DE1771481A1 - Neue Graphitstrukturen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Neue Graphitstrukturen und Verfahren

  " zu ihrer Eierstellung

  Die @x@iaäung betritt ein Verfahren sar lieretellung von üraphi t.»

  etrnicturen und bezieht sich auf Strukturen, welche itlr eine'

  Verwendung als Anoden bei der Mektrolyes wäeeriger Lösungen

  gaeiip.et sln4,

  $e let bet, v,4rrmnrmigen Graphit durch Einbringen einen

  $inlageruagenLittel9 $wiaohen die Sahiehteu von n.tUr"cham

  oder. aynthetienhem Gruphlt 9ovie durch P,'tpand: ereLeines

  artig behandelten Graphits durch Brhitsen herzustellen. Bei-

  spielsweise kann ein w.#Lrmeexpandierbarer. Graphit äadvroh

  hergestellt werden, daa3 Graphit teilchen mit einer Grösse

  von ungefähr 09044 - 290 mm (10 .- 325 meah) mit einer Ein.-

  1a,gerungsverbindung, wIe beispiela-weioe :Bauchender Salpeter-

  säure, rauchender. Schwefelsäure, Y4schvn«m aus konzentrier-

  ter Salpetersäure lind Sohwatelgäurs oder F3rhalogensäazmn

  während einer Zeitspanne von wenigstens f Mixratte kontaktiert

  werden. Die beliandel tan Graphitteilahen kömm'aasohliegsend

  von überuchüssigem Rinlagernagemittsi freigmamsomtd

  gegelieneaftatlls ge-bracknet werden. Der erhaltene behandelte

  Graphit i o t durch Wäxme eapaateröar, wobei die Volv@viw-

  grösserung, nofern keine @eachr@inl@ngen vo@:geaehen sind, bei-

  .--.2 das 20- bis 600.--fache des urspiichen Vol

  beim Erhitzen betragen. kann. Ein derartiger expandierter Graphit

  liegt gewöhnlich in einer leichten, xumöhnltchea 7orm vor.

  Dieses expandierte Material ist derart leicht und flockig,

  dass seine Schüttdichte 0,005 g/ecet oder nopc noch weniger

  beträgt.

  .il anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung von wurmtör-

  migam Grsphi c bes'Geht darin, auf madioaäem Wege einen natur-

  iichen oder synthetischen Graphit in einem EIeIttrolyteu sue

  Binar vfdsarigen saurer. höeung oder eines wäseriaen salu,ösmng

  bei einer B.u.trol y@ttcmperatur von 0 -. 80oC bei einer mini-

  malen Ze17 enspann.img von ungef.hhr 2 Yol t zu elektrolysieren.

  Die gesamte durchgeschickte S-ram.@:@n,c@ entspricht 22 - 1110

  Ampere--4tunden/kg (10 - 500 Garaphit.

  Der nunmehr expendierbare e@o:tr i F@c:I@ behandelte Graphit wird

  von der Elektrolytlöaung abge trennt und derart erhitzt, dass

  eine h'zpaasion oder Abblät terung der Graphi tschuppen erfolgt.

  Der auf diese Weise gebildete expandierte Graphit besitzt im

  alleemeinen eine üchüttdichto von 0.0016 -- 0,16 _ g/com ( 0,1 -10

  lb/ft3) und vorzugsweise von 0,0032 - 0,032 g/cem (0,2 - 2 1b/

  ft3 ).

  Es erde vorgeschlagen, biegsame Graphitfolien dadurch her-

  zustellen, dass vtxmfbrmiger GrapW.t unter Verwendung von

  Druci.iralzen zueamongedrückt wird. Die auf diese Weise durch

  Eine nicht-axiale Komprimierung erzeugte Polie besitzt an-

  igotrope elektrische und thermischƒ Eigenschaften und läset

  eich beispielsweise zur Hsratellu»Z; von Auskloidungen, die .

  hei hohen Temperaturen chemisch 4nert sind, oder zur Her-

  stellung von Schichtstoffen vervenden.

  Erfindungsgemäss wurde nunmehr eine Möglichkeit geschaffen,.

  einsigar#igQ Graphitatrukturen durch multiaxiale Komprimierung

  von v@ur@f@irmigcea Graphit herzustellen. Bei der Durchführung

  des erfinduuigogeakooen Verfahren kann der Druck biaxial, tri-

  axIal, ieobatiseh oder r."#Ldial ei-:Eidrken gelassen werden. Die

  biaxiale und triaxiale Komprimierung kann gleichzeitig oder

  nacheinanderfolgend durergefU.hrt worden. Bei der DurohfUrung

  der vorliegenden Erfindu-,1.g hat co eich.als. möglich erwiesen,

  in vorteilhafter Weise die EiaennaLaflen der Graphitstruk-

  tuxen, wie beispielsweise die elaktrioehr) und thermische Zeit-

  fä`higkeit, die Ari,icotropie, die Durch1äsaigkeit für FlUssig-

  keiten und Gase, die Bostänligkeit gegenüber-einer Oxydation

  bei hohen Tomperaturen sowie die mechanischen Eigenschaften,

  zu steuern. '

  Das-Ausmaß des angelegten Drucken, sowie die Art und Weine,

  in welcher der Druck angelegt wird, hängt von dem Typ den

  gewünschten Produktes ab. Im allgemeinen werden Drucke bis

  zu 3500 kg/cm2 und vorzugsweise von wenigstens. 3,5 kg/cm 2 ver-

  wendet (bei allen Druckangaben handelt en eich um atU). Wird

  der Druck auf den exp=dierten wurmfdmigen Graphit erhöht,

  dann steigt die Sohüttdiohte der erhaltenen verdichteten

  Masse domentsprechend an. Beispielsweise erhält man eine vor-'

  dtehtete Masse mit einer Sehüttdiehte von 1,6 - 1,92 g/om2

  (100 -120 lb/ft3) bei angelegten Drucken in der Gröaoenord-

  nung von 290 - 1750 kg/cm2 (4000 - 25000 pei) . Im allgemeinen

  ist es vorzuziehen, den angelegten Druck derart au wähle, dann

  eineEndechüttdiohte von 0,3 - 2,0 g/ocm erhalten wird.

  Erfindungagemäaa können vordichtnte expsuzdiarte wurmförmige

  Qraphitstrakturett mit annähernd ieotropen Eigenschaften herge-

  stellt werden. Derartige Strak waren, mit reduzierten elektri-

  schen und thermiaohen amisotropen Bigonschaften körmen dadurch

  hergestellt erarden, dass expandierter wurmförmiger Graphit

  biazial, d.h. in zwei zuei.nande:: Aenkreahten Achsen, aufein-

  anderfolgend oder gleichzeitig, verdichtet wird. Der Vektor

  einer hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit liegt

  in einer Richtung, die sonkrocht zu den biazia'i en Verdioh-

  tufvektorer; steht. Die A nisotropie (eltktriech oder ther-

  misch) dieser biaxiä. verdichteten Graphitetrukturen kann durch

  den Druck gesteuert werden, der in jeder der zwei Richtungen

  während der biaxialen Verdichtung angelegt wird. Wird bei-

  spieloreiem ein leichter Druck längs einer ,Achse "a" und ein

  hoher Druck längs einer Achse "b", welche senüreoht zu der

  *ohne "a" a-tehw,angelegt, dass ist die Achse "o", die senkrecht zu den

  Aohaea "a" und "b" steht, der Vektor einer hohen thermieohen

  und elektrischen Zeitfähigkeit. Zwisoheu den Achsen "o" und .

  na* tritt eile al.nimale Anisotropie auf. .

  Did elektrischen und tbemisohen ZeitfäUgkoitaverte in der

  Richtung mit: hoher Zeitfähigkeit der biaxial verdichteten

  ßraphttmterialien können ungefähr gZoioh den Werten in der

  Iiohtnug mitl hoher Meitfänigkeit in #inem x4oht-axial Irer-

  dtohtoten wuxmfömigen Graphit (bei gleichen Dichten) sein,

  »bei der Vekfor mit den niedrig« tütfgkeitewerteu eines

  biaxial verdichteten Graphite gewöhnlich nm ein Vielfaches

  leitender ist als die Werte des Vektors der niedrigen leit-

  iähigkeit eines nicht-aa:tal verclich te'test wurmßömigen Graphite.

  Daher besitzt ein bier1:31 vardichte wer rramnfömiger Graphit

  die charakteristischen Eigenschaften eines nioht-auial vOr--

  dichteten wurmförmigen Graphits ohne die hohe Auisotropie,

  die dann unerwlinecht int, wenn das Material auf Gebieten ein-

  gesetzt wird, auf welchen eine hohe elektrische oder ther-

  mische Anisotropie unerwünscht ist. Zusätzlich besitzt das

  nichtaxial verdichtete Material eine geringere Zugfestigkeit

  in der Richtung parallel au den Verdiohtnagevektor als ixt

  der normalen Richtung den Verdiohtungsvektorn. Allerdings be-

  sitzt der biaxial verdichtete Graphit in seiner sohwaohen

  Richtung eine mehrfach erhöhte Zugfestigkeit.

  Hei der Durahtuhrung den erfindungsgemässen Verfahrens kann

  ein kleines Volumen den expandierten warmförmigen Graphits

  .in einer dexartigen.weiee in einen Kessel gegeben werden,

  dass, falls radiale Verdichtungskräfte, wie sie beispiels-

  weine bei Verwendung unter Druck stehender fluide ausgeObt

  werden, aaigo:legt werten, die Verdiohtvngekräfte direkt auf

  alle Oberflächen mit Ausnehme derjenigen an den Enden einer

  gewählten Achse wirken. Dies bedeutet, dao3 die Verdioh,tungs-

  kraft mit Ausnahme an den Baden der'auf diese Weise gewhlten

  Achse ico.3-tatisoh ist. B3lspielswoise wird ein Zylinder aus

  einem expandierten vurmfdrmigen Graphit Irings des Radius ver-

  diobtet,-wobei jedoch die Verdichtungskräfte dadurch daran

  gehindert werden, auf die Achse des Zylinders zu wirken, dass

  der feste ZyiJmder in einer fixierten Stellung gehalten wird.

  Auf diese Weise wird ein kompaktierten Material mit einer

  hohen theraieohen und elektrischen Leitfähigkeit parallel zu

  der Achse des festen Zylinders erhalten.

  Die Eigenschaften einer verdichteten Graphitatruktur können

  dadurch praktisch isotrop gemacht werden, dann der erpendieT-

  te wurmförmige Graphit triaaial (längs zueinander senkrecht

  stehender Achsen), und zwar aufeinanderfolgend oder gleich-

  zeitig, verdichtet wird. So können beispielsweise triamial ver-

  dichtete dichte Graphitkörper nach dem erßindüngegemässen Ver-

  fahren hergestellt verden, welche elektrische leitfähigkeits-

  werte besitzen, die im wesentlich in allen drei zueinander

  aenkreoht stehenden Achsen gleich sind, d.h., dass diese 181%-

  per vollständig ieotrop sind. Tria:ial verdichteter wwconiör-

  mager Graphit besitzt nicht in einer bevorzugten Richtung hohe

  elektrische und thermische leittähigkeitswerte und zeigt keine

  raisotropen Eigenschaften. Vielmehr besitzt er Eigenschaften,

  welche den Eigeneehaften nahekommen, die ein im FMAel erhält-

  licher polykristalliner Graphit, der nach dem Äaheson-Verfahren

  hergestellt wird, aufweist. In vorteilhafter Weise kann jedoch

  der triaxi^U varCioh tete u-vxmfnr urige Graphit eine höhere Dichte,

  geringere Durchteesigkeit und geringere Sprödigkeit als ein

  synthetischer, nach dem Acheson-YorfaH.ren hergestellter poly-

  kristalliner Graphit besitzen.

  Ferner können erfindungagemäsa sehr dichte zusammenhaftende

  Strukturen aus wurmförmigem Graphit hergestellt werden, die aus-

  geprägte therm.aoho und elektrische aniaotrope Eigenschaften

  sowie gute mechanische Eigenschaften besitzen. Zur Herstellung

  derartiger Strukturen wird der expandierte wurmförmige Graphit

  gewöhnlich mit einem anorganischen oder organischen Binde-

  mittel, gewöhnlich in Form eines feinen Pulvers, in einer

  Menge von 2 - 55 Gewichts-% und vorzugsweise von 5 - 45 Ge-

  wiehts-% des Bindemittels, bezogen auf das Gesamtgewicht der

  Mischung aus Graphit und Bindemittel, vermischt. Die Masse

  wird anschliessend gewöhnlich unter Drucken von 700 - 1750 kg/cm2

  (10000 - 25000 pei) sui die gewUnaohte Dichte in einer ent-

  sprechend geformten Posen verdichtet. Der auf diese Weise'er-

  haltene XUrper wird anrchlieaeend zur Aktivierung des Binde-

  mittels und zur Beganatigwag einen Zusamnrsahalts des kote

  fierten Körpers behandelt.

  Feete Bindemittel sollten gewöhnlich in Form eines leinen fl-

  ver® verwendet werden und eine Teilohengrbese von weniger als

  0,149 rum ('i00 mesh) und vorzugewsiae von 0,044 - 0,074 m

  (200 - 325 moah) besitsen.

  Bi@-@demittol, die gewöhnlich erfirdungsgemäas verwendot Werden

  köianen, sind thermoplastic.ohe oder wärmezeroetzbaro Materialion,

  Niio beispielt@;oine 1. jeden beliebige organische Polymorisat,

  andere organische Verbiadt@mgan, die nach oiner Pyrolyse

  eLio Llebande verkohltƒ Masze orgaben, und 3. anorganieche

  glasähnliche Bindemittel.

  Beispiele für organische Polymerisato, die sich eriindu.agsge--

  mä.se venfenon lausen, slrÄd Polymari vate von Ätliylen, Styrol

  oder ätylylenieeh ungesättigten Chloriden, Acryl- und Meths.cryl-

  polykeriaate, Epoxyde, Polyvinylohlorid, Polyenter, Polycarbo-

  no,te, Phonol/PorasaldEhyd-Harze, Byicn, Polytotrai"luoräthylen,

  Polyvvlnylidentluorid oder Copolymeri®ate d.#esor Verbindungen.

  Diese Bindemittel körnen zueazmen mit einematel:yn@ kor oder

  Vo:^.ietzer verwendet iverden.

  Seiepiole für derartige andere o:pgau.®ohe Verkohlumgeprodukte

  liafexade Substanzen, die sich errfiudungsgemäse eigen, Bind

  8ohleteerpeohe, natürliche Asphalte, Phenol/Formaldehyd, Harn-

  stoßf/Ponaldebycl, Pcl jrrinylidenoblorid sow:Lo Copolymerisate,

  welche rolyqinylider.chlorid enthalten, POIyuc ;#isa te von Fur#.'ury1-

  alkohol, lolyacx;;lnt.t;rll., Zucker und Saocharide.

  Beiep@rjlo 20.Ur anorganische Glaabindmittel, die für die er-

  Yi.ndungor;emrlsnen Zwecks geeignet einä, sind jlasartigv Materia-@

  lins, wie beiripielaec-ise glaebildonde Oxydo, wie z.B. Boroxyd,

  Stliciumdioryd, Phoepüorpentosyd, Ge»miueioryde, Vanadin-

  pentoxyd oder andere anorganische Salze, die als Gläser er-

  halten werden ?@-:@t:@.en, beispielsweise Berylliumfltiorid, . sowie

  besti =te Sulfate, Chloride und Carbonate. Erfindungsgenäse

  besondere geeiGet sind diejenigen Glasbildner, welche den

  Graphit t'benotzon", wie beiepieloweise B203, 2,0, oder 9205.

  im Handel erhältliche Gläser sind ebenfalls als Bindemittel

  geeignet;. Typische Baispiole für derartige Gläser sind Zu-

  s^ . anoetzungen, sie ,31s Bestandteil verschiedene Mengen an

  zwei oder mehreren der nachfolgend angegebenen Oxyde enthalten:

  S; 1 1,ciumdioxyd, Alumini=ozyd, Ratriumoxyd, taliumoxyd, Mag-

  iion:iumo2ed, Kupfer(I )-oayd, 8ariumoxyd, Bleioxyd oder Boroxyd.

  Ei hat eichierausgeetellt, dass bestimmte anorganische Ver-

  mit expandiertem Graphit vor der Verdichtung den

  Graphits zu den gewüneehten Gegen®tEnden vermischt werden kön-

  nen, wobei die anorganischen Verbindungen dazu dienen, die'

  Beständigkeit des Graphits gegenüber einer Oxydation bei hohen

  Temperaturen zu erhöhen. Dia Verbindungen, »elohe'diesen Zweck

  erftuleng and bo:@npielsweise B203. p2W5Qa3(P04)2, AlP04,

  "ä3(964;2 =d "a2B407. Die Verbindungen, welche als Additive

  zur Verhinderumg einer Oxydation geeignet Bind, Ioömen gege-

  benenfalls potentielle DEStandtoile der glasbildenden Forau#

  lieruagen sein. Dia Materialien sollten in einer Teilohenform

  vorliegen, wobei die Toilchon durch ein Sieb mit einer lichten

  Maeohenweite von 0.149 mm (100 moah) und vorzugoweiae durch

  ein Sieb mit einer lichten Manahonweite von 0,044 mm (325 meeh)

  hinctureheohen. Die %7,rkoaae Konzentrat=ion an den Additiven.

  welchƒ eine O7rdctionabee tändigkeit verleihen, liegt im all-

  gemeinen zwischen 0,95 und 10 Gewichts-%, bezogen auf die

  Graphitoherge. Bei Konzentrationen unterhalb Oj Gewichts-e

  erreicht die Osvdatior&®gesohwiadigkeit der Graphitgegenetände

  diejenige von Gruphitgegenetänden ohne Zusatz, wUxeud bei

  Konzentrationen oberhalb 10 Gewichte«% keine ierkliohe Herab-

  setzung der Oxqdotionsgeschvindigkeit der Graphits festatell-

  bat ist und das unorganische Additiv die physikalischen Eigen-

  seheften des Graphite beeinflussen kann.

  Gewöhnlich Werder. leine flüssigen folynoriaate alz Dindemittel

  verwendet, da derartige go1Irmerioate eine Bildung hochverdioh-

  toter Körper verhindern. können. Sie lassen eich jedoch in vor-

  teilhafter Weise einsetzen, Wenn verdichtete Körper mit Se#-

  ringer Dichte erwdneoht sind und das fhlasige poh;erioat härt-

  bar oder aushärtbar ist. Man kann jedoch ein festes Polymerieat

  oder andere Bindemittel in einem Lösungsmittel Itsen und an-

  schliessend auf den warnförmigen expandierten Graphit vor der

  Verdichtung gufepr'dhon. wird dicke Me fäode var Herstellung

  dichter kompektiertor- Körper ango sendet, darin; wird dao lögunge-

  mittel vor der Vordiohtung entfo=t.

  die zum

  Auflör.on aerrrtiger Polymerisate geeignet sind, sind beispielk-

  weise %ylol, Koroein, C014 und Acdton.

  .Die verdichteten wurmförmigen Grarhitkörper besitzen Eigen#-

  sehaftAn, welche denjenigen von Körpern aus polykristallinem

  Graphit, welcher nach dem Acheson--Vorfahren hergestellt wor-

  den ist, reit überlegen sind. Jedoch können die erwlinsohten

  Eigenschaften dieser verdichteten Körper, wie beispielsweise

  die mechanische Festigkeit, die Härte, die Undurchlässigkeit

  für Gase und Flüssigkeiten oder dergleichen weiter verbessert

  werden (wobei üiese Verbesserung nur in geringem Ausmaße

  aus Kosten der. elektrischen und thermischen Leitfähigkeit geht),

  L3ern die kompaktierten Körper in der vorstehend beschriebenen

  .eise gebunden werden.

  Der glasverbundene verdichtete Graphit besitzt insofern einen

  b:sonderan Vorteil, als bei seiner Verwendung die Teaperatur-

  beeohränkungan entfallen, welche wurmiörtatgen, mit einem Poly-

  F driant verbundenen Graphiten auferlegt sind. Hei den mit einen

  Polymnriaat verbundenen Graphiten tritt im allgemeinen eine

  folymor tsatzar tetzung bei Temperaturen oberhalb ungefähr 250°C

  .n. hie t#L:t Glas verbundenen Körper eignen eich such flir eine

  Qerwendwig bei Temperaturen oberhalb dieser Grenze.

  Soll des geN4Insoli te Produkt aus einem mit Kohlenstoff verkitte-

  ten d@ch,ve'.i l@nafö@@iben Grßphitmatorial bestehen, dzuin Rollte

  din Ni schtaiig aus einem ein Ve:i:#kohlungaprodukt liefernden PUndo-

  r,ittel uad wu=f;irmi ",o:u Graphit bei einer Tenporatur zwischen

  ungefähr 000 =d 120000 solange gebrannt werden, bis Im we-

  oeutl io =en alle flUchtIgen Bestandteile entwichen Sind. Die

  Maik3o mt zurückblelbendom "Kohlonstofibindemitto1" in derartigen

  mit Kol.zlenstoff verbtfndenen Graphitetrukturen schwenkt gewöhn-

  11-"h zwisabsn ungefähr 1 und ungefähr 50 Gewichts-p und vorzugs-

  weise zwisahezt ungefUr 5 und ungefähr 30 Gewichts-yo, bezogen

  auf das Endprodukt. Im allgemeinen ähnelt die Struktur bei

  einem Falxten der "gohlenstoffbindemittelfralytion" auf unter--

  ha:.b wagefälic 1 Gew iahts-% der Struktur eines gebundenen ver-

  dichteten wttt-,rt£örmigeu Graphite. Übersteigt der "Kohlenstoff-

  bindemi btalget.,Glb" dos Endproduktes ungefähr 50 Gewiclt°te-%,

  dann köi).n,jn die vorteilhaften elektriaohen und thermischen

  @@et tfri-:i,keltboigenachaftsn der expandierten Graphitfraktlon

  boeintrKchtigt werden.

  Verkbhlungsprodukte liefernde Bindemittel, die fUr die erfin-

  @@.rrgag@;ui,ncan ülxnoke geeiGnet sind, sind beispIelswelse As-

  phalt, T-aor, "i.tc'_cer ode:."

  Fhc@t@a:l./`a.cie'tyci-FInre. ;;ebaran-

  falle k.xlr! ziu. l@ "a.oJ @hce:@@ung dcxa Vcrmi,s:"ens z:z)i,rie

  Wie be.oplol:;cto@t =;v.@., F. :)jor o@ yr';,

  verwaa0.e wcx,cien. Vbws2'@a% va rd:Lchtieter fax :* nd@.@ :. L=s.@;xä::r, c :@

  iOJ.Q!3@1 !C.@.@:`ß::::.'4CI@.d1@1$1 i 3 L'.äs"! dieii.@l.

  Vai#Ii.4,c1 tJ',r..L #t #fx P #, 6y1## #t.# ##'#n

  dorotzndegähigknit gogonübar allen anderen Graphi t.Eormen stark

  vurboooort ist, kmui diese Eigenschaft noch bis zu einem merk-

  3. 3. chan Ausmaß durch die Zu ;abe kleinerer Mengen von Oxyden

  von. Bor oder Phosphor oder von Salzen. von Beraten und Phos-

  nha ton erhöht werden.

  Die erfindungsgemäss erzeugten Produkte lassen sich je nach

  ihrer Geatalt oder Form oder je nach ihren Eigenschaften ver--

  achiedenen Verwendungszwecken zuführen. Wird bin wurmförmiger

  e_@rnandi.erter Graphit in einer geeigneten Form verdichtet, dann

  lßocien sich beiopieleweise Platten, rechtwinklige Festatoffe,

  Yebe.1, Stäbe, Eugpln, Hohlkugeln oder andere kompliziertere

  Pormen herstellen. Diese festen Gegenstände lassen sich als

  tharnW.sche Leiter oder Isolatoren, verbesserte elektrische

  Leiter oder zur Riohtuugae-teusrung von Wärmeotrömen oder. elek-

  triachen Strömen verwenden.

