DE1696691B1

DE1696691B1 - Verfahren zur herstellung geformter hitzebestaendiger aluminiumoxid enthaltender koerper

Info

Publication number: DE1696691B1
Application number: DE19651696691
Authority: DE
Inventors: Sowards Donald Maurice
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1964-01-10
Filing date: 1965-01-08
Publication date: 1971-03-04
Also published as: CH489443A; NL6500221A; JPS4917844B1; GB1072271A; NL143883B; US3338995A

Description

1 2

Die üblichen keramischen Methoden, wie Gießen (B) das beschichtete Gebilde trocknet und
von Schlicker, Pressen, Strangpressen, Trockenpressen

und Verformen weicher plastischer Massen eignen (Q in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre brennt,

sich nicht zur Herstellung von komplizierten Gebilden bis das in dem Überzug enthaltene Aluminium

mit dünnwandigen Abschnitten, wie zellenartigen 5 zumindestens 60% der Theorie oxydiert ist.
Elementen und dergleichen.

Aus der USA.-Patentschrift 2 977 265 ist es bekannt, Nach einer anderen Ausführungsform des Vereinen flächenartigen Kern mit einem keramischen f ahrens gemäß der Erfindung können die beschichteten Pulver herkömmlicher Art zu beschichten und das Bauteile zu komplizierteren Gebilden zusammen-Ganze zu brennen. Diese Methode gestattet zwar eine io gefügt und vor dem Trocknen und Brennen gegebenenausreichende Beherrschung der Abmessungen des falls nochmals beschichtet werden. Das Verfahren Gebildes, wenn verhältnismäßig niedrigschmelzende kann auch durchgeführt werden, indem man die keramische Fritten verwendet werden, deren Bindung Aluminiumteilchen und das hitzebeständige Material bei 800 bis 1000⁰C erfolgt; die so erhaltenen Erzeug- mit einem in Teilchenform oder in Faserform vornisse besitzen aber bei höheren Temperaturen nur 15 liegenden flüchtigen Stoff mischt und dann zu Blättern geringen Wert. verformt. Diese Blätter werden dann in die gewünschte

Aus der britischen Patentschrift 882 484 ist es Form gebracht, mit dem Katalysator getränkt und bekannt, keramische zellenartige Gebilde herzustellen, gebrannt. Der Katalysator kann in die Blätter auch indem man ein Papier mit einem sinterbaren kerami- während ihrer Herstellung eingebracht werden. Die sehen Material und einem organischen Bindemittel 20 Blätter sollen zu mindestens etwa 25 %, vorzugsweise überzieht, das Papier riffelt, das gewellte Papier in zu mindestens 50 %> aus den das hitzebeständige die gewünschte Form bringt und dann brennt. Bei Material liefernden Stoffen (Aluminium und hitze-Verwendung eines niedrigschmelzenden keramischen beständige Stoffe) bestehen. Die relativen Anteile an Stoffes (z. B. Glas) erhält man ein Erzeugnis, welches Aluminium, hitzebeständigem Stoff und Katalysator nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen aushält. 25 sollen innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegen. Wenn ein hochschmelzender keramischer Stoff ver- Die dünnen Blätter aus dem flüchtigen Stoff dienen wendet und dieser durch Selbstsinterung gebunden als zeitweiliger Kern für das schließlich erhaltene wird, so verhindert die starke Schrumpfung eine hitzebeständige Erzeugnis. Dieses Material soll bei genaue Beherrschung der Abmessungen und der den beim Brennen auftretenden Temperaturen verForm des gebrannten Erzeugnisses. 30 brennbar oder verdampfbar sein. Organische Stoffe

Gemäß der USA.-Patentschrift 2 977 265 soll ein (z. B. Cellulose oder synthetische Polymerisate) sind

