DE1902429U

DE1902429U - Feuerbestaendiges gebilde aus einer mehrzahl von kleinen blocks aus gesintertem, gepulvertem, feuerbestaendigem material.

Info

Publication number: DE1902429U
Application number: DE1961B0045796
Authority: DE
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1960-06-28
Filing date: 1961-06-28
Publication date: 1964-10-15
Also published as: GB944578A

Description

SHE BEHDIX 0ORPORATIOKT, Pisher Building, Detroit/Michigan, USA

Feuerbeständiges Gebilde aus einer Mehrzahl von kleinen Blocks aus gesintertem, gepulvertem^ feuerbeständigem Material«

Die Feuerung betrifft ein feuerbeständiges Gebilde aus einer Mehrzahl von kleinen Blocks aus gesintertem, gepulvertem, feuerbeständigem Material, die nebeneinander zur Bildung einer durchgehenden Oberfläche angeordnet sind, die einer hohen Temperatur in einer Oxydationsatmosphäre ausgesetzt werden kann.

Is sind Mittel zum Bilden thermisch isolierender Wände für Öfen bekannt, wobei Blocks aus feuerbeständigem Material nebeneinander angeordnet und durch Drähte untereinander verbunden sind, die von miteinander ausgerichteten Löchern in den Blocks aufgenommen werden. Dieses Gebilde kann zur Auskleidung von Ofenwänden verwendet werden und. hat den einzigen Zweck, Hitzeverluste durch die Ofenwände herabzusetzen Es ist aber nicht für eine Verwendung in Raketendüsen oder Geschoßspitzen_s vorderen Randabschnitten von Flugzeugflügeln

4lnw@!s: Diese Unterlage (Besohrs'bung und Schutzanspr.) tsf dto zutsizt e!nne"sNit?i sie weleftf VBH tfef Wort= O3-U-; rf;*· ..-■,.>■-■. .;-,-- ■■·,.-■> !J· ^γ'π^γ» ob. D!o ΓβοΗ,ίϋβ!^ Β"-.¹··-·.-,<· ' ■ ..

!■ϊί . - · · .·.--■·.-. '..:-.;Jzn sich In C¹JiI A:,-;-,;.' , , , : , .■ fu ? N.

lines 1-^..1..W₁₁W- . ...■.·.-- ■> - - ,'.■-, t:/.3-ijehen warden. Auf Αη'ί.-!^ v^,..:, ,-i_; ., _t , , ,,,,■ ^,.j] y₈ legative zu den übüciiüi PfSiCS₁; feiert. ÖeuteeliGS PtsterAwnt, fce

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Beglich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt 2 zum Schreiben vom 23 «60 64-/We ^an:

oder Reibungsbremsen geeignet ₉ wo es erheblichen Scherkräften und Schwingungen unterworfen ist, welche die Blocks voneinander trennen und das Gebilde zerstören wollen. Auch kann dieses Gebilde nicht in Haketendüsen verwendet werden₉ da das die Blocks haltende Trägerglied durch Geflechte durch die Spalte zwischen den Blocks erhitzt werden könnte und das Trägerglied würde schnell zerstört werden.

Der Zweck der vorliegenden Neuerung besteht darin, ein feuerbeständiges Gebilde zur Verwendung in OxydationsatmoSphären bei erhöhten Temperaturen vorzusehen, welches in der Lage ist, starken Schwingungen und auf die freiliegende Oberfläche ausgeübten Tangentialkräften liderstand zu leisten« Die !Feuerung besteht darin, daß die Blocks von einem metallischen, ihre Seitenflächen umgebenden Geflechts zusammengehalten werden und über ihre Unterfläche mit einem Trägerglied verbunden sind, und die freiliegenden Flächen der Blocks mit einer Schicht aus gesintertem, feuerbeständigem. Material überzogen sindo

Auf der Zeichnung ist die leuerung beispielsweise dargestellt»

Fig. 1 ist ein teilweiser Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung, um hohen Temperaturen in einer Oxydationsatmosphäre standzuhalten»

Fig. 2 ist eine Mikrofotografie eines entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Grundsätzen aufgebauten Gefügeso

Iig. 3 ist eine Mikrofotografie eines Testgefüges, in welchem gewisse Grundsätze der bevorzugten Ausführungen nach den lig. 1 und 2 verkörpert sind.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Rotors einer Scheibenbremse. Es hat sich herausgestellt, daß keramische Materialien mit

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Beglich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10

Blatt 3 zum Schreiben vom 2 3 · 6 . 6 4/We

einem schlechten Widerstandsvermögen gegenüber einem Wärmeschock in einem viel größeren Ausmaß widerstehen können, wenn das keramische Material in Form von Blöcken oder einzelnen Zellen ausgebildet und eine kleine Querschnittsfläche der hohen Temperatur ausgesetzt ist» Dies wurde durch Aufbau der in Figo3 dargestellten Yersuchsprobe festgestellt, die der Flamme eines Strahldurchstoßbrenners ausgesetzt wurde₀ Die Brennerflamme ist in hohem Maße oxydierend und hat eine Temperatur von ungefähr 3000⁰G. Das in Fig. 3 dargestellte Gebilde wurde durch Verdichten von Magnesiapulver von einer Siebfeinheit von 30 - 90 in O_s635 cm Würfel bei einem Druck von ungefähr 1400 kg/cm~hergestellt» Die Würfel wurden nebeneinander unter gegenseitiger Oberflächenberührung gestellt und ein metallisches Trägergebilde wurde/durch Flammspritzen eines Bisenpulvers auf die Oberflächen der Würfel hergestellt. Das G-esamtgebilde wurde dann in einer Atmosphäre von Ixo-G-as in einem Ofen gesintert, welcher auf eine Tempera= tür von ungefähr 1200 0 in ungefähr 120 Minuten gebracht, bei dieser Temperatur ungefähr 60 Minuten gehalten wurde und dann abgekühlt wurde, bis er eine Temperatur von ungefähr 204°0 erreichte. Der benutzte Brenner zum Prüfen der Probe war ein von der Firma Linde Air Products Company hergestelltes Modell FSJ-3 zur Benutzung in Strahlendurchstoßlöchern in Felsen, wie es in manchen Arten von Bergbau gemacht wird« Sauerstoff und Kerosin werden durch den Brenner verbrannt und erzeugen eine Stauflammentemperatur von ungefähr 3000⁰G. Die Flamme hat eine Ge-

man

schwindigkeit von 1,8 Mach und/nimmt im allgemeinen an₉ daß eine Flamme erzeugt wird, die gleichwertig der der eines flüssigen Brennstoff verbrennenden Raketenmotors ist«

Das in Fig. 3 dargestellte Gebilde wurde ungefähr unter 45 Winkel zur Flammenachse und in einem Abstand von ungefähr 6₅3cm vom Brennerende 30 Sekunden lang gehalten» Das in Fig. 3 dargestellte Gebilde wurde an seinem obersten Ende von einer Stahlklammer gehalten und die dunklen Flächen des Gebildes werden zum größten Teil durch das T/egschmelzen des Stahlklammergebildes erzeugt. Die Flamme wurde ungefähr in dem unteren Drittel des Gebildes zentriert und es ist ersichtlich, daß sich keine Risse

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt 4. zum Schreiben vom 23 « 6 . 6 4/YlTe an:

zeigen« Ähnliche Versuche mit festen Blocks aus MgO rissen bei einer Aufhängung in der gleichen Weise nach nur wenigen Sekunden, nachdem sie der Flamme ausgesetzt waren»

Es hat sich herausgestellt, daß eine geeignete Zellenstruktur leicht durch Pressen öes keramischen Materials in ein metallisches Bienenwabengebilde hergestellt werden kann« Es hat sich ferner herausgestellt«, daß sich das Bienenwabengebilde während des Fressens wie in Fig« 2 dargestellt; etwas durchbiegt und die Zellen des keramischen Materials fest verkeilt, verriegelt und hält* Das verwendete Bienenwabenmaterial wurde zuerst durch Schweißen von Streifen aus Metallfolienmaterial an in gegenseitigem Abstand liegenden Stellen und dann durch Ausdehnen der Öffnungen zwischen den Streifen durch Ziehen in die Gestalt hergestellt, die in einigen der Reibelementen in dem Stator nach Fig» 4 gezeigt ist» Jedes geeignete Metall kann verwendet werden, beispielsweise Kohlestahl, rostfreier Stahl, Inconel, Molybdenum usw₅ und die Honigwabe erstreckt sich im wesentlichen durch die ganze Dicke des Gebildes. Es hat sich herausgestellt, daß selbst wenn das Metall einen beträchtlich größeren Ausdehnungskoeffizienten als das keramische Material hat, die Zellen aus keramischem Material sich nicht lose arbeiten, selbst wenn sie dem thermischen Schock und der hohen Abscher- und Sohleifwirkung einer Reibbremse wegen der ausgezeichneten Verkeilwirkung unterworfen werden, die erreicht wird, wenn die gepulverten Materialien in das erweiterte Metallgefüge gepreßt werden. Proben, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt sind und bei welchen das metallische Bienenwabenmaterial an der Oberfläche des Gebildes freiliegt, neigen dazu, wenn sie der flamme eines Strahldurchstoßbrenners ausgesetzt werden, augrund der Oxydation der metallischen Bienenwabe sich aufzulodern und aufzulösen« Es hat sich ferner herausgestellt, daß diese Oxydation in großem Umfang dadurch reduziert werden kann, daß eine feste Schicht aus keramischem Material von ungefähr 0,31 cm Dicke über dem oberen Teil des

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt [j zum Schreiben vom 23»6.64/We ^an:

Bienenwabenmaterials angeordnet wird_s Es hat den Anschein₉ daß Oberflächenschichten aus keramischem Material mit einer größeren Dicke als 0,31 cm die Neigung haben, zu reißen und abzusplittern.

Gemäß weiterer Heuerung hat es sich herausgestellt₉ daß das Reißen und Absplittern der Deckschicht 16 aus keramischem Material vollkommen durch Einlagern von ungefähr 1 - 10 $ Eisen-, Chrom- oder Hxckelmetallen oder oxydierbaren Formen davon in die Außenfläche der Deckschicht vermieden werden kann. Diese Metalle oder die oxydierbaren Formen davon wandeln sich₉ wenn sie Oxydationsverhältnissen bei hohen Temperaturen unterworfen werden, in ihre Oxyde um und verschlacken mit den keramischen Partikeln_? so daß sie schmelzen und weiterhin sintern und die Oberfläche des gesamten G-efüges verdichten» Wenn solche ein Gebilde der Flamme eines Brenners usw. ausgesetzt wird, werden die Oxyde der oben beschriebenen Metalle in das poröse keramische Gefüge oder die Zellen g ezogen, so daßj selbst wenn die Außenfläche des keramischen Materials erodiert und verdampft ist₅ die Metalloxyde weiterlaufen und in das keramische Material eindringens wenn die Oberfläche erodiert ist. Die Metalle können in das keramische Material vor dem Sintern eingemischt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform aber wird eine Schicht von einigen der Metalle Chrom, Eisen oder Nickel oder von Verbindungen davon von einer Dicke von ungefähr Ο₉Ο254 - O₉254 mm auf die Außenfläche des keramischen Materials mit einer Schicht von O₅05 - 0,10 mm optimal fkmmgespritzt.

3?ig« 1 der Zeichnungen zeigt eine bevorzugte Ausführungsform_s bei der ein gepulvertes, keramisches Materie.! oder metallkeramisches Material 10 zu einer Schicht 12 von metallischem, bienenkorbartigem Gitter gepreßt ist» Eineimetallische Auskleidung 14 ist durch Flammspritzen eines Metalles auf seine Rückseite vorgesehen und es ist genügend gepulvertes Material

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Beglich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt g zum Schreiben vom 23 ο β . 64-/?7e^an:

10 verwendet, so daß sioh eine Deckschicht 16 von ungefähr 1>59 - 3$ 16 mm auf der Oberseite der Bienenwabe 12 ergibt« Eine Schutzschicht aus Metall 18 kann an der Außenfläche der Schicht 12 ebenfalls vorgesehen werden, um eine Erosion zu verhindern und beziehungsweise oder das Sintern zu unterstützen. Die so hergestellte metallische Oberfläche 18 hilft dabei, eine Abnützung herabzusetzen, und wo solch eine äußere metallische Oberfläche 18 vorgesehen ist, wird die Deckschicht aus keramischem Material 16 vorzugsweise nur teilweise gesinterte Teilweise gesintertes keramisches Material ist gegenüber einem thermischen Schock weniger empfindlich als vollkommen gesintertes Material, und es hat sich herausgestellt, daß die Deckschicht 18 aus Metall in gleicher Weise das teilweise gesinterte keramische Material während seines ursprünglichen Aussetzens schützt. Das keramische Material wird danach tatsächlich an Ort und Stelle während der Verwendung gesintert und die Sinterung findet statt und schreitet nach innen fort, wenn die Oberfläche geschmolzen oder erodiert wird. Jedes geeignete keramische Material kann verwendet werden. Wo aber der Gegenstand in einer hohen Oxydationsatmosphäre verwendet werden soll, werden Eeramikoxyde bevorzugt» Magnesiumoxyds, Berylliumoxyd, Thoriumoxyd und Zirkoniumoxyd geben alle ausgezeichnete Ergebnisse. Wegen der Kosten usw. aber wird Magnesiumoxyd für hohe Temperaturen in Oxydationsatmosphäre bevorzugt. Während die bevorzugte Ausführungsform eine metallische Schicht 18 an der Außenfläche wegen der Erosionsflüssigkeit einschließt, können Salze von Metallen, beispielsweise Chloride, Karbonate, Sulfate usw. verwendet werden, um Nickel-Chrom- oder Eisenoxyde für ein Verschmelzen mit dem Keramikmaterial vorzusehen.

Die folgenden Beispiele sollen die funktion der äußeren metallischen Schicht zeigen.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 {'

Blatt γ zum Schreiben vom Beispiel I

Eine 5-7,5 cm längliche Versuchsprobe wurde durch Verdickten eines 99$ reinen Magnesiumpulvers von einer Siebfeinheit von 30 - 90 unter einem Druck von annähernd I4OO kg/cm hergestellt. Die Probe wurde zu einer Dicke von ungefähr 6,35 mm verdichtet und eine Stunde lang bei I5OO C in Luft gesintert. Die Rückseite des G-efüges wurde mit einer stahlflammgespritzten Schicht von einer Dicke von ungefähr 0,05 mm versehen und die Außenfläche der Probe wurde mit einem lickel von einer Schichtdicke von ungefähr 0,05 - 0,076 mm flammgespritzt ο Die Probe wurde in der Flamme eines Strahldurchstoßbrenners unter einem Winkel von 45° in einer Entfernung von ungefähr 7₉6 cm von der Düse entfernt drei Minuten lang gehalten. Risse wurden sichtbar, aber es fand eine sehr kleine Erosion statt»

Beispiel II

Ein Muster wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel I mit der Ausnahme vorbereitet, daß keine Metallschicht auf seiner Außenfläche vorgesehen wurde» Das Muster wurde in dem Brenner unter den gleichen Bedingungen geprüft» Es riß reichlich in zwei Sekunden und gab eine Erosionsgeschwindigkeit von O₅127mm pro Sekunde.

Die folgenden Beispiele sollen die Punktion der keramischen Schicht über dem bienenkorbartigen G-ittermaterial zeigen»

Beispiel III

Berylliumozvdpulver mit einer Partikelgröße von weniger als einer Siebfeinheit von 200 wurde in eine 6₉35 mm Tiefe einer 17 Orom- 7 lickel rostfreiem Stahlbienenwabe aus Streifen von einer Dicke von ungefähr 0,076 mm gepreßt, deren Öffnungen

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 j

Blatt 8 zum Sdirelben vom 23 »6 · 6 4/We an: "

eine Diagonale von ungefähr 4₅76 mm hatten. Es wurde genügend Pulver zur Erzielung einer 3₅18 mm dicken Schicht über dem Oberteil des Bienenwabengitters verwendet und das Pulver wurde mit einer Kraft von 1400 kg/cm eingepreßt. Das Muster wurde in Wasserstoff bei 1200°0 ungefähr eine Stunde lang gesintert* Es wurde unter 45°in der Flamme des Düsenbrenners ungefähr 7,6 cm von der Düse weg 29 Sekunden lang gehalten und es hatte eine Brosionsgeschwindigkeit von O₅117 mm pro Sekunde_o Ein Reißen wurde offensichtlich. Ein Muster in gleicher Weise präpariert wurde in der flamme unter den gleichen Bedingungen 42 Sekunden lang gehalten und es entwickelte eine Erosionsgeschwindigkeit von 0,23 mm pro Sekunde, Dieses Muster hatte eine höhere Erosionsgeschwindigkeit wegen des Schmelzens von dem BeO. Ein anderes in gleicher Weise präpariertes Muster aber ohne keramische Schicht auf der Oberseite des Bienenwabengitters platzte in ungefähr 8 oder 10 Sekunden wegen der Oxydation des rostfreien Stahlgitters»

Beispiel 17

Zirconiumoxydpulver mit einer kleineren Partikelgröße als eine Siebfeinheit von 40 wurde in ein 17 Chrom - 7 Nickel Bienenwabengitter unter Benutzung eines genügenden Betrages an Pulver zum Bedecken des Gitters 1 ,59 mm gepreßt. De.s Muster wurde daraufhin gesintert und 20 Sekunden in der gleichen Weise wie bei Beispiel III geprüft. Bs ergab eine Erosionsgeshhwindigkeit von 0,045 mm pro Sekunde· Kein thermisches Reissen wurde beobachtet.

Das folgende Beispiel soll dem Wunsche des Auseinanderbrechens des gesinterten Materials in vollkommen d.urchgesinterte Abschnitte und ferner die Notwendigkeit zum Schützen des bienenwabengitterartigen Trägermaterials zeigen»

Beispiel Y
Bin MgO-Pulver von einer Siebfeinheit von 30 - 90 wurde in

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. AIfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt 9 rum Schreiben vom 23-6.64/We an:

eine 6.35 mm Dicke von einem korrosionsbeständigen Chrom-Hickeleisenlegierung-Bienenwabengittsr hergestellt aus Streifen ■von einer Dicke von ungefähr O₉076 mm unter einem Druck von 1400 kg/cm'gepreßt. Es wurde keine SoMent aus MgO der Endfläche des bienenwabenartigen Gitters vorgesehen«, Die so hergestellte Verdichtung wurde eine Stunde lang bei 1200 C in Wasserstoff gesintert und. dann unter 45° in der Düsenflamme ungefähr 7j5 cm von der Düse weg geprüft. Zur Unterstützung dee Sinterns wurde 1$ Lithiumfluoride dem MgO-Pulver vor dem Pressen zugegeben. Das Muster blieb 177 Sekunden in der Düsenbrennerflamme und ergab eine Erosionsgeschwindigkeit von O₅025mm pro Sekunde und hatte sehr kleine Risse des keramischen Materials, Das Muster versagte nach dieser Zeitdauer_s da das Bienenwabengitter wegschmolH.

Das folgende Beispiel soll zeigen, daß die äußere metallische Schicht unter weniger harten Temperatur- und Erosionsverhältnissen nicht benötigt wird.

Beispiel VI

MgO-Pulver von Partikelgröße wurde durch Mischen von 50 $ eines Pulvers von einer Partikelgröße in einer Siebfeinheit von 30 - 90 und 50 fa eines Pulvers mit einer Siebfeinheit kleiner als 200 hergestellt. Die Mischung wurde in ein korosionsbeständiges Ohrom-Kickeleisenlegierung-Bienenwabengitter aus Streifen mit einer Dicke von ungefähr O₅076 mm 6,35 mm tief unter Verwendung von genügend Pulver zur Bildung einer 3₉17 mm Schicht von MgO an der Oberseite des Bienenwabengitters gepreßt. Die sich daraus ergebende Verdichtung wurde eine Stunde lang bei 1200 C in einer Wasserstoffatmosphäre gesintert und bei einer niedrigeren Temperatur als die vorhergehenden Beispiele geprüft; indem das Gebilde unter 45 ungefähr 16,4 cm von der Düse weggehalten wurde» In dieser Entfernung erreichte die Oberfläche eine Tenroeratur

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10

■"J A Blatt 10 zum Schreiben vom 2 3 . 6 . 6 4/%e an: '^ i

von 1900° C. Das Muster wurde in der Flamme fünf Minuten lang gehalten und es trat kein merkbarer Erosions- oder G-ew^richtsverlust ein.