  `rfindiingagemlae hergee tell te GegAns tände lassen sich insbe-

  sondere gut als abdichtungemittol, wie beispielaweine Abdieh-

  tunge3@ing odsr @t;rc@;L:LCÜc;h@@Jigen, verwenden. Dera-rUge Gegen-

  In einer nolclien Wei.cie herge-

  e !e.L@ E; ;@cr. Icn, dt,:ii@ riss o @ii @.c@ioo tropoa @e f. @v@@rnit@rr,dxi besitzen,

  A1@.rrL.er.de E ß.ud @icai. ci: # tl@;n Gegens tiride cla:;@i Lti der [jage, unter

  hohen i;t@ic'c'@rä.@ii eine gcwLi3E;o Deformation erLeideri sati kön-

  nßt!., )!5r # de-,in c!ni@:; 1. o i.ri "er;ip 11. t tcrn oder Zerb reclisn e.f_n tr t t-t ,

  Demgegenüber sind Gegenstände, die für den gleichen Zweck un-

  ter Verwendung einen kristallinen Graphits, der nach dem

  Achenon-Verfahren hergestellt worden ist, oder eines pyroly-

  tisehen Graphits hergestellt worden sind, sehr brüchig und

  brechen tmd ßplittern leicht unter den Druckkräften, die

  dann auftreten, wenn diese Materialien als Verpackungsma-

  terialien verwendet werden.

  Graphitanoden, die gegenwärtig für wässrige gektrolysever-

  fahren verwandet werden, werden gewöhnlich nach dem Aoheson-

  Vƒrfahren hergestellt, bei dessen Durchführung Koka mit einem

  9erkohlungeprodukte erzeugenden organischen Bindemittel un-

  ter Herstellung einer geformten Masse vermischt wird, worauf

  eine derartige Masse auf eine Temperatur von über ?_000°0 er-

  hitzt wird, um das organische Bindemittel zu zersetzen und

  eine graphitbildung zu, verursachen. Auf diese Weine herge-

  stellte. Anoden sind im dllgemeinen porös und gegenüber einer

  Vrdation sehr älUg. Daher werden die meisten derartiger

  Anoden unter, Verwendung einen Nateriala, wie bei epielsweine

  eines organischen Harzes, zur Verbesserung ihrer Festigkeit

  und zur Hera.boetzung ihrer Abnützunge- und Oxydationagesehwin-

  dIgkeiten imprägniert. Derartig imprägnierte .Anoden oxydieren

  jedoch imor noch mit e4ner unerwüneoht hohen Geschwindigkeit,

  wobei sie aueserdera sehr brüchig und äusserst pli-omptindliab

  sind. B1ue Erböhung des pH in der zu elektrclysierender. wtiene

  rigen lömung hat eine schnelle Erhöhung der Abnutsungegesehwin-

  digkeit der Graphitanoden, die auf eine Oxydation zurückzu-

  führen :i ist, zur Folge.

  Daher wird gemUiog einer bevorzugten Ausführungsform der vor-

  liegeuden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung verbesser-

  ter Grarhitatrukturen geschaffen, die als Anoden fUr die Elek-

  trolyg e «üƒsriger Lösungen geeignet sind. Das verfahren läset

  sich in schneller und wirtschaftlicher Weise durchführen, wo-

  bei eine Struktur erhalten wird, die, falls sie als Anode eJiige-

  sertzt wird, nicht brüohtig ist und erheblich verbesserte Eigen-

  schaf ten bei der Elektrolyse von w,äserigen Lösungen aufweist.

  Ho vurde nun ge:Nmden, dass eine verbesserte Graphitetruktur,

  die ß1.a Anode für die Elektrolyse wässriger Lösungen geeignet

  iut, dadurch hergestellt werden kann, daes ein wurmfarmiger

  Graphit läzga einer Achse unter Gewinnung einen kompaktierten.

  Materials verdichtet wird, woraus das kompaxtierte Material

  länge einer Achev, die in wesentlichen senkrecht-zu der ur-

  sprünglichen Verdichtungsachse steht, auf eine Dichte von we-

  nigstens 1,4 g/cam verdichtet wird. Die auf diese Weise her-

  ge>itoZlten Strukl,,.iren besitzen eine relativ hohe Dichte, sind

  nicht brüchig und weinen eine hohe elektrische Zeitfähigkeit

  auf. Ausce2dem werden sie nur langsam oxydiert, wobei sie nur

  wenig odex überhaupt nicht porös sind. Darüborhineus zeigen sie

  @;eä#.Ca;ts, auf :L@ecc FIc@?.ogT@r@ zu.rücl@zuführenc?@; g'irocleriübernparuvaxt.gen

  w:rl cr@.i aer_ tr @rtcs L'Ie@'1:@.i@ti redu zi erte pII-Ernp.f.Lnd:Lictilyei t firn

  hlI.ck a,zf die zu alektroly,@ierende lüsung anf. Jede dierer

  Ist @'esi dir 11.e1; tro@y @ƒ weia@rigez1)'FtizL;iautigun

  V0ii Bedu'tting. Derartige Eigenschaften wurden miv Gien bisher

  verfügbaren GxaphLtpaoden nicht erzielt.

  Vorzugnw3ine reicht cl.LL Kraft, die längs einer Aclifis, urfiter DU-

  d.itrizr; Materia1sn auagotibt wird, Ja zu aus,

  E' rt L Lt;i: tU Vou 0',2 - b o S/CCm zu erzeugen. Einft tierar title

  kompak@Lorte Naese wird anuahließHBrid längs einer Achse, die

  zit dor rra ran @ertiic:lk xtiril;@isch@re .in ungefdtir rechtem Winkel

  ci;,:;xit, t@s1.t einer Veedichtungskra:ft verdichtet, cliu ziaßu aus-

  rei 1.: inrs Graphi tdIch tu vun wenigstens 1,4 g/c;cm und vor-

  eine Dichte' vuiechen 1,7 und 2,0JJ(iiati Zu erzeugen.

  Dioeo Dtchten ict3.cuiert guwdliiitich dann erreicht werden, werui

  Dritci!@::i vors 700 1400 kg/t;ni2 (10000 - 20000 pni ) arib;a Leg t lier-

  dun@ It@@rh@lein die lsaimpqktierte Masse in biuxLiLtev 1111uhtung auf

  eine, D E eh ce vor. itrgolWir 1,4 g/cem oder darüber vssrd.ie,hte t

  karm eine ktisivordichtung auf eing höheve Dichte

  cluyclt hriL@#gozi ,s.t.t.RSr iic>atatischen Kraft duxyotigeftthi!t werInri.

  itzriliehtung erzeugt ritte eine ge;,

  r.i.rige ador übert#F:ux)t keine Kompak-uierung ILEnga 12garideinar

  vorhat reicht verdichteten Achse. Die KompaktI.eriing setzt sich

  dahov lünga ler Achnen der ureprthiglichon Verdich tüug Port.

  Varbcrsser@te moch&nischa Eigenschaften können derartigen vor@-

  dich-teten wurmfrirmIgen Graphitntrukturon durch Vermischen

  cinori Icn ts~n orßrinieclien oder =.uiorganiochen BLii@tant@@. t colrs mit

  dein wurizförmigen Graphit vor. der Verdichtuag ver:LLrihen wordono

  Gewöhnlich wird das organische oder anorgfuünehe UndemitteL

  3.n rorai c Lnes feinen P alvors, beispielaweine mit einer Grönne

  von 0,044 W 0, 1119 mm 100 - 325 menh) e in einer Menge von 1 -

  25 Gewlclita-%, vorzugESiretae 2 - 15 Gewichts-%, verwandet.

  Mcngon an Bindsiai t te.t von weniger wLES ungefäht 1 Gewiohta-N

  haben nur eine 'gcrirti;fügige oder überhaupt keine Verbesserung

  der physikalischeci @lgonacls,tten der Struktur zur Folge, w@ili-

  rend Mangen von u3hr ein ungefl:hr 25 Gewichta-% die elektri-

  nahe LaitfUhigkel4 in nachteltiger W@eioe zu beCT.LritlttafiDn bD-.

  c;irssien. Aars sp@:rifiiscüe (ic@@r@ch1; des Additivs beeicitLusnt die

  Es;;tie @rit;arU Schti tt;aic;tt Co do c kompo.i#:LLer ten Pfanne. Beträgt be L-

  a £) Le Lnwa LEio dU r.O.oh te dars :1cldl t LvES 1 g/ccm, daiiit kcuui dlo

  csc;tieinbfit:a "oliiiLLdtutiLe dt;r tcompaktierten Wieso nicAit derartig

  rz:_ih art amen Piers von ;?, 1 g/ccm herankommen wie dies dann

  chic Fall. iESt, w:3rui kein Additisr trerwendet wird.

  EIotciE)ielo Me# gfsrl @.liES tn ßlns@@@i.i E tt;l. airisi gahärto tss thermo-

  p:Lrir@tLESct:t; IIRrocs rsouL@z hil.ctba:r.o @rtts:uitrhltrtts;a.rES Fl@it.e, bsiinpieln-

  weifie PoLyii.th;;,'Le%t, @tttiy@tlri/fxoj@ylcsn-@oisv:L,yuior:iF@ite, Po.'Lyeauido,

  'Lpo:cyhnrL"cr, Polyurothgnharze,

  ftuo,iA.tü-..-Le wie polytotraflttor- .

  äß;hylez, oderro:Mal#ieliyd-Iiarze, v:olchen ein etwa er-

  forderlicher oder Veraietzer zugeeetz t worden ist.

  Or:gaalischc: Vcrh`oliltulgai)xo@lufctƒ 1i c:Corade Materialien, wie

  1?oispioi-swe3;io Pc:cht.# tx,.d TeQ:re, aouie glasartige Materialien,

  -a ivolcüon (11.Kver uxtd r@o@#gan rxchc@ glasbildende Oxyde, wie bei-

  spi.Qlawoloa Borozyd, Silieiumdi oyyd oder O.Tormanfumoxyd, zu

  rähl.on oind, 1:üni%on ebenfalls ventenctßt W^rden. Worden Ver-

  Icohlurngo1,-7#odvki;e bilüenäo organiocho Materialien, glasartige

  Materialien oder thermoplastische Materialien als Bindemittel

  verwendet, dsjin i.st es --iatürlich erforderlich, das verdichte-

  te MR terial in ausreichendem Maße sau erhitzen, um ein Schmel-

  san des Bindemittels zu bewirken.

  S @x,,ul: , @rc@;, welche gemäss dieoer Ausfübumngaform vier Erfindung

  hürge^tollt werden, Bind, gteichgül tig, ob sie ein Bindemittel

  cuthal tun . oder nicht, als Anoden in beliebigen Elektrolysever-

  wa,ha.,en wäesr? ger :Gdotagen, zu deren Durchführung gegenwärtig

  Graphiteuodan eingesetzt verdenp geeignet. Verfahren, in wel-

  chen diese Strukt@zran eingesetzt worden können, sind bei-

  solche

  die unter Verwendung von Diaphragma-

  und Queckeilberze?lpn zur Blektroa.yue von Salzlöszungen zur 0Q=

  wf raaurtg #ran Chlor und Natronlauge arbeiten, Verfahren, die in

  hlora@:.. od:@r L,#om-at :allen durchgeführt werden, Blektro179e-

  -#er%ghxgr. ## rill II"a@ 504 äitir Gewinnung von NaOH ttad H2S0V Ver-

  fahren.. dwe J.r.'.LttC)rj@rx'L@Il.f@ftl!'.ZÄC'!r durchgeführt werden sowie

  ferßaliren, die ili Zollen zur Gewinnung von Wasserstoff und

  Sauerstoff dux,chgeführt werden.

  Ee hat sIoh licratisgeatellt, daaa Anoden, die orfindungegem@ss

  hergestellt werden, Abnützungageschvrindigkeiton besitzen, die

  q/5 bis Z.;Qnigor cUe 1/2 der Abnützungegesehwindigkeit der

  besten im 1'aaidel erhUtlichen Graphitenoden in einem sauren

  2@iedJ.urir iinc1 ungefähr 1/5 dos Abnützungsgeschwindigkeit im Han-

  del erhältlicher-Anoden in einem stark baƒisehen liedium be-

  tragen, -voraus hü-:vorgeht, dass sowohl eine merklich redu-

  zierte Abnutzungsgeschwindigkeit aln auch eine merklich redu-

  zierte p9-Empfindliohkeitgegenüber der zu eloktrolysierendon

  Löcung eruio7:l; wird. Der für Anoden verwendete übliche Elektro-

  graphit besitzt einen.elektrischen apezifi schon Wideratänd

  von ungefähr 890 Mikroohm-cm (350 l«Icroolm-inches) , während

  Anoden, die aus wurmförmigem Graphit nach dem erfindungsge-.

  mässen Verf£Oiren hergestellt worden sind, spezifische Wider-

  stände zwischen ungefähr 380 Mikroohm-om (150 Mikroohm-inohee)

  und 635 Mikroohm-cm (250 Nikroohm--inches) aufweisen.

  Ein ziioa-tzlicher Vo:cteil der. orfindungsgemlieo hergestellten

  Anoden besteht dar..n, inebeoondere, wenn derartige Anoden in

  Chlorzellen eingesetzt werden, dnea eine geringere OhlorUber-

  spannun,g alift:rit*t. 't!erbeaserun3en von bin u 200 mV wurden er-

  mittelt.

  Gemäßii eitler anderen Auaführungaform der Erfindung hat es sich

  he raufiänfi tollt y dass eine neue uzid verbeoaer to frraphi ta truktur

  auu a tiia;n expündl ertta wurraförmigen Graphit rni t geringer Dich-

  to Iadur^h hergen toll t j@rrr@en kann, dass zuors t ein derartiger

  in Teilcheri;:oxm vorliegender @numfärmiger Graphs t In einer

  Aohae oder radial zu einen Material mit einer erhöhten, jedoch

  noch verL?.eichk,weiss aLedrIgen Schüttdichte, d.h. einer Schutt--.

  dichtü von mehr a? n itai;ufälr 0925 g/ccm, verdichtet wird,

  worcu! anschliesEaend das re,LEttiv geringfügig tzompalrtiorto

  MateriEZL attt aina ral.att"r hohe ƒclieLnbare bichtep tl,Ii. w-Liü-

  mal auf eine Dichte von ungefähr 1,5 g/ocrn, vordich ts t wird.

  Auf r.ieea :igelfie :raut eine Graphitstruktur hergeLiteLlt werdon,

  die nowohl thermisch. a3.Ei !iitcli elektrisch in holicm Maße iaLiso-

  trop U L- uni eine verbenyorte Laltfähigkeit sowio cinan er.-

  höhl: cri eLektriaohen Wirkungograd besitzt und attgnerdem eine

  gerin@.,o Durahläaaigkei t gegenüber Gasen sowie eine hohe Oxy-

  dati.ünn::entändigkeit nufweLat. Auf diese Weine hergestellte

  Graphs ts txiukturen Irnnr_eii vollständig aus verdichtetem wurm-

  arti,;n:u Graphit ndar aus einem Ubliahan EIektrvgraph.i tkeru-

  uatr@rl n:! mit einer äuasevsn fItiIIe aus vardlohte tem wurmartigem

  Gruplii t; bentiihen.

  W#hrer-i diiroli eiiici rudiaae Verdichtung des wurmsrtigun Graphite

  six einer hohen Dlchtd eine dichte zylindrische Anode herge-

  stellt werden kann, die nusaeliLleßalich längs der Längenohse

  eüion geringen sprzifischon Widerstand besitzt, stellt die

  Dli dhkag relativ g--2onser zyliildrischar Anoden durch radiale

  Vordiclitung von wurmartigem Graphit e.Ln ernstes mechatilscheß

  Profilote Infolge dar extrem grooaen Volumenänderungen sowie

  der hohen Drucl@e, die zur: Erhöhung ilor ichiittdichte auf unge-

  fähr 1,9 g/com oder darUbor er.Corüerlich sind, dar. Es hat

  eioll jeaoah la unorvarte ter Weise herausgas tell t, daafi zylin-

  drLlialie Anoden, die i n c!or iängsachue einen geritigon spezi-

  fL`ichen W.Ldern Land becii t nen, dadurch hargentell t' worden kün-

  ne:a, daue cler Wurmar Ugo Graphit zuerst radial zu einer ein,

  tie.L ia Lchen kompaktierton Nause mit leichtem Gewicht mit einer

  i)icil-',-,e vuh wenigstens tuigefa@ir 0,25 und vorzugsweise 0,5 - 0,7

  g/cr@ni verdichtet; wlrd, worauf eine derartige kompaktierte

  I4,i:3DO durr:n isastatiriclle Verdichtung zu der gƒwilnat;liton höhercin

  Dialite verdichtet @wixd, beispielsweise zu einer Dt olite von

  :in,3efähr 1,5 g/ceLi oder darüber. Die ursprüngliche radiale

  Vexdlclitluig orientiert die hompaktiorte Masse effektiv in

  ei nor ao Lchen Meise, dass, taLlri ein gleiahur Dnick auf alle

  Oberfllichtin ange-rtendnt wird (d.h., dass isoe tatisch gearbei-

  t.e% tvird), die kompaktierte Masse weiter verdichtet wird,

  wobei das Voltuaen itl erster LLILIO Länge der Achse des Vektors

  der urriprtu)gl Lrheit .radialen Verdichtung abniwmt und eine dichte

  Struktur erhalten wL:rd, welche im wosont Liehen die gleichen

  elektrinahan I@ei tfäh.ig@: ei teoigenaeha.ften wie eine Struktur

  alcfwela t, die radial. zu einer höheren Dichte verdichtet worden

  44Jt.

  In der ersten Sturƒ des erfiadungagemtlsaon Verfahrens, in wel-

  cher der wurp@arti@@ Graphit zu oiner einhoi tlichen Struktur

  mit relativ gerin c;r Dichte verdichtet wird, kann jede geeigM

  nett @erdt chL-t@rs ;crr@.clituag verwendet worden. Beiapiolsi-;cioe

  kann ein #@@i@rm rtig::r Graphit in einen biegsamen Beutel oder

  in eine blegoame Hülle gegeben werden, welche anschliessend

  einem raa_ialon, d1!:rch ein F'l1?id erzeugtan ])rech ausgesetzt

  i,Iird, ':'76'l chßr 0£3z11 aunreicht, eine r;idi als Verdichtung der

  I'rer3aliiiga Zu 1#ev!i.rke*.1. Ein Druck von 14 - 21 kg/cm2 (200

  300 l)ni) ist gewöhnlich erforderlich, um einen Prerisling zu

  er-eiagen, der ni nc Dichte voii iuigefähr 0,5 - 0,7 gleew bo_.

  sitzt. - GesiöhTiz i (,h wird durch eine Verdichtung bei Drucken

  von mehr. aJ.a 21 kl;/en2 {300 poi) kein weiterer Vorteil erzielt.

  Der -r@@difz?. verc'.iclitete Pressling wird anschliessend isostatiach

  mittels einer. geeigneten Vorrichtiverdichtet. Eine übliche

  Bethode zur Durohftihrtmg einer i soatatischen Verdichtung ist

  die Zethode, welche in üblicher Weine zum Verdichten von kera-

  rniaehen Materialien und Metallpulvern angewendet wird. Bei

  der Durchführung dieser Methode wird der radial verdichtete

  Pressling in einen biegsamen Beutel oder in eine biegsame Stille

  gegeben, dir gewöhnlich aus

  oder Kuntatoff besteht.

  Der gefüllte Deutet oder die gefüllte Hülle wird anaohl.iessend

  in einen mit einem Fluid gefttllten Autoklaven gegeben, worauf

  ein Druck angelegt wird, der dazu ausreicht, einen Pressling

  der gewünschten Dichte zu erzeugen. 141r eine Verwendung als

  Anode ist eine Dichte von ungefähr 1,5 - 2,0 g/cam im allge-

  meinen erwiinaht. Derartige Dichten können dadurch erzielt

  werden, dare iaostatische Drucke auf den hresoling von unge-

  fähr 245 -- 3500 Icp;/cm2 (7500 - 50000 psi) ausgeübt werden,

  wobei ein Druck von ungefthr 1400 k$/cm2 (20000 pai) am

  zweckmässigsten ist.

  No;;li der Erreichung der geurünechten Dichte kaÜn die Graphit-

  ot:ruk.ti.zr, zur Erzielung einer gewünochten Toleranz oder. zur

  einer gerbeseerten Oberflächenglätte und gleich-

  @ä.: ci41-e@. t vorArbeitet werden. Sogar die Presslinge mit hoher

  Dichte beeitzan einƒ :relativ niedrige Oberflhchenh.iirto und

  sind leicht auf maschinellem Wege zu verformen oder zu oohnei-

  den.

  Auf dteoc Weise hergestellte Graphitetrukturen, die als Anöden

  verwendet werden dollen, besitzen einen spezifischen Wider-

  staud in der lU:gsrichtung in der aröesenordmmg wn 356 - 432

  Nikroohn-cm (1q0--170 Nikroohm-in(.,hee) im Vergleich $u einem

  spezifischen Widerstand in der Grössenordnung von 635-864

  MJSroolun-om (250-340 Mikroohm-incxies), wie sie f`Ur typische

  Anoden, die aus Aeheson-Graphit hergestellt worden sind, ge-

  messen worden. 3n Wmliehor Weise besitzen die erfindungege-

  mäee hergestellten Anoden eine Oxydationsgeschwindigkeit bei

  'T0000, die nur urige f Lihr 113 bis ungefähr 1/2 der Oxyda t.ione-

  gescravindigko.i b he trüg t, wie sie bei üblichen Uloktrographi ten

  ermi t tel b wird. Eizim z«:tidere :Ins Gewicht fallende Verbesserung

  der e@'Lndzingngel#iL:@ li@rgr@frtt@llbc:n Anoden bestellt, darin, da:zs

  d f n C=ysdurch@iici@iigk:jr. £@ Etfr iielfaua nur ungefähr 1 hl1.lllotin t-e L

  derjeritgen einen UbL.Lctieil Graphits beträgt.

  Gerait,ifi eitler an"#erou Atcc: r'itttvtun;eform kann der @vuyr@:at@.tige Gra-

  ph L t "#,unre t rtuf eine Dich Le voll a, 015 -- 0, 10 g/cam

  vor cicr radial.on @o.°;Ii:aitttrig leicht verdi(;llrat werden, Eilte

  ti@r@t1:L).f;o nic:tli;-.ri.xi,i@c) itt@rtll.cr@tung erhöht dan iit)f)"LfiÄ)cheri

  W_Ulemo tL rid dou .1Q Lz t11, ch or:haltenen Pross:L iiigf: a txrafi, wobei

  j o;to t2 1i t1 L eF:9 di rkung 1.1i fritl 'i F.xt tliclien daduroli t)ef) e.i t ig t wer,-

  den kftaiii, dass e 1 n 11i31).=.; .or.Druck, beiapielo w.: ;1a vors !40 - WO()

  kg/am2 (:?00U .- 2000r1 l):) i ) in der ;i ttufe dar racllti.L olt Verdl

  all-

  tung angelegt zrird.

