to be increased, the solution of the metal compounds can be heated up to 100.degree. If, for example, salts that are only slowly absorbed by the cellulose fiber are used, such as A1C1 S , Al (NOg) 3 , ZrOCl 2 and ThCl 4 , the soaking time can be shortened by increasing the temperature of the solution to 50 to 65 ° C one should, however, be careful, as some salts degrade the organic material strongly at elevated temperatures.
Ein anderes Verfahren zum Beladen von organischem Material besteht in der Verwendung von in Wasser unlöslichen Verbindungen, die unter Bildung, von Metalloxyden hydrolysieren oder mit Wasser sich umsetzen. Das Verfahren zur Anwendung dieser Verbindungen ist unten beschrieben. Geeignete hydrolysierbare und/oder sich mit Wasser umsetzende Verbindungen sind beispielsweise die nachstehenden:Another method of loading organic material is to use in Water-insoluble compounds that hydrolyze with formation, of metal oxides or with water implement. The procedure for using these compounds is described below. Suitable hydrolyzable and / or compounds which react with water are, for example, the following:
1. VOCl3, VCl3, VCl4, die die Verbindung V2O5 liefern;1. VOCl 3 , VCl 3 , VCl 4 , which provide the compound V 2 O 5 ;
2. NbOCl3, NbCl5, NbBr6, welche das hydratisierte Nb2O5 liefern;2. NbOCl 3 , NbCl 5 , NbBr 6 , which provide the hydrated Nb 2 O 5 ;
3. TaCl5, TaBr6, welche das hydratisierte Ta2Os 3. TaCl 5 , TaBr 6 , which is the hydrated Ta 2 O s
1 ipf prn ·_1 ipf prn _
4. MoCl5, Mo2OjCl8, welche das hydratisierte MoO215-J10 liefern;4. MoCl 5 , Mo 2 OjCl 8 , which provide the hydrated MoO 215- J 10 ;
5. WCl8, Wa5, welche das hydratisierte WO3 (Wolframsäure) liefern;5. WCl 8 , Wa 5 , which provide the hydrated WO 3 (tungstic acid);
6. SiCL1 oder Silane wie Trimethylsilan, welche das SiO2 liefern.6. SiCL 1 or silanes such as trimethylsilane, which provide the SiO 2 .
Man löst diese Metallhalogenide oder -oxyhalogenide in einer mit Wasser nicht mischbaren organischenThese metal halides or oxyhalides are dissolved in an organic one which is immiscible with water
ίο Flüssigkeit wie Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, Schwefelkohlenstoff, Äthyläther oder Benzol in solchen Mengen, daß die Lösung je 100 ml der organischen Flüssigkeit S bis SOg des Metallhalogenides oder -oxyhalogenides enthält. Dann behandelt man das cellulosehaltige oder das andere organische Material mit Luft einer relativen Feuchtigkeit von 50 bis 90%, um dieses Material durch Aufnahme von 5 bis 30 Gewichtsprozent Wasser zu quellen. Im gequollenen Zustand und mit dem absorbierten Wasser wirdίο liquid such as carbon tetrachloride, chloroform, Carbon disulfide, ethyl ether or benzene in such amounts that the solution per 100 ml of the organic Contains liquid S to SOg of the metal halide or oxyhalide. Then one treats the cellulosic or other organic material with air having a relative humidity of 50 to 90% to swell this material by absorbing 5 to 30% by weight of water. Im swollen State and with the absorbed water becomes
ao das organische Material in Berührung gebracht mit dem Metallhalogenid oder -oxyhalogenid durch Eintauchen in eine Flüssigkeit oder durch In-Berührungbringen mit gasförmigen Halogeniden oder Oxyhalogeniden. Beim Eindringen des Halogenids oder Oxy-ao the organic material brought into contact with the metal halide or oxyhalide by immersion into a liquid or by contacting with gaseous halides or oxyhalides. When the halide or oxy-
a5 halogenids in das feuchte Material setzt sich die Verbindung mit Wasser um, wobei ein entsprechendes Oxyd direkt in dem organischen Material niedergeschlagen wird. Die Hydrolyse ist gewöhnlich in 20 bis 30 Minuten vollständig.a5 halides in the moist material sets the compound with water, whereby a corresponding oxide is deposited directly in the organic material will. The hydrolysis is usually complete in 20 to 30 minutes.
Die Menge des in dem organischen Material abgelagerten Metall ist direkt abhängig von der in dem Material absorbierten Wassermenge. Typische Hydrolysereaktionen können durch die nachstehenden Gleichungen wiedergegeben werden:The amount of metal deposited in the organic material is directly dependent on that in the Material absorbed amount of water. Typical hydrolysis reactions can be expressed by the equations below be reproduced:
SiCl4 + 3 H2OSiCl 4 + 3 H 2 O
TiCl4 + 2H2OTiCl 4 + 2H 2 O
2TaCl5 + 5H2O2TaCl 5 + 5H 2 O
■ H2SiO3 + 4 HCl
TiO2 + 4HCl
Ta2O5 +10HCl■ H 2 SiO 3 + 4 HCl
TiO 2 + 4HCl
Ta 2 O 5 + 10HCl
Die vom organischen Material absorbierte Wassermenge kann leicht geregelt werden, wenn man das Material mit Luft eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes behandelt. Zur Aufnahme der maximalen Wassermenge kann man das Material auch direkt in flüssiges Wasser eintauchen. Die nachstehende Tabelle zeigt, welche Wassermengen in handelsüblichem Viskose-Reyon aufgenommen werden, das im Gleichgewicht mit feuchter Luft und mit flüssigem Wasser bei 24° C steht.The amount of water absorbed by the organic material can easily be controlled by using the Material treated with air with a certain moisture content. To accommodate the maximum Amount of water, the material can also be immersed directly in liquid water. The table below shows what amounts of water are absorbed in commercially available viscose rayon, which is in equilibrium with moist air and liquid water at 24 ° C.
Gewisse hydrolysierbare Metallverbindungen sind unter normalen Bedingungen flüssig. Man kann das mit Wasser beladene organische Material direkt in dieCertain hydrolyzable metal compounds are liquid under normal conditions. You can do it organic material laden with water directly into the
Metallverbindung eintauchen, wobei durch Hydrolyse das Oxyd innerhalb des Materials gebildet wird. Beispiele solcher flüssiger Metallhalogenide sind SiCl4, TiCl4, VOCl3 und VCl4. In manchen Fällen findet die Hydrolyse aber sehr schnell unter Entwicklung von S Wärme statt. Hierbei kann das organische Material abgebaut oder aufgebrochen werden. Daher verdünnt man die Metallverbindung vorzugsweise mit einer nicht reagierenden Flüssigkeit, um solche Bedingungen zu verhindern. Zum Verdünnen können verschiedene polare organische Flüssigkeiten verwendet werden, wie Benzol, Toluol, Hexan, Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform. Verwendet man diese organischen Flüssigkeiten als Verdünnungsmittel für die Metallverbindungen, so wird die Hydrolysegeschwindigkeit verringert und die Reaktionswärme zerstreut. Nicht umgesetzte flüssige Metallverbindungen und Verdünnungsmittel können durch Verdampfung entfernt werden, da sie einen hohen Dampfdruck haben.Immerse the metal compound, whereby the oxide is formed within the material by hydrolysis. Examples of such liquid metal halides are SiCl 4 , TiCl 4 , VOCl 3 and VCl 4 . In some cases, however, the hydrolysis takes place very quickly with the development of S heat. Here, the organic material can be broken down or broken down. Therefore, it is preferred to dilute the metal compound with a non-reactive liquid to prevent such conditions. Various polar organic liquids can be used for dilution, such as benzene, toluene, hexane, carbon tetrachloride, chloroform. If these organic liquids are used as diluents for the metal compounds, the rate of hydrolysis is reduced and the heat of reaction is dissipated. Unreacted liquid metal compounds and diluents can be removed by evaporation because they have a high vapor pressure.
Verwendet man hydrolysierbare Metallverbindun- ao gen, die normalerweise nicht flüssig sind, so löst man sie in nicht reagierenden, mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeiten. Derartige Metallverbindungen sind beispielsweise TaCl5, NbCl8, ZrCl4, UCl4. Geeignete Lösungsmittel sind Bromoform, Kohlenstoff- ag tetrachlorid, Diäthyläther und Nitrobenzol.If you use hydrolyzable metal compounds that are normally not liquid, they are dissolved in non-reactive liquids that are immiscible with water. Such metal compounds are, for example, TaCl 5 , NbCl 8 , ZrCl 4 , UCl 4 . Suitable solvents are bromoform, carbon ag tetrachloride, diethyl ether and nitrobenzene.
Nach dem Tränken mit der Lösung der Metallverbindüng oder der Metallverbindungen muß die überschüssige Lösung vor dem Trocknen von den Fasern entfernt werden. Dadurch vermeidet man ein Zusammenbacken der Fasern durch Salze und eine Anhäufung von trockenem Salz auf der Oberfläche der Fasern oder Formkörper. Läßt man nicht aufgesaugte Metallverbindungen oder Hydrolyseprodukte zurück, so haben die entstehenden Endprodukte eine kleinere Festigkeit und eine höhere Sprödigkeit. Ein Abtupfen mit Löschpapier oder einem Gewebe unter mäßigem Druck ist genügend, um die überschüssige Flüssigkeit von dem organischen Material zu entfernen. Weitere geeignete Methoden sind aber auch das Auswaschen, die Verwendung von Gasströmen hoher Geschwindigkeit, eine Filtration im Vakuum oder ein Abschleudern. Zum Entfernen von Lösungen mit Viskositäten von mehr als etwa 10 Centipoise, beispielsweise einer 3,0molaren Lösung von Aluminiumchlorid, ist es zweckmäßig, die Temperatur beim Entfernen der überschüssigen Lösung auf 50 bis 60° C zu erhöhen.After soaking with the metal compound solution or the metal compounds must remove the excess solution before drying the fibers removed. This avoids caking of the fibers due to salts and an accumulation of dry salt on the surface of the fibers or moldings. One does not leave the absorbed Metal compounds or hydrolysis products back, the resulting end products have a smaller one Strength and greater brittleness. Dabbing with blotting paper or a tissue under moderate Pressure is sufficient to remove the excess liquid from the organic material. Further but also suitable methods are scrubbing, the use of high-speed gas streams, filtration under vacuum or centrifugation. For removing solutions with viscosities greater than about 10 centipoise, e.g., a 3.0 molar solution of aluminum chloride, it is expedient to increase the temperature to 50 to 60 ° C when removing the excess solution.
Das getränkte organische Material wird dann mittels üblicher Mittel sorgfältig getrocknet, z.B. mit Luft oder in einem Strom eines wannen Gases. Man sollte die getränkten Fasern schnell, d.h. innerhalb einer Stunde oder weniger, trocknen, um ein Austreten des Salzes aus dem Inneren auf die Oberfläche zu verhindern.The soaked organic material is then carefully dried by conventional means, e.g. with Air or in a stream of a tub of gas. You should get the soaked fibers quickly, i.e. within an hour or less to allow the salt to leak out onto the surface impede.
Will man ein Endprodukt herstellen, das aus zwei oder mehr Metalloxyden besteht, so tränkt man das organische Material mit zwei oder mehr Salzen oder Hydrolyseprodukten. Verwendet man zwei oder mehr wasserlösliche Salze, so kann man zum Tränken eine einzige Lösung verwenden, z. B. eine wäßrige Lösung, die beide Salze enthält. Soll ein Gemisch aus zwei Oxyden erhalten werden, von denen das eine aus einer wäßrigen Lösung und das andere durch Hydrolyse eines Halogenides oder Oxyhalogenides eingebracht werden soll, so tränkt man zuerst mit dem Hydrolyseprodukt und dann mit dem im Wasser löslichen Salz.If you want to produce an end product that consists of two or more metal oxides, you soak it organic material with two or more salts or hydrolysis products. If you use two or more water-soluble salts, so you can use a single solution for soaking, e.g. B. an aqueous solution, which contains both salts. Should a mixture of two oxides be obtained, one of which is made up an aqueous solution and the other is introduced by hydrolysis of a halide or oxyhalide is to be soaked first with the hydrolysis product and then with the water-soluble product Salt.
Beim nächsten Verfahrensschritt zur Umwandlung des getränkten organischen Materials in ein Metalloxyd erhitzt man das getränkte Material unter geregelten Bedingungen so lange, daß die organische Verbindung zersetzt wird und ein kohlenstoffhaltiges Gerüst entsteht, welches die MetaUverbindung in feinverteilter Form enthält. Dann, gegebenenfalls auch gleichzeitig, entfernt man den Kohlenstoff und wandelt die MetaUverbindung zu dem Metalloxyd um.In the next process step to convert the soaked organic material into a metal oxide the soaked material is heated under controlled conditions for so long that the organic Compound is decomposed and a carbon-containing framework is formed, which the metal compound in finely divided Contains shape. Then, possibly at the same time, the carbon is removed and converted the metal compound to the metal oxide.
Die Arbeitsbedingungen müssen so sein, daß eine Entzündung des organischen Materials nicht stattfindet. Bei einer Entzündung finden ungeregelte Temperaturanstiege innerhalb des Materials statt; in einzelnen Fällen verbrennt das Material auch mit einer Flamme. Der hierbei auftretende ungeregelte Temperaturanstieg ist scharf unterschieden von den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten. Bei gut geleitetem Arbeiten ist der Temperaturanstieg in dem imprägnierten organischen Material sehr gleichmäßig mit der Temperatur der Umgebung, auch wenn die genaue Temperatur innerhalb des organischen Materials etwas darüber oder darunter schwanken kann. Entzündet sich aber das Material oder verbrennt es, so steigt die Temperatur der MetaUverbindung sehr hoch an. Unter diesen Umständen ist es nicht möglich, die Temperatur zu regeln, und der Schmelzpunkt der gebildeten metallischen Zwischenverbindungen kann überschritten werden, oder es findet eine starke Kristallisation und ein Kornwachstum statt. Die MetaUverbindung kann auch in den Hydrolysedämpfen suspendiert und mitgerissen werden, wobei Verluste stattfinden und das entstehende kohlenstoffhaltige Gerüst zu wenig von dieser MetaUverbindung enthält. Beim Vermeiden einer Entzündung haben die Endprodukte eine glattere Oberfläche und sind fester, da die einzelnen Teilchen der Melallverbindung besser geordnet sind.The working conditions must be such that the organic material does not ignite. In the event of ignition, unregulated temperature increases occur within the material; in In some cases the material burns with a flame. The unregulated one that occurs here Temperature rise is sharply differentiated from the process steps according to the invention. When well managed Working the temperature rise in the impregnated organic material is very uniform with the temperature of the environment, even if the exact temperature inside the organic material something can fluctuate above or below. But if the material ignites or burns, so the temperature of the meta-compound rises very high. Under these circumstances it is not possible to regulate the temperature, and the melting point of the metallic interconnects formed can be exceeded, or there will be strong crystallization and grain growth instead of. The meta-compound can also be suspended and entrained in the hydrolysis vapors, with losses taking place and the resulting carbon-containing framework too little of this metal compound contains. By avoiding inflammation, the end products have a smoother surface and are more solid because the individual particles of the metal compound are better ordered.
In der Praxis kann durch Beobachtung des Schrumpfens festgestellt werden, ob eine Entzündung stattgefunden hat. Ohne Entzündung schrumpft das organische Material in der Längsrichtung in der Regel um 40 bis 60%>, beispielsweise von einer Länge von 10 cm zu einer Länge von 5 cm. Das Endprodukt ist fest und mikrokristallin, die hierbei entstehenden Fasern sind sehr biegsam. Wenn aber eine unerwünschte Entzündung während des Erhitzens stattgefunden hat, so schrumpft das Material weit weniger, die erhaltenen Endprodukte sind eher kristallin als mikrokristallin, und sie sind spröde und von geringer Festigkeit Findet eine Entzündung gegen Ende der Erhitzung statt, so kann das Endprodukt zwar stark geschrumpft sein, trotzdem sind aber die Eigenschaften schlecht Im allgemeinen ist das Ausmaß der Schrumpfung umgekehrt proportional der Beladung mit der Metallverbindung. Vorzugsweise sorgt man dafür, daß eine maximale Schrumpfung stattfindet.In practice, by observing the shrinkage, it can be determined whether there is inflammation has taken place. Without ignition, the organic material will shrink lengthways in the Usually by 40 to 60%>, for example from a length of 10 cm to a length of 5 cm. The end product is firm and microcrystalline, the resulting fibers are very flexible. But if one unwanted ignition has taken place during heating, the material will shrink far less, the final products obtained are crystalline rather than microcrystalline, and they are brittle and of low strength If an ignition takes place towards the end of the heating, the end product can Although it has shrunk considerably, its properties are still poor. In general, it is the amount of shrinkage is inversely proportional to the loading of the metal compound. Preferably one ensures that maximum shrinkage takes place.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Entzündung durch geregelte Arbeitsbedingungen vermieden werden. Insbesondere sollte darauf geachtet werden, daß starke plötzliche Änderungen der Temperatur, der Zusammensetzung der Atmosphäre u. dgl. nicht auftreten. Derartige plötzliche Änderungen führen leicht zu ungeregelten Temperaturanstiegen und damit gegebenenfalls zu einer Entzündung.When carrying out the method according to the invention, inflammation can be controlled by Working conditions are avoided. In particular, care should be taken to avoid strong sudden Changes in temperature, the composition of the atmosphere and the like do not occur. Such sudden changes easily lead to unregulated temperature rises and thus possibly to inflammation.
Beispielsweise verfährt man so, daß man eine cellulosehaltige Faser mit einem Metallsalz odei mehreren Metallsalzen imprägniert. Dann erhitztFor example, one proceeds in such a way that one odei a cellulose-containing fiber with a metal salt impregnated with several metal salts. Then heated
man auf eine Temperatur zwischen 350 und 900° C mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von nicht mehr als 100° C je Stunde in einer zwischen 5 und 25 Volumprozent Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre. Wenn das entstehende Metalloxyd einen Zersetzungs- oder Schmelzpunkt unterhalb 900° C hat, so darf man natürlich mit der Erhitzungstemperatur nicht darüber hinausgehen. Beim Erreichen der Temperatur von etwa 350° C oder etwas mehr ist unter den beschriebenen Arbeitsbedingungen ein größerer Teil der Cellulosefaser verkohlt, und die Kohle ist in Form eines kohlenstoffhaltigen Gases durch Umsetzung mit dem oxydierenden Gas verflüchtigt. Hierbei ist gleichzeitig der größere Teil der Metallverbindung in der getränkten Faser zu Metalloxyd oxydiert. Die getränkte Faser sollte aber in einer ein Ä^ron^eS Pf enthaltenden Atmosphäre bei 350 bis 900 C gehalten werden, bis im wesentlichen die gesamte imprägnierte Faser verkohlt und verfluchtigt ist und bis im wesentlichen das gesamte Metall ao ™ Oxyd oxydiert ist. one to a temperature between 350 and 900 ° C with a heating rate of not more than 100 ° C per hour in an atmosphere containing between 5 and 25 volume percent oxygen. If the resulting metal oxide has a decomposition or melting point below 900 ° C, the heating temperature must of course not go beyond this. When the temperature of about 350 ° C. or a little more is reached, a larger part of the cellulose fiber is charred under the working conditions described, and the char is volatilized in the form of a carbon-containing gas by reaction with the oxidizing gas. At the same time, the greater part of the metal compound in the impregnated fiber is oxidized to form metal oxide. The impregnated fiber should, however, be kept in an atmosphere containing an Ä ^ r o n ^ eS Pf at 350 to 900 C until substantially all of the impregnated fiber is charred and volatilized and until substantially all of the metal ao ™ oxide is oxidized .
Nach dem ersten langsamen Erhitzen auf eine Temperatur über 350° C braucht die Atmosphäre nicht mehr weniger als 25 Volumprozent Sauerstoff zu enthalten. Allerdings bnngt die Verwendung einer *5 Atmosphare mit mehr als 25 Volumprozent oxyd.erendes Gases keine besonderen Vorteile mit sich. Als bevorzugt verwendet man Sauerstoff als oxyd.erendes Gas; man kann aber auch andere oxydierendeAfter the first slow heating to a temperature above 350 ° C, the atmosphere need not contain less than 25 volume percent oxygen. However, the use of a 5 * atmosphere bnngt with more than 25 volume percent oxyd.erendes gas no special advantages. Oxygen is preferably used as the oxidizing gas; but you can also use other oxidizing agents
Senden'^ R t 5Ι0Χί Schwefcltnoxyd verwenden. Der Rest der Atmosphäre besteht aus Ga-Send '^ R t 5 Ι0Χ ί Use sulfur oxide. The rest of the atmosphere is made up of gas
ln Te7eraTn f T C U"ddarÜber l n Te 7 era T n f T CU " d about it
Bei einer bevorzugten A^sführungs^ der Erfindung bnngt man eine cellulosehaltige Faser mit einer Verbindung eines der in der Tabelle eenannten Metalle, deren Oxyde einen Schmelzpunkt oder Zersetzungspunkt oberhalb 800° C haben Dann er- Ξ Ξ In a preferred sführungs A ^ ^ to the invention, a cellulosic fiber bnngt with a compound of the eenannten in Table metals whose oxides have a melting point or decomposition point above 800 ° C. Then Ξ Ξ ER-
schnelleres Erhitzen im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre ohne Entzündung zu ermöglichen to allow faster heating in a vacuum or in an inert atmosphere without ignition
Beim Oxydieren der Metallverbindung zum Metalloxyd muß ein Oxydationsmittel verwendet werden. Das geschieht am besten durch Erhitzen des verkohlten und teilweise oxydierten Materials ir einer Atmosphäre, die Sauerstoff oder ein anderes oxydierendes Gas enthält. Auch hierbei muß natürlieh eine Entzündung vermieden werden. Das kann erreicht werden durch sorgfältige Regelung der Temperatur, durch Begrenzen der Menge des oxydierenden Gases oder durch Verwendung eines verhältnismäßig wenig reaktiven Oxydationsmittels So kann man beispielsweise Wasserdampf bei Temperaturen oberhalb 700° C als Oxydationsmittel brauchen Besonders gute Ergebnisse werden erzielt durch Erhitzen des verkohlten Materials in einem inerten Gas, das wenige Prozent Wasserdampf enthältWhen oxidizing the metal compound to the metal oxide, an oxidizing agent must be used. This is best done by heating the charred and partially oxidized material in an atmosphere containing oxygen or some other oxidizing gas. Here too, of course, inflammation must be avoided. This can be achieved by carefully controlling the temperature, by limiting the amount of oxidizing gas or by using a relatively less reactive oxidizing agent.For example, steam at temperatures above 700 ° C can be used as the oxidizing agent. Particularly good results are achieved by heating the charred material in an inert gas that contains a few percent water vapor
Eine Vermeidung einer Entzündung durch Regelung der Arbeitsbedingungen ist bei Fasern und faserigen Materialien wie Textilien im allgemeinen leichter als bei anderen nichtfaserigen Formkörpern, wie z.B. organischen Schäumen oder Schwämmen, die mit Metallverbindungen getränkt sind. Für solche nichtfaserigen Formkörper verwendet man vorzugsweise beim anfänglichen Erhitzen eine nichtoxvdierende Atmosphäre und hält den Temperaturanstieg auf weniger als 50° C je Stunde. Nachdem das Verkohlen im wesentlichen vollständig ist, kann man der Atmosphäre ein Oxydationsmittel zusetzen. Man kann aber auch die gesamte Verkohlung und die 0*ydati°n von nichtfLrigen ^körperndurch-Avoiding ignition by regulating the working conditions is generally easier with fibers and fibrous materials such as textiles than with other non-fibrous molded articles such as, for example, organic foams or sponges that are soaked with metal compounds. For such non-fibrous moldings, a non-oxidizing atmosphere is preferably used for the initial heating and the temperature rise is kept at less than 50 ° C. per hour. After the char is essentially complete, an oxidizing agent can be added to the atmosphere. But also the entire carbonization and 0 * y dati ° n One can körperndurch- of nichtfLrigen ^
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1000° C z\i? ^'f \ T^ Λ1000 ° C z \ i? ^ 'f \ T ^ Λ
stoff enthaltenden Atmosphäre auf einer Temperatur 45 MSrHchTch^n H von 400 bis 800° C so lange, bis die Faser im we- der 7 Iatmosphere containing the substance at a temperature of 45 M SrHchTch ^ n H of 400 to 800 ° C until the fiber in neither 7 I
des organischen Materials vermieden wird. Das Ver- fahren kann hierfür auf verschiedene Arten geregeU werden, z. B. durch Regelung der Temperatur! durch Regelung der Menge des oxydierender, Mitte s oder durch Verwendung eines Vakuums oder einer, inerten Atmosphäre. Hierbei muß beachtet werden daß Sauerstoff in zahlreichen· organischen Stoffen"'ζ B in CeUulose, enthalten ist, so daß eine gewisse Menge eines Oxydationsmittels innerhalb des getränkten Sf terials enthalten ist Bei VerwendungvoTweineren Stücken des imprägnierte« Materials oder du ch ver° hältndsmäßig langsames Erhitzen, insbesondere Ws za Temperaluren von 350° C, werden uneSchte Entzündungen vermieden. Bei manchen Systemen 6S z. B. insbesondere bei getränkten Cellulosefaser,,TZ-nügt es allerdings, das überschüssige Lösungsmittel Bei allen of the organic material is avoided. The process can be regulated in various ways for this purpose, e.g. B. by regulating the temperature! by controlling the amount of oxidizing agent or by using a vacuum or an inert atmosphere. Here it must be noted that oxygen in numerous · organic substances "'ζ B in CeUulose, is included so that a certain amount is an oxidizing agent in the impregnated Sf terials In VerwendungvoTweineren pieces of impregnated" material or you ch ver ° hältndsmäßig slowly heating Incorrect inflammations are avoided, especially Ws za temperatures of 350 ° C. In some systems 6 S, for example, especially in the case of soaked cellulose fibers, TZ- it is sufficient, however, to remove the excess solvent in all
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R,aumtemPeratUr bis m 400° C während Te °"" "^ ma° die FaSem *SS55 r J Ύ ren 2T15S11611 40° und 60° C R , aumtem P eratUr up to m 400 ° C during T e ° """^ ma ° die FaSem * SS55 r J Ύren 2 T 15 S 11611 40 ° and 60 ° C
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11 1211 12
imprägnierten Fasern in einer Argon-Atmosphäre weise in getrennten Schlitten vorgenommen zu wer-impregnated fibers in an argon atmosphere to be carried out in separate slides
innerhalb einer Stunde von Raumtemperatur auf den. Wenn man mit dem Erhitzen des getränktenfrom room temperature to the. If you start heating the soaked
eine Temperatur zwischen 600 und 1000° C erhitzt. Materials beginnt, so ist die Pyrolyse zu Kohlenstoffheated to a temperature between 600 and 1000 ° C. Material begins, so is pyrolysis to carbon
Dann oxydiert man durch Halten der Fasern bei die vorwiegende chemische Umsetzung, und das ver-Then one oxidizes by holding the fibers at the predominant chemical reaction, and the
etwa 800° C in einer Argon-Atmosphäre, die wenig- 5 kohlte Material besteht vorwiegend aus Kohlenstoffabout 800 ° C in an argon atmosphere, the low-carbon material consists mainly of carbon
stents 5 Volumprozent Wasserdampf enthält, während mit geringen eventuellen Resten von organischemstents contains 5 percent by volume of water vapor, while with small possible residues of organic
einer bis 10 Stunden. Dieses Verfahren zeigt, daß Material, einschließlich Wasserstoff und Sauerstoff,one to 10 hours. This procedure shows that material, including hydrogen and oxygen,
man auch bei schnellem Erhitzen eine Entzündung Eine gewisse Oxydation des gebildeten Kohlenstoffsthere is an ignition even with rapid heating. A certain degree of oxidation of the carbon formed
verhüten kann, wenn man zunächst in einer nicht und des vorhandenen Metalls findet aber auch schoncan prevent if one does not initially find in one of the existing metal but also already
reagierenden Atmosphäre auf hohe Temperaturen 10 hier statt, besonders dann, wenn die Atmosphäreatmosphere reacting to high temperatures 10 takes place here, especially when the atmosphere
erwärmt und dann eine oxydierende Atmosphäre von ein oxydierendes Gas enthält. Bei Fortsetzung desheated and then contains an oxidizing atmosphere of an oxidizing gas. If the
verhältnismäßig niedriger Reaktivität verwendet. Erhitzen« und wenn der größte Teil des organischenrelatively low reactivity used. Heating «and when most of the organic
Nach dem dritten1 Verfahren werden die imprä- Materials in Kohlenstoff übergeführt ist, wird all-After the third 1 process, the imprä- material is converted into carbon, all-
gnierten Fasern schnell, oft innerhalb von 5 Minuten, mählich die Oxydation durch die oxydierende Atmo-gnosed fibers quickly, often within 5 minutes, gradually the oxidation by the oxidizing atmosphere
auf etwa 400° C in einer Atmosphäre erhitzt, die 15 sphäre die vorwiegende Reaktion. In den letztenheated to about 400 ° C in an atmosphere which 15 sphere is the predominant reaction. In the last
weniger als etwa 10 Volumprozent Sauerstoff ent- Stufen des Verfahrens beim Erhitzen sind die Oxy-Less than about 10 percent by volume of oxygen is produced.
hält. Dann erhöht man stufenweise den Partialdruck dation der letzten Metallatome und der letzten Koh-holds. Then one gradually increases the partial pressure dation of the last metal atoms and the last carbon
des Sauerstoffes bei konstanter Temperatur, bis das lenstoffatome die einzigen chemischen Umsetzungen,of oxygen at constant temperature until the only chemical reactions
kohlenstoffhaltige Material und die Metallverbindung In vielen Fällen erleichtert der Zusatz geringer Men-carbonaceous material and the metal compound In many cases the addition of small quantities facilitates
oxydiert sind, was in der Regel 1Iz bis 3 Stunden ao gen von Wasserdampf zu der Atmosphäre, die letz-are oxidized, which ao is usually 1 to 3 hours Iz gen of water vapor to the atmosphere, the letz-
beanspTicht. Dieses Verfahren dient zur Erläute- ten Spuren von Kohlenstoff zu entfernen,contests. This procedure is used to remove traces of carbon,
rung, wie man eins Entzündung verhindert durch Bei der Oxydation des Kohlenstoffs entstehention how to prevent one inflammation caused by the oxidation of carbon
direkte Regelung des Partialdruckes des Sauerstoffes mikroskopische Lücken·. Eine maximale Verdichtungdirect regulation of the partial pressure of oxygen microscopic gaps ·. A maximum compression
■η der Umgebung der Faser. des Materials wird erreicht, wenn· man während der■ η of the area around the fiber. of the material is achieved if · one during the
Diese verschiedenen oben beschriebenen Verfahren 25 Oxydation die Konzentration des oxydierenden GasesThese various methods described above 25 oxidize the concentration of the oxidizing gas
zur Herstellung von Fasern aus Zirkonoxyd ohne und die Temperatur nicht zu hoch hält. Zur Vervoll-for the production of fibers from zirconium oxide without keeping the temperature too high. To complete
Entzündung des organischen Materials können auch ständigung der Oxydation sind üblicherweise 1 bisInflammation of the organic material can also persist the oxidation are usually 1 to
sinngemäß auf andere faserige Produkte angewendet 48 Stunden erforderlich, was auch von der Art desApplied mutatis mutandis to other fibrous products, 48 hours required, whatever the type of
werden. Man kann also das getränkte faserige Ma- Metalloxyds oder der Metalloxyde abhängt. Manchewill. So one can depend on the soaked fibrous metal oxide or the metal oxides. Some
terial in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, üb- 30 Metalloxyde, wie Uranoxyd, Zirkonoxyd, Eisenoxyd,material in a non-oxidizing atmosphere, over 30 metal oxides such as uranium oxide, zirconium oxide, iron oxide,
licherweise unter Verwendung eines Vakuums oder Kupferoxyd, Chromoxyd und Vanadiumoxyd, er-Certainly using a vacuum or copper oxide, chromium oxide and vanadium oxide,
eines inerten Gases, auf Temperaturen zwischen 700 höhen die Oxydationsgeschwindigkeit des Kohlen-an inert gas, temperatures between 700 increase the rate of oxidation of the carbon
und 1000° C innerhalb weniger als einer Stunde er- stoffes und ermöglichen es daher, bei tieferer Tempe-and 1000 ° C within less than an hour and therefore make it possible to
hitzen, worauf man bei denselben Temperaturen ratur zu arbeiten. Eine schnellere Oxydation desheat, whereupon you can work at the same temperature ratur. A faster oxidation of the
weitererhitzt und hierbei eine Atmosphäre verwen- 35 Kohlenstoffes durch Erhöhung der Konzentration desfurther heated, using an atmosphere by increasing the concentration of carbon
det, die wenigstens 5 Volumprozent Wasserdampf oxydierenden Gases oder durch Erhöhung der Tem-det, the at least 5 percent by volume of water vapor oxidizing gas or by increasing the temperature
enthält. Dieser letztere Schritt rar Vervollständigung peratur in den ersten· Stufen ergibt ein weniger dich-contains. This latter step rarely completes the temperature in the first stages results in a less dense
der Oxydation braucht in der Regel 1 bis 10 Stunden. tes und weniger festes Metalloxyd, was mit Lückenthe oxidation usually takes 1 to 10 hours. tes and less solid metal oxide, what with gaps
Man kann aber auch das getränkte Fasermaterial in der Struktur zu erklären ist. Verhältnismäßig hohe schnsll auf eine Temperatur von etwa 350 bis 600° C 40 Temperaturen begünstigen auch die Bildung von erhitzen, wenn man eine Atmosphäre verwendet, die Kristalliten· in dem Endprodukt, was vermieden werweniger als etwa 10 Volumprozent Sauerstoff ent- den soll. Die Verdichtung des Gerüstes aus Metallhält; dann hält man innerhalb derselben Temperatur oxyd kann festgestellt werden durch Schrumpfen in unter stufenweiser Steigerung des Partialdrucks des allen Dimensionen während der Oxydation. Bei Fa-Sauerstoffs, bis der Gehalt an Sauerstoff 20 Volum- 45 sern bleibt aber das Verhältnis der Länge zum Durchprozent erreicht; hierfür benötigt man wenige Mi- messer, ebenso wie die Form des Querschnittes der nuten bis wenige Stunden in Abhängigkeit von den Fasern, im wesentlichen dasselbe wie beim Ausgangsverwendeten Ausgangsstoffen. Obwohl man den Par- produkt.But you can also explain the impregnated fiber material in the structure. Relatively high temperatures of about 350 to 600 ° C 40 also favor the formation of heat if an atmosphere is used that contains crystallites in the end product, which should avoid less than about 10 percent by volume of oxygen being released. The compaction of the metal frame continues; then one keeps within the same temperature oxide can be ascertained by shrinking in with a gradual increase of the partial pressure of all dimensions during the oxidation. In the case of Fa-oxygen, until the content of oxygen has reached 20 volumes, but the ratio of length to percent by volume remains; this requires a few knives, as well as the shape of the cross-section of the grooves up to a few hours, depending on the fibers, essentially the same as in the starting materials used. Although one is the par-product.
tialdruck des Sauerstoffs innerhalb einer kurzen Zeit Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsformtial pressure of oxygen within a short time. In a particularly preferred embodiment
erhöhen kann, sollten plötzliche Steigerungen ver- 50 der Erfindung zur Herstellung eines Games aus meh-can increase, sudden increases should affect the invention for the production of a game from several
mieden werden. reren Metalloxyden hält man das getränkte cellulose-be avoided. more metal oxides, if the soaked cellulose
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch kon- haltige Garn während der Verkohlung und der Oxytinuierlich durchgeführt werden. Man kann z. B. dation unter Spannung. Spannungen von etwa 10 bis kontinuierlich ein Gam aus einem Metalloxyd her- 40 g sind genügend für Garne aus etwa 1440 Einzelstellen. Hierzu verwendet man aufgespulte Cellulose- 55 fäden mit 3300 Denier. In der Regel sind die au: fasern, Garne od. dgl. Man führt die Faser oder das Metalloxyden bestehenden erfindungsgemäßen End Garn zunächst durch eine Tränklösung, tupft sie ab produkte im wesentlichen amorph oder mikrokristal- und trocknet sie und führt sie schließlich durch einen lini. Eine gewisse Kristallbildung im Endprodukt is oder mehrere öfen hindurch, in welchen die Ver- aber auch zulässig. Selbst nach einer gewissen Kri kohlung und/oder die Oxydation unter den erforder- 60 stallisation der Metalloxyde hat das Endprodukt dif liehen geregelten Bedingungen zur Vermeidung einer gewünschten Eigenschaften. Diese Eigenschaftei Entzündung stattfindet. Die aus dem letzten Ofen werden erst dann wesentlich verschlechtert, wem austretende aus Metalloxyden bestehende Faser kann sich so große Kristallite bilden, daß sie nach den üb kontinuierlich auf eine andere Spule aufgewickelt liehen mikroskopischen Verfahren festgestellt wer werden. 65 den können. In diesem letzteren Fall ist die mikroThe method according to the invention can also contain yarn continuously during the charring and the oxytic process be performed. You can z. B. dation under tension. Tensions from about 10 to Continuously a yarn made from a metal oxide - 40 g is sufficient for yarn from around 1440 individual places. For this purpose, spooled cellulose threads with 3300 denier are used. As a rule, the au: fibers, yarns or the like. The fiber or the metal oxides existing end according to the invention are passed Yarn first through an impregnation solution, it dabs off products that are essentially amorphous or microcrystalline and dries them and finally leads them through a lini. There is some crystal formation in the end product or several ovens, in which the consents are also permitted. Even after a certain crisis carbonization and / or oxidation with the required 60 installation of the metal oxides has the end product dif borrowed regulated conditions to avoid a desired property. This characteristic Inflammation is taking place. The ones from the last furnace are only significantly deteriorated then, by whom Exiting from metal oxides existing fiber can form so large crystallites that they after the ex Continuously wound onto another reel borrowed microscopic method established who will. 65 den can. In this latter case the one is micro
Das Verkohlen des getränkten organischen Ma- kristalline Struktur ersetzt durch die verhältnismäßi]The charring of the soaked organic macrystalline structure is replaced by the relativelyi]
terials und die Entfernung des gebildeten Kohlen- großen kristallinen Gebiete. Die Eigenschaften voiterials and the removal of the formed coal- large crystalline areas. The properties voi
Stoffs durch Oxydation brauchen nicht notwendiger- Fasern aus Metalloxyden werden besonders damSubstance due to oxidation need not be necessary - fibers made of metal oxides are especially dam
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schlechter, wenn der Durchmesser der Einzelkristal- schmelzenden, aber katalytisch aktiven Metalloxydsworse if the diameter of the single crystal melting, but catalytically active metal oxide
lite mehr als ein Zehntel des Faserdurchmesseis be- enthält.lite contains more than a tenth of the fiber diameter.
trägt. Uranoxyd oder Plutoniumoxyd enthaltende Fasern Eine sehr wichtige Klasse von Metalloxyden im mit Durchmessern von einem oder wenigen Mikron Sinne der Erfindung sind solche, die zu wenigstens 5 können als Brennstoffelemente in Kernreaktoren 80 Gewichtsprozent aus einem oder mehreren Me- verwendet werden, insbesondere in solchen, wo talloxyden mit einem Schmelzpunkt über 1728° C, Strahlungsreaktionen' oder eine Fission durchgeführt d. h. dem Schmelzpunkt von Siliziumoxyd, bestehen. werden sollen. Die Fasern können allein aus Uran-Hierzu gehören vorzugsweise die Oxyde Al2O3, BeO, oxyd oder Plutoniumoxyd bestehen, sie können auch CaO, CeO2, MgO, TiO2, ThO2 und ZrO2 für sich io aus einem Gemisch dieser Oxyde mit anderen Me- oder in Gemischen miteinander. Diese Oxyde und talloxyden, wie BeO, Al2O3, ZrO2 oder ThO2, be-Oxydgemische sind chemisch sehr beständig und stehen. Zur Verwendung als Brennstoffelemente in haben auch bei hohen Temperaturen eine gute anderen Arten von Reaktoren, für Forschungszwecke Festigkeit. In dichter gesinterter Form bilden diese und Untersuchungszwecke, für die Erzeugung von Oxyde eine wichtige Klasse der handelsüblichen 15 elektrischer Energie od. dgl., kann es zweckmäßig feuerfesten Stoffe. Fasern aus diesen feuerfesten sein, diese Fasern mit einem undurchlässigen Ma-Metalloxyden lassen sich zur Herstellung von Hitze- terial zu überziehen, um das Entweichen von gebilschirmen und von abriebfesten Verstärkungsstoffen detere radioaktiven Endprodukten in dem Kühlstrom verwenden. Man kann sie zum Verstärken von Kunst- des Reaktors zu verhindern. Zur Verwendung bei stoffen auch bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen ao hohen Temperaturen oder in einer nichtoxydierenden verwenden oder aber zum Verstärken von Metall, Atmosphäre ist das Urandioxyd UO2 die bevorzugte Porzellan und anderen keramischen Stoffen zur Ver- Form; es wird erhalten durch Reduktion von Uranwendung bei hohen Temperaturen. Diese hoch feuer- trioxyd, UO3 mit Wasserstoff bei 500 bis 600° C. testen Fasein aus Metalloxyden sind ausgezeichnete Zur Verwendung als Reaktorelement unter oxydie-Filter für korrodierende Gase und Flüssigkeiten bei 25 renden Bedingungen ist ausgezeichnet geeignet eine erhöhten Temperaturen. Man kann mit ihnen z. B. erfindungsgemäße Faser, die 20 bis 60 Gewichtsgeschmolzene Metalle, geschmolzene Salze, über- prozent Urantrioxyd, Rest, d. h. 80 bis 40 Gewichtshitzte Luft und Abgase von öfen filtern. Außer für prozent, Aluminiumoxyd oder Zirkonoxyd enthält. Filterzwecke sind die Endprodukte aus Metalloxyden Urandioxyd enthaltende Fasern aus Metalloxyd gemäß der Erfindung auch gut brauchbar als Bau- 30 gemäß der Erfindung sind allgemein verwendbar als elemente und zur thermischen Isolierung der hohen Brennstoffelemente in Reaktoren; Fasern aus einem Temperaturen und in korrodierender Umgebung. So Gemisch von Urandioxyd und Thoriumdioxyd sind sind z. B. Endprodukte, die Ceroxyd, Thoriumoxyd besonders gut geeignet als Brennstoffelemente in •nd Zirkonoxyd enthalten, besonders vorteilhaft zur Brütern.wearing. Fibers containing uranium oxide or plutonium oxide A very important class of metal oxides in the sense of the invention with diameters of one or a few microns are those that can be used as fuel elements in nuclear reactors 80 percent by weight from one or more Me-, especially in those where taloxides with a melting point above 1728 ° C, "radiation reactions" or a fission carried out, ie the melting point of silicon oxide. should be. The fibers can consist solely of uranium - these preferably include the oxides Al 2 O 3 , BeO, oxide or plutonium oxide, they can also consist of CaO, CeO 2 , MgO, TiO 2 , ThO 2 and ZrO 2 individually from a mixture of these oxides with other substances or in mixtures with one another. These oxides and tallow oxides, such as BeO, Al 2 O 3 , ZrO 2 or ThO 2 , be-oxide mixtures are chemically very stable and stand. For use as fuel elements in other types of reactors, for research purposes, have strength even at high temperatures. In dense sintered form, these and research purposes, for the generation of oxides, an important class of commercially available electrical energy or the like, can expediently be refractory materials. Fibers made from these refractory materials, these fibers with an impermeable Ma-metal oxides can be coated for the production of heat material, in order to use the escape of structural shields and abrasion-resistant reinforcing materials from the radioactive end products in the cooling stream. One can use them to reinforce art to prevent the reactor. For use with materials even at relatively low temperatures or high temperatures or in a non-oxidizing atmosphere or for reinforcing metal, atmosphere, the uranium dioxide UO 2 is the preferred porcelain and other ceramic materials to form; it is obtained by reducing the use of uranium at high temperatures. Test these highly flammable trioxide, UO 3 with hydrogen at 500 to 600 ° C. Fibers made of metal oxides are excellent. For use as a reactor element under oxydie-filters for corrosive gases and liquids at 25 generating conditions is excellent at elevated temperatures. You can z. B. fiber according to the invention, the 20 to 60 weight molten metals, molten salts, over percent uranium trioxide, the rest, ie 80 to 40 weight filter heated air and exhaust gases from ovens. Except for percent, it contains aluminum oxide or zirconium oxide. Filter purposes are the end products of metal oxides uranium dioxide-containing fibers made of metal oxide according to the invention are also very useful as construction 30 according to the invention are generally useful as elements and for thermal insulation of the high fuel elements in reactors; Fibers from a temperature and in a corrosive environment. So mixture of uranium dioxide and thorium dioxide are z. B. End products that contain cerium oxide, thorium oxide particularly well suited as fuel elements in • nd zirconium oxide, particularly advantageous for breeders.
Verwendung in Berührung mit korrosiven oder alka- 35 Erfindungsgemäße Formkörper aus MetalloxydenUse in contact with corrosive or alkali moldings according to the invention made of metal oxides
lischen Flüssigkeiten, wie Elektrolyten in Batterien. können für viele Zwecke verwendbar sein. Folienliquid like electrolytes in batteries. can be used for many purposes. Foils
Fasern aus Zirkonoxyden sind besonders gut brauch- aus Metalloxyden mit einer sehr gleichmäßigenFibers made from zirconium oxides are particularly useful; made from metal oxides with a very uniform texture
bar wegen ihrer geringen thermischen Leitfähigkeiten Dicke bis herab zu 10 Mikron können als dünnebar because of their low thermal conductivities, thicknesses down to 10 microns can be considered thin
und ihrer hoher Stabilität bei hohen Temperaturen Dielektrika oder als wärmeisolierende Filme oderand their high stability at high temperatures dielectrics or as heat insulating films or
selbst in alkalischer Umgebung. 40 Folien verwendet werden, z. B. Filme aus Aluminium-even in an alkaline environment. 40 foils can be used, e.g. B. Films made of aluminum
Die bekannte Herstellung von Blöcken aus kera- oxyd oder anderen keramischen Oxyden. AndereThe well-known production of blocks from cera- oxide or other ceramic oxides. Other
mischen Stoffen von Auskleidungen, Tiegeln und erfindungsgemäße Formkörper können als Bau-mix materials from linings, crucibles and moldings according to the invention can be used as building
tnderen komplizierteren Formkörpern ist häufig elemente verwendet werden, z. B. als Isolatoren gegenOther more complicated moldings are often elements used, e.g. B. as insulators against
schwierig, weil das Schmelzen oder Sintern zu zu- Wärme oder Spannung, als Scheidewände in Batte-difficult because the melting or sintering too - heat or tension, as partitions in battery
sammenhängenden Körpern nicht leicht ist. Der- 45 rien u. dgl. Schwammartige Formkörper aus Metall-connected bodies is not easy. These 45 and similar sponge-like molded bodies made of metal
trtige Formkörper sind nicht sehr widerstandsfähig oxyden sind auch brauchbar als Filter. Hierzu ver-Dead shaped bodies are not very resistant. Oxides can also be used as filters. For this purpose
gegen Wärmeschock und werden bei plötzlichen wendet man als Ausgangsmaterial vorzugsweiseagainst thermal shock and are used in the case of sudden one preferably as a starting material
Temperaturänderungen zerstört. Verwendet man cellulosehaltige Schaum- oder Schwammstoffe mitChanges in temperature destroyed. If you use cellulosic foam or sponge materials with
aber die erfindungsgemäßen losen Fasern, Garne, offenen Poren einer gleichmäßigen Porenweite undbut the inventive loose fibers, yarns, open pores of a uniform pore size and
Papiere oder Gewebe, so ist es leicht, sie zu formen 50 einer geringen Dichte.Papers or fabrics, so it is easy to shape 50 a low density.
und zu zusammenhängenden, auch komplizierten Die nachstehenden Beispiele erläutern einige Aus-Formkörpern zusammenzusintern. Man kann aus führungsformen der Erfindung. Die angegebenen den erfindungsgemäßen Stoffen auch dünnwandige Temperaturen sind immer die Temperaturen des Rohre herstellen, ebenso wie Auskleidungen für Ofens. Die tatsächlich innerhalb des Materials herr-• öfen, Schutzröhren für Thermoelemente und Lei- 55 sehende Temperatur kann von der Ofentemperatur tungsrohre für flüssige Metalle. geringfügig abweichen.and related, even complex ones. The following examples illustrate some of the molded bodies to sinter together. One can implement the invention. The specified the substances according to the invention, even thin-walled temperatures, are always the temperatures of the Manufacture pipes, as well as linings for furnaces. The actually prevailing within the material ovens, protective tubes for thermocouples and gui- 55 Seeing temperature can depend on the oven temperature supply pipes for liquid metals. differ slightly.
Einige Metalloxyde mit verhältnismäßig tiefenSome metal oxides with relatively deep ones
Schmelz- oder Zersetzungstemperaturen, beispiels- Beispiel 1
weise die Oxyde von Vanadium, Molybdän, Wolfram, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Cad- 60 Ein 15 m langes Garn aus Reyon mit 1440 Einzelmium
und Blei sind bei verschiedenen Verfahren fäden von 3300 Denier im Gewicht von 5,6 g wurde
brauchbare Katalysatoren. Die erfindungsgemäß her- durch Eintauchen in Wasser während IVs Stunden
gestellten Fasern aus diesen Oxyden haben dieselbe vorgequollen. Nach dem Abschleudern· des überkatalytische
Aktivität und können ebenso verwendet schüssigen Wassers enthielt das Garn je Gramm
werden wie die üblichen Katalysatoren. So kann 65 Faser 0,70 g Wasser. Man tauchte dieses Garn bei
man z. B. mit gutem Erfolg als Katalysator eine 22° C wänrend 22 Stunden in eine 2,8molare wäß-Faser
verwenden, die 80 bis 98 °/o eines hochschmel- rige Lösung von Aluminiumchlorid. Darauf schleuzenden
Metalloxyds und 20 bis 2% eines tiefer- derte man die überschüssig; Tüsnrw ah nnH trnck-Melting or decomposition temperatures, for example Example 1
wise the oxides of vanadium, molybdenum, tungsten, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, cad became viable catalysts. The fibers produced from these oxides according to the invention by immersion in water for four and a half hours have pre-swelled them. After spinning off · the supercatalytic activity and excess water can be used per gram of the yarn like the usual catalysts. So 65 fiber can hold 0.70 g of water. One dipped this yarn with one z. B. with good success as a catalyst use a 22 ° C for 22 hours in a 2.8 molar aqueous fiber, the 80 to 98% of a high-melting solution of aluminum chloride. The excess metal oxide and 20 to 2% of it were then lowered. Tüsnrw ah nnH trnck-
16 69 55516 69 555
15 1615 16
nete. Das Gam enthielt je Gramm Faser 0,79 g Alu- im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren weiterverar-nete. The yarn contained 0.79 g of aluminum per gram of fiber.
miniumchlorid und hatte seme ursprüngliche Bieg- beitet. Der erhaltene Filz aus Aluminiumoxyd hatteminium chloride and had its original bending work. The felt made of aluminum oxide had
samkeit und seinen ursprünglichen Glanz. Ein 60 cm ein Gewicht von 650 g je m* und eine scheinbareits original shine. A 60 cm weighing 650 g per m * and an apparent
langer Abschnitt des imprägnierten Garnes wurde Dichte von 0,127 g/cms. Der Filz war sehr biegsamlong section of the impregnated yarn had a density of 0.127 g / cm s . The felt was very pliable
dann- in der Luft bei einer Temperatursteigerung von 5 und hatte eine hohe Festigkeit.then- in the air at a temperature rise of 5 and had high strength.
100° C je Stunde auf 400° C erhitzt und während100 ° C per hour heated to 400 ° C and during
zweier weiterer Stunden bei dieser Temperatur von Beispiel 4two more hours at this temperature from Example 4
400° C gehaltea Zur Entfernung der letzten Spuren400 ° C helda To remove the last traces
des Kohlenstoffes wurde das Garn während 6 Stun- Es wurde ein 30 χ 30 cm großes Stück eines Ge-of the carbon, the yarn was removed for 6 hours. A 30 χ 30 cm piece of a piece of
den in Luft auf 800° C erhitzt. Hierbei hielt man io webes aus regenerierter Cellulose mit einem Gewichtheated to 800 ° C in air. Here one held io webes made of regenerated cellulose with a weight
das Garn unter einer Spannung von 10 g. von 56,2 g verwendet. Im Schuß und in der Kettethe yarn under a tension of 10 g. of 56.2 g was used. In the weft and in the chain
Das erhaltene Garn aus Aluminiumoxyd hatte hatte es je 7,5 Garne je cm. Man quoll das GewebeThe aluminum oxide yarn obtained had 7.5 yarns per cm. The tissue was swollen
einen hohen Glanz und eine Biegsamkeit, die der in Wasser vor und tauchte dann wahrend 46 Stundena high gloss and flexibility that was found in water before and then immersed for 46 hours
Biegsamkeit des Ausgangsmaterials entsprach. Das bei 22° C in eine 2,86molare wäßrige Lösung vonFlexibility of the starting material corresponded. That at 22 ° C in a 2.86 molar aqueous solution of
Garn aus Aluminiumoxyd hatte 1260 Denier und 15 Zirkonylchlorid. Nach dem Eintauchen hatte die Lö-Alumina yarn was 1260 denier and 15 zirconyl chloride. After immersion, the solution
war auf 46 °/o seiner ursprünglichen Länge ge- sung eine Konzentration von 2,55 MqI je Liter. Mana concentration of 2.55 MqI per liter was found at 46% of its original length. Man
schrumpft. In vier Messungen in einem Apparat schleuderte das Gewebe ab und tiwknete bei 50° Cshrinks. In four measurements in one apparatus, the fabric was spun off and kneaded at 50 ° C
nach I η s t r ο η zeigte sich, daß 5 cm des so erhal - schnell in umlaufender Luft. Das getrocknete Ge-according to I η s t r ο η it was found that 5 cm of it was obtained in this way - quickly in circulating air. The dried
tenen Garnes Belastungen von 730, 730, 730 und webe enthielt je Gramm 0,96 g Zirkonylchlorid. DasTenen yarn loads of 730, 730, 730 and weave contained 0.96 g of zirconyl chloride per gram. The
860 g aushielten. Später wurde auch die Zugfestig- ao getränkte Gewebe wurde dann in Luft allmählichWithstood 860 g. Later the tensile strength ao soaked fabric was then gradually in air
keit von Einzelfäden aus diesem Garn gemessen. Bei während 30 Stunden cuf 500° C erhitzt, was einermeasured by single threads from this yarn. Heated at 500 ° C for 30 hours, what a
drei Messungen wurde festgestellt, daß die Garne, Temperatursteigerung von etwa 16 ° C je Stunde ent-three measurements it was found that the yarns, temperature increase of about 16 ° C per hour,
ohne zu brechen, Belastungen von 900, 730 und sprach. Man hielt das Gewebe während weitererwithout breaking, loads of 900, 730 and spoke. The tissue was held during further
590 g aushielten. Die berechnete Zugfestigkeit der 6 Stunden bei einer Temperatur von 500° C, um dieWithstood 590 g. The calculated tensile strength of the 6 hours at a temperature of 500 ° C to the
einzelnen Fasern lag also zwischen 6000 und 25 letzten Spuren von Kohlenstoff ra entfernen. Dasindividual fibers lay between 6000 and 25 last traces of carbon to remove ra. The
9000 kg/cm2. aus bräunlich gefärbtem Zinkoxy i bestehende Ge-9000 kg / cm 2 . made of brownish colored zinc oxide i
Beispiel 2 we'3e ^^ em Gewicht von 14,2 g und enthielt jeExample 2 we ' 3e ^^ em weight of 14.2 g and each contained
cm etwa 19 Garne. Das Gewebe war biegsam undcm about 19 yarns. The fabric was pliable and
Dieses Beispiel beschreibt das Tränken und Ver- hatte eine Reißfestigkeit von 1,0 bii» 1,1 kg/cm Breite,This example describes the impregnation and watering had a tear strength of 1.0 to 1.1 kg / cm width,
arbeiten eines Gewebes zu einem Gewebe aus Alu- 30 Eine Röntgenanalyse zeigte, daß das Gewebe vor-work from a fabric to a fabric made of aluminum 30 An X-ray analysis showed that the fabric
miniumoxyd. Als Ausgangsmaterial wurde ein 41,4 g wiegend amorphes Zirkonoxyd und nur Spuren vonminium oxide. The starting material was a 41.4 g weight amorphous zirconium oxide and only traces of
wiegendes Stück in den Abmessungen 30 χ 30 cm schwach kristallisiertem tetragon alem ZirkonoxydWeighing piece with the dimensions 30 χ 30 cm weakly crystallized tetragon alem zirconium oxide
verwendet, das aus einem Garn aus 1100 Einzel- enthielt.used, which consisted of a yarn from 1100 single.
fäden mit 3300 Denier bestand, im Schuß 7 und in B e i s ρ i e 1 5Threads with 3300 denier consisted, in the weft 7 and in B e i s ρ i e 1 5
der Kette 3V* Garne enthielt. Dieses Gewebe wurde 35the warp contained 3V * yarns. This tissue turned 35
durch einstündiges Eintauchen in Wasser vorge- 45 g einer Viskosefaser von 1,5 Denier wurden
quollen. Nach Abtupfen des überschüssigen Wassers vorgequollen und dann mit einer wäßrigen Lösung
enthielt das Gewebe je Gramm 0,81 g Wasser. Das getränkt, die im Liter 0,4 Mol Uranylchlorid und
vorgequollene Gewebe tauchte man während 2,8 Mol Alumindumchlorid enthielt, wobei das Trän-65
Stunden in eine wäßrige Lösung von Aluminium- 40 ken 48 Stunden lang dauerte. Nach dem Abschleuchlorid.
Nach Beendigung des Eintauchens hatte die dem der überschüssigen Flüssigkeit und nach dem
Lösung eine Konzentration von 2,5 Mol AlCl8 im Trocknen der Fasern in einem warmen Luftstrom
Liter. Man schleuderte die überschüssige Lösung von erhitzte man in der Luft bei einer Temperatursteigedem
Gewebe ab und trocknete schnell in umlaufen- rung von 50° C je Stunde auf 400° C. Es wurde
der Luft von 50° C. Das getrocknete Gewebe ent- 45 weiter 4 Stunden lang auf 400° C in Luft erhitzt,
hielt je Gramm 0,69 g Salz. Man erhitzte es während um den gesamten Kohlenstoff zu entfernen. Das End-48
Stunden stufenweise bis zu 400° C in Luft. Die produkt aus Metalloxyden enthielt 56,5 Gewichtsletzten Spuren von Kohlenstoff wurden durch fünf- prozent UO8 und 43,5 Gewichtsprozent Al2O8. Die
stündiges Erhitzen in Luft bei 800° C entfernt. Das bernsteinfarbigen Fasern hatten einen hohen Glanz,
so erhaltene weiße Gewebe aus Alumindumoxyd hatte 50 Ihre Zugfestigkeit war beinahe ebenso groß wie die
einen hohen Glanz und war sehr biegsam. Es wog von Aluminiumoxydfasern nach Beispiel 1. Die ge-7,1
g und war auf eine Abmessung von etwa mischten Oxyde hatten keine Kristallstruktur, wie
12 χ 12 cm geschrumpft. Zum Zerreißen war ein eine Röntgenstrahlanalyse zeigte.
Gewicht von 0,65 kg/cm Breite erforderlich. Spek-45 g of a viscose fiber of 1.5 denier was swollen by immersing it in water for one hour. After the excess water had been dabbed off and then preswollen with an aqueous solution, the tissue contained 0.81 g of water per gram. The soaked, which contained 0.4 mol of uranyl chloride and pre-swollen tissue per liter, was immersed while 2.8 mol of alumindum chloride, the soaking in an aqueous solution of aluminum 40 ken lasting 48 hours for 65 hours. After the discharge chloride. After the end of the immersion, that of the excess liquid and, after the dissolution, a concentration of 2.5 mol AlCl 8 in the drying of the fibers in a stream of warm air liters. The excess solution was spun off, heated in the air at a temperature rise from the fabric and dried quickly in a rotation of 50 ° C per hour to 400 ° C. The air was at 50 ° C. The dried fabric was removed further Heated for 4 hours at 400 ° C. in air, held 0.69 g of salt per gram. It was heated while to remove all carbon. The end 48 hours gradually up to 400 ° C in air. The product from metal oxides contained 56.5 percent by weight of the last traces of carbon were replaced by five percent UO 8 and 43.5 percent by weight Al 2 O 8 . The hourly heating in air at 800 ° C removed. The amber-colored fiber had a high gloss, so obtained white alumino oxide fabrics had 50. Its tensile strength was almost as high as that of high gloss and was very flexible. It weighed from aluminum oxide fibers according to Example 1. The weight was 7.1 g and had shrunk to a dimension of approximately mixed oxides had no crystal structure, such as 12 × 12 cm. An X-ray analysis showed to tear.
Weight of 0.65 kg / cm width required. Spec-
trographisch wurde festgestellt, daß dasi Gewebe 55 Beispiele
99,5 °/o Al2O8 enthielt. Die größte VerunreinigungThe fabric was found trographically to be 55 samples
Contained 99.5% Al 2 O 8. The greatest pollution
bestand aus Zink, das im Ausgangsmaterial enthalten Es wurden vier verschieden« wäßrige Lösungenconsisted of zinc, which was contained in the starting material. There were four different aqueous solutions
war und auch durch Waschen mit verdünnter Salz- hergestellt, die im Liter die nachstehend angegebenenwas and also prepared by washing with dilute salt, which per liter are those given below
säure hätte entfernt werden können. Eine Röntgen- Mol der Salze enthielten:acid could have been removed. An X-ray mole of the salts contained:
Strahlanalyse zeigte, daß das Aluminiumoxyd prak- 60 .Beam analysis showed that the aluminum oxide was practically 60.
tisch amorph war. Nur ganz geringe Mengen von W 2'3 ™o1 A u· un° "/l ™° ™^*'table was amorphous. Only very small amounts of W 2 ' 3 ™ o1 A u · un ° "/ l ™ ° ™ ^ *'
kristallisiertem Gamma-Aluminiumoxyd waren zu- (b) 2>3 Mo1 AIC1s und °>32 Mo1 CrC1s;crystallized gamma-aluminum oxide were to- ( b ) 2 > 3 Mo1 AIC1 s and °> 32 Mo1 CrC1 s;
gegen, was durch ein breites Diffraktionsband fest- (c) 2,3 Mol AlCl8 und 0,27 Mol IFeCl8;against what is determined by a broad diffraction band- (c) 2.3 mol AlCl 8 and 0.27 mol IFeCl 8 ;
gestellt wurde. (d) 2,3 Mol AlCl8 und 0,33 Mol CuCl2.was asked. (d) 2.3 moles of AlCl 8 and 0.33 moles of CuCl 2 .
eisPie Vier verschiedene Muster von üblicher Viskose- eis P ie Four different patterns of common viscose
Ein Filz aus Reyon im Gewicht von 1000 g je m* faser mit 1,5 Denier wurden vorgequollen und dannA felt made of rayon weighing 1000 g per m * fiber with 1.5 denier was pre-swollen and then
wurde mit Alumindumchlorid getränkt und nach dem jeweils in eine der vier Lösungen, während 48 Stun-was soaked with aluminum chloride and after each in one of the four solutions, for 48 hours
den eingetaucht Man entfernte die überschüssige Lösung und trocknete die Fasern in warmer Luft Dann erhitzte man bei einer Temperatursteigerung von stündlich 50° C auf 400° C und hielt während weiterer 4 Stunden bei dieser Temperatur. Die vier Fasern aus Metalloxyden enthielten jeweils 13,0 Gewichtsprozent Nickeloxyd, 11,7 Gewichtsprozent Chromoxyd, 15,9 Gewichtsprozent Eisenoxyd und 13,2 Gewichtsprozent Kupferoxyd, Rest in jedem Fall Aluminiumoxyd. Alle vier so erhaltenen Fasern aus Mischoxyden hatten eine hohe Zugfestigkeit und waren praktisch amorph.The submerged one removed the excess solution and dried the fibers in warm air The temperature was then increased from 50 ° C. to 400 ° C. per hour and held during this time another 4 hours at this temperature. The four metal oxide fibers each contained 13.0 percent by weight Nickel oxide, 11.7 percent by weight chromium oxide, 15.9 percent by weight iron oxide and 13.2 percent by weight copper oxide, the remainder in each case aluminum oxide. All four fibers so obtained made of mixed oxides had a high tensile strength and were practically amorphous.
Ein mit einer Thoriumverbindung getränkter Gasglühlichtstrumpf aus gewirkten Reyonfasern wurde 7 Stunden lang in Luft bis auf eine Temperatur von 400° C erhitzt und weitere 24 Stunden lang in einem Sauerstoffstrom bei dieser Temperatur gehalten. »° Nach dieser Behandlung war der organische Stoff vollständig zersetzt und der Kohlenstoff verflüssigt. Der erhaltene Strumpf bestand aus weißen und glänzenden Fasern von amorphem Thoriumoxyd. Der Strumpf war ebenso biegsam wie das Ausgangsmaterial. Bei Betrachtung unter dem Mikroskop mit einer Vergrößerung von 50 waren die Fasern aus Thoriumoxyd ebenso durchlässig für Licht wie Fensterglas.An incandescent gas sock made of knitted rayon fibers soaked with a thorium compound was made Heated in air to a temperature of 400 ° C for 7 hours and in one for a further 24 hours Oxygen flow kept at this temperature. “° After this treatment was the organic matter completely decomposed and the carbon liquefied. The stocking obtained consisted of white and glossy ones Fibers of amorphous thorium oxide. The stocking was just as flexible as the starting material. When viewed under a microscope at a magnification of 50, the fibers were made of thorium oxide just as transparent to light as window glass.
Ein zweiter in gleicher Weise imprägnierter Strumpf wurde abgebrannt, wobei das Oxyd schnell mit Flanrmenbildung entstand. Der enthaltene Strumpf aus Thoriumoxyd enthielt weiße Fasern« mit einem matten Glanz. Die Fasern waren spröde und hatten eine geringe Festigkeit. Eine Röntgenstrahlanalyse zeigte, daß das Thoriumoxyd gut kristalliert war. Die Sprödigkeit und die geringe Festigkeit der beim Verbrennen entstandenem Fasern aus Thoriumoxyd sind zu erklären mit der Kristallisation und mit einer großen Anzahl von Lücken zwischen den einzelnen Kristallen. Im Gegensatz hierzu werden brauchbare Eigenschaften, d. h. eine hohe Festigkeit und gute Biegsamkeit, erst bei langsamer Umwand zu amorphem Metalloxyd entwickelt, wie der erste Teil dieses Beispieles es zeigt.A second sock impregnated in the same way was burned off, with the oxide quickly becoming with it Flange formation arose. The thorium oxide stocking it contained contained white fibers with a matt shine. The fibers were brittle and poor in strength. An X-ray analysis showed that the thorium oxide was well crystallized. The brittleness and poor strength of when burned The resulting fibers from thorium oxide are to be explained with the crystallization and with a large number of gaps between each crystal. In contrast, they will be useful Properties, d. H. high strength and good flexibility, only when slowly converting to amorphous Metal oxide developed, as the first part of this example shows.
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Dieses Beispiel zeigt die unerwünschten Wirkungen, die bei der Herstellung eines Filzes aus Zirkonoxyd durch Verbrennen auftreten.This example shows the undesirable effects of making a felt from zirconium oxide occur by burning.
Zwei identische Muster von Filz aus Reyon von 15 χ 15 cm wurden in dieselbe wäßrige 2,17molare Lösung von Zirkonylchlorid eingetaucht. Nach 200stündigem Eintauchen wurden die Muster aus der Lösung entnommen, abgetupft und abgeschleudert, worauf man sie trocknete. Das erste Muster wurde dann erfindungsgemäß behandelt. Man erhitzte mit einer Temperatursteigerung von stündlich 50° C bis auf 350° C und hielt 4 Stunden lang in Luft bei dieser Temperatur. Dann steigerte man in Luft die Temperatur auf 600° C während 2 Stunden und hielt weitere 2 Stunden· bei 600° C. Das zweite Muster wurde wie folgt behandelt. Man brachte das Muster in einen auf 800° C erhitzten Ofen in Luft und entfernte nach einer halben Stunde.Two identical samples of felt from rayon measuring 15 15 cm were placed in the same aqueous 2.17 molar Immersed solution of zirconyl chloride. After 200 hours of immersion, the samples turned off taken from the solution, dabbed off and spun off, whereupon it was dried. The first pattern was then treated according to the invention. The mixture was heated with a temperature increase of 50 ° C. per hour up to 350 ° C and held for 4 hours in air at this temperature. Then you increased them in air Temperature to 600 ° C for 2 hours and held for a further 2 hours at 600 ° C. The second sample was treated as follows. The sample was placed in an oven heated to 800 ° C in air and removed after half an hour.
Das erfindungsgemäß behandelte Produkt war auf eine Größe von 5,4 X 5,4 cm zusammengeschrumpft, was einer durchschnittlichen Schrump fung von 65 °/o eatsprach. Das andere Muster hatte eine Größe von 10,8 X 10,8 cm erhalten, was einer durchschnittlichen Schrumpfung von nur 290Z0 entspricht Das erfindungsgemäß hergestellte Muster war fest und biegsam, während das durch Verbrennen erhaltene Muster sehr schwach war und zu Krümeln auseinanderfiel.The product treated according to the invention had shrunk to a size of 5.4 × 5.4 cm, which indicated an average shrinkage of 65%. The other sample had a size of 10.8 X 10.8 cm, which corresponds to an average shrinkage of only 29 0 Z 0. The sample produced according to the invention was strong and flexible, while the sample obtained by burning was very weak and fell apart into crumbs .
Cellulosefasem wurden in eine wäßrige Lösung der Chloride von Nickel, Zink und Eisen eingetaucht In dieser Lösung waren die Metalle in solchen Mengen vorhanden, daß die von der Zellulose absorbierten Salze in ihrem Mengenverhältnis der Zusammensetzung eines Spinells entsprachen. Nach 24stündigem Eintauchen entfernte man die Fasern aus der Lösung, tupfte sie ab und schleuderte ab, um die anhaftende Lösung zu entfernen. Dann wurde an Luft bei etwa 50° C getrocknet. Anschließend wurden die Fasern in Luft 24 Stunden lang auf 350° C erhitzt. Die erhaltenen Fasern bestanden aus Mischoxyden von Nickel, Zink und Eisen. Bei einer Röntgenstrahlanalyse wurde nur ein diffuses Diffraktionsmuster erhalten. Die Fasern waren nicht magnetisch, im Gegensatz zu kristallinen Spinellen derselben Zusammensetzung. Cellulose fibers were immersed in an aqueous solution of the chlorides of nickel, zinc and iron In this solution the metals were present in such amounts that they were absorbed by the cellulose The proportions of salts corresponded to the composition of a spinel. After 24 hours Immersion removed the fibers from the solution, dabbed them and hurled them to the remove adhering solution. It was then dried in air at about 50.degree. Subsequently were heated the fibers in air at 350 ° C for 24 hours. The fibers obtained consisted of mixed oxides of nickel, zinc and iron. Only a diffuse diffraction pattern was obtained from an X-ray analysis. The fibers weren't magnetic in contrast to crystalline spinels of the same composition.
Mehrere 5 X 5 cm große Stücke eines Zellglasfilms wurden in eine 2,0molare wäßrige Lösung von Aluminiumchlorid während 18 Stunden eingetaucht. Verwendet wurde ein Cellophanfilm, wie er zum Einpacken von Zigaretten verwendet wird. Vor der Behandlung war er mit Aceton gewaschen, um von der Oberfläche den feuchtigkeitsabweisenden Lack zu entfernen. Nach dem Eintauchen wischte man die nicht aufgenommene Lösung ab und trocknete in einem Exsicator zwischen zwei Papierstücken, um den Film flach zu halten. Dann erhitzte man die Stücke bei einer stündlichen Temperatursteigerung von 10° C in Luft auf 365° C und hielt 8 Stunden bei dieser Temperatur. Anschließend wurde weiter 20 Stunden auf 800° C erhitzt, um die letzten Spuren von Kohlenstoff zu entfernen.Several 5 x 5 cm pieces of cellulose film were placed in a 2.0 molar aqueous solution of Immersed aluminum chloride for 18 hours. A cellophane film like the one used for Wrapping of cigarettes is used. Before treatment, he was washed with acetone to get rid of remove the moisture-repellent paint from the surface. After immersion, you wiped the unabsorbed solution and dried in a desicator between two pieces of paper to to keep the film flat. Then the pieces were heated with an hourly increase in temperature from 10 ° C in air to 365 ° C and held at this temperature for 8 hours. Then continued Heated to 800 ° C for 20 hours to remove the last traces of carbon.
Die erhaltenen Filme waren glatt und etwa 2 X 2 cm groß; ihre Dicke betrug 10 bis 12 Mikron. Die Filme waren biegsam, farblos und so durchsichtig wie Fensterglas. Sie bestanden aus sehr schwach kristallinem Gamma-Aluminiumoxyd von 97 0Zo Reinheit. The films obtained were smooth and about 2 by 2 cm in size; their thickness was 10 to 12 microns. The films were pliable, colorless, and as transparent as window glass. They consisted of very weakly crystalline gamma aluminum oxide of 97 0 Zo purity.
Drei Stücke des im Beispiel 10 beschriebenen Zellglasfilmes wurden in eine wäßrige Lösung eingetaucht, die je Liter 2,0 MoI Aluminiumchlorid und 0,08 Mol Uranylchlorid enthielt. Nach dem Eintauchen wurde die überschüssige Flüssigkeit abgewischt, und die Filme wurden zwischen Papier in einem Exsicator getrocknet. Mit einer Temperatursteigerung von stündlich 10° C wurden die Filme an Luft auf 365° C erhitzt und 8 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten.Three pieces of the cellulose film described in Example 10 were immersed in an aqueous solution containing 2.0 mol of aluminum chloride per liter and Contained 0.08 mol of uranyl chloride. After immersion, the excess liquid was wiped off, and the films were dried between papers in a desicator. With an increase in temperature from 10 ° C hourly, the films were heated in air to 365 ° C and for 8 hours at this Temperature held.
Man erhielt glatte 12 Mikron dicke Filme, die um etwa 500/o ihrer ursprünglichen Abmessungen geschrumpft waren. Die Filme waren sehr glatt, durchsichtig und hatten eine gelbliche Färbung. Sie bestanden aus 27 Gewichtsprozent UO3 und 72 Ge-Smooth yielded 12 microns thick films that were about 50 0 / o shrunk by its original dimensions. The films were very smooth, transparent and yellowish in color. They consisted of 27 percent by weight of UO 3 and 72 percent
wichtsprozent Al2Oj. Eine
zeigte, daß sie amorph waren.weight percent Al 2 Oj. One
showed that they were amorphous.
Röntgenstrahl analyseX-ray analysis
Ein Stück eines aus einem Folyäther bestehenden Schaumes von 3,0 X 3,1 χ 1,5 cm mit offenen Zellen wurde in eine Lösung von Uranylnitrathexahydrat in n-Butylacetat getaucht, die je 100 ml 60 g des Salzes enthielt. Die Tauchzeit betrug 1 Stunde. Das Stück wurde dann abgetupft und getrocknet.A piece of foam made of a foly ether, 3.0 X 3.1 χ 1.5 cm, with open cells was immersed in a solution of uranyl nitrate hexahydrate in n-butyl acetate, each 100 ml containing 60 g of the salt contained. The immersion time was 1 hour. The piece was then blotted and dried.
In einem Vakuumröhrenofen wurde dann das imprägnierte Stück mit einer Temperatursteigerung von stündlich 40° C auf 900° C erhitzt und 1 Stunde lang bei dieser Temperatur gehalten. Der verkohlte Schaum wurde dann bei 750° C gehalten. Während 4 Stunden wurde langsam Luft übergeleitet, um den Kohlenstoff zu oxydieren.The impregnated piece was then placed in a vacuum tube furnace with a temperature increase of Heated 40 ° C hourly to 900 ° C and kept at this temperature for 1 hour. The charred Foam was then held at 750 ° C. Air was slowly passed over for 4 hours to remove the To oxidize carbon.
Das erhaltene Endprodukt hatte etwa 70 % seiner ursprünglichen Größe, besaß dieselbe offene Zellstruktur mit etwa 91"/» offenen Zellen, wobei die Zellen Durchmesser von 50 bis 75 Mikron hatten. Die Farbe war schwarzgrün, was zeigte, daß es sich um die Verbindung U8O8, handelte.The final product obtained was about 70% of its original size, had the same open cell structure of about 91 "open cells, the cells being 50 to 75 microns in diameter. The color was blackish green, indicating that it was Compound U 8 O 8 , acted.
Claims (4)
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---|---|---|---|
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US45132665A | 1965-04-27 | 1965-04-27 | |
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US57684066 | 1966-09-02 | ||
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US602571A US3403008A (en) | 1966-12-19 | 1966-12-19 | Process for producing metal carbide fibers, textiles and shapes |
US602555A US3406025A (en) | 1966-12-19 | 1966-12-19 | Process for producing metal fibers, textiles and shapes |
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DE1669553B2 DE1669553B2 (en) | 1975-10-30 |
DE1669553C3 true DE1669553C3 (en) | 1976-08-12 |
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