Die folgenden Beispiele sollen weiterhin zeigen? daß durch eine dünne Metallschient 18 auf der äußeren, freiliegenden Fläche des Gebildes in großem Maß die Erosionsgeschwindigkeit bei einer Prüfung unter sehr harten Bedingungen verringert wird *

Beispiel VII

Magnesiapulver von einer Partikelgröße von 30 bis 90 wurde in einen 5 x 7,5 cm länglichen Block von einer Dicke von ungefähr 6,35 rom unter einem Druck von HOO kg/cm gepreßt_o Der gepresste MgO-Block wurde eine Stunde lang bei 1500 C gesintert und danach wurde eine Stahlauskleidung durch Flammspritzen eines Flußstahles in einer Dicke von ungefähr O₉51 mm aufgebracht. Die FLußstahlschicht mit einer Dicke von ungefähr 0,127 mm wurde auf die Oberfläche durch Flammspritzen aufgebracht. Das Muster wurde unter 45° in der Flamme ungefähr 7s5 cm von der Düse weg 10 Sekunden gehaltene Fach Abkühlung des Musters wurden feine Risse beobachtet» Das Muster hatte eine Erosionsgeschwindigkeit von 0*026 mm pro Sekunde. Bs ist bekannt, daß sich die feinen Risse während des Abkühlens ergaben.

Beispiel VIII

Sin gesinterter MgO-Block wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel VI mit der Ausnahme vorbereitet, daß anstelle von Eisen eine 0,127 mm starke flammgespritzte Schicht aus Chrom vorgesehen war. Das Muster wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel VI geprüft. Es gab eine Erosionsgeschwindigkeit von O5O43 mm pro Sekunde. Es hatte einen G-eschwindigkeitsverlust

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Beglich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt 11 zum Schreiben vom 23°6«64-/We an:

γόη 0,002 Gramm pro Sekunde» Is ergaben sich nach dem Abkühlen feine Risse. Diese Risse ergaben sich, bekanntlich während des Abkühlens.

Beispiel IX

Sin Muster wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel TII und Till mit der Ausnahme vorbereitet₃ daß eine O₅127 mm dicke flammgespritzte Nickelschicht aufgetragen wurde« Das Muster wurde fünf Sekunden lang bei einer Entfernung von 7,5 cm von der Düse geprüft und ergab eine Erosionsgeschwindigkeit von 0,051 mm pro Sekunde, Peine Risse ergaben sich nach dem Abkühlen und es ist bekannt, daß sich diese Risse während des Abkühlverfahrens entwickelten.

Bei jedem der Beispiele TII,Till und IX zeigte eine Prüfung nach dem Abkühlen, daß die auf die Außenfläche aufgetragenen flammgespritzten Metallschichten oxydiert und geschmolzen waren und. die flüssigen Oxyde wurden durch das MgO zu einer Schlacke damit absorbiert» Dies wurde beobachtet und unterstützte das Sintern der Außenfläche und machte es erosionsbeständiger.

Obgleich ein Flammspritzen einer Metallschicht auf die Außenfläche des keramischen Materials bevorzugt wird, kann das Metall auch durch andere Terfahren aufgebracht werden, Es hat sich herausgestellt, daß jede Art von Metallsalze; verwendet werden kann, welche unter den in Erfahrung gebrachten Terhältnissen während der Terwendung oxydierte Wenn es Temperaturen über 1630 C ausgesetzt wird, verwandeln sich praktisch alle Salze zu ihren Oxyden. Wasserlösliche Salze werden dann höchst einfach angewendet und sie werden deshalb bevorzugt« Die Chloride, Nitrate, Sulfate und Karbonate sind, geeignete Beispiele von Materialien, die verwendet werden können« Ein solches Material ist in dem nächsten Beispiel angegeben=

Blatt -j 2 zum Schreiben vom 23.6.64 an: // J?

