DE1696691C - Verfahren zur Herstellung geformter, hitzebestandiger, Aluminiumoxid enthalten der Korper - Google Patents

Description

Die üblichen keramischen Methoden, wie Gießen von Schlicker, Pressel;, Strangpressen, Trockenpressen und Verformen weicher plastischer Massen eignen sich nicht zur Herstellung von komplizierten Gehilden mit dünnwandigen Abschnitten, wie zellenartigen (.-!lementen und dergleichen.

Aus der USA.-Patentschrift 2 977 265 ist es bekannt, einen llächenartigen Kern mit einem keramischen Pulver herkömmlicher Art zu beschichten und das Ganze zu brennen. Diese Methode gestattet zwar eine ausreichende Beherrschung der Abmessungen des Gebildes, wenn verhältnismäßig niedrigschmelzendc keramische !ritten verwendet werden, deren Bindung bei KOO his M)OO¹X" erfolgt; die so erhaltenen Erzeugnisse besitzen aber bei höheren Temperaturen nur geringen Wert.

Aus der britischen Patentschrift 882 484 ist es bekannt, keramische •ellenartige Gebilde herzustellen, indem man ein Papier mit einem sinterbaren keramischen Material und einem organischen Bindemittel überzieht, das Papier riffelt, das gewellte Papier in die gewünschte Form bringt und dann brennt. Bei Verwendung eines nicdrigschmelzenden keramischen Stoffes (z. B. Cilas) erhält man ein Erzeugnis, welches nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen aushält. Wenn ein hochschmclzender keramischer Stoff verwendet und dieser durch Sclbstsinterung gebunden wird, so verhindert -Mc starke Schrumpfung eine genaue Beherrschung der Abmessungen und der Form des gebrannten Erzeugnisses.

Gemäß der IISA.-Patentschrift 2 97" 265 soll ein Verbundkörper aus metallkcramischem Stoff hergestellt werden, der zu CiI⁰I₀ aus Titancarbid, zu 8"/„ aus Titan-Tantal-Niobcurbid, zu 25°/₀ ⁱⁱus Nickel und zu 5"/n ^:llls Molybdän besteht und der einen Überzug aus gesintertem Nickclpulvcr sowie einen zweiten Überzug aus Eisen, Chrom, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle aufweist.

Aufgabe der vorliege iden Erfindung ist es, hitze bestäiulige Erzeugnisse herzustellen, die aus dünnwandigen Abschnitten zusammengesetzt sind und bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung geformter, hitzcbcstündigcr, Aluminiumoxid enthaltender Körper mit einer im wesentlichen regellos verteilten Porosität zwischen etwa 20 und 70"/„ und einer Biegefestigkeit bei 1550"C von mindestens 9,1 kg cm², bei dem man

(A) die aus dünnen Blättern aus einem flüchtigen Werkstoff bestehenden Bauteile eines geformten Gebildes bis zu einer Schichtdicke von weniger als etwa 4.S mm mit einer Masse überzieht, die im wesentlichen aus

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

2. einem hilzcbesländigen Stoff mit Korngrößen unler 0.X4 mm in Mengen von etwa K5 bis 5 (iesvicblsprozcnt,

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

4. einem Bindemittel in zur Bildung eines an drin ΙΙϋιΙιΙίμιΊΐ Werkstoff in ungebranntem /ii,l,inde anhaftenden (iberztigs ausreichenden .OciiiTii besieht, worauf man

(B) das beschichtete Gebilde trocknet und

(C) in einer suiierstoffhaltigen Atmosphäre brennt, bis das in dem überzug enthaltene Aluminium

zumindestens M)¹V₀ der Theorie oxydiert ist.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung können die beschienteten Bauteile zu komplizierteren Gebilden zusainmen-

gefügt und vor dem Trocknen und Brennen gegebenenfalls nochmals beschichtet werden. Das Verfahren kann auch durchgeführt werden, indem man die Alut.-.iniumteilchen und das hitzebeständige Materia! mit einem in Teilchenform oder in Faserform vorliegenden llüchtigen Stoff mischt und dann zu Blättern verformt. Diese Blätter werden dann in die gewünschte Form gebracht, mit dem Katalysator getränkt und gebrannt. Der Katalysator kann in die Blätter auch während ihrer Herstellung eingebracht werden. Die Blätter sollen zu mindestens etwa 25"/₀, vorzugsweise zu mindestens 50",,. aus den das hitzebeständige Material liefernden Stoffen (Aluminium und hit/ebeständige StolTe) bestehen. Die relativen Anteile an Aluminium, hitzebestiindigem Stoff und Katalysator sollen innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegen.

