DE1758827C3 - Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen

Info

Publication number
DE1758827C3
DE1758827C3 DE1758827A DE1758827A DE1758827C3 DE 1758827 C3 DE1758827 C3 DE 1758827C3 DE 1758827 A DE1758827 A DE 1758827A DE 1758827 A DE1758827 A DE 1758827A DE 1758827 C3 DE1758827 C3 DE 1758827C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
fiber
thread
sintered
metals
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.)
Expired
Application number
DE1758827A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1758827A1 (de
DE1758827B2 (de
Inventor
Thomas Brian King's Norton Birmingham Ashcroft
Walter Beckenham Kent Betteridge
Victor Allen Solihull Warwickshire Tracey
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

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/10Filter screens essentially made of metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027Metallic material
    • B01D39/2031Metallic material the material being particulate
    • B01D39/2034Metallic material the material being particulate sintered or bonded by inorganic agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/002Manufacture of articles essentially made from metallic fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1137Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers by coating porous removable preforms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08Alloys with open or closed pores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/043Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8825Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8846Impregnation
    • H01M4/885Impregnation followed by reduction of the catalyst salt precursor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8878Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882Heat treatment, e.g. drying, baking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10Filtering material manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/49115Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

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

Description

sieh 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 Kohlenstofi entfernt wird, da sich andernfalls keine angemessenen Festigkeiten und keine optimale Leitfähigkeil des Poröskörpers ergeben. Ein Glühen in oxydierender Atmosphäre zur Zerstörung der Zellulosefaser mit nachfolgendem Glühen in reduzierender Atmosphäre zur Reduktion der Metalloxyde (vgl. französische Patentschrift 1 396 857) 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 des erfindungsgemäßen Verfahrens bei mindestens 900r C statt, wobei jedoch das Material vorzugsweise nicht langer als 60 Minuten einer Temperatur von 900° C oder mehr ausgesetzt wird. Vorteilhafterweise liegt die Sintertemperatur bei mindestens 1000 C; das Material wird dieser Temperatur höchstens 30 Minuten ausgesetzt. Das Fertigprodukt kann zur Festigkeitserhöhung erneut gesintert werden.
Die Tränkung kann von kurzer Dauer sein: -o ist bereits ein Eintauchen in die Salzlösung von wenigen Minuten ausreichend. Einige Zellulosefasern sind leicht fettig und werden vorzugsweise zunächst in einem ein oberflächenaktives Mittel enthauenden 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 eines gewebten, gestrickten, niohtgewebten Flachmaterials, als Löschpapier, ?u ein^m Flachmaterial p.fpießte 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 Sinterteilen, wie beispielsweise Trägerstofle für Katalysatoren, wofür vorteilhafterweise gepreßie 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 Ausgangsmalcrial 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 Nachsinicrn in starkem Maße porös ist und sich beispielsweise nach entsprechender Tränkung als Platte für alkalische Batterien eignet. Besonders geeignet sind Nickclplatten für Nickel-Cadmium- und Nickel-Eisen-Batterien.
Sollen ein Nickelblech oder ein anderes Nickclcrzeugnis nach dem pWindungsgcmäßen Verfahren hergestellt werden, dann wird vorzugsweise Nickelchlorid als Tränkungssalz benutzt. Nickelsulfat führt beispielsweise nicht unbedingt zu einem verwertbaren Produkt. Die Stärke der Trankungslösung ist ohne Bedeutung, doch sind Lösungen mit 120 g NiCL-6H.,O je 100 cm1 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 Festigkeit. 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 an Hand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. Bei allen Versuchen fand das Glühen in einem 3 m langen Röhrenofen siali, durch den das getränkte und getrocknete Material auf einem Förderband 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°/o Wasserstoff und 25 0O Stickstoff.
Die ersten zehn Ausführungsbeispiele beziehen sich sämtlich auf Nickelerzeugnisse und unterscheiden sich in der Verwendung der verschiedensten Zellulosefasern.
B e i s ρ ie I 1
Eine trikotartige gestrickte Bahn aus Baumwolle wurde 10 Minuten lang in eine Nickelchloridlösung mit 60 g NiCl2-OH2O je 100 cm» 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 1000- C herrschte, wobei die Verweilzcit in dieser heißen Zone 12 Minuten betrug. Am Austragende des Ofens trat ein festes und flexibles Flachmaterial aus, das 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 entspre-
chenden 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 ° 0, die Bruchfestigkeit bei 170 g und der elektrische Widerstand bei 449 μΩ cm.
Beispiel 2
Ein Bauwollgewebe wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 getränkt und im Ofen bei einer Temperatur von 1050" C, einer Verweilzeit von 9,7 Minuten und einer Durchlaufgeschwindigkeit von 32 mm min eesintert. Der Fadendurchmesser der Baumwolle betrag 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 K9.3 ° 0, die Bruchfestigkeit bei 260 g und der elektrische Widerstand bei 107 μΩ/cm.
Beispiel 3
Ein Baumwollfiachmaterial mit den Abmessungen 30.5 15,2X31 cm wurde 5 Minuten lang in eine 120-g-Nickelchlorid-Lösung eingetaucht und nach dem Herausnehmen zwischen zwei Platten bei einem
Druck von 6,35 kg (0,013 kg/cm2) 5 Minuten lang zum Entfernen des Lösungsüberschusses gepreßt. Das gepreßte Flachmateria! wurde 22 Stunden bei 70° C getrocknet und besaß eine Dicke von 4, 6 mm. Schließlich wurde das getrocknete Flachmaterial bei 5 einer Durchlaufgeschwindigkeit von 25 mm/min und einer Temperatur von 1050° C 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 voneinander angeordneten Auflagen von 33 kg/cm2, sowie einen elektrischen Widerstand von 32Q|iü/cm besaß. Nach einem erneuten Sintern bei einer Dur "hlaufgesehwindigkeit von 25 mm/min und einer Temperatur von 1150° C zur Erhöhung der Festigkeit fiel die Porositat auf 86 °/o, während die Biegefestigkeit auf
44.7 kg/cm2 anstieg und sich der elektrische Widerstand auf 193 μΩ/cm verringerte.
Beispiel 4 ao
Löschpapierzuschnitte mit einer Abmessung von
30.5 X 15,2 X 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 70 C getrocknet. Die getrockneten Zuschnitte wurden bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 25 mm min und einer Temperatur von !050 C gesintert, wobei Nickelzuschnitte mit einer Dicke von 0.165 mm und einer Porosität von <-.4,0 % anfielen.
Beispiel 5
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/cm2 5 Minuten zur Entfernung des Lösunpsüherschusses gepreßt. Das gepreßte Vlies wurde dann lh Stunden bei 70 C getrocknet und besaß eine Dicke von etwa 5.S mm; es wurde anschließend 30 Minuten in der heißen Ofenzone bei 1050 C gesintert, wobei eine 1,4 mm dicke Nickelplatte mit einer Porosität von
90.6 "(,anfiel.