Beispiel X

Genügend Hickelchloridpulver wurde in Wasser gelöst und ergab einen Teil Mckelchloridsalz auf 100 Teil MgO-Keramik. Magnesiapulver von 30 - 90 Siebfeinheit wurde mit Hickelchloridlösung befeuchtet und "bei HOO kg/cm in einen Block ähnlich, dem in Pig» 1 beschriebenen gepreßt. Die Verdichtung wurde in Luft bei 1500⁰C eine Stunde lang gesintert und sie wurde der Brennerflamme in ähnlicher Weise wie bei Beispiel I fünf Sekunden lang ausgesetzt. Risse entwickelten sich über dem Gebilde beim Abkühlen und es hatte eine Erosionsgeschwindigkeit von O₅045 Him pro Sekunde. Ss ist ersichtlich, daß dieses vergleichbar aber nicht ganz gleich zu dem ist_s was durch das flammgespritzte, metallische Material nach dem Beispiel VII₅VIII und IX erreicht wird*

Wo das Gebilde bei hohen Temperaturen aber in einer reduzierenden Atmosphäre benutzt werden soll, können Oberflächenschichten 18 aus Molybden und Wolfram verwendet werden» Jetevators wurden durch Pressen von Magnesiumoxyd in eine 17 öhrom- 7 Nickel bienenkorbartiges Gitter in einer Weise gepreßt, daß eine 5₅175 mm starke Schicht aus keramischem Material über der Oberseite des Bienenwabengitters vorgesehen wurde und eine O₉127 starke Wolframschicht wurde auf die Oberfläche flammgespritzt. Insofern als Wolfram nicht wahrnehmbar bei Flanmispritztemperaturen schmilzt, schmilzt es nicht in die Oberfläche des keramischen Materials hinein, so daß es nicht hartnäckig an dem Eisen, Stahl und Nickel festgehalten wird. Unter den Umständen, wo Wolfram kompakt bleibt, ergibt sich im wesentlichen kein Erosionsverlust.

Bs können noch weitere Verwendungen von Gebilden gemacht werden, worin gesinterte, gepulverte Materialien in bienenkorbartige Gittermetalle gepreßt werden» Um die festhaltende

Blatt -j ■* zum Schreiben vom 23 . 6 . 64/We ^an: '? T?

Kraft der Honigwabengrundstruktur für die Blöcke aus gesinterten, keramischen oder metallkeramischen Materialien zu zeigen, ist das folgende Beispiel angeführte

Beispiel XI

fig. 4 der Zeichnung zeigt einen Stator. Der Stator 20 wird von einer ringförmigen Platte 22 gebildet_s an der 12 ReIbknöpfe 24 oder Scheiben mittels röhrenförmiger Meten 26 befestigt sind. Die Reibsegmente oder Scheiben 24 sind von einem schalenform!gen Stahlgebilde 28 gebildet und der ringförmige Zwischenraum zwischen der Niet und den Seitenwandungen der Schale 28 ist mit einem ASI 321 rostfreien Stahlbienen- ?/abengitter mit einer Dicke von 0,05 mm und einer Zellengröße von 4,76 mm gefüllt. Ein 50 f₀ Kupfer, 5 fo Molybden, 55 $ Monel, 10 fo Eisen, 15 % Mullite und 15 # Graphit enthaltendes Pulver wird in die Schalen unter 7000 kg/cm gepreßt. Die Presslinge werden dann bei 980 C eine halbe Stunde in einer Reduzieratmosphäre gesintert und nach dem Abkühlen bei Raumtemperatur unter 7000 kg/cm zum Yerdichten des gesinterten Materials geprägt. Ein Stator mit zwölf darauf genieteten Segmenten 24 wurde in einem Dynamometer unter Verhältnissen ähnlich dem normalen Energiestop eines DC-8-312 Plugzeuges geprüft» Vierzig solcher Stops wurden vor dem Ausbrechen des metallkeramischen Materials aus den Schalen 28 durchgeführt. Segmente 24 präpariert mit dem gleichen Material, die aber nicht die Bienenwabengitterstruktur hatten, hielten nur 28 Stops vor einem Ausbrechen aus. Die Segmente, welche das Honigwabenmuster enthielten, ergaben einen Wirkungsgrad von O₅279 während die ohne das Bienenwabengitter 0,305 ergaben und der Verschleiß pro Stop für die mit Bienenwabengitter betrug nur O₅203 mm, während der für Segmente ohne das Bienenwabengitter 0,027 mm betrug« Bisher war es bei allen Bremsausführungen nicht möglich, mehr als vierzig solcher Stops durchzuführen.

Es ist daraus ersichtlich, daß eine G-rundstruktur für ge-

Blatt "] 4 zum Schreiben vom 2 5 · 6 · 6 4/WB an: /

sinterte, gepulverte Materialien vorgesehen worden ist, die eine große Festigkeit ergibt und sehr beständig gegen thermale Schocks ist. Die Widerstandsfestigkeit dieser G-rundstruktur gegenüber hohen Temperaturen und Oxydationsverhältnissen kann durch Anordnung einer keramischen Schicht an ihrer Oberfläche erhöht werden und die Widerstandsfestigkeit der letzteren Struktur kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß eine Metallschicht an der ausgesetzten Oberfläche vorgesehen wird= Weiterhin ist zu bedenken, daß noch weitere Verbesserungen durch Verwendung unter gewissen Umständen erzielt werden können,, wo das verwendete Metall aus einer Gruppe besteht₅ welches Bisen₉ Chrom und Nickel enthält und daß sie nicht notwendigerweise in der Porm eines Metalles sein müssen, sondern in einer Form, welche sich zu ihren Oxyden während des Gebrauchs umwandelt. Es kann₅ wenn gewünscht, durch das keramische Material dispergiert werden»

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-Ing. Alfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 Blatt zum Schreiben vom 24. 6.6 4-/We an:

S_ ο h u_t ζ an s ρ r ü c h e

ο Feuerbeständiges Gebilde aus einer Mehrzahl von kleinen Blocks aus gesintertem, gepulvertem, feuerbeständigem Material; die nebeneinander zur Bildung einer durchgehenden Oberfläche angeordnet sind, die einer hohen Temperatur in einer Oxydationsatmosphäre ausgesetzt v/erden kann, dadurch gekennzeichnet5 daß die Blocks von einem metallischen, ihre Seitenflächen umgebenden Geflecht zusammengehalten werden und über ihre Unterfläche mit einem Trägerglied verbunden sind, und die freiliegenden Flächen der Blocks mit einer Schicht aus gesintertem, feuerbeständigem Material überzogen sind.
2. Feuerbeständiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus feuerbeständigem Material 1 bis Gewichtsanteile von mindestens einem Material aus der Gruppe enthält, welche aus Eisen und seinen leicht oxydierbaren Yerbindurg en. Chrom und seinen leicht oxydierbaren Verbindungen und Nickel und seinen leicht oxydierbaren Verbindungen besteht,

Gebilde
3. feuerbeständiges GM-eä nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus feuerbeständigem Material mit einer dünnen Schicht von wenigstens einem Material aus der Gruppe bedeckt ist, die aus Eisen und seinen leicht oxydierbaren Verbindungen, Ohrom und seinen leicht oxydierbaren Verbindungen und Nickel und seinen leicht oxydierbaren Verbindungen besteht.

4· Feuerbeständiges Gebilde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht aus Eisen, Chrom, Nickel und/oder ihren leicht oxydierbaren Verbindungen ungefähr 0,025 mm bis ungefähr 0,25 mm dick ist«,

Patentanwälte Dip!.-Ing. Hans Begrich - Dipl.-lng. AIfons Wasmeier - Regensburg, Lessingstraße 10 A H

Blatt zum Schreiben vom an: ''

Feuerbeständiges Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j daß das metallische Geflecht aus einer bienenkorbartigen G-itterschicht besteht und das feuerbeständige Material in die Zellen der G-itterschicht vor eiern Sintern eingepreßt ist, wobei die Zellwände durch das Pressen und Verriegeln des feuerbeständigen Materials in dem Gitter leicht deformiert sind.