Verbundkörper aus metallkeramischem Stoff her- im allgemeinen zufriedenstellend. Die Blätter können

gestellt werden, der zu 62 % aus Titancarbid, zu 8 °/₀ auch aus einem Material gebildet werden, welches in

aus Titan-Tantal-Niobcarbid, zu 25% aus Nickel das gebrannte Erzeugnis durch Lösung oder durch

und zu 5% aus Molybdän besteht und der einen 35 Reaktion eingelagert wird, wie ein verhältnismäßig

Überzug aus gesintertem Nickelpulver sowie einen niedrigschmelzendes keramisches Material,

zweiten Überzug aus Eisen, Chrom, Nickel, Kobalt Die Blätter können aus Papier, Pappe, gewebten

oder Legierungen dieser Metalle aufweist. und ungewebten Textilstoffen aus Faserstoffen, wie

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hitze- Cellulose, Polyäthylen, Polypropylen, Polyäthylenbeständige Erzeugnisse herzustellen, die aus dünn- 40 terephthalat, verschiedenen Polyamiden, Glasfasern wandigen Abschnitten zusammengesetzt sind und und keramischen Fasern bestehen. Auch Folien aus bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können. den obengenannten Stoffen können verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Die Blätter sollen dick und fest genug sein, um selbst-Herstellung geformter, hitzebeständiger, Aluminium- tragend zu sein, sollen aber im allgemeinen nicht oxid enthaltender Körper mit einer im wesentlichen 45 dicker als etwa 2 mm sein. Vorzugsweise ist das blattregellos verteilten Porosität zwischen etwa 20 und 70 % förmige Material porös.

und einer Biegefestigkeit bei 1550⁰C von mindestens Papiere und Cellulose-Textilstoffe sind besonders

9,3 kg/cm², bei dem man wertvoll und lassen sich durch Verformen und Zu-

,.. ,. ,.. _... . .... ,^. sammenleimen der einzelnen Teile leicht in die ge-

(A) die aus dünnen Blattern aus einem fluchtigen _{5o wünschte Form bri}

Werkstoff bestehenden Bauteile eines geformten

Gebildes bis zu einer Schichtdicke von weniger

als etwa 4,8 mm mit einer Masse überzieht, die Beschichtungsmassen

im wesentlichen aus

1. Aluminiumteilchen mit Korngrößen unter 55 Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können 0,35 mm in einer Menge von 15 bis 95 Gewichts- auch Teilchen aus Legierungen verwendet werden, in prozent, denen das Aluminium den Hauptbestandteil bildet.

Vorzugsweise ist das Metall rein und frei von Fett

2. einem hitzebeständigen Stoff mit Korngrößen _und. öl. Die Metallteilchen sollen Korngrößen von unter 0,84 mm in Mengen von etwa 85 bis 60 weniger als 0,35 mm und vorzugsweise von weniger als 5 Gewichtsprozent, 0,105 mm haben.

3. einem Katalysator in Mengen von mindestens ^D,^as hitzebeständige Material soll einen Erweichungs-5 Gewichtsprozent des Aluminiums und P^unkt oberhalb etwa 1000 C haben oder sich beim

Brennen in einen so hochschmelzenden Stoff um-

4. einem Bindemittel in zur Bildung eines an 65 wandeln. In diesem Sinne kann man hydratisierte dem flüchtigen Werkstoff in ungebranntem Aluminiumoxyde, Korund, Magnesia, Magnesit, DoIo-Zustande anhaftenden Überzugs ausreichenden mit, Zirkon, Ton, gebranntes Tonziegelmehl, Asbest, Mengen besteht, worauf man Siliciumcarbit, Forsterit u. dgl. verwenden. Das hitze-

3 4

beständige Material soll Korngrößen unter 0,84 mm mung angewandt. Für gewisse Zwecke kann ein

besitzen und kann auch noch viel feinkörniger organisches Lösungsmittel zu bevorzugen sein. In

sein. diesem Falle sollen verschiedene polymere Stoffe

Ein Katalysator für die hier beschriebene Reaktion als Bindemittel und bzw. oder als Verdickungsmittel

muß in einer Menge von mindestens 0,5 Gewichts- 5 verwendet werden.

prozent des Aluminiums anwesend sein. Der Kataly- So kann z. B. Teer oder Kautschuk als Bindemittel

sator wird aus der Gruppe der Alkalioxyde, Alkali- verwendet werden, wenn Leuchtöl bzw. Benzol als

hydroxyde und der Oxyde des Bariums und Vana- Dispergiermittel verwendet wird,

diums sowie der Stoffe ausgewählt, die beim Brennen Die Dispersion der Beschichtungsmasse kann durch

in solche Oxyde übergehen. io Tauchen, Anstreichen, Aufsprühen usw. auf eine oder

Ein Katalysator für die hier beschriebene Reaktion beide Seiten des flüchtigen Stoffes aufgetragen werden, muß deshalb zugegen sein, damit das Aluminium alle Das beschichtete Erzeugnis wird nach üblichen Teilchen in dem Gemisch benetzt und sich über sie keramischen Methoden getrocknet,
ausbreitet und zu einer festen Einbettungsmasse aus Die getrockneten beschichteten Erzeugnisse werden Aluminiumoxyd oxydiert wird. Der Katalysator soll 15 in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer in Mengen von etwa 0,5 bis 15 Gewichtsprozent des Temperatur zwischen etwa 600⁰C und dem Schmelz-Aluminiums zugegen sein, um eine technisch brauch- punkt des hitzebeständigen Stoffes gebrannt, bis bare Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen. Die Menge mindestens etwa 60 % (vorzugsweise 90 bis 100 °/„) des Katalysators liegt vorzugsweise zwischen etwa des Aluminiums oxydiert sind. Die Brenngeschwindig-2 und 10 Gewichtsprozent des Aluminiums. Wenn 20 keit ist nicht entscheidend. Vorzugsweise werden die Aluminiumteilchen in Abwesenheit eines Katalysators getrockneten Formkörper in den Ofen eingebracht, an der Luft erhitzt werden, so werden in 15 Stunden bei solange dieser noch verhältnismäßig kalt ist, dann mit 1150⁰C nur 8 °/o des Aluminiums oxydiert. Außerdem einer Geschwindigkeit von etwa 25°C/Stunde auf bildet sich in diesem Falle kein a-Aluminiumoxyd, 600° C erhitzt, 8 Stunden auf etwa 600° C gehalten, und das Oxyd ist nicht gut gebunden. Selbst beim 25 mit einer Geschwindigkeit von etwa 100°C/Stunde 16stündigen Erhitzen auf 1300° C erfolgt nur eine auf höhere Temperaturen erhitzt und so lange auf der 12°/₀ige Oxydation. höchsten Temperatur (z. B. 1500⁰C) gehalten, bis

Zu den Stoffen, aus denen sich Katalysatoren bilden die gewünschte Oxydation des Aluminiums unter

können, gehören Acetate, Benzoate, Wismutthio- Bildung von Verbindungen, wie Spinell oder Mullit,

glykolate, Bisulfite, Bisulfate, Bromate, Nitrate, 30 eingetreten ist.

Nitrite, Citrate, Dithionate, Äthylate, Formaldehyd- Die erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisse sind

sulfoxylate, Formiate, Hydrosulfite, Hypochlorite, als Hochtemperaturisolierplatten, Wärmeaustauscher,

Metabisulfite, Methylate, Oleate, Oxalate, Perchlorate, Strahlungsbrenner, Regeneratoren und Katalysator-

Perjodate, Persulfate, Salicylate, Selenate, Silicate, träger gewerblich verwertbar.