Die dünnen Blätter aus dem llüchtigen Stoff dienen

als zeitweiliger Kern für das schließlich erhaltene

hitzebeständig!; Erzeugnis. Dieses Material soll bei

den beim Brennen auftretenden Temperaturen verbrennbar oder verdampfbar sein. Organische Stoffe (z. B. Cellulose oder synthetische Polymerisate) sind im allgemeinen zufriedenstellend. Die Blätter können auch aus einem Material gebildet werden, welches in das gebrannte Erzeugnis durch Lösung oder durch

Reaktion eingelagert wird, wie ein verhältnismäßig niedrigschmelzendes keramisches Ma.ciial.

Die Blätter können aus Papier, Pappe, gewebten und ungewebten Textilstoffen aus Faserstoffen, wie Cellulose, Polyäthylen, Polypropylen, Polyäthylenterephthalat, verschiedenen Polyamiden, Glasfasern und keramischen Fasern bestehen. Auch Folien aus den obengenannten Stoffen können verwendet werden. Die Blätter sollen dick und fest genug sein, um selbsttragend zu sein, sollen aber im allgemeinen nicht dicker als etwa 2 mm sein. Vorzugsweise ist das blattförmige Material porös.

Papiere und Cellulosc-Tcxtilstoffc sind besonders wertvoll und lassen sich durch Verformen und Zusammenleimen der einzelnen Teile leicht in die gc-

5" wünschte Form bringen.

Bcschichtungsmassen

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können auch Teilchen aus Legierungen verwendet werden, in denen das Aluminium den Hauptbestandteil bildet. Vorzugsweise ist das Metall rein und frei von Fett und ()\. Die Metalllcilchen sollen Korngrößen von weniger als 0.35 mm und vorzugsweise von weniger als 0.105 mm haben.

Das hitzebestiindigc Material soll einen Erweichungspunkt oberhalb etwa KK)OC haben oder sich beim Brennen in einen so liochschniclzenden Stoff iim-

f>5 wandeln In diesem Sinne kann man hydratisiertc Aluminiumoxyde, Korund. Magnesia. Magnesit. Dolomit. Zirkon, fön, gebranntes Ton/icgelmelil, Asbest, Silk'iuiiU'iirbit. lorsterit u. dgl. verwenden. Das hitze-

bestand ige Material soll Korngrößen unter 0,84 mm besitzen und kann auch noch viel feinkörniger ■ein.

Ein Katalysator für die liier beschriebene Reaktion niuU in einer Menge von mindestens 0,5 Gewichtsprozent des Aluminiums anwesend sein. Der Kalaly- »ator wird aus der Gruppe der Alkalioxyde, Alkaliliydm.xydc und der Oxyde des Bariums und Vanadiums sowie der Stoffe ausgewählt, die heim Brennen in solche Oxyde übergehen.

Hin Katalysator für die hier beschriebene Reaktion tuu(3 deshalb zugegen sein, damit das Aluminium alle Teilchen in dem Gemisch benetzt und sich über sie ausbreitet und zu einer festen Einhellungsmasse aus Alumiiiiurooxyd oxydiert wird. Der Katalysator soll in Mengen von etwa 0,5 bis 15 Gewichtsprozent des Aluminiums zugegen .sein, um eine technisch brauchbare Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen. Die Menge lies Katalysators hegt vorzugsweise /wischen etwa 2 und 10 Gewichtsprozent des Aluminiums. Wenn Aluminiumteilchen in Abwesenheit eines Katalysators tin der Luft erhitzt werden, so werden in 15 Stunden bei Ί150"C nur 8°/_n des Aluminiums oxydiert. Außerdem bildet sich in diesem falle kein \-Aluminiumoxyd, und das Oxyd ist nicht gut gebunden. Selbst beim His'tündigen Erhitzen auf 1300'C erfolgt nur eine 12"/„ige Oxydation.