Beispiel 6
Im 2.3 mm dicker Baumwollstrang wurde 10 Minuten lang in eine lZO-g-Nickclchiorid-Lösung ein getaucht, getrocknet und 9.7 Minuten in der heißen Zone eines Durchlaufofens bei 1050 C gesintert. Dabei entstand ein Nickelfaden mit einem Durchmesser von 1..V1MiIm und einer Porosität von SS "0. einer Bruchlesiigkcit von 467g und einem elcklrisehen Widerstand von 157 μ ο cm.
Beispiel 7.
Ein Sisalstrang mit einer Dicke von 4,8 mm wurde ebenso behandelt wie der Baumwollslrang nach Beispiel 6 und ergab einen Nickelstrang mit einem Durchmesser von 2,6 mm, einer Porosität von
91.8 ".Ό, einer Bruchfestigkeit von 671 g und einem elektrischen Widerstand von 104 ui2/cm.
Beispiel 8 6s
Ein Stück Jutesack wurde ebenso wie der Baumwollstrang des Beispiels 6 getränkt und gesintert, wo bei ein Nickelzuschnitt mit einer Dicke von 0,4 mm, einer Porosität von 93,7%, einer Bruchfestigkeit von 232 g und einem elektrischen Widerstand von 634 μΩ/cm anfiel.
Beispiel 9
Ein Baumwollgewebe mit 28 Kettfaden und 26 Schußfäden je cm wurde 10 Minuten in lüOcnv1 Wasser mit 38 g Nickelsulfat (NiSO4 ■ 6 H2O) eingetaucht, bei 70r C in Luft getrocknet und mit einer Verweilzeit von 9,7 Minuten in der heißen Zone bei 1050''C gesintert. Das Fertigerzeugnis bestand aus einem Nickelsieb mit einer Porosität von 95,8 0Zo und einer sehr geringen Festigkeit bei einem elektrischen Widerstand von 5000 μίϊ/cm. Eine Erhöhung der Tränkungsdauer auf 18 Stunden ergab eine Porosität von 94.20Ii. eine Bruchfestigkeit von 26,4g und einen elektrischen Widerstand von 941 μΩ/cm.
BeispieJ 10
Ein weiteres Stück des in Beispiel 9 beschriebenen 28'26-BaumwolIgewebes wurde mit einer Lösung von 124.4 g NiCl2-6 H2O und 35,6 g CuCl2 -2 H2O je 100 cm* Wasser Ϊ0 Minuten lang getränkt, bei 70° C in Luft getrocknet und bei einer Verweilzeit von 9,7 Minuten und einer Temperatur von 1050 C in der heißen Zone gesintert. Das dabei anfallende Sieb bestand aus einer Legierung mit 70 0Zo Nickel und 30% Kupfer bei einer Porosität von 95,3 n/o. Das Siebslück wurde zur Verfestigung ^,7 Minuten bei 1050 C nacligesintert, wodurch die Porosität auf 88.2" 0 fiel. Die Bruchfestigkeit betrug 226 g und der elektrische Widerstand 3020 μ£>''αη.
Die nächsten drei Ausführungsbeispiele zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf andere Metalle, wobei jeweils das in Beispiel 9 beschriebene Baumwollgewebe 10 Minuten lang bei Raumtemperatur getränkt, bei 70 C in Luft getrocknet und mit einer Vervveilzeit von 9.7 Minuten bei 1050 C in der heißen Zone des Ofens gesintert wurde.
Beispiel 11
Die Tränkungslösung bestand aus 80 g Ferrichlorid (FeC!.,) je 100 cm* Wasser. Als Endprodukt ergab sich ein Eisensieb mit einer Porosität von 96,4" .>, einer Masehcnwciu- von 0,18 mm, einer Bruchfestigkeit von 34.3 g und einem elektrischen Widerstand von 1044μί2 cm. Ein 9,7 Minuter» dauerndes Nachsintem bei 1050 C ergab eine Porosität von 95.6%, eine Maschenweite von O.lfimm. eine Bruchfestigkeit von 53 g und einen elektrischen Widerstand von 747 π Ω 'cm.
Beispiel 12
Die Tränkungslösung bestand aus 100 g Kupferchlorid (CuCV 2 H2O) je 100 cm» Wasser. Das Endprodukt war ein Kupfersieb mit einer Porosität von 05.6" 11. die nach einem 9.7 Minuten langen Nachsintern bei 1050 C auf 93,4 % fiel.
Beispiel 13
Die Tränkungslösung bestand aus 40 g Ammoniiimmolybdal (NH4)2MoO4), je lOOcnr» Wasser. Als Endprodukt ergab sich ein Molybdänsieb mit einer Porosität von 96.9"«. die nach einem (-Mündigen Nachsintern bei 1300'C in Wasserstoff au! 92.2%
fiel. Die Bruchfestigkeit lag bei 427 g und der elektrische Widerstand bei 1214 μίΐ/cm.
Beispiel 14
Die Tränkungslösung bestand aus 10 g Platin in Form eines Ammoniumchlorplatinats in 70 cm3 Wasser. Nach lOminütigem Eintauchen bei 700C wurde der Zuschnitt getrocknet und bei einer Geschwindigkeit von 25 mm/min und 1050 C im Durchlaufofen gesintert, wobei die Verweilzeit in dcheißen Zone 12 Minuten betrug. Das Sinterprndukt bestand aus einem Platinsieb mit einer Porosität von 97,30O, einer Bruchfestigkeit von 29 g und einem elektrischen Widerstand von 1937 μΩ/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 worder· sind sowie im Vergleich mit solchen Erzeugnissen, die auf Basis einer synthetischen Zellulose (Rayon) hergestellt worden sind, ergeben sich aus dem folgenden Versuch.
Beispiel 15
Ein Zuschnitt wurde 10 Minuten in eine 120-g-Nickelchlorid-Lösung getaucht, bei 700C an Luft getrocknet und mit einer Vrrweilzeit von 9,7 Minuten in der heißen Ofenzone oei 1050° C gesintert. In derselben Weise wurde »'ich ein Rayon-Zuschnitt behandek. Die Vergleichsp!ati"»n wurden r.aeh dem in der niederländischen PatenuanH.dung 67/1372 beschriebenen Oxydations-Reäuktions-Verfahren hergestellt. Jeder Zuschnitt wurde 18 Stunden lang in eine Nickelchloridlösung (102,2 g NiCl2-OH3O) eingetaucht, bei 70° C an Luft getrocknet und bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 100Ch in Luft auf 375° C erwärmt, bei dieser Temperatur 24 Stunden gehalten, anschließend eine halbe Stunde bei 400° C unter Wasserstoff geglüht und mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 25°C/h auf 8000C gebracht sowie 30 Minuter« auf dieser Temperatur gehalten.
Bei den Versuchen kamen drei Zuschnitte, d.h. ein 28/26-Baumwollgewebe (/4), ein Baumwollzuschnitt mit 16Kett- und 16 Schußfäden je cm (B) und Rayon (C) zur Verwendung. Die Fertigprodukte Al, Bl und C1 wurden nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren, die Produkte A 2 und Bl nach dem Oxydations-Reduktions-Verf ahren hergestellt.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
Porosität
(o/o)
Tabelle Festigkeit
(8)
89,8 Elektrischer
Widerstand
(μΩ/cm)
807,2
i Ai 92,8 252,2 483,7
1 Al 89,6 398,5 870,9
Bl 91,6 139,4 331,6
I B% 92,0 353,1 426,8
CX 1244,4
Ein Vergleich der Daten der Versuchsstücke A 1 mit A 2 und Bl mit B 2 zeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren 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 Cl.
w Selbstverständlich können bei einem Gewebe die Kett- und Schußfäden eine unterschiedliche Dicke besitzen, wobei dann ein Metallgewebe anfällt, dessen Kettfäden beispielsweise einen größeren Durchmesser besitzen als die Schußfäden. In diesem Falle
iS können die Batterieplatten aus einem derartigen Gewebe vorteilhafterweise so orientiert werden, daß die Metallfaden mit dem größeren Durchmesser in der bevorzugten Stromrichtung verlaufen, die diese eine wesentlich bessere Leitfähigkeit als die Metallfaden
»o in Schußrichtung besitzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit einem Gewebe durchgeführt werden, dessen Kettoder Schußfäden ganz oder teilweise aus Metalldraht bestehen, während die übrigen Gewebefäden aus ZeI-
»5 lülosefaser 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 Metallfaden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren auch unter Verwendung von Mischgeweben, beispielsweise, aus Rayon und natürlichen Zellulosefasern, mit einem Anteil von 25 Gewichtsprozent 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 BrennstofEzellen, Träger für Katalysatoren und Filter. Bei der Verwendung für Elektroden von Brennstoffzellen können durch sorgfältiges Stapeln von Siebsrücken mit unterschied-
♦5 licher 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 für magnetische Siebe verwenden. Für Dekorationszwecke kann ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sintersieb in einen metallischen Träger eingewalzt und können durch chemische Behandlung unterschiedliche Fares ben erzeugt werden.
409619/277

Claims (22)

Metallmoleküle im Vergleich zu ihrer Größe weil . voneinander gelrennt liegen. Die Folge davon ist ein Patentansprüche: Metallkörper, dessen Metall molekular verteilt ist. Bei dem bekannten Verfahren handelt es sich um ein
1. Verfahren zum Herstellen von Metallfaser- 5 Beiziärben, bei dem auf der Faser zunächst ein Beizteilen, bei dem ein aus natürlicher Zellulose be- miltel mit sauren oder basischen Gruppen fixiert stehendes Faserteil mit einer thermisch zersetzba- wird, das sich anschließend mil einem basischen oder ren Metallsalzlösung behandelt und die Fasern sauren Farbstoff beispielsweise als Komplexsalz verbei erhöhter Temperatur entfernt werden, da- bindet. Demnach stellt bei dem bekannten Verfahren durch gekennzeichnet, daß der Faden io das Aufbringen von Substanzen mit sogenannten bei- oder das flächige Faserteil mit dem absorbierten zenziehenden Gruppen, mit denen das Metallsalz Metallsalz reduzierend gesintert wird. · eine Verbindung eingeht bzw. die das Metallsaiz an
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- der Faseroberfläche festhalten, einen wesentlichen kennzeichnet, daß der getränkte Faden oder das Bestandteil dar. Da das Fasermaterial nach dem Bei-Faserteil bei mindestens 900° C während hoch- »5 zen und Ausfärben ausgewaschen wird, besteht ein stens 60 Minuten, vorzugsweise bei mindestens weiteres wesentliches Merkmal des bekannten Ver-1000°C während höchstens 30 Minuten, redu- fahrens darin, daß die beizenziehenden Gruppen mit zierend gesintert wird. dem Metallsalz eine schwerlösliche Verbindung ein-
3. Anwendung des Verfahrens nach einem der gehen.
Ansprüche 1 und 2 auf einen Faden oder ein Fa- 20 Bei einem weiteren, aus der am 22. November
serteil aus Zellulose. 1956 bekanntgemachten deutschen Patentanmel-
4. Anwendung des Verfahrens nach einem der dung M 15 596 VI/40b bekannten Verfahren wer-Ansprüche 1 und 2 auf einen Faden oder ein Fa- den Metallfasern in der Weise metallisiert, daß ein serteil aus Baumwolle. Metall so auf die Faseroberfläche gebracht wird, daß
5. Anwendung des Verfahrens nach einem der 15 beispielsweise bei einem Gewebe mindestens einen Ansprüche 1 und 2 auf einen Faden oder ein Fa- Teil der Maschenöffnungen einnimmt. Das Fasermaserteil, das aus Zellulose mit bis 25 Gewichtspro- tcrial wird alsdann durch Zersetzen, Ausschmelzen zcnt organischen Fasern besieht. oder Lösen entfernt und das verbhibende Metallge-
6. Anwendung des Verfahrens nach einem der rüst gesintert, um einen hochporösen metallischen Ansprüche 1 und 2 auf ein Faserteil, dessen Kelt- 30 Werkstoff zu erhalten.
oder Schußfäden ganz oder teilweise aus Metall- Während die bekannten Verfahren auf das Herdraht und dessen übrige Gewebefüden aus Zellu- stellen feinv<»rteilter bzw. feinporiger oder hochporöloscfascr bestehen. ser Metallegierungen oder Metalle gerichtet ist, liegt
7. Anwendung des Verfahrens nach einem der der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren Ansprüche 1 und 2 auf einen Faden oder ein Fa- 35 zu schaffen, bei dem auch das Endprodukt die Faserserteil, der bzw. das mit der Lösung eines Nik- struktur des Ausgangsrraterials besitzt bzw. sich das kel-, Eisen-, Kupfer- oder Kobaltsalzes getränkt Fertigprodukt vom Ausgangsmaterial im wcsentliworden ist. chen nur dadurch unterscheidet daß dessen organi-
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der sehe Suhstanz durch ein Metall ersetzt ist.
Die Lö-Ansprüche 1 und 2 auf einen Faden oder ein Fa- 40 sung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem serteil aus natürlicher Zellulose, der bzw. das mit Verfahren der eingangs erwähnten Art die Metall-Nickelchlorid getränkt worden ist. salzlösung ein thermisch zersetzbares Metallsalz enthält und der Faden oder das flächige Faserleil mit dem absorbierten Metallsalz reduzierend gesintert
45 wird.
Beim Sintern werden das Fasermaterial zerstört
und aus dem Verband entfernt sowie die Metallteil-
chcn miteinander versintert.
Auf diese Weise entsteht ein naturgetreues Abbild des Ausgaiigsmaterials, d. h. eine metallische Reproduktion der Faser.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 50 Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Herstellen von Metallfaserteilen, bei dem ein aus na- Herstellen von Poröskörpern aus den verschiedentürlicher Zellulose bestehendes Faserleil mit einer sten Metallen, insbesondere aber aus Nickel, Kobalt, Metallsalzlösung behandelt und die Fasern nach Eisen, Kupfer und den Legierungen dieser Metalle, einem Trocknen bei erhöhter Temperatur entfernt Weiterhin ist es geeignet zum Herstellen von Körwerden. 55 pern aus Wolfram, Molybdän, Gold, Silber und den Ein Verfahren der vorerwähnten Art ist aus der Metallen der Platingruppe.
Das Metallsalz muß sich deutschen Patentschrift 377 471 bekannt; es ist auf vollständig zersetzen und darf keine stabilen Oxyde das Herstellen feinvcrteilter Metallegierungen oder bilden, d. h. solche Oxyde, die in der jeweiligen Sin-Metalle gerichtet und verwendet als Träger für die teratmosphäre nicht reduziert werden.
Geeignete Metallsalze oder -verbindungen auch Fasern und Ge- 60 Salze des Nickels, Eisens und Kupfers sind deren webe.
Diese werden mit den Metallsalzen oder -ver- Chloride, beispielsweise Nickclchlorid.
Auch Nitrate bindungen echt gefärbt bzw. angefärbt, was zur Vor- oder komplexe Salze dieser Metalle können benutzt aussetzung, hat, daß die Faser nicht indifferent ist werden.
Um eine Sinterlegierung herzustellen, kön- und zwischen den Metallsalzen oder -verbindungen ncn Salze verschiedener Metalle miteinander ver- und der Faser eine chemische Verwandtschaft bc- 65 mischt werden.
steht, so daß es zu einem molekular-chemischen Bin- Das Fascrmatcrial muß eine angemessene Absorpdungszustand im Sinne der üblichen Färbetheoricn tionsfähigkeit besitzen, was bei natürlicher Zellulosekommt und auf der ausgefärbten Faser die einzelnen faser der Fall ist.
Vergleichbare Ergebnisse lassen
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
GB08697/68A GB1183642A (en) 1967-08-17 1967-08-17 Manufacture of Porous Metal Products
GB3803667 1967-08-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1758827A1 DE1758827A1 (de) 1972-04-06
DE1758827B2 DE1758827B2 (de) 1973-10-11
DE1758827C3 true 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) BE719580A (de)
CH (2) CH485026A (de)
DE (1) DE1758827C3 (de)
ES (2) ES357286A1 (de)
FR (2) FR1579742A (de)
GB (1) GB1183642A (de)
NL (2) NL6811536A (de)
SE (1) SE358662B (de)

Families Citing this family (10)

* 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
US4175153A (en) * 1978-05-16 1979-11-20 Monsanto Company Inorganic anisotropic hollow fibers
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
US7328831B1 (en) 2004-06-25 2008-02-12 Porvair Plc Method of making a brazed metal article and the article formed thereby
DE102004032089B3 (de) * 2004-06-25 2005-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung offenporiger Metallschaumkörper
CA2695116C (en) * 2007-08-01 2016-10-04 Nagarjuna Energy Private Limited A process of 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

Also Published As

Publication number Publication date
DE1758827A1 (de) 1972-04-06
BE719580A (de) 1969-02-17
ES357287A1 (es) 1970-04-01
US3689320A (en) 1972-09-05
NL6811536A (de) 1969-02-19
SE358662B (de) 1973-08-06
BE719581A (de) 1969-02-17
CH485026A (fr) 1970-01-31
FR1578407A (de) 1969-08-14
GB1183642A (en) 1970-03-11
NL6811574A (de) 1969-02-19
DE1758827B2 (de) 1973-10-11
FR1579742A (de) 1969-08-29
ES357286A1 (es) 1970-03-16
CH499887A (fr) 1970-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2320714C3 (de) Verfahren zur Bindung von Metall- · verbindungen an Erzeugnissen aus synthetischen Polymeren
DE1758827C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen
DE1078649B (de) Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer galvanische Elemente
DE2211991C3 (de) Kammdraht fur Kratzengarnitur
DE3637130C1 (de) Verfahren zum chemischen Metallisieren von Textilmaterial
DE2835506C2 (de) Biporöse Raney-Nickel-Elektrode und Verfahren zu deren Herstellung
DE3142091A1 (de) &#34;verfahren zur herstellung einer stabilen verbindung zwischen einem elektrodengeruest aus einem metallisierten faserkoerper und einer stromleiterfahne&#34;
DE68923277T2 (de) Vliesstoff aus metallfasern und verfahren zu dessen herstellung.
DE1180435B (de) Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung gesinterter Gerueste fuer Folienelektroden, insbesondere Bandelektroden, fuer elektrische Akkumulatoren
DE1635711A1 (de) Luftdurchlaessige,netzverstaerkte,nichtgewebte Textilien und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3424203A1 (de) Diaphragma fuer alkalische elektrolysen und verfahren zur herstellung desselben
DE1421613C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer porösen Elektrode für stromliefernde Elemente, insbesondere für Brennstoffelemente
DE2111137A1 (de) Metallisierter,poroeser Formkoerper sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE3872344T2 (de) Verfahren zur herstellung von metallfasergegenstaenden.
DE1758826C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen
DE19711857C2 (de) Elektrodengerüst aus Nadelfilzmaterial
DE587886C (de) Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Textilstoffe aus Pflanzenfasern
DE1915859A1 (de) Akkumulator mit Traegergeruestelektroden und Herstellungsverfahren hierzu
DE2047848A1 (de) Samtgewebe
DE2321450A1 (de) Garnmaterial aus endlosfaeden zur verringerung statischer aufladungen
DE2510078C3 (de) Gasdiffusionselektrode für elektrochemische Zellen
DE29705169U1 (de) Elektrodengerüst aus Nadelfilzmaterial
DE1814650C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer negativen Elektrode mit faserförmigem Trägermaterial für alkalische Akkumulatoren
EP0077486A1 (de) Verfahren zur Reflexion hochfrequenter Mikrowellen
AT239884B (de) Verfahren zur Herstellung von Elektroden, insbesondere für alkalische Akkumulatoren

Legal Events

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