  Im andoeti tliulien die g.@ Leben Vorteile köetten erzie L t werden,

  indem ein a tandard-Eiektrographi t mit eitieru verdlohte ton

  wurraa: tigert Graphit in der gleichen Weise, wie rate vortiteriond

  beeohriaberi wurtle, plattiert wird. Gemliao einer Aunfühi=gja-

  form wird beJ spieLebrnirie ein Stab oder Zylinder aus eirieui

  5 tandard@r@lotc bxn,grixpt>. t, wie beispielsweise e iD em Arrlieec)n-

  Graph.i t oder einen pyrolytisoliari Graphit, verwendet, der einen

  geringeren Durchmsriser. be®i tzt, als er für die fertige Allode

  erforderlich ist. Ein derartiger Stab oder Zylinder wird zen.-

  trat in einen Beutel odnr in eine FIülle eingesetzt, vorn wurm-

  ffirrnigem Graphit umgeben iznd in der vors tehend beaehri ebenen

  Wo-t ue radial verdichtet. Die P1at tierung des liloktroßraphi t-

  ciLabes aus einem viirdLchteteu wuzm,irtigen Graphit mat einer

  r e? << E.iv riiudrigen Dichte @rird anschliessend ison ta tisch zur

  Gewiniauig eineu Üborzugfi reit oirier relativ hohen Dichte aue

  wurmförmigem Graphit verdichtet, wobei der Überzug direkt

  mit den Elektrographi tker:i vorbundon 1o t. In ttborrrischonder

  Weiun wird bei einer de2:irtigon Plattiertiiz.g @r)u tgcir)t@@alt, dagEi

  sLc3 Eiich zusätzlich utt rler e:!liblitßn GLeitE@Lhigl@cL-c, Uxyda.y-

  r_tort:Ebou tlüldigkei t u:iii zu dem Felilen o inor 1Jurc;tilllE)a Lgkei t

  be Uti PrUtzen und Abdühloa mit dem Kern attm(lohnh und zuea@uu;iE3@:@-

  rLQlz%, ;;r) dass kein Bruch s##@iLschen dem Überzog und dem Korn

  wie dies dann tiblich Irrt, wenn KohlenEltoff oder

  GraioUL nj-,.b anderen Iftatorialion plattiert wird. Wahlweine

  Luztt eitiu derartige Plat tierurig dadurch hergestellt werden,

  dass der zentrale Stab oder Zylinder mit FUngeu oder Diobtüngd-

  scheihen aus einem Material. nit einer mittleren Dichte, das

  durch radiale 7erdinhtung hergestellt worden Let, 'umgeben wird.

  Ctau lti;)iitattische Vorilichtung der Struktur auf eine roLativ

  hohe niehte erzeugt aliio plattierte Anode mit verbesserten

  F@I,@a@E3nit@.tten. Tu ahnlteher Weine kann der sentrale Stab oder

  Zylinder mit einer oaor mehreren Schichten einer Folie aus

  vcE:rlichtetem wurmartIgem Graphit mit einer mittieren Dichte

  umsaiokelt werden. Eine iaostatisoüo Verdichtung einer derar-

  tfgon Struktur hat die Bildung einer plattierten Elektrode

  mit verbesserter heitfdhigkeit sowie mit verbesserten Oxyda-

  tionseigenschaften zur Polge.

  Das günstigste Verhältnis von Pl.nttierung zu Elektrographit-

  kern hängt von den gewünehten Eigenschaften sowie von den

  I3eä;cxigv«gen, unter t:re:! clien eine derartige Anode verwendet wird,

  ab. Bei relativ niedr::üon Temperaturen, d.h. bei Temperaturen

  um 70000, ist eine verdichtete Hülle oder eine Plattierung

  aus einen wurmartigen Graphit mit einer Dicke von ungefähr 6,3 mm

  (1!4 ineh) auf einem Blektrographitkern mit einem Durchmesser

  ven 42,8 am (9 inehea) gewöhnlich auereichend, um eine Anode

  .u bilden, die eine merklich verbesserte aastuidurchlässigkeit

  sowie eine verbesserte Oxydationsbeständigkeit xlihrend längerer

  Zeitspannen besitzt. Pair längere Zeitspannen der Verwendung.

  aawie bei schärferen TesWereturbedinguagen sind diokare Plat-

  te, ezen oder feste JVaipden aus einem verdichteten Uden

  Graphit von Vorteil. Eine stärkere Ausbildung der Plattie=g

  liefert eine verbeseurte elektrische und thermische Zeit-

  fäUg-ksit und eiwöglinht es= dass die Anode oxqrdationebentän#

  cig bleibt, wobei die Undurchlässigkeit für Gase ebenfalls

  während längerer Zeitepunnen unter noch eohärferen Bedingungen

  eizfrechterhalteiz blaibt. '

  Ein weiterer Vorteil der sui verdichtetem wurmartigem Graphit

  bestehenden Anoden oder der USA, welche mit einem dore,r--

  ti gen Material plattiert sind, besteht darin, dass derartige

  Anoden nicht brüchig sind und in erhöhtem Maße einer plötz-

  lichen Schlagbeanspruchung zu widerstehen vermögen. Elektro-

  graphit ist eprödo und neigt dazu, während der Handhabung

  abzuschuppen und zu zerbrechen. Verdichteter expandierter

  Graphit ist demgegenüber etwas geschmeidiger, und zwar auch

  dann, wenn er In hohem Maße verdichtet worden ist, wobei er

  als Stoasabfänger für einen eingekapselten Elektrographit

  dienen ks"nri.

  Nash dsr Verarbeitung zu der gewischten Grösse und Form kann

  eine Elektrode, die wenigstens eine Oberfläche aus verdich-

  telem expa W_iertem Graphit enthält, für die Durchführung von

  Standard--Elektroly soverfahren pur Herstellung von Metallen,

  vio beispielsweise Magnesium, Natrium oder Stahl ohne weite-

  re Modifirieruzg der Anlage oder des Verfahrens verwendet

  werden. Derartige Blektrodon ergeben merkliche Verbesse-

  rungen der elektrischen und thermischen Zeitfähigkeit, der

  Beständigkeit gegenüber Thermoechoek und mechanischen Schlag-

  einwirkungen, der Gaaundurchläseigkeit sowie der Beständig-

  keit gegenüber einer Oxyä4tion.

  Dia folßendan beiepiele erläutern die Erfindung, ohne nie au

  b r q ohrunhen .

  Kin im IIandoj#. erhältlicher natürlicher Schuppengraphit mit

  eIn:r Schuppengrösse rischen 0,297 und 0,84 mm (20 - 50 nesh)

  wird mit einer Niachung aus konzentrierter Schwefelsäure plus

  kcnzentrIerter B2703 (Gewichtsverhältnis H2S04 zu ffN03 = 2:1)

  befeuchtet und emsch? i eszend von überschüssiger Säure freige-

  waschen. Die auf diene Weise angesäuerten Flocken werden un-

  ter Ve@.-dendung eines Propanbrennere auf ungefähr 1000°C er-

  hitzt, wodurch ein lockeres, in Einzelteilchenform vorliegen-

  de3 tmrmartii;es Produkt mit einer scheinbaren Schülitdichte

  v en ungefähr 090032 g/ ccm erhalten wird.

  Dar wurmartige Graphit wird unter einem Druck von 3,5 kg/cm 2

  (50 pai) $u selbst,-zusammenhaltenden Blöcken mit einer schein-

  baren Dichte von ungefähr 0,25 g/ccm verdichtet und anschlies-

  send mit einem Vektor, der 3n rechtem Winkel $u dem ursprüng-

  lichen VerdIchtungsvektor steht, erneut unter einem Druck

  voü ungefähr 1120 lcg/em2 (16000 psi) verdichtet, wobei ein

  Pressling mit einer scheinbaren Dichte von ungefähr 1,8 g/cam

  erhalten wird.

  Dieser Block besitzt spezifische Widerstände von ungefähr

  3560, 1540 und 380 Mikroohm-om (1400, 606 und 150 M1lacoohm-

  inahee) in Richtung des Irreiten Verdichtungsvektors, ersten

  Verdichtungsvektors bzw. nicht-vordichteten Vektors.sowie ein

  maximales 3? ektriachea fini ootropievorhhltnie von ungefr:hr

  9935 zu 1.

  Beiayiel #2

  wiln.ri1 1rriY1

  Der gemäaA Beispiel 1 hergestellte expandierte wurmförmige

  C:caphit mit geringer Schüttdichte wird in einer Reihe von

  Fozmien ix drei zueinander senkrecht stehenden Vektoren in

  folgender Reihenfolge verdichtet:

  l:. Vordicht-=g auf ungefähr 2,1 kg/cm 2 (30 phi) zur Erzeugung

  eines Preealinga mit einer Dichte von ungefähr 0,196 g/oom.

  B. Verdi cIltung unter rechten Winkeln zu dem ersten Verdich-

  tungavekl:or unter einem Druck von ungefähr 10,5 kg/cm 2 (150 psi),

  wobei ein Pressling mit einer Dichte von ungefähr 0,694 g/cam

  erhalten wird.

  0. Verdichtung in einem Vek,` or, der gegenüber deta ersten und

  zweiten Verdichtungsvektor esnkrecht steht, unter einem Druck

  von ungefähr 700 kg/om2 (100J0 psi) zur Erzeagwag einen tri-

  axial verdichteten Graphitblocke mit einer Dichte von unge--

  fdhr 1,72 g/com.

  Die spezifisches Widerständl betragen längs des ersten, swei-

  ten bcw. dritten Verdichtungsvektors 16c0, 3200 bzw. 2720

  Mikroohn-cm (630, 1260 und 1070 Mikroohrt-inchee).

  Man eleA daher, daee das maximale elektrieohe Anieotropie-

  verhältnis des triaxia? verdichteten wurmförmigen Graphite

  nur ungefähr 2:1 beträgt.

  Baiel ,.3 ,

  In., einar Weine, welche der vorstehond beschriebenen ähnelt,

  ergibt eiu gleichzeitiges Verdichten eine Anhäu2'iung aus wurm-

  förmigem Graphit unter allen Richtungen (isostatische Ver-

  diehtung) einen tsesßling, welcher elektrisch einem Pressling

  äquivalent ist, der durch aufeinanderfolgende Maxiale Ver-

  dichtung hergestellt worden ist.

  Bin wurmförmiger Graphit in einem Beutel hydrostatisch bis zu

  einen Enddruck von ungefähr 66,5 kg/cm 2 (950 POS zur. Ge-

  Unnung eines rresslinge verdichtet, der eine scheinbare

  Schuttdichte von 0!8 g/ecm (50,6 pounde per cubia Foot) be-

  sitzt. Aua dem Preaeling werden Stabsegmante in drei zuein-

  ander senkrecht stehenden Achsen auegesohnitten.und auf ihren

  spezifi enhen Widerstand untersucht:

  Nikroohm-cm fI lkrooäthat et

  Achse Nr. 1 3230 1270

  Achte Nr. 2 4460 9760

  Aohsa Nr. 3 3630 1430 .

  Die ma:amaie elektrische Anieotropie wird zu 1,39:1 (zwiaohen

  der Achse Nr. 1 und der Achse Nr. 2) und das minimale Aniso-

  tropieverhältn3.3 zu 1r12:1 (zwischen den Achsen Nr. 1 und Nr. 3

  @':Ti@Jr.t@l@7 t o

  Eine andere Menge des expandierten Graphits gemäss Beispiel 1

  wird in einen dünnwandigen Kautschukzylinder gegeben, wobei

  Mo Enden Ces Zylinders derart befestigt werden, dass längs

  der Zylinderachse keinƒ Verdichtung erfolgt. Dann wird eine

  radiale Verdichtung zur %onpaktieruag den Graphits längs aller

  Vektoren, die sich in senkrechter Richtung $u der Achse be-

  finden, du:rchgefsährt. Dabei werden folgende Ergebnisse erhal-

  vc@n:

  Angelegter Dichte des Press- Elektrischer Wider-

  radialer lings nach der An- stand in axialer

  Versuch- Druckt legung des Drucks, Richtung

  Nr..

  pstr# R/oom o2-om Nikroohm-in.

  w em. snrrru #rw. rr# wrlrlr# W

  1 7 100 0,27 2180 R60

  2 21 300 0,65 906 357

  3 280 4000 1,52 408 161

  4 3500 50000 1992 394 155

  Man stol'it fest, dass Platten, Folien oder Scheiben aus dem

  erhcltenen, im wacantliohen zylindrisch geformten Preeeling

  ausges::hn3. tten oder von diesem abgehoben werden können.

  Es wird eine Reihe von 11:reaalingen aus einem wurmartigen Gra-

  phit sowie 15 Gewx.chte-;t Polyä,thylenpulver durch Verdichten

  auf eine Dichta von 0,17 g/cam sowio erneuten Verdichten

  unter

  Winseln zu dem ersten Verdichtungsvektor auf

  einen Enddruck von 875 kg/cm2 (12500 poi) hergestellt. Die

  biazial verdichteten Presslinge, welche Polyäthylen enthal-

  ten, werden unter leichtem Druck auf 140°Q geschmolzen. Die

  unter Verwendung dieser Proselinge gemessenen Eigenschaften

  sind nachstehend,zueammengefaeet:

  mit 15 g6 Poly-

  merieat ver-

  bunden

  @rirr@wrwir @wrirrte

  Dichte, g/ecm 1992 1,52

  Spezifischer Widerstand in Rich-

  tung des nicht-verdiohteten Vek-

  tors, Mikroohm..em 414 704

  Mikroohm-inchee 163 277

  ßlektrischee Anieotropieverhält-

  nio zwischen dem nicht:-terdich-

  teten Vektor. und dem verdichteter

  Vektor 2.18:1 2.60:1

  ßu$ieetigkeit parallel zu dem Vektor

  mit hoher Zeitfähigkeit

  xa/cM2 118 246

  f

  pvi 1700 3510

  ZugfogtigkE,it paratlal zu dem

  Endvordi ahL-ungavo:ctor

  ( @chnräoh ste Riohlw@g),

  k/cM2 2.94 95.2

  pof 42 1360

  Doi diel 6

  Bin expartdiorter Graphit mit einer scheinbaren Sohüttdiohte

  von Q,0064 g/ocm (0,4 pound per oubio toot) wird durch Daroh-

  wirbeln in einer rommrel mit 15 Gewichts-% Polyäthyleapulver

  (0v044 mm (-325 neeli)) vermischt. Diese lUsohung wird zu einem

  Block mit einer scheinbaren Dichte von 0,21 g/oam verdichtet

  und anschliessend unter rechten winkeln zu dem ersten Verdioh-

  tungavektor zu einen Block mit einer Dichte von 0.775 g/oon

  vgrdiohtet. Aboohliesaend wird der Block in einem Vektor, wel-

  er.er s1611 iu normaler Richtung zu dem ersten und zweiten Ver-

  diohtungavektor befindet, auf eine FSnddiahte von 14055 g/oom

  verdichtet, wobei ein Druck von ungefähr 980 kg/cm 2 (ungefähr

  14000 psi) erforderlich ist.

  Der R1ock wird auf die Sohmelgtenrperatur den Polyäthylenn er-

  hitzt.

  Der erhaltene Pressbug besitzt folgende spezifische Wider-

  standes

  Parallel zu dem 1. yerdlohtungavektox.r--.-@ 2565 IUkroohm-cm

  (1010 Niikroohm-inchoa )

  Parallel zu dem 2. Ye::dichtu-Zwreltor ----- j 5250 Nik"oohm-cm

  (2070 1likroohm-i neheo )

  Parallel zu dem 3. Vardichtungsvoktov ----) 2070 Vikrooluit-cm

  (816 Ndkroohurinches)

  Pe"" i Z

  lriurm.'£tirmlgr Graphit mit einer :Dichte von ungefähr 090048 g/cont

  (0, 3 lbift3) wird mit 40 Gewichto-% Pechpulver vermischt und

  anschliessend iia einer Form zur Erzielung von einer schein-

  baren Schüttdichte von 0g2 g/ccm verdichtet. Der vorgeformte

  4

  Preeslinß wird snachliessend um,90o gedreht und erneut auf

  ungefähr 700 kg/cm2 (10000 psi) unter Gewinnung einer biazial

  verdichteten Platte verdichtet. Diese Platte wird anschliessend

  in einer Sauerstofi'-freien Atmosphäre während einer Zeit-

  spanne von 8 Tagen@bei einer maximalen Temperatur von 950o0

  unter Govlnnung einer mit-Kohlenstoff verbundenen biaaial ver-

  dichteten Platte aus wurmtt$rnigem Graphit, welche folgende

  Eigenschaften besitzt, pjrolysiert:

  1. Dichte = ungefähr 1,31 g/ocm.

  2. Spezifischer Widerstand in der nicht-verdichteten

  Richtung - zmgefähr 587 Mi?%-roolm-cm (231 Mikroohm-inheo).

  3. Spezifischer Widerstand parallel zu dem Endverdiohtunge

  vektor = ungefiirr 2400 Mikro ohm-om (948 Mikroohm-inahe4)

  4. &iLoktrieohes AnicotroPIeverhältnie .....3 4,1:1.

  5. Zugfeatiäkeit (pra.`Llel zu dem nicht-ver-

  dichteten Voktor) W ungefähr 113 kg/em2

  (1620 psi).

  6. Durchlässigkeit für Helium = ungefähr 1,2 a 10-3

  cm 2/Sekunde .

  Bƒianie7. 8 - Anodenherstellung

  -rrr@mrr rrrrrrierr r a rurrrrmr@

  Anode .P_: eiaxial verdichtet.

  WuMfcrmiger Graphit mit einer scheinbaren Schüttdichte von

  ungefähr 0,005 g/ocm wird längs einer Achse auf eine Dichte

  von ungefähr 0,2 g/cam verdichtet und aaeahliessend länge einer

  liebe verdichtet, die sich in senkrechter Richtung zu der ernten

  Verdichtungsachse befindet. Die Verdichtung erfolgt auf eine

  Dichte von ungefähr 1,85 g/eam. Der auf diese Weise herge-

  stellte Prƒse?ing besitzt einen spezifischen Widerstand in .

  der Ebene parallel zu der ersten VQrdiehtungeaahee von 1540

  Mikraohm-cm (606 Mikroohm-inehis) und in der Ebene parallel

  zu der nicht-verdichteten Achse (d.h. in der Richtung, welche

  zu den zwei Vordichturgavektoren orthogonal iot) fron 380 Mikco-

  phm-cm (150 Mikxoohm-iuchee).

  @d@ Biaxtal verdichtete Anode, die ein Epoxqrhar$-Binde-

  mittel enthält.

  M,irmförmiger r:aphit mit einer acheinb^.ren Schüttdichte von unge--

  f'*hr 0,005 g/aom wird mit einen feinpulverisierten I-.ioxyhar.z-

  palve:r (eine wärmehErtbare m edel erhältliche 3p orytormu-

  Mesu..@) ve.:.i.scht. Das Verhältnis von Graphit zu Epoxypulver

  beträg t 8-5/15 Gewichtsteile. Das Vƒrmieahen erfolgt dadurch,

  dass die Miachunß in einer Trommel. sorgfältig durohwirbelt

  wird, wobei dafür Sorge getragen wird, daao ein übermäsaigee

  Aufbrachen des i-n.rnartigen Graphite vermieden wird.

  Die Mischung wird länge eines Vektors auf eine Dichte von unge-

  fähr 0,2 g/can und anschliessend eines Vektors, der zu dem

  ersten Verdichtungsvektor in senkrechter Richtung steht, auf

  eine Dichte von ungefähr 1,85 gjoom verdichtet.

  Das Igpoxyharr: in dem'Preselif wird durch Erhitzen des Press-

  linse auf 20409 (4o7) gehgktet, worauf der Pressung abge-

  kUhlt wird.

  Der @Prooal,ng besitzt einen spezifischen Widerstand in Rich-

  tung den nicht-verdichteten Vektors (d.h. in der Richtung,

  welche orthogonsl zu den zwei Verdichtungsvektoren steht)

  von 574 Mikronbm-om (226 Milaroolm#-inchea) .

  o a: Blaxial verdichtete Anode, die ein

  enthält.

  90 Teile eines iyurmßärmigen ßrapäi to mit einer scheinbaren

  9chüttäichte von 0,005 g/ccm woreen gründUoh in einer Trommel

  mit 10 Gewichtsteilen eines feinpulverisierten Polyäthylenn

  (das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm

  (-200 megh Standard Sie va Size) hindurchgeht) vermischt. Denn

  wird nach der in Beispiel "Anode B" beschriebenen Methode ver-

  a

  faieran, wobei ebenfalls auf eine Temperatur von 2040C (400°F)

  erhitzt wird.

  Der Pressling bfläitzt einen epozitieohen Widerstand in Rioh-

  tunfi den nicht-verdiohteten Vektore von ungefähr 508 Mikroohm-m

  (200 Mikroohn-inohes).

  @l.,o e : Biacial verdichtete Anode, die ein Phenol/Formsld"yd-

  Hars als Bindemittel enthält.

  Die Zur Heretelli;ng der Anode B anaevondete Arbeitereine wird

  eimgehalten, mit der Ausnahme, dann 15 Gexiohteteile eines

  Fßenol /Porcraldehyd-Barzee mit 85 Geaiohteteilen des

  Wurmfärmigen Graphits vermiaoht worden. Der erhaltene ?rese-

  ling besitzt einen spezifischen Widoretand in Richtung den

  nioht-verdichteten Vektors von ungefähr 680 Mikroohm-cm (268

  Nikxoohm-#inchae) o

  cd E: BlUial verdichtete Anode, die pyrolysiertes Peoh als

  Bindemittel enthält.

  Es wird die zur Herstellung der Anode 8 beschriebene Arbeits-

  weise eingahalten, mIt dar Ausnahme, dass 5 Gewichtsteile eines

  feinpulvrigen im .lanflel erhältlichen Peches mit 95

  des wurmartigen Graphite vermischt werden und der Er--

  hit..ungezyklufl dadurch erfolgt, dass die Temperatur in einem

  Ausmaß von 80 pro Stunde auf 500o0 erhöht wird, worauf schnell

  attf ungefähr 95000 erw.tzt und anschliessend abgekühlt wird.

  Das Erhitzen erfolgt mit dem Pressling in einer nicht-osydie-

  rexden A'acosphäre. Das Erhitzen verursacht eine.Pyrolyse den

  Fechte unter Gerinnung einer mit Kohlenstoff verbundenen

  Struktur.

  Die Struktur besitzt einen epesifinohen widerstand in der Rioh#

  des nicht-verdichteten Vektors von ungefähr 408 Miiaroobm-om

  (161 Mikroohtx.inoheo) sowie eine Enddichte von 1e72

  fis wi r' -iin Versuch dttrchgefrihrt, bei welchem drei Anoden mit

  &tner tui warcchiedlichen Zusammensetzung in Diaphragma-Chlor-

  selleu, die sonst identisch sind, verwendet werden. Die Elektro--

  j raphitanode besteht aua einer im Eandel erhältlichen Standard-

  .modc aua polyr:rietallinem Graphit, welcher nach dem Acheson.

  'vorfahren hergestellt worden ist unü mit 'Leineamenäl impräg-

  niert wor:3en ist. Die Anode A ist ein biaxial verdichteter

  isw-:nfö=iger Graphit mit ei czer Dichte von 0 ,185 g/acm. Die

  Anode H setzt sieh aro ein:,a biaxial verdichteten wurmförmigen

  Graphit mit einer Dichte von 1, S5 -g/ccm zuoommen und enthält

  15 G ovdchto-% eines 4o>:yharzes als ßindemilttel. Derartige

  Augden werden in rihl orzallen (Zabormlßotab) - eingesetzt; und

  zum Elektroly:3iercn einer gesättigten Na01-pöeung verwendet,

  Dabei vƒrden Zo1O.elathoden eingesetzt. Die Zellen werden bei

  75 - 850G bat:rieben, wobei der pE des Anolyten 290 = 295 be-

  trC'-'6gt, Die Anodouatromdichte wird auf 09155 Ampere/CM 2 (1 Ampere

  per sc(uare inch) eingestellt. Das Chlor wird an -der Anode er-

  zeugt, wä4rend H2 und IfaOH an der Kathode entwickelt werden.

  Gegebeilenfalls werden H20, Na01 und 801 in Zellen eur Aufreoht-

  erhal,4ung des Eilektrolytspiegel8, den Salzgehaltes sowie des

  Anolv#rl-pg Zugsführt..

  stach einem 225-tägigea.kontinuierliehsn Betrieb werden die .

  Anoden aus dein Zellen entfernt, In dedtilU«ßem lfanser ?2

  3!?mnden lang gewaschen, bei . 70 - 1700'e0 getrookaet, erneut See

  waschen, ornsut getrocknet imd gewogen. Dabei werden folgen-

  de Gewichteverluntgeeohwindigkeiten ermitteln -

  Oowiohtevorluetgeaohwiadi@ceit

  Versuch A,,da@nuerenectzun@ g,@@ere

  IIV11UV1VA11# 1 RtrlawiV.1 I 1@ Q11 @/I@@A

  Vergleich Blektrographitanode 0,030

  1 Anode A 0p024

  2 Anode H 09020

  Hexe viel 10

  Durch 33er@4xzdeln c.n o S1:3 #.LiC''.'Cii Sc@nurpe-graphila mit roter

  rauchender salpo tersi-iurci urd H#ehitzon der auf diese Weise be-

  handelten Flocken auf eine rnemre: a urtar von ungefähr 1000°0 wird

  eiz: wuxmförrniger Graphit hergestellt. Der auf diese Weise er-

  halter.e ndmige Graphit besteht aus einer Masse aus wurm-

  ähnlichen Teilchen mit einer Schti ttdichte von 0.005 g/eem.

  Ein Teil. des auf diese Weise hergestellten wurmförmigen Gra-

  phits wird in eine Kautschukhülle innerhalb eines Druckkessels

  gegeben, wobei die Enden der Kautschukhülle derartig befestigt

  werden, dass der Druck innerhalb des Kessels radial auf die

  äautgchukhülls einwirkt. Dann wird Wasser unter einem Druck

  von 21 kg/CM- (340 psi) innerhalb des Kessels radial auf den

  Graphit einwirken gelassen. Der radial verdichtete Graphit-

  Zylinder wird aua der Kautschukhülle entfernt, wobei seine

  Dichte $u ungefähr 0,65 g/ocm ermittelt wird. Sün. derartiger

  faphitzylizder wird anechlieamend in einen verschlossenen

  Kautschukbeutel, der Zur Na.tfernung von Luft evakuiert wird,

  t!berftthrt und in einen Druckkessel gegeben, in welchem er

  vollständig von Wasser umgeben ist. Der üruok innerhalb den

  Kessels wird anschliessend auf 3500 kg/cm 2 (50 000 pei) er-

  höht, worauf der Druck entupannt und der verschlossene Kaut-

  schukbeutel, in eelohem der verdichtete Graphit enthalten ist,

  (.un dem Keaset e?itfornt wird. Nach der Entfernung den Beutels

  o 4Qllt man fest, dann der Gwa püitz (linder eine Dichte von

  1, 95 g/ccm, einen elektrischen Widers ta:-cl in der

  von 384 Mila:°ooh@n-cz@ (151 I4ibwooh-#n-inehea) und einen elektri-

  schou Widebatand von ungofbbu- 4830 X:.kroohm-cm (1900 Mikroohm-

  inches) in der radiale-ii Achae beaitzt. .

  Eine derartige !Diode wird auf eine Temperatur vou 60000 in

  einem rohrfü=igen Ofen, der durch eine elaktrieohQ Wider-

  standEheizung beheizt wird, auf 60000 erhitzt. bei wird

  kontiaauierlioh eir. Luftstrom über den erhitzten Graphit ge-

  Zei o t, v:obei sein Gewicht kontinuierlich aufgezeichnet wird.

  Die bei ewn#r derartigen gesteuerten Oxydation erhaltenen Br-

  gobnieae sind wie folgt:

  Zeit Probengewicht Gcwichteverluet Gewichtsverlust
  Minuten ..£," #6 alu"te
  r###@r #rwrw## r:rm m W amrr@@w rriw o
  0 12 420
  599 12 180 1,9 0,00040
  1117 11 942 3,9 0,00047
  1369 11 810 499 0900053
  22.62 11 253 9,4 0,00062
  2337 11 203 9,8 0,00067
  2667 10 983' 11e6 0900067
  3722 10 277 17.3 0.0W67
  3847 10 190 18,0 0,00069
  4919 ' 9 364 24,6 0,04068
  5424 9 016 27,4 0,00069
  6365 8 294 33.4 0. 4T7

  Zum Vergleich wird ein Zylinder aus einem im Handel erhält-

  lichen Elaktrographi t mit einem Durchmesser von 12,7 m

  (1,/2 inch) Luid einer Dänge von 50,8 sm (2 inchea) in ähn-

  licher Weine in üem gleichen Ofen unter den gleichen Be--

  di:-tzguren oxydiert. Dieser Blektrographitzylinder besitzt

  einen apoziiir3chE:ii Widerstand von ungefähr 710 Mikroohm-cm

  (280 PRiima ohn-inches) und eine Dichte von 1,67 g/oom. Die

  unter Verwendung dienes Zylinders ermittelten Ergebnisse

  sind wie folgt:

  Zeit Probengewicht Gewichtsverlust Gex3.ohtsverlust
  Minuten Fa_........,.- .--,...... ,.......@. @...t@
  0 10 126 - -
  900 8G48 14,6 0,00164
  1140 8 054 20,4 0,00247
  1200 Fr 904 22,0 0,00249
  1345 7 541 25,6 0,00252
  1675 6 744 33,4 0,00242

  Dies: Ergebnisse zeigen, dann der Geviohtsverlust infolge

  ainer Oxydation der ertindungegemäesen Anode nur 1/6 den Ge-

  wichtsverlustes eines üblichen Elektrographite beträgt.

  In der gleichen Weine lässt eich ein Teil des wurmförmigen

  Graphits r_acUal zu einer zylindrischen Form unter einer Brat

  von 17,5 kg/cm 2 (250 pei) sowie durph nnaohliesaende ieoeta-

  tI. ache Verdichtiaazg unter einem Druck von 2100 , kg/cm2 (30000 psi )

  verdichten. Der auf diese Weise erzeugte araphitzylinder be-

  sitzt ein Dichte von 1,86 g/cm3 und einen elektrischen Wider-

  stand von 430 I4iYxoohm-em (169 Mikroohm-inches). Wird ein

  Test in der vorstehend beschriebenen Weine durchgeführt, dann

  werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie im Falle

  der verdichteten, vorstehend beschriebenen Anode at;o wurmför-

  migem Graphit erhalten.

  Beispiel 11 .

  Eine weiter? Menge des gemäss Beispiel 10 hergestellten expan-

  dierten wurmföxm-igen Graphite mit geringer Dichte wird in

  ein Holzfo= mit einem Querschnitt von 3,2 : 11,8 cm (1 1/4 x

  4 5/8 Inches` gegeben und nichtaxial zu einer Dichte von

  0,60 g/ccm verdiohtet.-Der auf diese Weine erhaltene Preesling

  wird in einen verschlossenen äautsohukbeutel gegeben, worauf

  dieser zur Entfermmg von Luft evakuiert wird. Der Zsuteohuk-

  beutel wird anschliessend einem inoetatisohen hydrostatischen

  Druck von 3500 kg/em2 (50000 pei) unterworfen, wobei man fest-

  . 9

  stellt, dass der komractierte Graphit eine Dichte von 1,93 g/oom,

  einen elektrischen Widerstand längs der Achse der ureprUnß-

  lichon Verdichtung von ungefähr 63000 Mikroohm-cm (24800 Mikro-

  ohm-inche@) m:d einen elektrischen Widerstand längs der Abhse,

  die in rechtem Winkel zu der Achse der ursprünglichen Verdioh- .

  tune steht; von. 408 Mikroohm-am (161 Mikroohnmiuchee) besitzt.

  Belaniel 12

  In einer Weise, äio vier in Beispiel 10 beschriebenen ähnelt,

  wird ein. natürlicher Schuppengraphit mit einer Säurümisahung

  aus 85 Gewichts-N konzentrierter Schwefelsäure und 15 Gewichts-%

  konzentrierter Salpetersäure behandelt. Die mit Säure behandel-

  ten Schuppen werden auchliessend in einer Methanflemme bei

  einer Temperatur von ungefähr 100000 zur Gewinnung von wurmför--

  migm Graphit mit einer Schüttdichte von ungefähr 0,005 g/oom

  wärmeexpandiert.

  Ain Teildes auf diese Weise erzeugten wurmförmigen Graphits

  wird In der gleichen Weise wie in Beispiel 10 zu einer Dichte

  von 0926 g/cers radial verdichtet. Der auf diese eleise erhal-

  tene Pressling wird anaohliessend unter Vakuum während einer

  Zeitspanne von 45 Minuten zur Entfernung vor restlicher säure

  auf 14500C erhitzt und an®chlie®send leoetatisah in der in

  Beispiel 10 beschriebenen Weigre unter einem Druck von 3500 kg/em2

  (50= pei) zur Gewinnung einen $ylindrieohen Graphitstabes

  verdichtet. -

  01r auf diene weide ƒrzeugte verdichtete Stab aus wu=tfmigaa

  Graphit Wird anaohliessend als Anode in einem elektrischen

  Ofen verwendet. Dabei dient ein Standard-Graphittiegel als

  Otevtel und als Kathode. In einen derartigen Tiegel worden

  100 g Stahlspäne gegeben, worauf ein Strom eolauge zwi.echen

  der Anode und der Kathode durehgeschickt wird, bis ein Bad

  aua geschmolzenem Stahl erhalten wird. Ein Wiegen der ver-

  dichteten Anode aus wrarmförmigem Graphit vor und nach der

  Ye1'vierdimg ergibt einen Gowetchtnverlust infolge einer Bogen-

  arosio:l socrie einer Oxydation, welcher 1,5 g Graphit/kg Stahl

  äquivalent ist. Defgenüber werden bei üblichen Stählen Ver-

  luate von 4,5 - 6,5 g den Xlektrographitn pro kg Stahl fest-

  gestellt.

  Heian@.ol ,@13

  Eine andere Menge das genäse Beispiel 12 hergestellten wurm-

  förmigen Graphi-.o #rü,rd als Plattierung auf einen Elektrogra-

  phftzylin3Qr alt einem Durclmesser von 22,8 cm (9 inch) auf-

  gebracht. Ringe aas verdichtetem wurmförmigem Graphit werden

  in eirar kreisförmigen. 8o2.zn mit einem zentral angeordneten

  kreieFGrmigen Bol$eu, ug einen ringförmigen Raum mit einem

  Inneudurchmeeeer von 22,8 am (9 inch) und einem äusseren

  von 45,6 cm (18 inoh) zu schaffen, hergestellt. Bin*

  derartige Po= wird mit dem wurmgörmigen Graphit geMlt,

  worauf, ein Maruok unter iierwendmg eines Netallringbolbene mit

  den Gleichen Innen- und Auseenatmaaeungen wie der sIngförnige -

  Rann aasgeübt wird. Es wird ein Mm-.ack auf den w=fömigen

  Graphit susgetibt, der dazu ausreicht, Ringe mit einer Dicke

  von 15 m (6. lach ) und einer Dichte von 0,05 g/oom)zu erneu-

  ge:1. hie Rilnge worden von dem Bolzen entfernt, worauf ein

  Blektrographitzylinder mit einem Durchmesser von 22,8 cm

  (9 inohee) in einen Sehacht aus 10 derartiger Ringe mit ge-

  ringer Dichte eingesetzt wßrd. Der auf diese Weise herge-

  stellte zusammengesetzte Graphitzylinder wird anschliessend

  unter einem Druck von 21 kg /cm 2 (300 psi) zur Verdichtung

  der Plattierung auf eine Dichte von 0,6 g/com verdichtet.

  Ein derartiger plattierter Zylinder wird anechliesoend iso-

  etatisch unter einen Druck von 1400 kg/om2 (20000 pei) zur

  Gewiimung einer Plattierung mit einer Dichte von 1,85 g/com

  verdichtet. Durch die hohe isostatische Verdichtung werden

  die Bsngsepnente z. einem kontinuierlichen Überzug mit einer

  Dicke von ungefähr 6,3 mm (1/4 inoh) verbunden.

  Bei a-,,aie

  Ein -anderer Teil des genäse Beispiel 12 hergestellten wurm-

  fömi.gen Graphits wird radial unter einer Kraft von 21 kg/cm 2

  (300 psi) zu einer zylindrischen Form mit einer Dichte vön

  0,65 g/com verdichtet. Dir auf diese weise hergestellte Zy-

  linder wird anschliessend isoatatisch unter einer Kraft von

  2450 kg/am 2 (35000 psi) unter Bildung einen sylindriechen

  Presslinge mit einer Dichte von 1,87 g/oom und einem Wider

  otand von 368 I.ikroohm-cm (145 Mikroohm-inohee) in der iAbgp-

  achse verdichtet.

  Donn werden zwvi 3:lektrolgsesellen zur Erzeugung von Magnesium

  aus einem geschmolzenen Standard"Ma«l2-ßed bei75000 herge-

  stellt. Die Zellen werden unter identischen Bedingungen be-

  trieben, mit der Auenahne, dass die gemäss diesem Beispiel

  hergeetollte Anode als Anode in einer derartigen Zelle ver-#

  wendet vird, wobei eine Standard-Blektrographit-Anode in

  der anderen Zelle eingesetzt wird. Nachdem 159 Ampere-Stunden

  durch jede der Zellen gesohiokt worden sind, werden die Anoden

  entfernt und gewogen. Die verdichtete Anode au® wurmförmigem

  Graphit weist ni:r einen Gewiahtsverlu®t von 0,059 g pro g

  erzeugtes Magnesium auf, wähmd der Verlust an dem Elektro-

  graphi.t 0,096 g pro a erzeugten Magnesium beträgt.

Claims (1)

1. PatentaneprUche 1. Elektrode, gekenzeichnet durch eine längliche Struktur aus einem verdichteten wurmförmigen Graphit mit einem vergleichsweise geringen elektrischen und thermischen Widerstand in ihrer Längsrichtung und einem vergleiche- Weise hohen elektrischen und thermischen Widerstand in denn rechten Winkeln zu der längeachae. 2. Flattierte Blektrodo, gekennzeichnet durch einen Blektro- graphitkern, der wenigstens teilweise über seine Zange hinweg mit einem verdichteten warmförmigen Graphit mit eirar Dichte von 1,55 - 2,O.gfcom umhüllt Ist. 3. Verfahren zur Herstellung von Graphitstrnkturen gemäss Anspruch 1 durch Verdichten einen warmförmigen Graphite, dadurch geke=seicbnet, dann die Verdichtung multiaxial durchgeführt wird. 4. Verfahren nach Anepruob 3, dadurch geksnuseiobaet, dass der verwendete örmige Graphit eine scheinbare SchUtt-- dinhte von 0,0016 - 0,16 gjocm besitzt. S. Yertahrsu nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete wurmförmige Graphit eine scheinbare SohUtt#- " dichte von 0v0032 .. 0,032 g/oam besitzt. .6. verfahren nach. einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekenn- zeichnet, da®e die Verdichtung bis=ial erfolgt. 7. Yerfauren nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekenn- zeiobnet, daao die Verdichtung triax.al erfolgt. B. verfahren r.ach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekenn- zeichnet, dengdie Verdichtung ieostatiseh erfolgt. 9. Verfahren nach einen der An®prüohe - 5, ;dadurch geke=- sseiohaet, dann die Verdichter radial erfolgt. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 9, dadurch gekenn- saei.arinet, de-na des Ausmaß den angelegten Drucke %ur Durch- £Mmma der Verdiohtmag des rohrfdmigen Graphite bin zu 3500 kg/=2 (atü) beträgt. 11. Verfahren nach einen der Ansprüche 3 .# 10, dadurch gek«»- eeiciu-set, dass daa Auatad des angelegten Drucke zur Daroh- ZiUCUng der veräiohtmag des vermikalaren Graphite 3,5 kg/oft 2 (atü) beträgt. ' . 12. Verfehr*n nach einem der Anßprtiohe 3 - 11, dadurch gekeasi- se;ahnetp dass das Ausmaß den angelegten Drucks zur Durch- fühxung der Verdichtung des vermikularen Graphits dazu aumreicat, eine Ehäachütlidichte von 0,3 - 2,0 g/com ZU erzeu&en0 13.I Verfalixen nach einem der A.?@sprtiohe 3 - 12, dadurch gekenn- zeiohn.et, daos der wu-~mfö3anige Graphit mit 2 - 55 Gewichts-, bezogen auf das Gesamtgewicht, eines Bindemittels vor der Ver-lichtung des Graphits vermischt wird. 14..Verfahren nach Anspruch 13, dadurch#gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Polymeri®at aus Äthylen, Styrol, einem äthylenisch ungeƒättigten Ohlorid, einem Epozyd oder aus Tetrafluaräthylens ein Polyester oder ein .Phenol/Form- aldehyd-ßar$ verwendet wird. 15. Verfaliz: en zu-ich Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dann als BiLdemittel ein anorganischen gaeartigea glasbilden- des Material verwendet wird, welches Boroxyd, Silioium- dioryd, Phoephorpentoxyd, ein Germaniumoxrd, Vanadinpent- oxyd oder Beryllt,umfluorid einzeln oder in Kombination ent- hält. 16. Vecfahren nach Alispruoh 13, dadurch gekennzeichnet, dass als B4demittel eine glasbildende Zueammensatzung.ver- wendet wird, die wenigstens zvrei aus Silioiumäioxyd, Alumi- niumoxyd, Natriunozyd, %nliumoxyd, Magnesiumoxyd, Kupfer(I)- ox7df Bariumozyd, Bleioxyd oder Boroxyd bestehende Oxyde enthäl.-4. . 17. Ycrfahrer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel eine Verkohlungsprodukte liefernde Substanz vewnsendet wird und die verdichtete Mischung aus wusmför- miE;em Graphit und Bindemittel auf eine von 800 - 120000 solange erhitzt wird, bis die flüchtigen Bestand-' `teile im wesentlichen entfernt sind. 18. Verfahren nach Anƒpruch 17, dadurch gekenaseiohaet, dann ;@.la Verhohlungsprodukte liefernde Subotansen Asphalt, Teer, , Zucker, Phenol/Boimaldalzyd-Harze, 8ohlenteerpeoh, ein Saeaharid oder ein folynerisat aus einem gthylenieeh =ge- sättigten Oblorid verwendet wird. 19. Verfahrennach Anspruch 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daus als Bindemittel ein PUvar mit einer Teilohengrdeee von weniger als 0,149 nma verwendet wird. 20. Yo^fahre2i nach einem der Anaprtiche 3 -- 12, dadurch ge- lzennzeichnƒt, Jaes der wurmförmige Graphit mit 0,5 - 10 Gawiehta--', bezogen auf das ßosamtgekioht, eines-die Oxy- dation he= enden zUttelA, das aus Oxyden von Bor oder Phos- phor sotrie aus Metallsalzen von Beraten und Phosphaten ojex.9ußc:@u,en auf; derartigen Verbindungen. besteht, vor- mischt wird. 21. Verfahren.na:.-.h es::n;:m der ,@.nsP.zeche 3 - 6, dadurch Sekenn.- :icichne:t, dass Strukturen, die als Elektroden für die Elektrolyse von wä.sorIgen löaungen geeignet sind, dadurch hergest 31l twerden, dass der vmrrförmigo Graphit längs einer Achse unter Gewinnung eines Presslings verdichtet wirü und ansahliessend der Pressling längs einer Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der ursprtingliehen Ver- dichtungsachce Steht, auf eine Dichte von wenigstens 1,4 g/eom . verdi ohtet wird. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung längs einer Achse bis zu einer Dichte von 0,2 - 190 g/com durohgetWrt wird. ?.3. Verfahren nach &nopruoh 21, dadurch gekennzeichnet, dann Jie Vardiehtux.@; längs einer Achse unter Bildung einen preƒalinge eoldi a die längs einer Achse, die in Senkreohtrichttug zu der ursprünglichen Achse steht, aufeinnderßolgend wioderho:! t werdƒn. 24. VerfahreL noch einen der. Ansprüche 21 - 23, dadurch So- kennzeichnet, dass die Endverdichtung bis zu einer Dichte von 197 - 290 g/ecm durchgeführt wird. 25. Verfahren nach Anspxuch 2'i oder 22, dadurch Sekennzeich-- net, daas die Verdichtung deu 2resƒlingo längs einer Actae, die in wesentlichen in Senkroahtrichtung zu, der ursprtUng- lichon VQrdicht=gcaohso s seht, bis zu einqr Dichto von ungefähr 1,4. g/ccm durchgeführt wird. und die auf diese Weise erhaltene Struktur ieoetatiech auf eine Dichte von A 1,'t - 2,0 g/ocm verdichtet wird. 26. var.fal-r-@8n nach einem der txteprlch.-3 21 - 25, dadurch Se- kannzeichnet, dann der warmförmige Graphit mit 1 - 25 Ge- vißhta-%, bezogen auf das Geeaatgewioht, einen Bindemittel8 vomiecht wird. 2?. Verfahren nach Anapruoh 26, dadurch gekuaseichnet, dnee ala Bindemittel Polydtbylen verendet wird. 28. Verfahren nach Anspruch 26, daduroh gekennzeichnet, daue c..ln Eindenittol ein Phenol/Yormaldehyd-8ars verwendet wird. 29. Vorfahr -en nach einem 43r Ansprüche 21 - 25, dadurch Se- koeichnet, date dar wurmförmige Graphit mit 1 - 25 Ge- wiehta-%, bezogen sui das Geeamtgswicht, einƒ thermisch aktivierbaron Bindemittels vermi acht wird und die erhal- tene verdichtete Struktur zur Aktivierumg des Bindemitteln erhitzt wird. 30. VerSs3.hren wach einem der Ansvräche 2 - 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass der %%turmfömige Graphit anfänglich in einer p :neu oder radial unter einen Druck verdichtet wird, der dazu azxeraicht, eine ein Ganzes bildende Struktur mit einer Di chtci von venxgstcne 0x25 g/ocm zu schaffen, und die auf aiesa Weine gebildete Integrale Struktur ieostatisch $u einer. DIchte von wenigstens 195 g/oom verdichtet wird. 31. Verfahren nach j'nwp:meh 30, dadurch gekennzeichnet, dase die ars'Liohe Ve:v#Uchtuag derart lote dass eine integrale Struktur r3.t einer Djohtp von 0,5 - 0,? g/oom gebildet wird. ' . ._ " 32. Yarfcihr"in nach Auspmmch 30 oder 31, dadurch gykennoeich- xiat, daav d.s.e aaozfiche Verdichtung bei einem Druck v= 14 - 21 kg/cm` (atü) d=ohgeftihrt wird. 55. Yerfahr,in uaah eJ.:aera der Sprüche 30 - 32, dadurch gekenn- zeieiu£at, aase die ioostatieoha Verdichtung unter einem Dxuck -,ron 2a" -. 300 k./crn2 (a@@;i) durohgeffüirt wird. 34. Verfahren mach einem der Ansprüche 30 - 33, dadurch ge- keimzeichne t, dass vo7 der. DurchfWhrung der anfänglichen Ycrdichtzmg der wuxmfdrmige Graphit um wenigstens einen Teil eines elektrolytischen Graphitkerne gelegt wird und die r"nfqngliche Verdichtlmg radial @durohgeftihrt wird. 35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, äaes vor dar Anbringumg des den Kern umgebenden wurmförmigen Graphite der wurmförmige Graphit nichtaxial unter Bil. r Jung einer Integralen Struktur mit einer Dichte bis zu 0;10 Q/com verdichtet wird.