Zu den Stoffen, aus denen sich Katalysatoren bilden können, gehören Acetate, Benzoate. Wismutthioglykolate. Bisulfite, Bisulfute. Bromate, Nitrate, Nitrite, Citrate, Dithionate, Äthylate, Formaldehydsulfoxylate, Formiate. Hydrosulfite, Hypochlorite, MctabiMilfite, Methylate, Oleate, Oxalate, Perchlorate, Perjod., ie, Persulfate, Salicylate, Selcnate. Silicate, Stearate. Sulfate, Sulfite, Tartrae und Thiosulfate der obengenannten Metalle. Natriumvanadat ist besonders geeignet.

Wenn ein Stoff verwendet wird, der erst unter den Verfahrensbedingungen in einen Katalysator übergeht, .,.> wird der Katalysator auf der Basis des Mttalloxydcs berechnet, in das er sich umwandelt.

Der Katalysator, wie Natriumsilicat. kann als gesonderter Bestandteil zugesetzt werden oder als Verunreinigung in einem der anderen Bestandteile des Überzuges enthalten sein. Einige Tonsorten enthalten unter Umständen bereits von vornherein die für die katalytischc Wirkung erforderliche Menge an Verunreinigungen.

Ein Bindemittel wird verwendet, um dem beschichteten Gebilde vor dem Brennen genügende Festigkeit zu verleihen. Hierfür eignen sich Stoffe, wie Natriumsilicat, Ton, Natriumalginat. Natriumcarboxymethylccllulose u dgl. Diese können auch gleichzeitig als Ausgangsgut für den Katalysator und als Verdickungsmittel verwendet werden, um der Beschichtungsmasse die richtige Viscosität zu verleihen.

Die Menge des Bindemittels ist nicht besonders ausschlaggebend und kann zwischen etwa 0,5 und 2" ₀ vom Gesamtgewicht der trockenen Bcschic''.tungsmasse variieren. Wenn ein Katalysator, ein in einen Katalysator umwundeibarer Stoff (z. B. Ni.triumsiliu.t oder Natriumalginat) oder ein hitzebcstündigcr Stoff (z. B. Ton) verwendet wird, der auch als Bindemittel wirken kann, so kann cl'C Menge an diesem Stoff größer sein.

Die Bestandteile der Bcschichtungsmassen w erden vorteilhaft in wäßriger Dispersion oder Aufschlämmung angewandt. Für gewisse /wecke kann ein organisches Lösungsmittel zu bevorzugen sein. In diesem lalle sullen verschiedene polymere Stofle als Bindemittel und bzw. oder als Verdickungsmittel verwendet werden.

So kann z. B. Teer oder Kautschuk als Bindemittel verwendet werden, wenn l.eiichiöl bzw. Benzol als Dispergiermittel verwendet wird.
Die Dispersion der Beschichtungsmasse kann durch

ίο Tauchen, Anstreichen, Aufsprühen usw. auf eine oder beide Seiten des lliichtigen Stoffes aufgetragen werden. Das beschichtete Erzeugnis wird nach üblichen keramischen Methoden getrocknet.

Die getrockneten beschichteten Erzeugnisse werden

in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen etwa 60t) C und dem Schmelzpunkt des hilzebesländigen Stoffes gebrannt, bis mindestens etwa 60" „ (vorzugsweise 00 bK 100" „I des Aluminiums oxydiert !.id. Die Brenngeschwindig-

keit ist nicht entscheidend. Vorzugsweise werden die getrockneten Formkörper in den Ofen eingebracht, solange dieser noch verhältnismäßig kalt ist, dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 25 C Stunde auf 600'C erhitzt, 8 Stunden auf etwa 600 C gehalten, mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 C Stunde auf höhere Temperaturen erhitzt und so lange auf der höchsten Temperatur (z.B. !500C) gehalten, bis die gewünschte Oxydation des Aluminiums unter Bildung von Verbindungen, wie Spinell oder Mullit.

eingetreten ist.

Die erlindungsgcmäß hergestellten Erzeugnisse sind als Hocht.'mperaturisolierplatten, Wärmeaustauscher. Strahlungsbrenner, Regeneratoren und Katalysatorträger gewerblich verwertbar.

Die Biegefestigkeit wird nach den ASTM-Prüfnormen von 1958, Teil 4, S. 670. Text Nr.C 2'J3-57T. unter Anwendung einer Spannweite von 2,5 bis 10 cm bestimmt. Die Ergebnisse werden in kg'cm² angegeben.

Die Porosität wird nach der Gleichung

d, - d„
lh

100

berechnet, in der ct_t die wahre Dichte des Körpers (auf der Grundlage seiner Zusammensetzung) und du die Massendichte (Gesamtgewicht, dividiert durcli das Gesamtvolumen einschließlich der Poren) bedeutet.

So Alle in den Beispielen angegebenen Dichten sind Massendichten.

In F i g. 1 strömen Abgas und Hilfsluft aus den Auspufföffnungen I des Motors in die Reaktionskammer 2 und treten aus der Reaktionskammer an einer o('jr mehreren Stellen 3 aus. strömen durch die Kanäle 4 und ziehen bei 5 in die Abzugsöffnung 6 ab. Das Aggregat besitzt eine Außenwand 7 der Reaktionskammer, einen Außenmantcl 8 und zwei oder mehrere wärmereflcktierendc Organe 9. Der Außenmantel 8 kann mit einer Isolierschicht 10 und einer Atißcnhiille 11 bedeckt sein. Die Wand 7, der Mantel 8 und die wärmcrelicktierendcn Schichten 9 sind parallel zueinander angeordnet und im wesentlichen durchgehend ausgebildet mit Ausnahme der Öffnungen, die bei I, i und 5 für den Durchgang der Abgise zu und von der zentralen Reaktionskammer und zur Auspufföffnung erforderlich sind. Sie stellen daher parallele Wege zum unmittelbaren Durchgang der Abgase

von der Reaktionskammer 2 zur AuspufTöffnung 6 dar. F i g. 2 zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der F i g. 1.

I ig. 2 ist ein Querschnitt einer anderen Ausfiihrungsform einer Reaktionskammer gemäß F i g. 1, wobei die Strömung der Gase die gleiche ist wie in F i g. 1 und der wesentliche Unterschied nur in den wärmert'flektiereiulcn Organen liegt, die, wie im nachstehenden Beispiel I beschrieben, keramischer Natur sind. Der gewellte Bestandteil der wärmcrclicklicrenden Organe der Reaktionskammer ist in I- i g. 2 mit 12 bezeichnet, und die Herstellung dieser Reaktionskammer ist im folgenden Beispiel im ein/einen beschrieben.

Beispiel I

F in an ein Brennblatt gebundenes gewelltes Kraftpapier, dessen Wellungen eine Wellenlänge von 8.6 mm aufweisen, dient als flüchtiges Blattmaterial. hin 208 cm langes und 20.4 cm breites Stück ausdiesem Werkstoff, bei dem die Wellungen quer zur Längsrichtung verlaufen, wird an der Ober- und Unterseite mit einem Gemisch aus gleichen Gewichtsteilcn (I) Aluminiiimpul\er(Korngrößen ■ 0.074 mm;98" „Al). (2)N;_ltriumsilicat(Mol\erhältnisNajO : SiO₂ -\ : 3.25: 40 lie¹: etwa 35" „ Feststoffe). (3) l"_nigcr wäßriger NatnumcarboxvmeShyleellulosclösung und (4) hydratisiciU-'m Aluminiumoxyd (AI₂O₃- 1 H₂O) beschichtet. Das beschichtete Papier wird mit den Weitungen nach außen zu einem /\ linder zusammengerollt. Handelsübliches llandluchpapier wird in die Beschiclitungsmasse getaucht und um die Außenseite des Zylinders gewickelt. Das Ganze wird mit Bindfaden zusammengebunden und 4 Stunden bei 80 C getrocknet.

Der getrocknete Zylinder wird in einen kalten Ofen cingesU/t und nach dem folgenden Programm in einer Atmosphäre aus Luft gebrannt:

6 Stunden Frhitzungsdaucr auf 600 C.
IO Stunden bei 600 C.

8 Stunden bei 7(X) C.
12 Stunden bei 950 C und
16 Stunden bei 1500 C.

40

45

Das gebrannte, nunmehr zusammenhängende Erzeugnis ist ein 20.4 cm hoher Zylinder mit einem Außcndurchmesser von 15.2cm und einem Innendurchmesser von 11.9 cm. Die Form der Wellungen ist solFtändig erhalten geblieben, so daß ein zellenförmigcr Abschnitt m.t drei Schichten von Röhren \orliegt. die in der Längsrichtung des Z>linders \crlaiifeu. Die Wandabschiiitte sind (J.61 mm dick. Wenn die Beschicl'.tungsmasse durch ein Gemisch aus 80 Teilen lndratisieitem Aluminiumoxyd. 20 Teilen \;.lriumsilie\.t und 18.5 Teilen 10" „iger wäßriger N^triumcarboxjmcthjlcelluloselösimg ersetzt wird, zerbr.cl.t der Überzug beim Brennen in kleine Stücke.

Durch eine Seite des Zylinders wird in der Mitte seiner Länge ein 4.44 ■ 4.44 cm großes Loch geschnitten. Dieses Loch wird mit einer mit der oben beschriebenen Besehichtungsmasse gesättigten Gaze ausgekleidet. Das Ganze wird dann getrocknet und nochmals gebrannt. 1 in F.nde dieses Z\iinder!»crns m.t offener Mute wird mit keramischer Masse vcr-Mopft. Das Frzeugnis wird in einem 25.4cm langen z\lmderförmigen Stahlgehäuse so angeordnet, daß Gase in den Kern des Zylinders eintreten, durch einen hiUebestlndigen Block hindurchstreiclien und dann durch die ringförmigen Räume des Zylinders zu einer Austrittsöffnung in dem Gehäuse zurückströmen können. Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem hitzcbestindigen Zylinder wird mit einer 0,64 cm dicken Schicht aus einem handelsüblichen, faserförmigen Isolierst .iff ausgekleidet.

Das ganze Aggregat wird an einen Oldsmobile-Motor, Ha 11 j ihr Iv62. angeschraubt, der sich auf einem Priifrt.ind belindet und nut einem Dynamometer verbunden ist. Die Eintrittsöffnung des Aggregates ist dicht m.t der gemeinsamen Auspufföff nung der beiden mittleren Zylinder verbunden. Hilfsluft wird der AuspufföffiHing zugeführt.

Der Motor läuft über insgesamt vierzig »California hot cycles« und elf gesonderte Versuche von jeweils 1 Stunde Laufdauer mit einer Geschwindigkeit entsprechend 64 km Stunde bei Straßenbclastung. In jedem Zyklus variieit die Temperatur des hitzcbcstindigen Zylinders von Raumtemperatur bis 65J bis 700 C. Der hitzebestündigc Zylinder erleidet bei diesen sinken Temperatursc.iwankungcn und Erschütterungen keine beträchtlichen Änderungen m.t der Ausnahme, daß ein 1.27 -0.63 cm großes Stack der Innenauskleidung abspringt.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die überraschenden Ergebnisse des erlindungsgcmälkn Verfahrens.

Fs werden die folgenden Massen hergestellt:

Gewichtsteile

A Aluminiumpulver 80

Natriumsihcat 20

B Aluminiumpulver 50

Ton 5.)

Natriumcarboxymethylcelluloselösung.. 8

C Tafelförmiges Aluminiumoxyd 80

Natriumsihcat 20

Es werden das gleiche Aluminiumpulver. Natriumsilicat und die gleiche 1° _oige Natriumcirboxymc.nylcelluloselösung wie im Beispiel 1 verwendet.

Der Ton ist ein Bindeton (Cedar Heights Clay Co. Oakhill. Ohio. V. St. A.) und ergibt die folgende Analyse: Glühverlust 9.4° „. SiO₂ 57.3° „. AI₂O₃ 2s".5ⁿ.„ Alkalioxvdc 1 bis 5%· sonstige Verunreinicuncer etwa 3.7ⁿ _n.

Das tafelförmige Aluminiumoxid ist ein starl gebrannt::s Aluminiumoxyd, welches aus groben, gu enwickelten Kristallen aus \-Aluminiumox>d mi Korngrößen unter 0.044 mm besteht.

Aus diesen Massen werden Stäbe \r.n 2.5 · 2.5 · 10 cn unter einem Druck von 176 kg cm- geformt, bei 20 C getrocknet und dann folgendermaßen gebrannt:

F'rhitzung innerhalb

8 Stunden auf 600 C.
10 Stunden bei 600 C.
8.5 Stunden bei 700 C,

innerhalb

7.(1 Stunden weitere Erhitzung auf 1500 C.
12.5 Stunden bei 1500 C.

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 «las Verfahren wiederholt wird, zerbricht der Stab beim Brennen in fünf Stücke. Wenn beim Brennen nur eine Höchsttemperatur von 10(X)C angewandt und diese nur 8.5 Stunden innegehalten wird, erhält man einen anscheinend festeren Stab, da nur etwa 4.1 °_n des Aluminiums oxydiert werden (berechnet aus der Gewichtszunahme).

Tabelle I

l'rohe

Biegefestigkeit
hei 1550 C

kg'cm'

287
79
9.

I incarc Änderung beim Hrcnncn

2.0 3.3 9.0

Die Stäbe aus tier 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 Troekcng'-wicht) ergibt, daß nur etwa 22° „ des Aluminiums owdiert worden sind. Die Analyse des Produktes durch Röntgcnbcugung zeigt die .Anwesenheit der folgenden kristallinen Verbindungen in der Reihenfolge ihrer Röntgcnbeugungsinlcnsitäteii: \-A1uminiumoxyd. Silicium. AIuminiumnitiid. Aluminium.

3. Die Stäbe aus der Masse >·('« besitzen ein gutes Aussehen und eine Biegefestigkeit von 572 kg cm²

bei 25 C.

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

■>. Hin Gemisch ähnlich der Masse »Λ" mit einem weiteren Zusatz von 22 Teilen l"_niger 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 200 C. S Stunden vor, auf S20 C. 23 Stunden von 820 auf 1260 C. 20 Stunden von 1260 auf 1540 C und 9 Stund.11 bei 1540 (.". 4S

3. I in Gemisch ähnlich dei Masse -B-. jedoch mit einem Gehalt von 68 Teilen an Natriumcai ho\y-"lethylcelluloselösung. wird, wie oben, zu einer dünnen Scheibe vergossen, getrocknet und nach dem für die Siähe beschriebenen Brennprogramm ivhrannt. Die gebrannte Scheibe ist glatt und eben und besitzt eine Dicke von 2.5mm. Die zufolge der Röntgenheugung m dem Produkt enthaltenen kristallinen Verbindungen sind Mullit und v-Aluminiumowd. Die I'ntersuchunt des '.'uerschniltes zeigt ein gleichmäßiges (lefiige ohne Hautanteil und ohne sichtbare- Metall.

<-. I in Gemisch ähnlich tier Masse ■ <'·. welches 6c ledoch 14 Teile NalriunKarbovvmethylcelluloselosung enthält, wird, wie oben beschrieben, /u einer dünnen Scheibe gegossen, getrocknet und nach dem für die Frohe 4 angegebenen Bivnnpiogianim gebrannt. Pas .jebrannte Produkt ^; 1 ' 2.Π uiMi dick und hat sich \eizogen. Die 1 1- !"¹MIiNSe sind in der I .'.belle i /u-.inimenee-Dic im Vergleich zur Probed überlegenen Hochtempcraturfcstigkeitcn und Raumbeständigkeiten der crfinclungsgcmäß hergestellten Proben 4 und 5 sind in Anbetracht des verhältnismäßig ungünstigen Verhaltens der gleichen Massen in Form massiver Stäbe äußerst überraschend.

Beispiel 3

Hin Gemisch aus 1 Teil Aluminiumpulver gemäß Beispiel!. 1 Teil Holzz.ellstoff. 1 Teil feinteiligen i_rAluminiumoxyds und 5(X) Teilen Wasser wird in einem l.aboratoriumsmischer 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" _nigc wäßrige Natriumsilicatlösung von 40 Be getaucht, wieder getrocknet und bis zu einer Höchsttemperatur von 1400 C gebrannt. Das gebrannte Blatt ist ein 0.5 mm dicker, zusammenhängender, selbsttragender keramischer Körper.

Beispiel 4

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

Verschiedene Gemische werden aus Aluminiumpulver. Ion. tafelförmigem Aluminiumoxyd. Natriumsilical. l"_niger wäßriger Natriumcarboxymethylcellulosclösung und handelsüblichem Kieselsäuremehl hergestellt. Alle Bestandteile mit Ausnahme des Kiesel säuremchls sind die gleichen wie im Beispiel 2.

Die wäßrigen Dispersionen werden in eine au· Pappstreifen hergestellte Form (10 · 2.5 · 0.25 cm ceuossen. die als Boden eine Polyesterfolie aufweist Die Gußproben werden bei Raumtempei.:tur ge trocknet, aus der Form hcrausgenomiTu η und fol gendermaßen gebrannt: 24 Stunden von Raum temperatur auf 600 C". 4.5 Stunden von 600 auf 700 ( 15.5 Stunden von T(K) auf SOO I". S.5 Stunden vo< MK) auf 1000 (" und 24 Stunden von 1000 auf 1500 ( Die 1 igebni-.se linden sich in labeile II. Alle Probe sind fest, besitzen eme gute Hitzebeständigkeit im eine Porosität /wischen 30 und 60",,. Uie Röntger analyse der Probe c zeig! MuIh! als I lauptbestandte und außerdem \-Alummuimo\\d. Die Werte fiii d lineare Ausdehnung zeigen dem I aehniann. wie sie diese Größe durch Variieren der /iisanimenset'un iles ( ber/uges nach Wunsch beherrschen läßt.

Die Bcschiclittingsiiiasscn dei 1 abellc 11 weide zum Beschichten von Papier nach Beispiel I ve wendel Die gebrannten hiizehcständigen WciksUicl sind sein fest und passen sieh genau ilei I 01 m d llüchlmcn Papierkeriis an.

Tabelle II

Probe

Heschichtungsmasse

Aluminium

Natriumsilicatlösung

Hitzebeständiger Stoff

Natriumcarboxymethylcelluloselösung.

fcigenschaften der gebrannten Proben

Dichte, gern³

Biegefestigkeit, kg/cm²

bei 20'C

bei 155O"'C

Lineare Ausdehnung

40 20 40 a

31

1,90

tafelförmiges Aluminiumoxyd.
Ton.

s Kiesclsäurcmchl. * Schrumpfung.

20
20
60 a
30

2.02

775

18

0,5 - 1,0'

80
0

20 c
65

1.92

241
53
6.1

60
0

40 c
72

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 (4)

1. 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 1550 'C von mindestens 9,3 kg/cm², dadurch gekennzeichnet, daß man

   (A) die aus dünnen Blättern aus einem flüchtigen Werkstoff bestehenden Bauteile eines geformten Gebildes bis zu einer Schichtdicke von weniger als etwa 4,8 mm mit einer Masse überzieht, die im wesentlichen aus

   Aluminiumteilchen mit Korngrößen uni:er 0,35 mm in einer Menge von 15 bis 95 Gewichtsprczent,

   35
2. 2. einem hitzebeständigen Stoff mit Korngrößen unter 0.84 mm in Mengen von etwa 85 bis 5 Gewichtsprozent.
3. 3. einem Katalysator in Mengen von mindestens 5 Gewichtsprozent des Aluminiums und
4. 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% Jer Theorie oxydier! ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen