DE1758827A1 - Verfahren zum Herstellen poroeser Metallteile - Google Patents

Verfahren zum Herstellen poroeser Metallteile

Info

Publication number
DE1758827A1
DE1758827A1 DE19681758827 DE1758827A DE1758827A1 DE 1758827 A1 DE1758827 A1 DE 1758827A1 DE 19681758827 DE19681758827 DE 19681758827 DE 1758827 A DE1758827 A DE 1758827A DE 1758827 A1 DE1758827 A1 DE 1758827A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sintered
dried
minutes
soaked
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681758827
Other languages
English (en)
Other versions
DE1758827B2 (de
DE1758827C3 (de
Inventor
Tracey Victor Allen
Walter Betteridge
Ashcroft Thomas Brian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inco Ltd
Original Assignee
Inco Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inco Ltd filed Critical Inco Ltd
Priority to DE1758826A priority Critical patent/DE1758826C3/de
Publication of DE1758827A1 publication Critical patent/DE1758827A1/de
Publication of DE1758827B2 publication Critical patent/DE1758827B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1758827C3 publication Critical patent/DE1758827C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/10—Filter screens essentially made of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027—Metallic material
    • B01D39/2031—Metallic material the material being particulate
    • B01D39/2034—Metallic material the material being particulate sintered or bonded by inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/002—Manufacture of articles essentially made from metallic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1137—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers by coating porous removable preforms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8846—Impregnation
    • H01M4/885—Impregnation followed by reduction of the catalyst salt precursor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Description

"Verfahren zum Herstellen poröser Metallteile"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen poröser Metallteile. Sie besteht darin, eine natürliche Zellulosefaser mit einem oder mehreren thermisch zersetzbaren Metallsalzen zu imprägnieren, das imprägnierte Material zu trocknen und durch ein einmaliges Glühen in reduzierender Atmosphäre die Zellulose zu zerstören, das Salz oder die Salze zu Metall zu zersetzen und dieses dann zu einem einheitlichen Körper zu sintern.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Herstellen von Poröskörpern aus verschiedenen Metallen, insbesondere aber aus Nickel, Kobalt, Bisen, Kupfer und den Legierungen dieser Metalle. Weiterhin ist es geeignet, für Körper aus Wolfram, Molybdän, Gold, Silber und den Metallen der Platingruppe.
Das Metallsalz muß sich vollständig zersetzen und darf keine stabilen Oxyde bilden, d.h. solche, die in der jeweiligen Sinteratmosphäre nicht reduziert werden. Ge-
209815/0352
.Λ..Λ..Λ..Λ BlOtt
eignete Salze des Nickels, Eisens und Kupfers sind deren Chloride, beispielsweise Nickelchlorid. Auch Nitrate oder komplexe Salze dieser Metalle können benutzt werden. Um eine Sinterlegierung herzustellen, können Salze verschiedener Metalle miteinander vermischt werden.
Das Fasermaterial muß eine angemessene Absorptionsfähigkeit besitzen, was bei natürlicher Zellulosefaser der Pail ist. Vergleichbare Ergebnisse lassen sich mit den zur Zeit bekannten synthetischen Zellulose- oder polymerischen Fasern nicht erzielen» Besonders geeignet ist Baumwolle, doch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit Jute oder Sisal durchführen.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Glühen zum Zersetzen des Salzes und Sintern des Metalls in reduzierender Atmosphäre stattfindet. Dabei ist es völlig überraschend, daß die Zellulosefaser bei diesem Glühen vollständig entfernt wird. Wichtig ist, daß auch der Kohlenstoff entfernt wird, da sich andernfalls keine angemessenen Festigkeiten und keine optimale Leitfähigkeit des Poröskörpers ergeben. Ein Glühen in oxydierender Atmo- , sphäre zur Zerstörung der Zellulosefaser mit nachfolgendem Glühen in reduzierender Atmosphäre zur Reduktion der Metalloxyde führt zu keinem guten Ergebnis. Außerdem ist der Zeitaufwand weitaus geringer, wenn das Metall direkt bei der Zersetzung des Salzes anfällt. Das Sintern findet im Rahmen ·
20981 5 / 03 B 2
des erfindungsgemäßen Verfahrens bei mindestens 90O0C statt, wobei jedoch das Material vorzugsweise nicht langer als 60 Minuten einer Temperatur von 9000C oder mehr ausgesetzt wird. Vorteilhafterweise liegt die Sintertemperatur bei mindestens 10000C; das Material wird dieser Temperatur höchstens 30 Minuten ausgesetzt. Das Fertigprodukt kann zur Festigkeitserhöhung erneut gesintert werden. -
Die Tränkung kann von kurzer Dauer sein; so ist ausreichend bereits ein Eintauchen in die Salzlösung von wenigen Minuten. Einige Zellulosefasern sind leicht fettig und werden vorzugsweise zunächst in einem ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Wasser gewaschen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum Herstellen sehr dünner Siebzuschnitte, wobei jede natürliche Zellulosefaser in Form eines Flachmaterials benutzt werden kann. So kann die Faser beispielsweise in Form λ eines gewebten, gestrickten, nichtgewebten Flachmaterials, als Löschpapier, zu einem Flachmaterial gepreßte Baumwolle oder Papierpülpe eingesetzt werden. Vorzugsweise besitzt die Zellulosefaser die Form eines gewebten oder gestrickten Flachmaterials, wobei dann der Garndurchmesser und die Maschenweite die Maschenweite des fertigen Flachmaterials aus Metall bestimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zum Herstellen von Metallfaden oder anderen porösen Sinter-
209815 / 0 3 B 2
.-...JL.... Blatt 4-
teilen, wie beispielsweise Trägerstoffe für Katalysatoren, wofür vorteilhafterweise gepreßte Baumwolle oder Papierpülpe verwendet werden.
Der Faserkörper muß selbstverständlich eine Dicke und Form besitzen, die beim Glühen in reduzierender Atmosphäre ein vollständiges Entfernen der Zellulosefaser ermöglicht,
Handelt es sich bei dem Ausgangsmaterial um ein Gewebe oder ein anderes Flachmaterial, dann ergibt sich ein Fertigprodukt, das entweder als solches oder nach einer Zusammenfassung in einem Stapel und einem Nachsintern in starkem Maße porös ist und sich beispielsweise nach entsprechender Tränkung als Platte für alkalische Batterien eignet. Besonders geeignet sind Nickelplatten für Nickel-Cadmium- und Nickel-Eisen-Batterien.
Sollen ein Nickelblech oder ein anderes Nickelerzeugnis nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, dann wird vorzugsweise Nickelchlorid als Tränkungssalz benutzt. Nickelsulfat führt beispielsweise nicht unbedingt zu einem verwertbaren Produkt. Die Stärke der Tränkungslösung ist ohne Bedeutung, doch sind Lösungen mit 120 g
■z
NiCl2^HpO je 100 cm Wasser vorzuziehen, die nachfolgend als 120-g-Nickelchloridlösungen bezeichnet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu Gegenständen hoher Porosität, niedrigen elektrischen Widerstandes und einer bei der betreffenden Porosität bemerkenswerten Festig-
209815/0352
keit. Als Festigkeit wird nachfolgend die in Gramm gemessene Kraft bezeichnet, die erforderlich ist, einen 1 cm breiten Strang oder Streifen im Geradzugversuch zu zerbrechen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. Bei allen Versuchen fand das Glühen in einem 3 m langen Röhrenofen statt, durch den das getränkte und getrocknete Material auf einem I?örder- % band hindurchgeführt wurde. In der Ofenmitte befand sich eine 30,5 cm lange heiße Zone, deren Temperatur thermostatisch gesteuert wurde. Die Ofenatmosphäre bestand aus gekracktem Ammoniak, d.h. aus 75$ Wasserstoff und 25$ Stickstoff.
Die ersten acht Ausführungsbeispiele beziehen sich sämtlich auf Nickelerzeugnisse und unterscheiden sich in der Verwendung der verschiedensten Zellulosefasern.
Beispiel 1 ™
Eine trikotartige gestrickte Bahn aus Baumwolle wurde 10 Minuten lang in eine Nickelchloridlösung mit 60 g NiCl2·6H2O in 100 car Wasser eingetaucht. Die getränkte Bahn wurde dann getrocknet und bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/min durch den Ofen geführt, in dessen heißer Zone eine Temperatur von 10000G herrscht, wobei die Verweilzeit in dieser heißen Zone 12 Minuten betrug. Am Austragende des Ofens trat ein festes und flexibles Flachmaterial aus, das
209815/0352
im wesentlichen aus reinem Nickel bestand. Der Fadendurchmesser der Baumwolle betrug 0,25 bis 0,5 mm und die Maschenöffnung der Trikotbahn 1,5 bis 2,3 mm. Die entsprechenden Werte des der ursprünglichen Trikotbahn ähnelnden Fertigproduktes waren 0,05 bis 0,13 mm und 0,76 bis 1,3 mm. Die Porosität lag bei 95,1#, die Bruchfestigkeit bei 170 g und der elektrische Widerstand bei 449 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 2
Ein Baumwollgewebe wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 getränkt und im Ofen bei einer Temperatur von 10500C, einer Verweilzeit von 9»7 Minuten und einer Durchlaufgeschwindigkeit von 32 mm/min gesintert. Der Fadendurchmesser der Baumwolle betrug 0,2 bis 0,25 mm und die Maschenweite der ursprünglichen Baumwollbahn 0,18 bis 0,25 mm. Die entsprechenden Werte des Fertigerzeugnisses waren jeweils 0,05 bis 0,13 mm; die Porosität lag bei 89,3#, die Bruchfestigkeit bei 260 g und der elektrische Widerstand bei 197 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 3
Ein Baumwollgewebe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 getränkt und im Durchlaufofen bei einer Temperatur von 10500C, einer Durchlaufgeschwindigkeit von 32 mm/min und einer Verweilzeit von 9,7 Minuten gesintert. Der Fadendurchmesser der Baumwolle betrug 0,2 bis 0,25 mm und die Maschenweite des Baumwollgewebes 0,18 bis 0,25 mm.
209815/0352
...·. λ..ο...ο Blatt /...
Die entsprechenden Werte des Pertigerzeugnisses lagen jeweils bei 0,05 "bis 0,13 mm; es besaß eine Porosität von 89»3$» eine Bruchfestigkeit von 260 g und einen elektrischen Widerstand von 197 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 4
Ein Baumwollflachmaterial mit den Abmessungen 30,5 x 15,2 χ 31 cm wurde fünf Minuten lang in eine 120-g-Nickelchlorid-iösung eingetaucht, und nach dem Herausnehmen zwischen zwei Platten bei einem Druck von 6,35 kg (0,013 kg/cm ) fünf Minuten lang zum Entfernen des Lösungsüberschusses gepreßt. Das gepreßte Flachmaterial wurde 22 Stunden bei 7O0C getrocknet und besaß eine Dicke von 4,6 mm. Schließlich wurde das getrocknete Flachmaterial bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 25 mm/min und einer Temperatur von .-105O0C im Durchlaufofen gesintert, wobei sich eine 1,9 mm dicke Nickelplatte mit einer Porosität von 88% ergab, die eine Biegefestigkeit über 2 im Abstand von 19 mm vonein ander angeordneten Auflagen von 33 kg/cm sowie einen elektrischen Widerstand von 320 Mikro-ohm-cm besaß. Nach einem erneuten Sintern bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 25 mm/min und einer Temperatur von 1150 C zur Erhöhung der Festigkeit fiel die Porosität auf 86$, während die Biege-
festigkeit auf 44,7 kg/cm anstieg und sich der elektrische Widerstand auf 193 Mikro-Ohm-cm verringerte.
209815/0352
IL- Blatt
Beispiel 5
Löschpapierzuschnitte mit einer Abmessung von 30,5 x 15,2 χ 0,5 cm wurden gemäß Beispiel 3 getränkt, aus der Lösung herausgenommen und konnten zur Entfernung des Lösungsüberschusses 10 Minuten lang abtropfen; anschließend wurden sie 30 Minuten bei 700C getrocknet. Die getrockneten Zuschnitte wurden bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 25 mm/min und einer Temperatur von 10500C gesintert, wobei Nickelzuschnitte mit einer Dicke von 0,165 mm und einer Porosität von 84,0$ anfielen.
Beispiel 6
Eine getränkte Papierpülpe wurde durch Umrühren von Papierflocken, wie man sie bei der chemischen Filtration benutzt, in einer 120-g-Nickelchlorid-Lösung hergestellt. Aus der Pulpe wurde ein Vlies geformt und zwischen zwei Platten unter einer Belastung von 0,014 kg/cm fünf Minuten zur Entfernung des Lösungsüberschusses gepreßt. Das gepreßte Vlies wurde dann 16 Stunden bei 700C getrocknet und besaß eine Dicke von etwa 5»8 mm; es wurde anschließend 30 Minuten in der heißen Ofenzone bei 10500C gesintert, wobei eine 1,4 mm dicke Nickelplatte mit einer Porosität von 90,6V- anfiel.
Beispiel 7
Ein 2,3 mm dicker Baumwo11strang wurde 10 Minuten lang in eine 120-g-Nickelchlorid-Lösung eiugetraucht, ge-
209815/0352
trocknet und 9»7 Minuten in der heißen Zone eines Durchlaufofens bei 1050 0 gesintert. Dabei entstand ein Nickelfaden mit einem Durchmesser von 1,55 mm und einer Porosität von 85»5$, einer Bruchfestigkeit von 467 g und einem elektrischen Widerstand von 157 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 8
Ein Sisalstrang mit einer Dicke von 4,8 mm wurde ™ ebenso behandelt wie der Baumwo11strang nach Beispiel 7 und ergab einen Nickelstrang mit einem Durchmesser von 2,6 mm, einer Porosität von 91,8$, einer Bruchfestigkeit von 671 g und einem elektrischen Widerstand von 104 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 9
Ein Stück Jutesack wurde ebenso wie der Baumwollfaden des Beispiels 7 getränkt und gesintert, wobei ein Nickelzuschnitt mit einer Dicke von 0,4 mm, einer Porosität von 93»7$> einer Bruchfestigkeit von 232 g und einem elektri- f sehen Widerstand von 634 Mikro-Ohm-cm anfiel.
Beispiel 10
Ein Baumwollgewebe mit 28 Kettfaden und 26 Schußfäden je cm wurde 10 Minuten in 100 cm Wasser mit 38 g Nickelsulfat (NiSO.·6H2O) eingetaucht, bei 700C in Luft getrocknet und mit einer "Verweilzeit von 9»7 Minuten in der heißen Zone bei 10500C gesintert. Das Pertigerzeugnis bestand aus einem Nickelsieb mit einer Porosität von 95,' und einer sehr geringen Festigkeit bei einem elektrischen
209815/0352
..^-1L.. Blatt .„..ία.
Widerstand von 5OOO Mikro-Ohm-cm. Eine Erhöhung der Tränkungsdauer auf 18 Stunden ergab eine Porosität von 94,2$, eine Bruchfestigkeit yon 26,4 g und einen elektrischen Widerstand von 941 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 11
Ein weiteres Stück des in Beispiel 10 beschriebenen 28/26-Baumwollgewebes wurde mit einer Lösung von 124,4 g NiCl2.6H2O und 35,6 g CuCl2.2H2O in 100 cm5 Wasser 10 Minuten lang getränkt, bei 7O0C in luft getrocknet und bei einer Verweilzeit von 9,7 Minuten und einer Temperatur von 105O0C in der heißen Zone gesintert. Das dabei anfallende Sieb bestand aus einer Legierung mit 70?ί Nickel und 30$ Kupfer bei einer Porosität von 95,3$. Das Siebstück wurde zur Verfestigung 9,7 Minuten bei 10500C nachgesintert, wodurch die Porosität auf 88,2# fiel. Die Bruchfestigkeit betrug 226 g und der elektrische Widerstand 3020 Mikro-Ohm-cm.
Die nächsten drei Ausführungsbeispiele zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf andere Metalle, wobei jeweils das in Beispiel 10 beschriebene Baumwollgewebe 10 Minuten lang bei Raumtemperatur getränkt, bei 700C in Luft getrocknet und mit einer Verweilzeit von 9,7 Minuten bei 10500C in der heißen Zone des Ofens gesintert wurde.
209815/0352
κ..Λ..».,.α Blatt J....!..
Beispiel 12
Die Tränkungslösung bestand aus 8C g Ferrichlorid ) in 100 cnr Wasser. Als Endprodukt ergab sich ein Eisensieb mit einer Porosität von 96,4$, einer Maschenweite von 0,18 mm, einer Bruchfestigkeit von 34,3 g und einem elektrischen Widerstand von 1044 Mikro-Ohm-cm. Ein 9,7 Minu ten dauerndes Nachsintern bei 10500C ergab eine Porosität von 95,6$, eine Maschenweite von 0,16 mm, eine Bruchfestigkeit von 53 g und einen elektrischen Widerstand von 747 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 13
Me Tränkungslösung bestand aus 100 g Kupferchlorid (CuCI2*2H2O) in 100 cnr Wasser. Das Endprodukt war ein Kupfersieb mit einer Porosität von 95,6$, die nach einem 9,7 Minuten langen Nachsintern bei 10500C auf 93,4$ fiel.
Beispiel 14
Die Tränkungslösung bestand aus 40 g Ammoniummolybdat (NH^)2MoO.) in 100 cnr Wasser. Als Endprodukt ergab sich ein Molybdänsieb mit einer Porosität von 96,9$, die nach einem 6-stündigen Nachsintern bei 13000C in Wasserstoff auf 92,2$ fiel. Die Bruchfestigkeit lag bei 427 g und der elektrische Widerstand bei 1214 Mikro-Ohm-cm.
Beispiel 15
Die Tränkungslösung bestand aus 10 g Platin in
2098 1 B/0352
Λ..Α.Λ..Λ.
ü_ Blatt 12™.
Form eines Ammoniumchlorplatinats in 70 cm Wasser. Nach 10 minütigem Eintauchen bei 700C wurde der Zuschnitt getrocknet und bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/min und 10500C im Durchlaufofen gesintert, wobei die Verweilzeit in der heißen Zone 12 Minuten betrug. Das Sinterprodukt bestand aus einem Platinsieb mit einer Porosität von 97>3$» einer Bruchfestigkeit von 29 g und einem elektrischen Widerstand von 1937 Mikro-Ohm-cm.
Die vorteilhaften Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sintererzeugnisse · bei der Verwendung als Batterieplatten im Vergleich zu solchen Platten, die zunächst in oxydierender Atmosphäre und dann in reduzierender Atmosphäre geglüht worden sind, sowie im Vergleich mit solchen Erzeugnissen, die auf Basis einer synthetischen Zellulose (Rayon) hergestellt worden sind, ergeben sich aus dem folgenden Versuch.
Beispiel 16
Ein Zuschnitt wurde 10 Minuten in eine 120 g-Nikkelchlorid-Lösung getaucht, bei 700C an Luft getrocknet und mit einer Verweilzeit von 9,7 Minuten in der heißen Ofenzone bei 10500C gesintert. In derselben Weise wurde auch ein Rayon-Zuschnitt behandelt. Die Vergleichsplatten wurden nach dem in der niederländischen Patentanmeldung 67/1372 beschriebenen Oxydatione-Reduktions-Verfahren hergestellt. Jeder Zuschnitt wurde 18 Stunden lang in eine Nickelchlorid-
209815/0352
..Λ...ϋ Blatt 13
lösung (102,2 g NiCl2.6H2O) eingetaucht, "bei 700C an Luft
getrocknet und bei einer Auflieizgeschwindigkeit von 10°C/h in Luft auf 375°C erwärmt, "bei dieser Temperatur 24 Stunden gehalten, anschließend eine halbe Stunde bei 4000C unter Wasserstoff geglüht und mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 25°C/h auf 8000C gebracht sowie 30 Minuten auf dieser
Temperatur gehaltene Λ
Bei den Versuchen kamen drei Zuschnitte, d.ho ein 28/26-Baumwollgewebe (A), ein Baumwollzuschnitt mit 16 Kett- und 16 Schußfäden je cm (B) und Rayon (C) zur Verwendung,, Die Fertigprodukte A1, B1 und C1 wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Produkte A2 und B2 nach nach dem Oxydations-Reduktions-Verfahren hergestellt.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
Tabelle f
Porosität elektr.Widerstand Festigkeit
W (Mikro-Ohm-cm) (gf/cm)
89.8 252.2 807.2
A1 92.8 398.5 483.7
A2 89.6 139.4 870.9
B1 91.6 353.1 331.6
B2. 92.0 1244.4 426.8
Cl
Ein Vergleich der Daten der Versuchsstücke A1 mit A2 und B1 mit B2 zeigt, daß duroh daß erfindungsgemäße Ver-
209815/0352
JÜ Blatt ...„.14—
fahren sowohl der elektrische Widerstand verringert als auch die Festigkeit erhöht wird, obgleich das Verfahren zu einer Verminderung der Porosität führt. Die Feststellung, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht mit den zur Zeit bekannten synthetischen Fasern durchführen läßt, ergibt sich deutlich aus den Daten des Versuchs C1.
Selbstverständlich können bei einem Gewebe die Kett- und Schußfäden eine unterschiedliche Dicke besitzen, wobei dann ein Metallgewebe anfällt, dessen Kettfaden beispielsweise einen größeren Durchmesser besitzen als die Schußfäden. In diesem Falle können die Batterieplatten aus einem derartigen Gewebe vorteilhafterweise so orientiert werden, daß die Metallfäden mit dem größeren Durchmesser in der bevorzugten Stromrichtung verlaufen, da diese eine wesentlich bessere Leitfähigkeit als die Metallfäden in Schußrichtung besitzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit einem Gewebe durchgeführt werden, dessen Kett- oder Schußfäden ganz oder teilweise aus Metalldraht bestehen, während die übrigen Gewebefäden aus Zellulosefaser bestehen. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung des Gewebes besitzen die ursprünglichen Metalldrähte eine größere Dichte und bessere Leitfähigkeit als die an die Stelle der Zellulosefasern getretenen Metallfäden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfah-209815/0352
,.*.....'.! Blatt 15
ren auch unter Verwendung von Mischgeweben, beispielsweise aus Rayon und natürlichen Zellulosefasern mit einem Anteil von 25 Gewichts-^ durchgeführt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Fäden oder Siebstücke können auch in die aktive Masse von Taschen- und Rohrelektroden eingebaut werden, um Graphit oder Metallschuppen zu ersetzen. Andere Verwendungszwecke für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sinterzuschnitte sind Elektroden für Brennstoffzellen, Träger für Katalysatoren und Filter. Bei der Verwendung für Elektroden von Brennstoffzellen können durch sorgfältiges Stapeln von Siebstücken mit unterschiedlicher Maschenweite Elektroden mit konischen Poren hergestellt werden. Dabei sollten die Siebstücke dieselbe Fadenanzahl, jedoch unterschiedliche Fadendicken besitzen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sinterfäden lassen sich auch verweben. Sowohl die Sinterzuschnitte als auch die Sinterfäden lassen sich als metallische Verstärkungen in Verbundmetallen, Plastik-, Glas- und keramischen Körpern verwenden; sie können auch einen Leiterpfad durch ein Plast oder einen anderen nichtmetallischen Werkstoff bilden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sinterteile lassen sich auch als oder in Dämmwerkstoffen für mechanische oder akustische Schwingungen sowie
209815/0352'
»^a.üL· Blatt .„...±6
für magnetische Siebe verwenden. Für Dekorationszwecke kann ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sintersieb in einen metallischen Träger eingewalzt und durch
chemische Behandlung unterschiedliche Farben erzeugt werden.
20981 5 / 03 62.

Claims (8)

.....a..»......1.! Blatt IZ. International Nickel Limited, Thames House, Millbank, London, S. W. 1, England Patentansprüche;
1. Verfahren zum Herstellen poröser Metallteile, dadurch ύ gekennzeichnet , daß eine natürliche Zellulosefaser mit ein oder mehreren thermisch zersetzbaren Metallsalzen getränkt, getrocknet und anschließend in reduzierender Atmosphäre die Zellulosefaser zerstört, das oder die Salze zu Metall zersetzt und dieses gesintert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flachmaterial aus Zellulosefaser getränkt, getrocknet und gesintert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Baumwollgewebe getränkt, getrocknet und gesintert wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß die natürlichen Zellulosefasern mit Nickelchlorid getränkt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faden aus Zellulosefaser getränkt, getrocknet und gesintert wird.
20981 5 /0352
O..0-.+.0- Blatt
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß beim Glühen die Temperatur auf mindestens 90O0C gebracht wird und das Material dieser Temperatur höchstens 60 Minuten ausgesetzt wird.
7β Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Sintern auf mindestens 10000C gebracht und das Material dieser Temperatur höchstens 30 Minuten ausgesetzt wirde
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis 25 Gewichts-^ andere organische Fasern mit natürlicher Zellulosefaser gemischt, getränkt, getrocknet und gesintert werden.
209815/0352
DE1758827A 1967-08-17 1968-08-16 Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen Expired DE1758827C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1758826A DE1758826C3 (de) 1967-08-17 1968-08-16 Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3803667 1967-08-17
GB08697/68A GB1183642A (en) 1967-08-17 1967-08-17 Manufacture of Porous Metal Products

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1758827A1 true DE1758827A1 (de) 1972-04-06
DE1758827B2 DE1758827B2 (de) 1973-10-11
DE1758827C3 DE1758827C3 (de) 1974-05-09

Family

ID=26253549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1758827A Expired DE1758827C3 (de) 1967-08-17 1968-08-16 Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US3689320A (de)
BE (2) BE719581A (de)
CH (2) CH485026A (de)
DE (1) DE1758827C3 (de)
ES (2) ES357286A1 (de)
FR (2) FR1579742A (de)
GB (1) GB1183642A (de)
NL (2) NL6811574A (de)
SE (1) SE358662B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1150542B (de) * 1958-01-16 1963-06-20 Zahn Hermann Brennstoffbehaelter fuer ein Gasfeuerzeug
DE2919560A1 (de) * 1978-05-16 1980-01-31 Monsanto Co Anorganische, monolithische hohlfaser, verfahren zum herstellen von derartigen hohlfasern sowie einrichtungen und verfahren zum verwenden derartiger hohlfasern

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099880A (en) * 1999-05-24 2000-08-08 Nabisco, Inc. Variable-width swirl pattern in candy
US6706239B2 (en) 2001-02-05 2004-03-16 Porvair Plc Method of co-forming metal foam articles and the articles formed by the method thereof
DE102004018047A1 (de) * 2004-04-08 2005-11-10 Tesa Ag Verfahren zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien
DE102004032089B3 (de) * 2004-06-25 2005-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung offenporiger Metallschaumkörper
US7328831B1 (en) 2004-06-25 2008-02-12 Porvair Plc Method of making a brazed metal article and the article formed thereby
WO2009016473A2 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 Nagarjuna Energy Private Limited A process for preventing polymerization of cracked volatile products during pyrolysis and gasification
US11342564B2 (en) 2017-07-19 2022-05-24 Battelle Energy Alliance, Llc Three-dimensional architectured anode, a direct carbon fuel cell including the three-dimensional architectured anode, and related methods
DE102017216566A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-21 Alantum Europe Gmbh Verfahren zur Herstellung eines offenporösen Formkörpers mit modifizierter Oberfläche, der mit einem Metall gebildet ist und einen mit dem Verfahren hergestellten Formkörper

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1150542B (de) * 1958-01-16 1963-06-20 Zahn Hermann Brennstoffbehaelter fuer ein Gasfeuerzeug
DE2919560A1 (de) * 1978-05-16 1980-01-31 Monsanto Co Anorganische, monolithische hohlfaser, verfahren zum herstellen von derartigen hohlfasern sowie einrichtungen und verfahren zum verwenden derartiger hohlfasern

Also Published As

Publication number Publication date
DE1758827B2 (de) 1973-10-11
SE358662B (de) 1973-08-06
BE719580A (de) 1969-02-17
FR1579742A (de) 1969-08-29
NL6811536A (de) 1969-02-19
ES357286A1 (es) 1970-03-16
CH485026A (fr) 1970-01-31
GB1183642A (en) 1970-03-11
NL6811574A (de) 1969-02-19
DE1758827C3 (de) 1974-05-09
BE719581A (de) 1969-02-17
FR1578407A (de) 1969-08-14
US3689320A (en) 1972-09-05
ES357287A1 (es) 1970-04-01
CH499887A (fr) 1970-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69600882T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers, Elektrodensubstrat für Batterien, und Verfahren zu deren Herstellung
DE69414887T2 (de) Batterieelektrode mit hoher Dichte und hoher Kapazität
DE2320714C3 (de) Verfahren zur Bindung von Metall- · verbindungen an Erzeugnissen aus synthetischen Polymeren
DE69504433T2 (de) Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen, porösen metallischen Bauteilen
DE3332345A1 (de) Feinsieb und feinsiebstapel sowie deren verwendung und verfahren zur herstellung von feinsieben
DE2211991C3 (de) Kammdraht fur Kratzengarnitur
EP0406910B1 (de) Elektroden für galvanische Primär- und Sekundärelemente
DE1758827A1 (de) Verfahren zum Herstellen poroeser Metallteile
DE69700311T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines aus porösem Eisen bestehenden Metallkörpers
DE1596240B2 (de) Elektrischer akkumulator mit elektroden, deren traeger aus einem gewebe oder filz aus fasermaterial bestehen
DE68923277T2 (de) Vliesstoff aus metallfasern und verfahren zu dessen herstellung.
DE69917090T2 (de) Katalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1951020C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffasern mit erhöhter Festigkeit
DE1771399A1 (de) Duenne Elektroden fuer Brennstoffelemente und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2055927C3 (de) Poröser, elektrisch leitender Gegenstand, insbesondere elektrisches Heizelement
DE883949C (de) Biegsame Glasfaeden und daraus hergestellte Gebilde
DE69105747T2 (de) Verbesserung von elektrisch leitfähigen fasern.
DE3872344T2 (de) Verfahren zur herstellung von metallfasergegenstaenden.
DE69503845T2 (de) Metall-Vliesstoff und Verfahren zur dessen Herstellung
DE2111137A1 (de) Metallisierter,poroeser Formkoerper sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE1421613B2 (de) Verfahren zum Herstellen einer porösen Elektrode für stromliefernde Elemente, insbesondere für Brennstoffelemente
DE19711857C2 (de) Elektrodengerüst aus Nadelfilzmaterial
DE1758826C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen
DE1915859A1 (de) Akkumulator mit Traegergeruestelektroden und Herstellungsverfahren hierzu
DE69208437T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Elektroden für alkalische Batterien

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)