Stearate, Sulfate, Sulfite, Tartrate und Thiosulfate 35 Die Biegefestigkeit wird nach den ASTM-Prüf-

der obengenannten Metalle. Natriumvanadat ist normen von 1958, Teil 4, S. 670, Text Nr, C 293-57T,

besonders geeignet. unter Anwendung einer Spannweite von 2,5 bis 10 cm

Wenn ein Stoff verwendet wird, der erst unter den bestimmt. Die Ergebnisse werden in kg/cm² an-

Verfahrensbedingungen in einen Katalysator übergeht, gegeben.

so wird der Katalysator auf der Basis des Metall- 40 Die Porosität wird nach der Gleichung
oxydes berechnet, in das er sich umwandelt.

Der Katalysator, wie Natriumsilicat, kann als d_t J₆

gesonderter Bestandteil zugesetzt werden oder als — 100

Verunreinigung in einem der anderen Bestandteile '

des Überzuges enthalten sein. Einige Tonsorten ent- 45

halten unter Umständen bereits von vornherein die berechnet, in der dt die wahre Dichte des Körpers

für die katalytische Wirkung erforderliche Menge an (auf der Grundlage seiner Zusammensetzung) und db

Verunreinigungen. die Massendichte (Gesamtgewicht, dividiert durch das

Ein Bindemittel wird verwendet, um dem be- Gesamtvolumen einschließlich der Poren) bedeutet,

schichteten Gebilde vor dem Brennen genügende 50 Alle in den Beispielen angegebenen Dichten sind Mas-

Festigkeit zu verleihen. Hierfür eignen sich Stoffe, sendichten.

wie Natriumsilicat, Ton, Natriumalginat, Natrium- In F i g. 1 strömen Abgas und Hilfsluft aus den carboxymethylcellulose u. dgl. Diese können auch Auspufföffnungen 1 des Motors in die Reaktionsgleichzeitig als Ausgangsgut für den Katalysator und kammer 2 und treten aus der Reaktionskammer an als Verdickungsmittel verwendet werden, um der 55 einer oder mehreren Stellen 3 aus, strömen durch die Beschichtungsmasse die richtige Viscosität zu ver- Kanäle 4 und ziehen bei 5 in die Abzugsöffnung 6 ab. leihen. Das Aggregat besitzt eine Außenwand? der Re-

Die Menge des Bindemittels ist nicht besonders aktionskammer, einen Außenmantel 8 und zwei oder

ausschlaggebend und kann zwischen etwa 0,5 und 2% mehrere wärmereflektierende Organe 9. Der Außen-

vom Gesamtgewicht der trockenen Beschichtungsmasse 60 mantel 8 kann mit einer Isolierschicht 10 und einer

variieren. Wenn ein Katalysator, ein in einen Kataly- Außenhülle 11 bedeckt sein. Die Wand 7, der Mantel 8

sator umwandelbarer Stoff (z. B. Natriumsilicat oder und die wärmereflektierenden Schichten 9 sind parallel

Natriumalginat) oder ein hitzebeständiger Stoff (z. B. zueinander angeordnet und im wesentlichen durch-

Ton) verwendet wird, der auch als Bindemittel wirken gehend ausgebildet mit Ausnahme der Öffnungen, die

kann, so kann die Menge an diesem Stoff größer 65 bei 1, 3 und 5 für den Durchgang der Abgase zu und

sein. von der zentralen Reaktionskammer und zur Auspuff -

Die Bestandteile der Beschichtungsmassen werden öffnung erforderlich sind. Sie stellen daher parallele

vorteilhaft in wäßriger Dispersion oder Aufschläm- Wege zum unmittelbaren Durchgang der Abgase

5 6

von der Reaktionskammer 2 zur Auspuff öffnung 6 dar. Gase in den Kern des Zylinders eintreten, durch einen

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt einer anderen Aus- hitzebeständigen Block hindurchstreichen und dann

führungsform der Fig. 1. durch die ringförmigen Räume des Zylinders zu einer

F i g. 2 ist ein Querschnitt einer anderen Aus- Austrittsöffnung in dem Gehäuse zurückströmen

führungsform einer Reaktionskammer gemäß F i g. 1, 5 können. Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse

wobei die Strömung der Gase die gleiche ist wie in und dem hitzebeständigen Zylinder wird mit einer

Fig. 1 und der wesentliche Unterschied nur in den 0,64cm dicken Schicht aus einem handelsüblichen,

wärmereflektierenden Organen liegt, die, wie im nach- faserförmigen Isolierstoff ausgekleidet,

stehenden Beispiel 1 beschrieben, keramischer Natur Das ganze Aggregat wird an einen Oldsmobile-

sind. Der gewellte Bestandteil der wärmereflektierenden io Motor, Baujahr 1962, angeschraubt, der sich auf einem

Organe der Reaktionskammer ist in F i g. 2 mit 12 Prüfstand befindet und mit einem Dynamometer

bezeichnet, und die Herstellung dieser Reaktionskam- verbunden ist. Die Eintrittsöffnung des Aggregates

mer ist im folgenden Beispiel im einzelnen beschrieben. ist dicht mit der gemeinsamen Auspufföffnung der

beiden mittleren Zylinder verbunden. Hilfsluft wird

15 der Auspufföffnung zugeführt.

Beispiel 1 Der Motor läuft über insgesamt vierzig »California

hot cycles« und elf gesonderte Versuche von jeweils

Ein an ein Brennblatt gebundenes gewelltes Kraft- 1 Stunde Laufdauer mit einer Geschwindigkeit ent-

papier, dessen Wellungen eine Wellenlänge von sprechend 64 km/Stunde bei Straßenbelastung. In

8,6 mm aufweisen, dient als flüchtiges Blattmaterial. 20 jedem Zyklus variiert die Temperatur des hitze-

Ein 208 cm langes und 20,4 cm breites Stück aus diesem beständigen Zylinders von Raumtemperatur bis *

Werkstoff, bei dem die Wellungen quer zur Längs- 650 bis 700⁰C. Der hitzebeständige Zylinder erleidet ^

richtung verlaufen, wird an der Ober- und Unterseite bei diesen starken Temperaturschwankungen und

mit einem Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen (1) Erschütterungen keine beträchtlichen Änderungen

Amminiumpulver(Korngrößen<0,074mm;98%Al), 25 mit der Ausnahme, daß ein 1,27 · 0,63 cm großes

(2)Natriumsilicat(MolverhältnisNa₃O: SiO₂=I: 3,25; Stück der Innenauskleidung abspringt.
40⁰Be; etwa 35% Feststoffe), (3) l°/_oiger wäßriger
Natriumcarboxymethylcelluloselösung und (4) hydrati-

siertem Aluminiumoxyd (Al₂O₃ · 1 H₂O) beschichtet. B e i s ρ i e 1 2
Das beschichtete Papier wird mit den Wellungen nach 3°

außen zu einem Zylinder zusammengerollt. Handels- Dieses Beispiel zeigt die überraschenden Ergebnisse

übliches Handtuchpapier wird in die Beschichtungs- des erfindungsgemäßen Verfahrens,

masse getaucht und um die Außenseite des Zylinders Es werden die folgenden Massen hergestellt:

gewickelt. Das Ganze wird mit Bindfaden zusammen- ~ . , _t „ .,

λ. j j λ cj. j i_ · anon ^ 1 ^ Gewichtsteile

gebunden und 4 Stunden bei 80 C getrocknet. 35 _{A A}. · · t _o„

Der getrocknete Zylinder wird in einen kalten Ofen ^A Alummmmpulver 80

eingesetzt und nach dem folgenden Programm in JNatnumsiiicat zu

einer Atmosphäre aus Luft gebrannt: B Aluminiumpulver 50

6 Stunden Erhitzungsdauer auf 600° C, ₄₀ Natriümcarboxymethylceliulöselösung'.'. 8

16 Stunden bei 600 C,

8 Stunden bei 700⁰C, C Tafelförmiges Aluminiumoxyd 80

12 Stunden bei 950⁰C und Natriumsilicat 20 ä

16 Stunden bei 1500⁰C. ^

45 Es werden das gleiche Aluminiumpulver, Natrium-

Das gebrannte, nunmehr zusammenhängende Er- silicat und die gleiche l%ig^e Natriumcarboxymethyl-

zeugnis ist ein 20,4 cm hoher Zylinder mit einem celluloselösung wie im Beispiel 1 verwendet.

Außendurchmesser von 15,2 cm und einem Innen- Der Ton ist ein Bindeton (Cedar Heights Clay Co.,

durchmesser von 11,9 cm. Die Form der Wellungen Oakhill, Ohio, V. St. A.) und ergibt die folgende

ist vollständig erhalten geblieben, so daß ein zellen- 5° Analyse: Glühverlust9,4%, SiO₂57,3%, Al₂O₃28,5%,

förmiger Abschnitt mit drei Schichten von Röhren Alkalioxyde 1 bis 5%, sonstige Verunreinigungen

vorliegt, die in der Längsrichtung des Zylinders ver- etwa 3,7 %.

kufen. Die Wandabschnitte sind 0,61 mm dick. Wenn Das tafelförmige Aluminiumoxyd ist ein stark

die Beschichtungsmasse durch ein Gemisch aus gebranntes Aluminiumoxyd, welches aus groben, gut

80 Teilen hydratisiertem Aluminiumoxyd, 20 Teilen 55 entwickelten Kristallen aus a-Aluminiumoxyd mit

Natriumsilicat und 18,5 Teilen 10%iger wäßriger Korngrößen unter 0,044 mm besteht.

Natriumcarboxymethylcelluloselösung ersetzt wird, Aus diesen Massen werden Stäbe von 2,5-2,5-10 cm

zerbricht der Überzug beim Brennen in kleine unter einem Druck von 176 kg/cm² geformt, bei 20⁰C

Stücke. getrocknet und dann folgendermaßen gebrannt:

Durch eine Seits des Zylinders wird in der Mitte 60

seiner Länge ein 4,44-4,44 cm großes Loch ge- Erhitzung innerhalb

schnitten. Dieses Loch wird mit einer mit der oben 8 Stunden auf 600° C,

beschriebenen Beschichtungsmasse gesättigten Gaze 10 Stunden bei 600° C,'

ausgekleidet. Das Ganze wird dann getrocknet und g_;5 Stunden bei 700° C,

nochmals gebrannt. Ein Ende dieses Zylinderkerns 65 .

mit offener Mitte wird mit keramischer Masse ver- innerhalb

stopft. Das Erzeugnis wird in einem 25,4 cm langen 7,0 Stunden weitere Erhitzung auf 1500⁰C,

zylinderförmigen Stahlgehäuse so angeordnet, daß 12,5 Stunden bei 1500° C.

1. Die Stäbe aus der Masse »A« haben einen weichen, zerreibbaren Kern, der von einer dichten Außenhaut umgeben ist, und sind daher als hitzebeständige Stäbe nur von geringem Wert. Wenn das Verfahren wiederholt wird, zerbricht der Stab beim Brennen in fünf Stücke. Wenn beim Brennen nur eine Höchsttemperatur von 1000⁰C angewandt und diese nur 8,5 Stunden innegehalten wird, erhält man einen anscheinend festeren Stab, da nur etwa 43% des Aluminiums oxydiert werden (berechnet aus der Gewichtszunahme).

2. Die Stäbe aus der Masse »B« haben ein gutes Aussehen und eine Biegefestigkeit von nur 140 kg/cm² bei 25° C. Die Querschnitte zeigen eine dichte Außenhaut und viel freies Aluminium. Die Gewichtszunahme (13 g auf je 140 g Trockengewicht) ergibt, daß nur etwa 22% des Aluminiums oxydiert worden sind. Die Analyse des Produktes durch Röntgenbeugung zeigt die Anwesenheit der folgenden kristallinen Verbindungen in der Reihenfolge ihrer Röntgenbeugungsintensitäten: «-Aluminiumoxyd, Silicium, Aluminiumnitrid, Aluminium.

3. Die Stäbe aus der Masse »C« besitzen ein gutes Aussehen und eine Biegefestigkeit von 572 kg/cm² bei 25° C.

Die ungünstigen Ergebnisse mit dem Aluminiumpulver bei den Proben 1 und 2 sprechen nicht für die Verwendung dieser Massen als Beschichtungsmassen.

4. Ein Gemisch ähnlich der Masse »A« mit einem weiteren Zusatz von 22 Teilen l%iger Natriumcarboxymethylcelluloselösung wird auf einen Bogen wasserdichten Papiers gegossen, so daß eine 2,5 mm dicke Scheibe entsteht. Die Scheibe wird an der Luft getrocknet und nach dem folgenden Programm gebrannt: 17 Stunden von Raumtemperatur auf 200⁰C, 8 Stunden von 200 auf 820° C, 23 Stunden von 820 auf 1260⁰C, 20 Stunden von 1260 auf 1540° C und 9 Stunden bei 1540° C.

5. Ein Gemisch ähnlich der Masse »B«, jedoch mit einem Gehalt von 68 Teilen an Natriumcarboxymethylcelluloselösung, wird, wie oben, zu einer dünnen Scheibe vergossen, getrocknet und nach dem für die Stäbe beschriebenen Brennprogramm gebrannt. Die gebrannte Scheibe ist glatt und eben und besitzt eine Dicke von 2,5 mm. Die zufolge der Röntgenbeugung in dem Produkt enthaltenen kristallinen Verbindungen sind Mullit und «-Aluminiumoxyd. Die Untersuchung des Querschnittes zeigt ein gleichmäßiges Gefüge ohne Hautanteil und ohne sichtbares Metall.

6. Ein Gemisch ähnlich der Masse »C«, welches jedoch 14 Teile Natriumcarboxymethylcelluloselösung enthält, wird, wie oben beschrieben, zu einer dünnen Scheibe gegossen, getrocknet und nach dem für die Probe 4 angegebenen Brennprogramm gebrannt. Das gebrannte Produkt ist 2,0 mm dick und hat sich verzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Probe	Biegefestigkeit bei 1550° C kg/cm²	Lineare Änderung beim Brennen %
4 5 6	287 79 9,1	+2,0 +3,3 -9,0

Die im Vergleich zur Probe 6 überlegenen Hochtemperaturfestigkeiten und Raumbeständigkeiten der erfindungsgemäß hergestellten Proben 4 und 5 sind in Anbetracht des verhältnismäßig ungünstigen Verhaltens der gleichen Massen in Form massiver Stäbe äußerst überraschend.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 1 Teil Aluminiumpulver gemäß Beispiel 1, 1 Teil Holzzellstoff, 1 Teil feinteiligen ??-Aluminiumoxyds und 500 Teilen Wasser wird in einem Laboratoriumsmischer gut gemischt. Die Suspension wird durch Filtrieren auf einem Filterpapier in einer Nutsche zu einem Blatt verformt. Das Blatt wird von dem Filterpapier abgenommen, getrocknet, in eine 50%ige wäßrige Natriumsilicatlösung von 40⁰Be getaucht, wieder getrocknet und bis zu einer Höchsttemperatur von 1400⁰C gebrannt. Das gebrannte Blatt ist ein 0,5 mm dicker, zusammenhängender, selbsttragender keramischer Körper.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert typische Massen gemäß der Erfindung. Die Testproben werden zu dünnen Streifen vergossen, um geeignete Prüfstücke zu erhalten.

Verschiedene Gemische werden aus Aluminiumpulver, Ton, tafelförmigem Aluminiumoxyd, Natriumsilicat, l%iger wäßriger Natriumcarboxymethylcelluloselösung und handelsüblichem Kieselsäuremehl hergestellt. Alle Bestandteile mit Ausnahme des Kieselsäuremehls sind die gleichen wie im Beispiel 2.

Die wäßrigen Dispersionen werden in eine aus Pappstreifen hergestellte Form (10 · 2,5 · 0,25 cm) gegossen, die als Boden eine Polyesterfolie aufweist.

Die Gußproben werden bei Raumtemperatur getrocknet, aus der Form herausgenommen und folgendermaßen gebrannt: 24 Stunden von Raumtemperatur auf 600° C, 4,5 Stunden von 600 auf 700° C, 15,5 Stunden von 700 auf 800⁰C, 8,5 Stunden von 800 auf 1000⁰C und 24 Stunden von 1000 auf 1500° C.

Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II. Alle Proben

sind fest, besitzen eine gute Hitzebeständigkeit und eine Porosität zwischen 30 und 60%. Die Röntgenanalyse der Probe e zeigt Mullit als Hauptbestandteil und außerdem «-Aluminiumoxyd. Die Werte für die lineare Ausdehnung zeigen dem Fachmann, wie sich diese Größe durch Variieren der Zusammensetzung des Überzuges nach Wunsch beherrschen läßt.

Die Beschichtungsmassen der Tabelle II werden zum Beschichten von Papier nach Beispiel 1 verwendet. Die gebrannten hitzebeständigen Werkstücke sind sehr fest und passen sich genau der Form des flüchtigen Papierkerns an.

109510/331

Tabelle II

Probe

c I d

Beschichtungsmasse

Aluminium

Natriumsilicatlösung

Hitzebeständiger Stoff

Natriumcarboxymethylcelluloselösung.

Eigenschaften der gebrannten Proben

Dichte, g/cm³

Biegefestigkeit, kg/cm²

bei 20⁰C

bei 1550⁰C

Lineare Ausdehnung

40
20
a
31

1,90

94
29
0,5

a = tafelförmiges Aluminiumoxyd,
c = Ton.

s = Kieselsäuremehl. * = Schrumpfung.

20
20
60 a
30

80
0

20c
65

2,02 j 1,92

^! 241

18 ' 53

- 1,0* i 6,1

40c

1,98

140
13

7,5 !

40 20 40 s 29

2,39

290

43 1,5

80

20

26

730 250 3,0

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung geformter, hitzebeständiger, Aluminiumoxyd enthaltender Körper mit einer im wesentlichen regellos verteilten Porosität zwischen etwa 20 und 70% und einer Biegefestigkeit bei 15500C von mindestens 9,3 kg/cm2, dadurch gekennzeichnet, daß man (A) die aus dünnen Blättern aus einem flüchtigen Werkstoff bestehendenBauteile eines geformten Gebildes bis zu einer Schichtdicke von weniger als etwa 4,8 mm mit einer Masse überzieht, die im wesentlichen aus

1. Aluminiumteilchen mit Korngrößen unter 0,35 mm in einer Menge von 15 bis 95 Gewichtsprozent,

2. einem hitzebeständigen Stoff mit Korngrößen unter 0,84 mm in Mengen von etwa 85 bis 5 Gewichtsprozent,

3. einem Katalysator in Mengen von mindestens 5 Gewichtsprozent des Aluminiums und

4. einem Bindemittel in zur Bildung eines an dem flüchtigen Werkstoff in ungebranntem

Zustande anhaftenden Überzugs ausreichenden Mengen besteht, worauf man

(B) das beschichtete Gebilde trocknet und

(C) in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre brennt, bis das in dem Überzug enthaltene Aluminium zu mindestens 60 % der Theorie oxydiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen