DE1913663A1 - Keramischer Formkoerper - Google Patents

Description

HS* Mara 1969 Q-961-E

EoIo DU Έ0ΜΤ DB SEMOURS AKD QOWkWI 10th and Market Streets, Vfilmington, Delaware 19 898, V.StοAo

Keramischer Formkörper

Die Erfindung betrifft polykristalline keramische !Formkörper, die ein hitzebeständig©!=; Oxid und/oder feste Lösungen dieses hitsebeständigen Oxids in einem oder mehreren anderen hitzebeständigon Oxiden enthalten, wobei der Anteil des Oxids baw₀ der Oxidkombination an dem Formkörper mindestens etwa 60 Gewichtsprozent beträgt.

Die Formkörper haben (1) mindestens eine Abmessung, die kleiner als etwa 0,03 cm ist, (2) einen kristallinen Anteil τοη mehr als etwa 85 ^, (3) eine Porosität von weniger als etwa 10 # und (4) eine solche Koragrössenverteilung, dass praktisch allo Körner kleiner als etwa 3 μ im Durchmesser, mindestens etwa 30 f> der Körner kleiner als etwa 0,5 μ im Durchmesser und mindestens etwa 10 $> der Körner grosser als etwa 0,04 μ im Durohmesser sind, wie nachstehend definiert. Bevorzugte Formkörper haben ferner eine Oberflächenrauheit voa weniger als etwa 2 χ 10""* cm und eine Rauheitsperiode i-on weniger als etwa 0,031 am gemäss den nachstehenden Definitionen. r

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Die keramischen formkörper gemäße dor Srfindung worden aus oinciE strangpressbaren Sweiphasensystesi her gestellt, das aus

(1) festen Veilchen, die au mindestens etwa 10 Sewichtsprosen-fi aus einem hitzebeständig«!! O^id b9St©h©n_t vorwiegend äquivalente Kugeldurcfesieasi«? Kvrisahgn etwa 0,02 xiail 5 μ aufweisen und praktisch fceino Seilohen enthalten, die kleinen als etwa 0_r02 μ oder grossar als ©iwa 20 μ ainä-, vrie nsclxstehend definiert, und

(2) einer wässrigen Blase "besteht, die mindestens eins Auc-

. gangsverbindung für die Bildimg des gleichen hltsstoestänäik gen Oxids odor eines anderen hitss'oeständigen Osids, das imstande ist, Kit des» erstgonanatoii hitsebestänöxgen Oxid eine feste Lösung zu bilden, in Lösung enthält.>

Me Menge der Oxide in den SeiXohen ·beträgt otvra 13 bis 97 Gev/ichtsproaent der gesamten verfügbar an Oxide in dem System, Ferner muss die Menga- des .erst^enamrfcciii hitso'oeotiiiidigen Oaiids und/oder der festen Lönimg desaelöen, die in den Seilohen und der AusgangsverMndung (des Oxidbx.ldnor) aus» Voiiiügiaiß stehtraindostens 60 Gev/ichtsproaent des gesamten verffigbaraii Osiögehaltos des Systole botragoa. Ifengo und Antjjd,lo ösi¹ verftig'barsn Oxidö werden nacli der Pyrolyso des 8yö^eias an der iJuft bsi 900° 0 bestimmt;
eingetreten ist,

900 0 bestimmt, nachdem eine Tollständige Umwai3dliüQg so. Oxiden

Pie Zi'ioiphaeensyatGHe warden durch Strangpressen imd Bi*ennen in polykristallin© keraraischo Forrakörper {einaeiilieaalieh von lasern und Folien mit kleinem Durchmesser) übergeführt, die die oben angegebene Kombination von kleiner Korngrössc», enger Korn·* grössöiivertailung, kristallinem Anteil, niedriger Porosität, und Rauheit aufweisen, die .für dio erfindungsgemocoon Srs charakteristisch ist.

Xm Rahmen der Erfindung können sahXreioho hitaeboatUncUge verwendet werdon. Alu "hitisebestOndigo Oxide" werden hier oolahö bezeichnet, die einen Schiaoly.punkt von mindestens 1000° G aiii*-

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weisen. ErfinduagBgeffiass bevorzugte hitssebestSndige Oxide (die hier als Gruppe A beaeicbnet werden) sind Aluminiumoxid, Chromoxid, Magnesiumoxid, Shoriumoxid, Eisenoxiö, Nickeloxid, Kobaltoxid, Ceroxid, TJraaoxid, Zirkoniusioxid, BerylliuiBOxia, Hafniuraoxid und !Ditanoxid; Aliixpiniumoxid (Sonsrde) wird besonders bevorzugt.

Formkörper gainäsB der Erfindung besteht su mindestens 60 Gewichtsprozent aus einem einzigen hitzebestänäigen Oxid und/ odsr einer festen Lösung desselben in eineia oder mehreren anderen hitsebestSndigen Oxiden. Diese hitsebeständigen Oxide -und festen T^suagen derselben gehören vorzugsweise der öruppe A an. Die reetlichen 0 bis 4-0 Gewicht epr ο sent bestehen aus anderen hitsebestSndigen Oxiden der Gruppe A und/oder f©sten Lösungen derselben· 3Ss können aber auoii andere Oxide in aolchen Mengen anwesend sein» dass sie den kristallinen Anteil (wie nachstehend definiert) des ?oraskörpdr3 aicht unter 63 $ herabsetzen. Zum Beispiel können Boroxid (B₂Os)₉ Siliciumdioxid (SiOg)₉ riiosphorpeatoxid (P₂Oe), Areentrioxid (Ae₂O^) und/oder Sollur-'Ji oxid (TeO₂) ix. Noagtn bis etwa 35 Mol pro ζ ent verwendet werden* Höhere Prouentgehalt« können den kristallinen Anteil dee forekörpers beeinträchtigen,.wenn die eugosetsten Oxide in der Struktur des Endproduktes nicht-kristallin sind. Obwohl s.B. Siliciumdioxid ein nicht-kristallines Oxid ist, kann es in Mengen von mehr als 35 Holprozent zugesetzt werden, wenn es mit anderen Oxiden unter Bildung von krietal3inen Produkten, wie «oBo alt Aluminiumoxid unter Bildung von Mullit, reagiert.

A. Die foatea Teilchen

Ss können verschiedenartige feste leuchen verwendet werden. Diese Seilchen haben vorzugsweise eine Zusaiaaiensetaung, wie sie oben für äie Gruppe A angegeben ist»

Ea ist wesentlich, daee die featora Teilchf&i zu aindeet?»ne etwa 1ö (iemrlch teprozent aus einem hitzebeständig en Oxid, wio Aliuni- * bcetohezi. Die Teilöhou kSnnen vollotandig aus dein hit-

• "" ³ " BAD ORlQtNAt

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sebeständigen Oxid bestehen, oder das hitzebsotändige Osid kann physikalisch oder chemisch suit anderen Stoffen Terfeunfien Gein (z.B* eine Verbindung aus Aluminiumoxid, und Silißius&i« oxid in Form von M0ntK0rillo3a.it}. BsBit die gGbr&sntsn Fornkorper die höchsten gisgiestigltGiten aufweisen- ist ec erfGrcTorlich, dass öle Teilchen vorv/iegoiid (cLlu au nehr als etwa 92 ßewicktoprosont) äquivalente EugeldurchniGBser tischen etv.^ra 0,02 imd 3 μ aufv;öiscn_f und dass in Cam Eoßt (cl.h« 0 bis ot?;s 8 Gewichtsproaent) koine ScilchsTA rait äquiv"a3.ent-on Kugeldurciijueaoern von weniger als etwa 0,02 μ oder melir als etwa 20 μ t/Orliandon sind. Die rs Etlichen Seuchen (d.fcu 0 bis etwa 8 Gowiehtsprosent) haben äquivalente Kugeldurchisc-ßsor sv/icohen etwa 3 und 20 μ und eine Teilohengröseeiwertcilung, die yqiz einer Gaußsohon VerteiluRgskurro begronst wird. Susi Beispiel haben diese i'eiXchcn sweckraässig äquivalente KugolclumijKesaev in den folgenden Bereiehom

Äquivalenter g

der 0? eilchen - μ

3_s0 bis $.6 O Ivi& Q

3,6 bis 5,2 0 bär? T

5,2 Me 7,4 0 In ο <-,.;

7,4 biß 18,4 0 "ο:·.3 3,2

18,4 biß 20,0 0 bis 0-9

VfObei der Gesamtanteil dieser iüeilehon 0 bics exv/a Q prossnt beträgt.

Formkörper gemüse der Erfindimg (die äio beoondoren Big ten hinsichtlich Körngröase, Porosität v-nd 3EristRlli.ii«i3 Anteil aufweisen) lassen sich, löioht nach dem erf.inßungsgeif.«iißsen Verfahren heretsllen, womi die lieilohougrSsao in den οΌθπ engogcbonen Bereichen Xiegt. Strangprosebnre iTe3axscb.e_r box dojien die Oxidteilchen aueaerhalb cliosor (Jronson liegen, liexOiT* T-erh&ltnisifläsaig schwache keraiiioche Porinkörpei?, deren Pcrooität und/ oder Korngrßaae ebenfalls aueeerhalb dev Grenzen ßcmäaa dor Hr- findung liegt.

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Wenn bevorzugt© Porskörper fcdrgöatellt werden sollen» die durch die oben angegebene Qberflächsnrauheit und Kauheitsperiod© gekennzeichnet sind, müssen praktisch alle Teilchen (d.h. etwa 100 Gewichtsprozent.) äquivalente Xiigeldurchiseößor awicchon etwa 0,02 und 3 >μ aufweisan, Wenn die Teilchen bis zu 8 Gewichtsprozent grosser als 3 μ sind, so erhält man, wie die Beispiele und 27 eeigen» ßwar verwertbare keramische formkörper s>it den erforderlichen Stru&turp&raaetern (Eorugröaoe, Porosität und !kristalliner Anteil)| öieeo Formkörper weisen aber nicht die bevorzugte Obsrflöxjhönraiihsitshöh« und Rauhoitaporiode gomass der Erfindung auf.

Die Teilchen bestehen vorzugsweise zu mindestens etwa 10 Gewichtsprozent au8 AluiBiniuaioxid oder oinett Oxid, dae mit AIuajiniuaioxid eine feste LÜaung Mldet, wie Ghromoiid. Bevorzugte Teilchen enthalten AluKiniuiaosid allein oder in chemischer Verbindung alt Siliciumdioxid, wie bei *«ä iluainosilicaten (eineohliesslich Montmorilloni t und Kaoüöit), suaai5??©E mit geringeren Anteilen oder Spuren an snderta. Metalloxid^-,. orl?.v -hydroxiden.

der bevorzugten Oxidteilöhen iat AluainiuntOv-.id_:. dao

von ^MRir)isdumⁿ-'HaäIayliadertt unß Waasox⁰ as &or Kugelaühle in eiiieuj mit "Μΐ"χΐί3ί^ϋΒ"-νβ3ίΒΐΟΓ]!ί:·ί;βη Porzallajjgefiiae ©rhalten worden i«t, bia die Teiilchengröseeaverteilung innerhalb der 'ίϊι&Λ angegebenen (Jr^.«en liegt. Saa Poraollan soll einen beträchtlichen Aluffliuiiuaoxldgehalt aufweisen, damit das Produkt iryaeh Mögliehkeit nicht verunreinigt wird» ^rtBurundum^H hat nach den Aagp>besi de^ Herat3llerfii?isft (ü.B· BtoAeware, Akron, Ohio, ToBt,A, ) i-tv.a di@ folgendfi Sueaan»ni^etBung, berechnet in Form teer f)fai<-ia od»^ get»sad«nAwi Oxide«

^Q π 85 ble 88

BlQp' 8 bie 11

CbO 1,2

KfO 2,0

Alkalioxide 0,6

Bieenoxid ^BAD ORIGINAL Spuren

EiO« - ς .- Spuren

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Ein sswoites "bevorzugtes Seuchen enthält Aluminiumoxid, das durch Pyrolyse von hydratisiertem Aluminiumsulfat_f Al₂(BO.>₅ · 18 H₂O, bei 1000° ö hergestellt vforden ist* !Das zer reibbare Produkt wird au teilchen, die den oben, angegebenen Örössenabineeeungan entsprechen, zerkleinert und durch laesen fraktioniert. Die bevorzugten Zerkleinerungssnethoden e±ad das Vermählen in der Kugelmühle oder die Selbstioikroni eierung mit einem Str&Hungessittel, ss.B. Luft, von hoher &e~ sehwjndigkeit.

Ein drittes beroraugtaa Teilchen baeteht aua Aluminiumoxid, eheaiach in ΙΌγώ von HoKtaorillon.it der ungefähren oheni«soh«& Zuaasraenneteutig AlgO« * 4 SiOg · HgO an Siliciumdioxid gebundtm iet. Ie ^lgeaeiiiea ißt etwa 1/6 der Aluaixilumatono rluroa Kmgneeiunatone ereotct, und t^chealnds Mengen toc Wasserstoff, Hatriue, Kalium, Calcium und Kagneaiuia sind locker gebunden. Eine bevorzugte For» für öle ?ezwendung gemäsa der Brfiiidimg iat der herkSwialichö Btmtonitton. .Kaolinit, AIgO* · 2 SiOg · 2 Hpö, iat, ein fonmineralj d£vj la reiner Fons in der Natur selten vorkoBiiDt. Br bildet üsn Hauptbeotiindtoil von Kaolin, der ein bevorzugtes AusgangsiBa^srial ira Hshsien der Brfindimg darstellt. Antiare bevorsugte Arten von Aluminiumoxid worden nachstehend beschrieben«

B. Die pyjdbildnar

Htm kann die verschiedensten Auagangsverbiadungon für hitaeb©- ständige Oxide verweaden, irnü zwar sind-die Verbindungen voraugeweise Auagangeverbindungen für die oben ale Gruppe A angegebenen hitzeboet&ndigen Oxide. Geeigneta Oxidbildner »und in den USA-Patentschriften 3 322 865 und 3 3Ή 481 beschrieben.

Aluainiunjchlorhydroxid, eine der bevor äugten

gtn für hitaebe»tändige Oxide_v bat die Formel Al₂(OH)₅Ol - 2

B* wird angenown^n, dass diese Verbindung au einen algen öeajiech aue polyaeren Kationen polymerisiert, ec

von einer AluajiniumclilorbytSiOxid-KoBjplexlliauBg sprechea

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Der Polymerisationsgrad hängt bekanntlich von Konzentration und temperatur ab. Der Polymerisationngrad kann sich auch im Laufe der Zeit ändern, v/ie nachstehend beschrieben wird. Zweiphasensysteme, die Aluminiumchlorhydroxid als hauptsächliches löelichea, ein hitsebeständiges Oxid bildendes SaIs enthalten, bleiben bei Raumtemperatur langer ale 8 Stunden strangpressbar.

Weitere bevorzugte Oxidbildner sind Aluminiumchlorid, basisches Aluminiuonitrat, basisches Aluminiuxaacetat, Ohroaichlorid und Chroaehlorhydroxid«.

C. Herstellung der atran^preesbaren Zweiphasengeaische

Sie s tr angpre essbaren Qauiachs gensftsa dor Erfindung werden hergestellt,, indem man eine gleichmässige Dispersion der angegebenen, festen, hitaebeatändigen Oxidteilchen in einer wässrigen Losung bereitet, die mindestens eine Auagangsverbindung für ein hitzebeständiges Oxid enthält. Als "strangpressbar" werden Gemische bezeichnet, die. sich durch eine Strangpressform oder eine Spinndüse zu Formkörpera, wie Folien und Fasern, strangpressen lassen. Obwohl sich zahlreiche Oxidbildner in Abwesenheit von festen Teilchen in eine strangpresabare Masse überführen lassen und die daraus hergestellten Formkörper beim Brennen keramisch« Erzeugnisse liefern, weisen diese Erzeugnisse dooh nicht die charakteristischen Struktureigenechaften derjenigen Produkte auf, die gemäss der Erfindung aus Zweiphaeengemischen hergestellt werden. Massen mit zu hoher Teilchenkonzentration (d.h. mehr als 97 Gewichtsprozent an verfügbaren Oxiden) sind nicht strangpreoub&r.' Es wird angenommen, daas die neuo Kombination einer festen Phase, in der die bitzebeständlgon Oxidteilchen den oben angegebenen Gröoeenabaieseungen entoprechen und in den angegebenen gevichtaprozentualen Anteilen vorliegen, in einor flüssigem Phaoc, die eine Auagangsverbindung für ein hitaebostendiges Oxid in Lesung enthält, für dio niedrigen Werto dor Porosität unö KorngriJsoe Toranh-ortijch iat, die die gebrannten Päden :iu Yergläi«* zu Faden aufvoiBon, die .nur aus

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einer flüssigen Phase hergestellt worden ßind (Vergleichebei«- ßpiele 10, 1?b und 19b) oder iffi Vergleich su Faden, die aua Gemische» mit einer au geringen Mange an Seilchon (ITergleichobeispiel 21) oder aus Auf schläimiiungen von Oxidtoilchen in einer flüssigkeit hergestellt worden sind, dio keinen Oxidbildner enthält. Ylerm man diese Verfahren anwendet, lässt sich der Hohlraumgehalt gewöhnlich nur durch längeres Brennen auf den Wert herabsetzen, den die Formkörper gemMss der Erfindung aufweisen, mit dem Ergebnis, dass weniger als 30 i» der Körner eine mittlere Grosso von weniger als etwa 0,5 μ aufweisan. Durch einen Eohlrauiagehalt und/oder oine Eoragrösse ausserhalb der erfindungsgeinäee vorgeschriebenen Gronsen wird aber die Festigkeit der Formkörper beeinträchtigt.

Es kann, von Vorteil sein, das erfindungegemäsee Zweiphassneysten zu "altern", um seine faaerbildenden Eigenschaften, d.h_a seine Strangpressbarkeit und Aueziehbarkdit zu dünnen Fäden, zu verbessern. Dies erreicht nan leicht durch Erhitzen box Atmoephärendruck auf etwa 80° C. Wenn man länger altert, als notwendig ist, um die günstigsten Eigenschaften zu ersielen, kann die V.tscosit.ät so hoch werden, dass dao Gemisch eich nicht mehr strangpressen lässt; dor Alterung&prozesa lässt sich jedoch durch Zusatz von Wasser rückgängig Dachen. Die günstigste Zeitdauer für die Alterung eines gegebenen Systems ist offenbar eine Punktion der anfänglichen Peetstoffkonzentration und ist direkt proportional der Zeitdauer, für die die gealterte Suspension bei Raumtemperatur strangpressbar bleibt.

Das freie (d.h. ungebundene, s.B. nicht als Hydrat eines Oxidbildners gebundene) Wasser kann aus dem Zweiphasansystem strecke Erleichterung von Versand oder Lagerung auf herkömmliche Weis© entfernt werden; wenn dio Dispersion dann verwendet warden soll, setst nan die entsprechende Waaseraienge su.

Die faaerbildenaen Eigenschaften, ε,Β, die Aussriafcibarkeiΐ au dünnen Fäden, der ctrangpTessbaren Suspension verdpn durch Zu-

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satz ©ines (organischen od©r anorganischen) Modifiziermittels, v/ie Kieselsäure, Borsäure, Böhrait, Phosphorsäure, Zirkonylnitrat, Polyäthylenoxid odar Lithiumchlorid, verbessert. Das Modifizierinittel kann in der flüssigen Phase gelöst sein oder als zusätzlicher Bestandteil der festen Phase vorliegen. Alle dies© Modifizieraittel können, berechnet als verfügbares Oxid, in Mengen bis zu 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 Gewichtsprozent, der gesamten verfügbaren Oxide augesetzt werden..

Geeignete Aluminiumoxid und Chromoxid bildende Salze sind Aluminiumchlorid, Aluainiunchlorhydroxid, basischen Aluminiumnitrat, basisches Aluminiumacetat, Ohromohlorid und Chromehlorhydroxid. Wenn mehrerg dieser Salze zur Herstellung der wässrigen Phase verwendet werden» soll man diejenigen Salze auswählen, die die gewünschte Konzentration an verfügbaren Oxiden ergeben, was, wie nachstehend beschrieben, an der Basizität des Salzgemisches bestimmt wird. Lösungen von swei Chloriden oder von zwei Chlorhydroxiden sind in praktisch allen Mengenverhältnissen miteinander verträglich, während ein Chlorid und ein Chlorhydroxid unter Umständen nur in einem begrenzten Bereich von Mengenverhältnissen miteinander verträglich sind, wodurch es erforderlich werden kann, vor dem Zusatz der Oxidteilchen den ausgefallenen Niederschlag atzufiltrieren. Andererseits lassen sich Basizitätewerte zwischen 0 und 0,83 durch Zusatz von Salzsäure zu einer Lösung des Chlorhydroxids erreichen.

Lösungen, die Gemische der Chloride oder der Chlorhydroxide von Aluminium und Chrom enthalten, werden bevorzugt. Wenn man Fäden, die aus diesen Lösungen mit den oben genannten Oxidteilchen hergestellt worden sind» unter Spannung setzt, indem man sie mit höherer Geschwindigkeit ale dor Strangpresegeechwindigkeit von der Strangpreeeöffaung fortzieht, lässt eich der Durchiaesoer dieser Päden auf weniger ©le 1/5 desjenigen der Strangpreooöffnung verkleinern.

_— Q _m

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Bine besondere bevorzugte Klasse von strangpr esabar en Zweiphaeensystenjen besteht auo Aluminiuinoxidteilchen vend, einer wässrigen Phase, die ein gelöstes Aluminiumsalz, vorzugsweise das Chlorid oder die oben beschrieben© Ohlorhydroxia-Koiaplexverbindung, enthält. Die Menge des Aluminiumoziäa beträgt mindeetens 60 Gewichtsprosent der verfügbaren Oxide in der Dispersion. Der gewichteprozentuale Anteil (Y) (besogen auf di© atrangpressbare Dispersion) an in Form von Oxidtailchon sowie in Fora von gelösten Oxidbildnem vorliegenden verfügbaren Oxiden und der gewichtsproαentuale Anteil (X) (beaogen auf die Gesamtmenge an verfügbaren Oxiden) an in Fora fester Teilchen vorliegenden. Oxid lasst sich annähernd (mit einer Genauigkeit von is #) durch öie folgende Gleichung ausdrücken:

Y = 43,4 + 0,395(X-44,1) + 0,00476(X-4'4,1)².

Bei Dispersionen, die basische Aluminiumoalze ₂ d„h·. Salsa enthalten, bei denen mindestens etwa 50 A*quival@Btp2?03ent der Anionen aus Hydroxylionon oder äquivalenten ßnippsn bsstehan, hs.t X einen Wert swisohen 13 und 97 '£· Das ganse Aluüir.iumo.xld in der festen Phase oder ein Teil desselben kann in Form einer festen Lösung in einem oder mehreren der oben acgegeban@n Oxide vorliegen. Die Zueasimensätzung und Teilohengrussenverteilwg der festen Phase und/oder die Arten der in Lösung befindlichen * Oxidbildner können das theologische Verhalten der Dispersion so stark beeinflussen, dass ea nötig werden kann* den Wert von Y in einem Bereich von ~fl ^ von dem für «inen gegebenen Wert ▼on X bereohnettn Wert abweichen au lassen, um sine su erhalten, die unter den gegebenen Arbeitsbedingun Töjsparatur, Strangpreesdruok und Duroto^sser der Öffnung sowohl etrangpressbai? als aucfe AbKnderung dea Werte« von Y l&eat sich leicht Bntfernimg von Wasser ®rreiohom_o Salee, bei denen die en weniger als 50 J^ulvalentproBent aus Hydroxylgrupp©si !ϊ<?ίϊ@ hen, b.llddn $o nach den relativos Anteil der ■ od@r äer äquivalenten druppen in ä®m Salzaioloklü

ΟΟ9Β36'/1°7Ϊ6

baro !Dispersionen "bsi Anwendung iron Werten für X swisohc:n 13 und 97 #. Dieses Verhältnis wird nachstehend al» SalsbaDisitat (Osidfoildner-Saoiaität) heseiehnet und durch die folgende ^iei· ehvjig auGgoö

Basis! tat *s

Beispiel hat AluminiuEschlozhydrosid ^Lg(OH)^Gl/ ein© Esrisi tat von 5/6 (0,835) rad Alwajiniuiaohlopi& (AlCl^) eine 32c3isität von 0/5 (0). Wean die Basisität doo SaIses a die JiindsstsalsI'onseKtratiGii, die er-fordsrlioii ist, um I ]iö3?pe*:?_s uio Päden_s in Afev;o3Oi?lieit .einer kosten BJiasse ats pressen!, su, mzä öiosa Z^inaiisio wird von oincr ontsprechenden Sunahja© aas liiaoeeowoi'tos für α begleitet, wie es sich aus der folgenden Eeiselle ergibt:

Salaliasigität

0,30 35

0_?67 37

0,75 '13

0.85 15

Wenn die Ansah! dor Hydroxylgruppen oder des;· äquivalenten pon in dom Molekül abniraiat, steigt c1:Lg untore Grenze für Έ. von \3 biß auf otVi'a 80 fo. Syetsao, di© in Abwooonheit-von festen Teilchen durch Konssntrioren isnd/oder Altern in eine Masse üborgsftihrt Zierden können, dio imstande ist, Fasern su bilden, lassen sich riit festen Seilchen bei Werten von Σ zwischen 13 und 97 $ strangprssoon.

VIcnn man erst einmal den Wert von 2C gswäliit hat, der seiner« Siiitß don Wert von Y bestimmt, läast eich auch die Waeoerraongo, aio für ®ino 3Sga'öC2ie strangpresabaro J)iepox*3ion orforderl5.ch ißt, leicht oeatiaaaen. wie co 5η der folgenden Berechnußg für 100 g oiBsr Di.rangpi.-'GfJohnron Xiisporoion boiapiGlev/oieo bc

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ist. die als oinsiges Oxid AluEBixiivisoxid enthält» v.ad tci der für X del· Wort 75 1» gewählt worden iet (75 Gewichtsprozent der verfügbaren Oxides βχηβ in Poria feotar Söilehsu anwesend). AXs SaIs dient ÄliuainiiuBeiaor&ydroxid.

Untar Vorwencliang der obigen GZsicfeimg ä&ur Börechmmg deo Wortes von Y ergibt sich folgendess

X{Ä8 *) « 43,4 + 0,395(75-44,1) + 0,00476(75-44, D² « 60 ?S ± 8£ M© Menge des verfügbaren Aluiainiiuiioxids (ϊ) beträgt 60 <lev/iclitsprossnt der Dispersion, entspricht also 60 g verfügtoaxein Aluasiniumoacid je 100 g otrangpresebaron Materials. Me S-ewiclitsmenge dee in 3?cilchenfora vorliegenden Aliuoiniuigoxido wird Taestimiiit, indem man daa gesamt© verfügbare /«liutiiniimoxid (60 g) mit.X (dea gewiehts^rosentualen Anteil äeo in fester Phase vorliegenden Aluiainixuaoxids} igultiplisiert xm& Sas Produkt durch 100 dividiert:

λ/100 χ 60 g » 0,75 s 60 g » 45 g Aluminii^isoxifi oin lorxa foster 2eilchon,

60 g Gesamtiöeöge des verfügbaren ÄliiBiniuasoiside - 45 g niumo2cid in Porci fester 'foiXciicm. = 15 g verfügbares Oxid, das aiah aus Alumiiiiiimchlorhydrosidf welch©s 50 Ge\fichta proaent verfügbares Alumittiumosid enthält, bilden isubg·

Die Gev/iohtsmenge des festen AltuDiniuinohlorhyclrosids vrlvä foibestimmt:

15 δ verfügbares Äluminiuiaosid/O.S g verfügbares oxid/g Chlorhydroxidsals » 30 g festes Clilorhydroxid srforder« lieh. Die erforderliehe Wasseriiioiig© wird bestimist, indom raan die Gewichtsnienge der Oxidteilchen (45 g) und ie θ festen ßalsea (30 g) von der ßesamtgewichtsicenge der Dispersion (100 g) abzieht*

100 g Gesamtgewichtsiaenge - 45 g feste Geliehen - 30 g Chlorhydroxid * 25 g Waasor sar Herstellung von 100 g sstrangpressbarem Gut erforderlich.

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Wenn die gebrannten Eraeugnisso nur gering© Mengen* d.h₀ weniger als etwa 15 Gewichtsprozent der gesamten verfügbaren Oxide, an anderen Oxiden als Aluminiumoxid, wie z.B« SiO2> enthalten sollen, können diese Oxide den sfcrangpressbaren Gemiachon als löelieho Oxidbildner in der flüssigen Phase, als feste Oxidteilohen oder in beiden Formen eugesetzt worden. Bevorzugte GeiniBche dieser Art enthalten eine wässrige Phase, die ausser Aluminiuachlorhydroxid noch Chromchlorid, Nickelnitrat, Eisenchlorid, Kobaltchlorid oder Magnesiumchlorid enthält. Oxide oder geeignete Oxidbildner können auch zugesetzt werden, um den gebrannten Fasern eine gewünschte Farbe zu verleihen.

Keramische Produkte gemäsa der Erfindung, die in den bevorzugten Sweiphaeensysteiaen andere hitzebeständige Oxide als Aluminiumoxid enthalten, lassan sich leicht herstellen. Jedoch ist su beachten, dass die Konstanten in der Gleichung sur Bestimmung eines strangpressbaren, Aluminiumoxid bildenden Gemisches sich erheblich ändern können, wenn das Aluminiumoxid durch andere Oxide oder OxidMldaer ersstat wird. Di© Fähigkeit einer gegebenen Kombination voxa §aig(®n) und dispergieren Oxid teilchen, ein etrangprssobares Gemisch au bilden, lässt eich leicht durch Hotttineversuohe ampirisoh bestirauen* indem man, wie nachstehend beschrieben, oin verfeältnisraäiiaig verdünntes Gemisch aue Oxidteilchen, Sals und Wässer koa^antriert unfi/odsr altert und dabei von Seit su Seit untersucht, um festzustellen, ob oich durch eine Spinndtlsa von 0,03 e.m SurchiBesGar Pasoraa. erepinnosi laßsen. Die anfSagiiche Salskoiisentoation in der flüssigen Phase soll ©twa 5 Gewiefetspspostat feetrag®»» Wenn basische Salze der .gewünscliten Oxiä© is wäes^gQS Lösung existieren können, i© im allgsij©in®E Löiiimggns die eich unter geeigneten

vos &n^©®tratioa unü f eisperatur in Abwesenheit Oaciöteilola©®. ism W&^&tm V@sspizua@xi laasea..

dl® fii@s© ialse enthalten, kJä&nen iait weitea l@sei.eli mn"Vftrt©®, s.B«. \3 bis 97 wlohtspvoseirt &n fee ten $oilcben $m f@sfe.il tat ο s^u üzm Gewicht

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Al₀(OH),.-OX >2 E₉O (föGt) >03telit su. 42 £ aöe AS^O-,

Ki vei?i5;o.«m1>aro KoniJSiTfer/fcion an ILiitoi-i^oE. Oxideil fce-(0,V5) π (4-2 0} « ρΊ_?5 ίί A'J.₂0₅r

/α^:ί'ο,^εΐΓ£»«η Oxid in Lc5S\«h^or. *äie :;jeine f

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:·. -5/,^r y'.\i?iuvr::.;?v /LrS ("£ :■-- 10C}

igc:c:©r Eichte, wie BeO (3,C; if/^

-a Y η. \i_a

00983β/171β

50 Volumproaent BeO χ 3 »01 g/cm⁵ * 150 g teilchenförniiges

und 50 Volumprozent Wasser χ 1,00 g/en

^s 50 g Wasser

Insgesamt 200 g ο V Y * 4fw x (100) « 75 Gewichtsprozent.

Pur ein Oxid von höherer Dichte, wie UO₂ (10*9 g/cflr), berechnet eich T folgenderzaasseni

50 Voluaprbsent WO₂ χ 10,9 g/cn⁵ * 545 β teilchenförniges

uOg

und 50 Toluaprosent Wasser χ 1,00 g/esr

" * 50 g Wasser

Insgesamt 595 g .". Y « SiJ χ (100) « 92 Gewichtsprozent;

Hachdea bereit· svei Punkte gegeben sind, n&olich der fur X = 0 £ und der. "für X =« 100 ^ berechnete T-Wert, vird unter "Verwendung dieser beiden Koordinaten, «ine Kurve gezogen« die oich der Pora der Xurve ttäs? i2i?p^miunoxid annäherte Ber Y-Wert für X * 0 Jt nähert eien dem Wert fiic&.-a ia_s wenn X* 13^ ist_t da die Kurve bei niedrigen Werten von X eine geringe f ^oigung aufweist, d.h. der Zusatz einer geringen Menge von Seilchen die Geearatmenge der verfügbaren Oxide in dem ver&pinnbaran Geisiech nicht wesentlich erhöht. Sur bei hohen Werten von X wird bereits durch kleine Änderungen der Menge an teilchenföreiigeia Material die Qeaaintaenge Bn verfügbaren Oxiden in dem vercpinnbaren Gersioch geändert«

Bei denjenigen %ateaen, bei denen die flüssige Phase sich in Abwesenheit vtm totLt fsilelien nisfet leicht in eine strangpresobare Maar αΐϋ^»Μ«1η IMsst, b.B. bei Saleen in stark saurer LtJ- erans, ist £gs ' II^S^2ft β·ιτ8!ΐΕ"^Α0ίΐ iiöher als etwa 80 Jt und geringer ale cftüQ ψϊ 0c "Sataneaa.se äyv-agieren in wässriger Lösung

äsatr in d©i? ^:^;w^e und/oder in oauro;? Lösung

009836/1 Π6

D, Herstellung von PormkÖrpem

Aus den strangpressbaren Gemisch©n geaäss des? Erfindung lassen sich selbsttragende SOriakärper nach, den veysoliiedenßtan Met wie Strangpressen, Verformen und ß-iessen, herstellen. Kino fcevoraugte Methode ist das Strangpree3osi su Fasern von geringem Durchmesser. Der zum Strangpressen erforderliche Brück kann, auf bsliebig© bekannt© Weise erzeugt worden£ vorsugsv/oisö raaeht man von hydraulischem Druck Gebrauch., ilach einer foevorsrag/öen Ausiührungoforia dos Faeerherstellungsverfsiirene wird dao Seiaisch "bei Raumtoraperatur unter einem Druck von 3,8 χ 10 g/cm an die Luft durch ©ine oder mehrere Spinndüsanöffnungen von 0,005 biß 0,025 ear BurchmQsser stranggepresst„ Zum Aussieben kann iaan die Pasern durch einen luftstrahl hindurchführen, der auf die Fasern die nötige Spannung ausübt. Durch die LuftStrömung wird gleichseitig die Paseroborfläche getrocknet und gehärtet, wodurch das gegenseitige Aneinanderklebon der fäden verhindert und das Sammeln durch Ablegen auf einor Oberfliiclae erleichtert wird. Durch maschinelles Aufwickeln lässt sich ein© !Faser, dl© in orsponnenem Zustand einen Durchmesser von 0,002 ein hat, auo einer Spinndüse mit einem Durchmesser von 0.0Ϊ3 em mit einor Geschwindigkeit von etwa 225 iq/Kin. erzeugen. Die Fasern können in dem ersponnenen Zustand auf eine susammendrückbare Spule aufgewickelt werden, um der beträchtlichen Längskontraktion Rechnung zu tragen, die vielfach beim trocknen eintritt.

Die Längskontraktion der oreponnenen Pasern wird durch Aufbringen einer 20 gewichtsprοaentigen Lösung von LaurinaäuroätSr/l-· ester in PerchloräthyXen auf einem Minimum gehalten* Im Falle von AluminiuiBOxid-Aluminiumcihlorhydroxid-Dispersionen wird ä±e Kontraktion so weit herabgesetst, dass sich di© Paaeru auf herkömmliche Textilspulen aufwickeln und von diesen abwickeln lassen c Eine andere bevorzugte Zurichtung besteht aus eines? 20 ge~ wiehtsprozentigen Lösung von Paraffinwachs in Xoluol.

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*-;fv I

Die ungebrannten Formkörper geaass der Erfindung sind unter normalen atmosphärischen Bedingungen beständig und können vor dea? Brennen tie au 2 Wochen gelagert werden, ohne daes die Eigenschaften der gebrannten Fasern dadurch wesentlich beeinträchtigt werden. In dem Ausmass, wie der Feuchtigkeitsgehalt der umgebenden Atmosphäre vermindert wird, verlängern eich die zulässigen Lagerseiten. Der ungebrannte Formkörper, Z₀B. die Faeer* kann z.B. ale "Verstärkungsmittel in ungebrannten keramischen Stoffen angewandt werden, in welchem Falle die Faser an Ort und Stelle gebrannt wird.

E, Paa Brennen

Die umwandlung das ungebrannten Formkörper» sum Endprodukt erfolgt durch einstufiges oder mehrstufiges Brennen (d_eh. eine gesteuerte Wärmebehandlung ssur Entwicklung der gewünschten Eigenschaften).

Zur Entwicklung der maximalen Festigkeit können Formkörper, ZoB. Fasern, die aus Systemen auf des Grundlage der Chlorhydroxifiß des Aluminiums und des Chroste hergestellt worden sind, eines sweiatufigen BrenArorgeng ttaterworfan werden. Zn der ersten, bei niedrig·? fesperatiir durchgeführten Brennetuf© wird die Umgebungstemperatur allmihliclä la Verlaufe το» etwa 45 Kinu-Ton EasüRteaperatur «af 600° O gesteigert, wobei für niedrigere $eap6?atuv®n lttager@ leiten be^orsugt werden. Die

Faeern können au^ii dureh ©i^^n Ruhr*iäof©ii mit einer Verweileeit

in der 900° C haissen Zone- bie su etwa 1 Ssfcunde geleitet werden» worauf sie als regellos orientiertes Vlies gesammelt oder auf eine Spule aufgewiegelt werden, di@ sieh der beira trocknen eintretenden Läjsgekontraktion anpassen ka&iu Zum Fördern und/ oder Aussiehe·» d©r Faaern können luftetrahlen verwendet werden. Unabhängig davon, ob ciiae erato B^ennstuf® angewandt wird, werden die Fasern in die polykrieii&Xlinefi keramischen Erzeugnisse geaftss der Erfindung umgewandelt, ln&®m ei® für eine Zeitdauer bie au 5 Minuten auf ü?@iap®ratur©n awisehöa d©m ©twa 0_}6efaehen

- 17 -

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^ 1913683

'48'

und dem 0,93fachen dee Schmelzpunktes dsß Oxids A, ausgedrückt in ⁰K (⁰O +273), erhitzt werden, wobei ait steigender Temperatur geringere Erhitaungsdauem erforderlich sind. Die Brenntemperatur und die Brenndauer sollen natürlich nicht so hoch sein» dass die stranggepreoste Pora seretört wird; die günstigsten Bedingungen lassen eich dursh Routinevsr suche bestimmen. Für Aluminiuinoxidbildner besteht die bevorzugte Methode darin, dass man die Paser derart durch die i'laasne einee Propan~LuftgebläsQ3 hindurchführt, dass jeder feil der laser für eine Zeitdauer bia zu etwa 5 Sekunden in der KLanjiae verbleibt, wobei für die meisten Pasern eine Verweilseit von 2 Sekunden "bevorzugt wird. Andernfalls genügt eine Verweilzeit von 1 Minute in cinsai auf 1500° C vorerhitzten Ofen. Eine bevorzugte Methode für einen kontinuierlichen Brennvorgang boateht darin, dass iaan die Fasern innarhalb von 10 Minuten diireh einea Ofen leitet, wobei sie einem allmählichen Temperaturanstieg Ms über 1300° C ausgeoetst werden und dann auf Raurateßperatej? susückkehran, Die MaxiioaltoBiporatur wird etwa 1 Minute Innegehalten _o

Eine kurze Einwirkungsdauer von Temperaturen über 1300° 0 wird bei dem Brennrerfehren für erforderlich gehalten» usa die nation von geringer Koragrösse* hohem kristallinem Anteil niedrigen Hohlraumgehalt au ersielea, die wahrscheinlich SWs üi® hohe Festigkeit verantwortlich, iet» durch di© sieh dia dungogeioäeeen Formkörper auaseicimenj vgl« 3®ispi®l 29

T, Der gornkörper

Di« chemische ZuaamiBenßetzuixg Ses Mtsebastinii hängt von den jeweiligen oxiäMlieiiden Salsesi irai in den etrangpreesbaren Semiscli βϋ* Bi® JoziakSs besogen auf ein hitaebeetändigee Oxid waü/oä&r f©ate desselben_r ku »indeotens 60 Sewiolitsf-rosenii aus

raren anderen Oxiden beetefeeao ?feEn las fei'fee©fe@©tändig© Oxid (e.B. Aluminiumoxid) in ehi&mXssTii&r ?©rbindtmg (nicht ia festsir rait'einem anderen yxii! (wies SilieimgSiosid) vorliegt,

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BAD ORIGINAL

* -t * ft ti

wird das letztere in den Wert von mindestens 60 1> nicht eingerechnet. Jedoch werden andere hitaebeständige Oxide, die zusansnen mit dem hauptsächlichen hitsebeständigen Oxid in fester Lösung vorliegen, in diesen Prozentsatz lait eingerechnet. Bein Brennen gehen die Oxide in ihre beständige te Form über, z.B. geht Aluminiumoxid im wesentlichen in «-Aluminiumoxid ttber. Die Aluminiumsilicate neigen dazu, in Mullit {3 Al₃O₅ · 2 SiO₂), die cbon erwähnte chemische Verbindung aus Aluminiumoxid und Siliciumdioxid, überzugehen. Je nach der Zusammensetzung dee strangpreeebaren Gemisches liegt eine oder liegen mehrere Arten von Eristalliten (d.h. eine oder mehrere unterscheidbare kristalline Phasen) vor. Zum Beispiel liefert die aus einem Qeaiech, das sowohl Aluminiumoxid als auch Aluminiumsalze enthält, eraponnene Faser eine kristalline Phase, nämlich «-Aluminiumoxid, Verwendet man ein. Chromaalz, so ergibt sich aus Röntgendiagrammen, dass das Aluminiumoxid und das Chromoxid in fester Lösung vorliegen« Wenn das strangpressbare Gemisch ein Aluminiumsilicät in einer Aluminiumealzlöaung dispergiert enthalt» entstehen Mullit und Aluminiumoxid als kristalline Phasen. Der Formkörper kann daher das Mtzebeständige Oxiö allein {z.Bo Aluminiumoxid), das hitzebeständigo Oxid in ohemise& ^g^bundener Form (z.Bo als Mullit) und/oder das hit unbeständige Oxid la festen Gelingen (z.Bo festen ItÖBUEgen aue Aluminiumoxid und Chrozaoxid) ©athalten.

Unter dem Elektronenmikroskop stellt man fest, dass die Formkörper gemäso der Erfindung aus Körnern bestehen, die su mindestens 30 i· einen Durchmesser von weniger als 0,5 μ, zu mindesten« 10 ft einen Durchmeeeer von sehr als 0,04 μ aufweisen und praktisch kftine xexner Bit Durchmessern von sehr als 3 μ enthalte ^ie Körner ihrerseits bestehen aus Kristallite», bei denen mindestens eine Abmessung;, bestimmt durch Eontgenlinienverbreittrung, kleiner ale 1500 % ist» Die Eorngrösse und hängen »it der Zugfeetigk®!* dee Fomkörpere Buaamien.

Die duroheoliiiittliclie Lb*m<an*xfi& dar «-

bestimist Xn. einer Bichtung senkrecht eur (030)-ExlataUtsbene,

' ¹⁹ * BAD 008836/1716

beträgt das O,5~ bis 2-fache der durchschnittlichen oenkreclit aur (110)-Ebeno und ißt grosser als das 0,75-iacho der durchschnittlichen Ablesung senkrecht z^r (1,0.10)~Bbsne. Mose Abmessungen werden, wie nachstehend beschrieben, bestimmt. In den Kasse, wie die Beziehungen awiechan den Kriatallitataaaeungon von den oben angegebenen Grensen abweichen, sinkt 4is Festigkeit der »örekörper fortacbroitena *

Aua RöntgendiegraaneB der Formkörper ergibt eich die holt einer oder Mehrerer kristalliner Phasen usd ©in nitätsgrad von »ehr al» 85 £. Die nitzebeetändig««!!

haben fine Porosität von weniger al» 10 £, bersclmet mm@h ä®r

Qltichung?

^ aohaingare Dichte - Itegsendiohte

Maeeendiohte tmd die echeinbare Sichte werden_f wie nachstehend beschrieben, bestiisBt.

!Formkörper, die aus den bevorzugten etrangpreasbaron Zweiphaseneyetemen geaäee dor Erfindung erhalten werden» haben einen Oberflächenunriee mit einer maximalen Rauheitahöhe, d_cb, sinora nazinalen_£ senkrecht zvlt Paseroberfläche geneasenen Abstand awiachen irgendeinem Berg und einem angrenzendem -Tal, von nicht mehr als etwa 2 χ 10"* cn, eine Rauhaitsperiode, d»h. einen mittleren Abstand zwischen stwei benachbarten Bergen» von weniger ale etwa 0,031 cn, eine nikroakopieche Rauheit von isehr ala etwa 300 % und eine raikroakopiecte Rauheitoperiode von weniger ale etwa 0,003 cn, wie nachstehend definiert. Diese bevorzugte Rauheitahöhe wird nicht ercielt, wenn die Formkörper aus anderen strangpreeebaren Mieohungeß, wie z.B. aus einphasigen flüeeigen eeaisohen oder Dispersionen von hiteebeständlgen Oxidt©ilehen in KLttesigkeiten hergestellt werden, die kein· Ausgaageverbindung für ein hitsobeständigee Orid enthalten« 3Se wuräe s&tvmrdon, dftee die bevorsugten Porakörper ijs gebranatea 2uetaaA eatweder eine o^xiaial© Rauheitahöha innerhalb der angegebenen

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_{; ;} ,:■- 009836/17 16

ζβη aufweisen» oder dass dieser Zustand leicht erreicht wird, wenn »an die Forakörper derart in eine Propaa-Luftflaimne einbringt, dass ihre Längsachsen paralle.1 sur Sichtung der von der Flamme erseugten Hauptgaeetröisungon vorlaufen. Die Verweil£eit in der Piano« beträgt 1 oder 2 Sekunden*

MiJarophotographiache Aufnahmen dee Usrinees der Längsoberflficho der Fasern zeigen» daee erfindungsgeaäes hergestellte Fasern eine aikroe&opiecne Rauheit aufweisen, die durch Vorsprung« gekennzeichnet let, deren gröaste Höhe, gewesaen in bsiug auf 4ie Pas*rol>tr fläche, den Wert von 300 £ Übersteigt» und

bsi denen d»r Abstand swisohexi swsi benaohbsxtsJi VomprOngen weniger als 0,003 ca Im trägt. Derartig· YorsprOngs werden bsi fasern, die aue einpheoigen wässrigen Sys tea ·η hergestellt, wo jv den sind» nicht beobachtet,

Sie hohe Zugfestigkeit und mikroskopische Rauheit, durch die die forskurper gsaäss der Erfindung, besonders die Fasern (d.ho laden oder Stapelfasern) gekennzeichnet sind, verleiht ihnen eins besonder· Bignung itur inwendung als YerstarkungsBitt·!· Dur oh dl« iBikroskopisohen Yorspriinge wird dan Gleiten an der Grensfläche swisohtn d·» Forakörpsr und der Binbettungsaaase bei der aechanisohen Bsa&spruehung des Oaneen

Ia Blektronenaikroekop beobachtet aan, dass bei einer Klasse der Forakörper genas« der Brfindung dl· Körner (wie oben gokenn<-eeichnet) in einer ausamaenhängenden ISinbettungenaase gleiohnftssig verteilt sind. Sie Körner und die Einbettungeioaese ihrerseits bestehen aus Irietaliiten, die, bsstimiit durch HÖntgenllnienvsrbreiterung, eine aittlore örooae von weniger als 1500 S nufweissn. Bei dieser Ausföhruiigsfonn beträgt der Anteil der Körner aa Produkt etwa 40 bis 90 i und derjenige der Binbettungsuases «twm 10 bis 60 4, aäatlicla, wie unten bssohriebeii, beetiaat. Die Beispiele 1 feie 4, β, 9, 11₉ 12* 15, 15 bis 17a, 20, 21» 30 ma. 35 erlttut^ iiee· AueflShrungsjiora der Erfindung (Mikvostvuktur aus Binb@ttusgsnasc« und Körnern).

- 21 - '

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Q. Ifaterauctiungsine thoden

Me Porosität; der Formkörper wird aacii dar folgenöon G-leia&ung berechne i;:

Porosität, f- -

Die scheinbare Dichte wird mit öeia Xfliftpykuosietcx and. einer Frobengröcso von etwa 0.1 g bestiea-it. Yov der Bentisiffimig v?irß dor lorajkörper (gowöbnlicii eine laoer) 2 Minuten bei 1500 C gebrannte Dann werden dis fasern mit Mörser und Pistill auf langen von nicht mehr ai0 des Fünffachem dos raittlarsn ^aoerduroliiaessers gepulvert, so dass siQ nur noch möglichst -.fanige ge~ schlossen© Hohlräua© aufweisen, damit iaan einen Wert flh? die scheinbare Dichte orh&it, dor sich wöglieh3t weit der wahren Dichte der Probe annähert.

Sur Beatiiamung der Massendichto worden die Fasern :ln einer panflamm© geglättet, damit eich ihro Länge leicht lüoöson lässt Die Faserlänge wird unter dem Mikroskop jait ginea Hikroaetei? geroeason, v:obei man die YerachiQbung veraoichno"i/, öio erforder lich ist, um die ganse Länge der Probe abautaston.. !'.)or B wird mit einer Genauigkeit von 2,5 ^ "JO"*¹' su mit ei

Hikroakop axt Fadenokular gemeoaen. Bei IPaaera voi? rundom Quer schnitt geniiJ»t die Seatiramung des Durcbaeoscris ντΛ Λ er um dao Volumen. ?.u berechnen. Die Plächo nicht-la'oaaiförrai Querschnitte wird auo paotographischen Aufnaliiüoii der r bestimmt,, Die Fasern werden auf einer Viaag© abgewogen, die iiaotandci ist, bis auf 1 χ 10™' g genau au wiegen« Mo soringeto _s su verwendende Fasexmenge beträgt i χ 10 g.

Di© Hassendichte von Fasern rait irreioföKSiig©® QMOi⁵Oolsaitt s3?gx eich aus der Gleichung

Masaendichte _a"

χ Läng«

Für fasern mit »rieht--taeiafürnigesi Querachnitt ergibt si

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X 1.0 :^:k-iTf-:;--i:'-,r-:'>xt ^iril bsi 22° ö und 65 $> rcil&tivss? X-ifti^eli-•L:i-r^:"3iö"as-i3^T-i -I©P "Joi-fslaeen ττακ H.B. Sehile imd ISitaae^eiueiTi ("iievic" cf ί-cisaiiiTic Xasin?UK_i,a-isⁿ _i I&iarö 38, Ir. 8, August Seit® 1103-1194) fesstisäsit« Bis MeeeX&Bge batrügt 0,1 era

öle eioitlvsckeagsseß^indigkeit 0,0041 os/Min.

alii-filtät (oder der toäetalliao Aß1;cäl) vfird aae'a dem' Ter&s3is?oxi ^ob E.F. Klag und t.S. A

äBr©s fos?. Polyerjotallime

" _s Verlas ^olm Wiley & Sofca, Ibc.j 1934, Seite β2β biß 663) "bestlaiiQ-fee line geeignet© Abäsidsrung äissss Verfsiirena sur g der Mongs ob. ß-Aliiisiiiimsosid xn den be^orai^gten F-a-

ist di© folgesides

Eine Eiciiiswrvo :ftär die Abhängigkeit "des proasntiialsß kr-ic-balli- HGY; Ar.tcils ύοώ dor Eöntg9i-.intoiiBität vird, wie naehctöherid "boschrieben, gewonnene Alle Wer^a für den io?istall;tn®n Anteil "bosiehea wich D.ui¹ äisses Eichu&rfahren und stellen Eicht digerwsißo al>3olu-ss Werte dar,

e2?. Ton X/ - ι 6-A£ufflinlttino2:i'i (won öer Alcoa Gonpaay) unö B-Glats (von dor 0"fe-ens--Corniiig PAbarglaes Corporation) v/ei?aan geooHäs-ct λι-2 H'.irno3 irerraaiilen, bits eis durch ©in Sieb rait 44 (a Kaechf'j.'vreiti' kiri'Ii.⁷rchi,ehsn. JJfi-.in werden Gamiracbe aus Aly.mi.nium-0X3ßüi .0 välVi^ti-ilvor in den "ev/icbts-erhältaxesösi 9:1 und 4:1 fcorge.Tofclü.·!; Μίκϊ miii Mßrsss? imd Pifstill lioaogenirriov-fc. Ton die- «on ?vⁱol;e-i:. wii υοώ einer P;eol;c f-ud 100 piOri^iiti^eo Q5"./.lur:xnlura-

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;-i.?»gesc-;;n'·j -Ma raiu gxk.ci/j Woi-t-v/infeülgor-iODO'"

009836/1716 BAD ORiGtNAL

te&tor und einorj IspulshShenanalysator arbeitet. Der

trag der von 20 = 12₅OO° bis 2£ =* 45,33° abgebeugten Intensität (I.) und die von 2Θ » 37,00° bis 29 =40,33° abgebeugto. Intonsität. (I₃) werden durch ein· genormtes Sälilverfahren ermittaitj während die Prob© über den obigen Bereich von Beugungswinkeln mit einer Geschwindigkeit von 2Q * 2° je Minute gedreht wird, wobei alle Analysen doppelt durchgeführt worden. Dann wird das Intensitätsverhältniß 1^Ig berechnet und in Abhängigkeit von dem prosentualen kristallinen Anteil der Probe in ein Diagramm eingetragen; durch die Wertepunkte wird die beste gerade Linl© gesogen. Die für die Bichkurve erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die Kormalabweichung für diese Messung, bestimmt an 28 Doppelproben, beträgt ~1_f5 # kristallinen Anteils.

Probe I₄ I₁* I*/I

A ^AB ^AA^/AB

100 £ kristalliner 3066 - 3061 392 - 403 7,8-7,6 Anteil

90 $> kristalliner 3309 - 3218 371 - 368 8,9 - 8*7 Anteil

80 $ kristalliner 3468 - 3473 348 - 353 10,0-9,8 Anteil '

Das gleiche Intensitätsvernältnis wird an jeder der Faserproben bestimmt, nachdem sie auf Teilchengrössen unter 44 μ vermählen worden sind. Dann wird der prozentuale kristalline Anteil, wie oben für die Eiehkurve beschrieben, berechnet.

Die Korngrösse und Größenverteilung auf der LSngsoberfläche der gebrannten Formkörper wird an einer vergrösserten elektronenmikroskopischen Aufnahme, nach einer Weiterbildung der Methode von John E. Hilliard ("Metal Progress", Mai 1964, Seite 99-102) und von R.I.. Pullman ("Journal of Metals", Mär a 1953, Seite 447 ff.) bestimmt. Das itzen und die Abdruckanfertigung müssen so durchgeführt v/erden, dass der Fachmann an der elektronenmikroskopischen Aufnahme die Körner an der Oberfläche der Formkörper erkennen kann. Wenn auf dem gebrannten Formkörper keine

**-. 24 ·*" . Ö09836/ 171 6

Körner sichtbar sind, kann eine Itaiing erforderlich sein, \w die Kornsteitistur blosasulegon. Mo Itssung ooll av/ar die Körner freilegen, aber die Körner selbst nicht wesentlich angreifen» Zua Baispiel komiQYi -AXwfiiniumoxidfasern, die mit Siliciumdioxid enthaltsiiden Oxidteilchen hergestellt worden sind, 30 Minuten bei Raum temperatur in konzentrierter (48prosentiger) flussäure geätzt werden. Zur Herstellung der elektronenraikroskopischen Aufnahmen wird das folgende lormalvorfahren angev/andt:

ι. Kohlenstoff wird in einem typischen Glockenverdampfer direkt auf den geätzten {oder imgoätzten) Fasern abgeschieden.

2* Bann werden die Fasern vollständig in lösung gebracht (für AluBiniuaoxidfasern verv/endat laan Phosphorsäure von etwa 350° 0).

3. Die Kohlenstoffabdrücke werden aus der Lösung herausgenommen und mehrmals mit destilliertem Wasser gewaschen.

4. Die Kohlenstoffabdrückt? werden auf Gitter gelegt und im Elektronenmikroskop untersucht.

5» Eine repräsentative Fläche wird bei etwa 250Ofacher Vor« grössorung photographiert.

6. Dann wird das Negativ auf 20 OOOfache Vergrösseriing vergrösflert.

Bine so erhaltene mikrophotographische Aufnahme bei etwa 10 OQOfacher Vergrösserung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung (in einer zusammenhängenden !Bünbettungsmasse gleichmäaeig verteilte Körner) darstellt, ist in der Zeichnung

abgebildet.

An verschiedenen Stellen der vergrösserten mikrophotographiechen Aufnahme werden drei oder vier Kreise mit Radien von je 6,4 cn eingezeichnet. Die genaue Anzahl der Kreise wird so gewählt, daee si· mindestens 100 ganze Körner umfassen. Der Maaostab iot §0₉ dass 1 am 0,05 μ entspricht. Die Schnittstellen zwischen

'AV ^BAD0RISINAL

und Kreisen werden, im allan Pisafctsn ränge um &Qn ÜEifang der Kroiso herum angegeteön. Die Sclisittstellen des Usfanges mit den Korngrensen werden auf allen Kreisen in der obigen Weis© vermerk-1.

Dann misst man die Länge der Selmo, clic äo® i£ä»e±abogen entspricht, der auf den Kreisen für jeden dar Schnittpunkts mit den Körnern raarkiert ist, und die gegossenen Längen werden nach den folgenden Fraktionen in ©in© '.OaUöll© singe tragen: 1-2 nun, 12-4 mm, 4-8-mm₉ 8-16 mm, 16-32 ram und 32-64- am. Aus der Anzahl der Sehnenlängen unterhalb einer Reihe von bestimmten Grossen läset aicli die Korngröascnvorteilung berechnen.

Sie Gesamtlänge der Sehnen erhält man, indem κεη alle für eine gegebene Gruppe gemessenen Sehnen Kiisamraenadaiert, und wsnn ώοχι diese Gesamtlänge durch die Gesamtzahl der Körner dividiert, erhält man eine mittlere Sehnenlänge, wie sie für ein Korn auf der Faseroberfläche gemessen wird. Dia mittlere Sehnenlänge für jede der Korngröseenfraktionen lässt sich bereclmsn, indem man die gesamte Sohnenlänge für die betreffend© Korngrössanfraktion durch die Anzahl der in dieser Kornsrössenfraktion bestimmton Körner dividiert. Multipliziert man diese mittleren Längen d_f -. mit dem Skalenumwandlungsfaktor von 0,050 μ/mm, so wird dadurch die mittlere Sehnenlänge in μ erhalten. Dieser Wert wirä nach der Gleichung von Pullman

(a)

in den mittleren Korndurchmesser d/_ft\ umgewandolt« Bine Αηζείιΐ von Werten für einea typischen gebrannten Aluminiuiaoxidfadon gemäBS der Erfindung ist nachstehend unter Verwendung von vier Kreisen tabellenm&seig aufgeführt ι

- 26 009836/1716

Fraktion, ran Anzahl, der Körner

Prozent Körner in jeder fraktion

Kumulativer Prozentwert

nan» 8

Mittlere Sehnen-

länge, aao* 2,0

Mittlere Seiraen-

länge, μ** 0,10

Mittlerer Korn-

durchmeeser 0,16

2-4 20

13 80 4..0

4^8 96

51 64

576

8^i6 63

34

98

693 16-32

6,0 11,0

0,31 0,47 0,86 101

100

20,0

0,20 0,30 0,55 * 1,00

* Die Messgenauigkeit der Seimenlänge beträgt ~0,25 nrau ·· Skalenfaktor = 0,050 μ/οπη. 1,57

32-64 0

Inagoo

188

101

101

1457

Wenn san die Korngröesonverteilungswerte für AlWBiniTüaosid£&- öen gesäss der Erfindung als kumulative Prosssitv/orte in Abhängigkeit auf logarithmiscli-normaleai WahrschoinliciLkeitspapieE (WahrscheinlichkeitsGkala und losaritfcGiiQcäQ Skala, öle orctere auf der Grundlage des normalen Peblergeaetoes) in ein Diagramm einträgt, bilden die Punkte swjLschen 16 und 84 $ eine gerade Linie. Sie Eorngrössenverteilung für einen gegebenen faden kann sum Teil bestimmt werden, indem laan die mittleren KorndurGinaesser angibt, die 16 # und 84- $> entsprachen. Die Korngrössonverteilungswerto sind in Tabelle II für eine Anzahl von nach den nachstehenden Beispielen hergestellten Fäden angegeben.

Des Verfahren sum Bestimmen der Hexige dor Einbettungsphase ißt die Punktaählmethodc von Hilliard und Cahn {"3?rans. AIMS", Bend 221, 1961, Seite 34-4). In der Praxis ist es leichter, den Eoragehalt der Probe au bestimmen. Ber Anteil der Binbsttungstiasse wird dann aus der Differenz bestimmt.

Die maximale Rauheitshöhe und Rauheitoperiode werden mit dem "Bürsten-" stift-Oberfltichenanalysiergcrät folgend erfassen bestimmt:

Bine 1,3 bis 2_f5 cm lange Probe dos gebrannten Forinkörpers, E.B» eine Paser, wird begradigt, indem sie einen Augenblick \ durch dio Flamme eines Propan-Luftgebläses hindurchgeführt wird, worauf sie an federn Ende mit einem Klcbband auf dem Objektträger eines Mikroskops befestigt wird. Dabei eetat man dio Paser unter eine solche Spannung, dass sic sich eicht biegen oder kräuseln kann. Eine Zeichnung des Oberfiächenprofila längs der längsaohse der Faser erhält man mit einem keilföriaigen Stift, der eine Breite von 0,15 om und einen Krümmungsradius von 0,0013 cm aufweist.

Die Zeichnung des Profils wird mit der Ausnahme von Hand repro-. . duaiert, dass man die feineren Rauheiten (Einzelheiten, die :Ln engeren Abständen als 0,005 om voneinander stehen) unbeachtet

- 28 009836/1716

·„ -.J I ι—

lässt. Die von Hand gezeichnete linie wird dann auf ihre Bauheitshöhs (maximaler Abstand von Berg zu SaI, senkrecht sur Faseroberflache gemessen) und Rauheitaperiode (mittlere? Abstand swisehen den Bergen) analysiert. Auf diese Weis© wird eine Länge von 2.5 sons der faser analysiert.

Die mikroskopische Bauheitshöhe und -periode der Fäden erhält man, indem man die Höhe und den Abstand von VorSprüngen, die auf einem vergrösserten Umriss der Längsoberfläche des Fadens beobachtet v/erden, ira Verhältnis su der benachbarten Paseroberfläche misst. Die Pasern werden nach genormten elektronenmlkroskopischen Verfahren auf Kupfergitter gelegt, auf denen feste Gegenstände ist durchfallenden Elektronenstrahl beobaohtet und mit 150Ofacher oder 250Ofacher Vergrösserung photographiert v/erden können. Dann werden photographisohe Vergröesorungen der Umrisse hergestellt, so dass man schließlich eine 600Ofache oder noch höhere Vergrössorung erhält.

Die relativen Abmessungen der Kristallite werden nach den von B.D. Cullity ("Elements of X-ray Diffraction", Verlag Addison-Wesley) beschriebenen Röntgenlinienverbreiterungsmethoden bestimmt ο Bei Aluminiumoxidkristalliten wird die Analyse für die der (030)-, der (110)- und der (1. 0. 10)~Kristallebene dee «-Aluminiumoxids entsprechenden Reflexionen durchgeführt, die Braggechen Winkeln (29) von 67,9°, 37,7° bzw.» 76,6° entsprechen.

Der äquivalente Kugeldurchmeseer der festen Oxidteilchen wird mit einer Andreasensehen Pipette nach dem Verfahren von CA« loomiß ("Journal of the American Ceramic Society", Band 21, Seite 393 ff.) bestimmt.

Die vorliegend beschriebenen, verbesserten Formkörper, besonders Vasern von hoher Festigktit, sind so biegsam, dass sie sich in Gewebe oder Vliesstoffe einarbeiten lassen, die als Isoliermittel oder Filtrieraittel und für Anwendungesswecke bei hohen Temperaturen geeignet sind» Die faeera eignen eich ale YeretMs~

- 29 -''009836/1716' ^^{0 0RtG1NAL}

kungsBiitt©! für Kunststoffe, Textilfasern, Metalle, und sonstige Stoffs. Die ungebrannten oder vorgebrannt an fasern sind ebenfalls gewerblich verwertbar {si© kUnnsn s.B. in keramisch© Körper eingelagert und an Ort und Stelle in hitsebe atindige Oxidfassrn umgewandelt worden, die dia gebrannten ErseugniosQ verstärken}*

Beispiele

Die folgenden Beispiele dienen sur weiteren Erläuterung dar Erfindung:

Es werden strangpressbare Gemische unter Verwendung der folgenden Salze hergestellt:

Aluminiumßhlorhydroxid (A1:C1 » 2s1)}

Aluminiunohlorid (gesättigte wässrige Iiösung; Al:Cl = 1:3)

basisches Aluminiumacetat /Κΐ{OH)₂OCOCHj_-J,,

Ferner werden die folgenden weiteren Salae verwendet:

Chromßhlorhydroxid ^Sr₅ (OH)₆CIg^I 2 H basisches Aluminiumnitrat (AI:NO^ ~ 2,2); Chromchlorid (Cr01₅»6 H_?0)} Eisen(III)-chlorid {FeCi₅.6 H₂O)j

»ickelnitrat £&±{Χ0^)₂<.6 Hgp/j Magnesiumchlorid (MgCl₂·6 H₂O).

Verholtnieee von Aluminium zu Chlor, die von den oben genannt©!! abweichen, erhält man duroh Vermischen der erforderlichen Memge wässriger Salzsäure mit einer wässrigen Iiösung von Aluminiumehlorhydroxid.

Die verschiedenen Oxidteilchon, die sur Herstellung der pressbaren Gemische verwendet werden, sind in Tabelle I durch die folgenden römischen Zahlen gekennaeiohnot:

- 30 - ÖAD ORIGINAL

009836/1716

gepulvertes» gemahlenes Aluminiumoxid, hergestellt nach Beispiel 1 (äquivalenter Eugsldurchasiaser für über 39 ic weniger als 3.0 μ, für mindestens 75 56-weniger eis 1 μ und £Ü2 50 $ weniger als O₅S μ)|

5yp II β Pyrolyoiertes Aluminiumsulfat, maximaler äquivalenter Kugeldurchmesser <0,5 μ?

Typ III und Typ IV ■ XA~16-Aluminiumoxid (der Aluminum

Company of America),

nach dem folgenden Verfahren fraktioniert:

6,54 leg handelsübliches, fein gemahlenes Aluminiumoxid von hoher Reinheit {"XA-16" der Aluminum Company of America) werden !inter schnellem Rühren in 28 1 destillierten Wassers dispergiort, die mit 56 al konsentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert •Jon 4,0 eingestellt worden sind. Diese rohe Dispersion wird in einem 69 cm langen und 52,5 cm breiten Polyäthylenfcehälter 24 Stunden ungestört absitzen gelassen. Die überstehende Dispersion wird von den abgesetzten Feststoffen durch einen Auslas β abgezogen, der sich 2,5 em über dem Boden des Behälters 'oofindote Aus dieser verdünnten, raffinierten Dispersion werden boi Atmoophärendruek 75 # ihres Gewichte abdestilliert. Ss hintsrbleibt eine konzentrierte Dispersion mit einem Feststoff gehalt von 48,7 Gewichtsprossent; diese Feststoffe werden nachstehend als Teilehon vom Typ III bezeichnet. Die Teilchengröseenverteilung dieser Fraktion wird mit der Andreasenschen Pipette nach des Verfahren gemäse "Grain Siee of Whitsware Clays as Determined, by the Andreasen Pipette" in Journal of the American Ceramic Society, Band 21, Seite 593, von George A. :&ooFiis bestimmt. Hierbei findet man, dass 99,4 Gev/iohtsprozent •ler Teilchen vom Typ III einen äquivalenten Kugeldurchmessor Ton weniger als 1 μ und 89,4 Gewichtsprozent einen äquivalenten ICugöldurchmesser von weniger als 0,5 μ aufweisen. Die Bodensatsfraktion aus dem Gefäss wird nachstehend als Teilchen vom 'j?yp IV be&eiohnot«

_ 5-s « BAD 009 8 3 6/1716

Eyp V * Bentonit (HatriunnsoniaaoEillonit)» der praktisch kein© Seilohen nit einem äquivalenten Kuge2.öMTQbm®®3QT von mehr als 3 μ aufweist.

Typ I? *= Handelsübliches Aluminiumoxid (Sype SC-152 BBH dor Reynolds Metals Company), nach &em folgenden Verfahren fraktioniert:

2_r2 kg Aluminiumoxid in dem im Handel erhältlichen Zustand, 111 destilliertes Wasser und so viel konzentrierte wässrige Salzsäure (von 37,5 Gewichtsprozent), dass der pE-Wert auf 4,0 eingestellt wird, werden 10 Minuten heftig gerührt und dann " 6 Stunden in einem Polyäthylenbehälter mit einem !Durchmesser von 28 cm ungestört absitzen gelassen. Me obere, 17 cm hohe KLtiasigkeitsschicht wird dann abgeheuert. Diese verdünnte Dispersion wird bei Atmosphärendruck auf 2 1 einer Dispersion mit einem Peststoff gehalt von 39,1 # eingeengt. Die Teilchengrössenverteilung dieses Materials_f bestimmt* wi© oben für das Aluminiumoxid vom Typ IV beschrieben, ist die folgende:

99.8 $> kleiner als 18,4 μ an äquivalentem Kugeldurchiaesßer 99,5-56 ⁿ " .7,4 μ " " "

99,5 $ ⁿ " 5,2 μ " » «

99*2 ?6 « » 3,6 μ ^ιτ » »

97,7 ¥> ^η " 2j2 μ " » «

49.3 1» " ·³ 1,0 μ " " "

28.9 $ " " 0,7 μ » «π

17.4 $ " " 0,5 μ " " "

Typ VII S= Geraisch au© γ- und ^-Aluajxniuiaoxid (erhältlich von der (Jrace-Davidson Chemical Corporation).

Typ VIII * Kaolin aus SÜd-Öarolina (masiiBalor äquivalentes? Kugeldiirehmesser <? μ}₀

™ 32 -009836/1716

η	It	U
η	It	κ
H	Il	κ
M	If	fl
It	U	tt
W	Il	η
ti	η	It
Il	Il	J5

Die Spinnmisehungen, doh„ die strangpressbaren Gemische, werden, wie nachstehend beschrieben, hergestellt und stranggepresst, Me Brennbedingungen sind in tabelle II durch die nachstehend erläuterton Buchstaben gekennzeichnet»

In einigen Fällen werden ssur Herstellung von Fäden aus einem gegebenen strangpressbaren Gemisch Je nach dem zu bestimmenden Parameter die stranggepressten Gebilde mehrmals gebrannt* Aus Gründen der Klarheit ist das jeweilige Brennverfahren zur Herstellung der betreffenden Proben in der Spalte unmittelbar rechte von dem Wert des betreffenden Parameters, Z₀Bc der Porosität, angegeben»

A « 1 Minute bei 350° 0.

B » temperatur innerhalb 45 Minuten von Raumtemperatur auf 600° C gesteigert, dann auf Raumtemperatur erkalten gelassen.

C s* Temperatur im Verlaufe einer Stunde von Baumtemperatur auf 600° C gesteigert» dann auf Raumtemperatur erkalten gelassen*

B « Temperatur im Verlaufe von 2 Stunden von Raumtemperatur auf 873° C gesteigert und 10 Minuten innegehalten»

E ~ Jeder Abschnitt des Fadens befindet sich i bis 2 Sekunden in einer Propan-Iuftflamme.

P - Die Ffiden werden durch einen 92 on langen Röhrenofen geführt, in dessen Mitte eine Zone von 15 cm Länge auf 1400° 0 erhitzt ist, während die beiden Enden der Röhre nach der Atmosphäre hin offen sind» Die Fäden werden mit einer solchen konstanten Geschwindigkeit durch den Ofen geleitet, daee die YerweUeeit in der 1400° C heiesen Zone 1 Minute beträgt,

G » Wi· f, jedoch nlt einer Verweileeit von 2 Minuten Xn der 1400° 0 heieeen Zone. .

- 35 -

009836/1716

H β Wie F, jedoch bei einer Temperatur der heissen Zone von 1500° 0.

J » Wie 6, jedoch bei einer Temperatur der heissan Zone von 1500° 0.

K a Wie F, jedoch mit einer Verweilieit von 3 Minuten bei 1500° C.

1 * Die Fäden v/erden unuiittslbar für 3 Stunden in einen 1700° C heiaeen Ofen eingebracht.

M ■ Die Fäden werden unmittelbar in einen 1500° C heisa©n Ofen eingebracht, in dem sie 24 Stunden verbleiben.

I H « Wie 1, jedoch mit einer Verweilseit von 2 Stundan«

Die Koragrösse, der prozentuale kristalline Anteil, dio Porosität, die relativen KriBtallitabmesaungen, die maximale Rau-= heitehöhe, die Rauheitsperiode, die inikroalcopiöclie Rauheit wiä die Zugfestigkeit der nach den folgenden Beispielen hergestellten Fäden sind in Tabelle II angegeben. Der Ausdruck ⁿ£ Korn» abmessung, μ¹¹ in Tabelle II bedeutet den prozentualen Anteil (10, 16» 50 oder 84 ^) der Körner mit Abmessungen unterhalb des angegebenen Wertes.

Als Spinneohliohte dient eine 20-gtwiohtsproEentige Lösung ' Iiauriniaureäthyleater in Perchloräthylen, die auf die frisch ' ereponnenen fäden (vor den Aufwickeln) beia Vorbeiführen an. einen Docht aufgebracht wird, der teilweise in die Spinnechlichte eintaucht.

* Valls nichts anderes angegeben ist, besieben sich säntliche Pvoientwerte auf Gewichtsmengen.

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Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung des bevorsugten strazigpressbaren ZweiphasensystsES und die Herstellung von Faoern aus demselben.

Sine bsvor saugte Art von kolloidalen Aluiainiuraoxidteilehen orhält man, wie oben fcesehrioben, aus "BurunduiB^^Mahlzylindern. Se vjerden mehrere Ansätze von Teilchen hergestellt, indem 4000 g Zylinder mit !Durchmessern von 2,1 cm ausammen mit 1000 ml Wasser in eia Mahlgefass von 4,9 1 Inhalt eingebracht und dann 30 lage mit einer Geschwindigkeit von 38 U/Min, umgev/älst werden. Das Gefäss besteht aus mit "Burundum¹¹ -verstärktem Porzellan. Jeder Ansatz liefert eine Suspensions die beim Trocknen 250 bis 400 g kolloidale Teilchen mit hohem Aluminiuoosidgehalt ergibt, die als Aluminiumoxid vom Typ I bezeichnet werden.

Bin strangpro3Qbaren Geniisch wird hergestellt» indem man 66 g Aluminiumoxid vom Typ I, 434 g einer 41₉3prosentigen wässrigen Lösung von komplexem Alusjiniuraehlorhydroxid (entsprechend 24 Gewichtsprozent AlgO«, bezogen von der Reheis Chemical Comp, als SOgewichtsprosentige wässrige !Lösung von

2»2 H₂07) und 20 g festes Chromchlorhydrozid »12 H₂O₉ erhältlich von der Diamond Alkali Comp^7 miteinander vermischt. !Dieses Gemisch wird in ein 1 1 fassendes» alt ^flBurundum^H-veretärktes Gefäse eingebracht, in dem eich SOO g "Burundum"-Zylinder befinden. Bas Gefäss wird 17 Stunden mit 120 TJ/Min. umlaufen gelassen, das flüssige Gemisch wird dekantiert, und 253 g dieses Gemisches warden in einem rotierenden Kolben bis au einem Gewichtsverlust von 40,4 g eingeengt, ms bei 80° C unter vermindertem Druck 16 Minuten dauert. Das Chemisch wird dann 20 Minuten bei 80° C und Atmosphärendruck unter Kotieren in einem geschlossenen Kolben gealtert und auf 40° C erkalten gelassen. Hierauf wird das Gemisch durch eine 0,071 cm lange kreisförmige Strangpressöffnung mit einen Durchmesser von 0,01 cm stranggepresst. Vor dem Eintritt in die öff-

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nung wird das Gemisch duroh fünf hintereinandorgeschaltete Siebe filtriert. Die Sieb© sind hinsichtlieh ihrer Kaeohenweit in der folgenden Reihenfolge angeordnet: 0,3 ana, 44 μ» O_f3 mm, 74 μ? 0,5 mm.

Nan läsot die Faser duroh Luft von Raumtemperatur auf eine Spulo fallen, von der die Faser mit einer Geschwindigkeit von 195 Ej/Hin. aufgenommen wird· Der Paacrdurchmesser beträgt weniger als 0,03 cn-. Die ©insige, durch Röntgenbsugung nachweisbare kristalline Phase ist «-Aluminiumoxid» und di©-Dicht© der Pasern beträgt 3,7 g/eia. Unter dem Elektronenmikroskop boobachtet man, dass die Pasern Körner -aufwaitSGn, die in einer su-

linbettungamassG vorteilt sind. Bor Butlers r beträgt 0,41 μ* und es oind feeino Körnor )üit von üiehr als 3 μ vorhanden. Sis übrigen Eigenschaften der Formkörper ergeben sich aus tabelle II.

B e i a ρ i el 2

Dieses Beispiel erläutert ©ine Dispersion mit überachüsaigem Wassergehalt, usi die Dispergierung der teilchenförmigen Phase au verbessern.

Eine strangpressbare Dispersion wird hergestellt, indesi man 50 g Chromchlorhydroxid ^r₅(OH)₆CIg. 12 HgO/ in 1 00 g einor 41 j 3g©wichtsproEöntigen wässrigen Lösung von AluuiiniuGiehXorhydroxid löst und dis- klare lösung mit 250 g Aluniinitraioxi&toilohsn vom Typ I_t hergestellt nach Beispiel i, und 290 al Waasar in einem mit "Burundum¹¹-verstärkten Behälter- der 1000 g ^t:Eurun« dum"-Zylinder enthält, 16 Stunden vermählt. Die dabei erhaltene Aufschlämmung wird abgegossen und unter vermindertem Bruok in Qinera rotierenden Kolben auf dem Dampfbad bis au der günstigsten Konsistens für die Strangpressbarkeit eingeengt. Die konzentrierte Mischung hat di© Konsistens einer dioken Paste.

Das frisch hergestellte Gemisch wird abwarte unter einem durch eine hydraulische Oarver-Presse erzeugten Druck von 7,03 χ 10^

009838/1118

g/cm durch eine Spinndüsanöffnung mit einem IHirchraesaer von 0,005 cm versponnen. Der Druck wird allmählich bis auf den Endwert erhöht, bis die Paser aus der Spinndüse auetritt. Das Snde der Faser wird αit einem Spatel aufgenommen und von Hand mit einer solchen Geschwindigkeit von der Spinndüse weggezogen, dass sioh ein zaittleres Ausziehverhältnis von etwa 3*1 ergibt, die Vasern aber nicht zerreissen. Das Ausziehverhältnis erhält man aus den Terhältnis des Durchmessers der Spinnäüssnöffnung ZUDB schliesslichen Durchmesser der ungebrannten Faaex*. Der Durchmesser der Faser beträgt weniger als 0,03 cm.

B e i 8 ρ i e 1 3

Dieses Beispiel erläutert die Bildung eines Fadens aus einer strangpressbaren Dispersion, die nicht eingeengt zu werden braucht. .

Eine strangpressbare Dispersion wird aus 8 g Aluminiumoxidteilohen von Typ I hergestellt, die ihrerseits nach Beispiel 1 hergestellt und dann bei 110° 0 getrocknet worden sind. Die Teilchen werden in Becherglae mit 2,1 nl einer gesättigten wässrigen Lösung von Aluminiunchlorid-hexahydrat (AlCl*·6 H₂O) (etwa 57 Gewichtsprozent; Dichte 1,3 g/car) gemischt, was 12 Gewiohtsprozent Al₂O, entspricht. Die so erhaltene dicke Paste wird in den Finger eines Gummihandschuheβ eingebracht. Das offene Ende wird mit einem Gummiband abgebunden und der Inhalt durch 2 Hinuten langes Rollen des Behälters auf einer Tischplatte unter Druckausübung mit der Handfläche geknetet. Die Dispersion braucht nicht eingeengt zu werden, da sie be» reite nahezu die günstigsten Eigenschaften für die Bildung von Fasern besitzt. Unter einen Druok von 14 x 10* g/om² wird au« einer Spinndüsenöffnung nit einem Durchmesser von 0,014 on •ine Faser ereponnen. Die austretende Faser wird mit einen Spatel nit solcher Geschwindigkeit von der Düse weggezogen, dass du Aueeithvtrhaltnie ©twa 3η beträgt, ohne dass die Faser zorreiset.-Nach dem Trocknern an der luft, bis die Oberfläche

— 3? -· 009836/1716

nicht mehr klebrig ist, wird di© Paaor getesiaat· Ss ser der Faser beträgt weniger alo 0,03 cm.

Bine straftgpressbare Biapersion wird n&ek €ess Beispiels 3 mit den dort angegebenen RsagenäQongsn. äit doa Unterschied hergestellt, dass das AluDiniurablilorid in <äsr eigen Phase durch 2,1 al einer gesättigten vj'abkini Chloridlösung ersetst wird.

B_nG ,i .3, p...! .0.JX 5

Dieses Beispiel erläutert eine Dioperaion you i

teilchen, die durch Pyrolyse von Aluminiiims>2lfai; aai 1000° 0

erhalten worden sind.

Aluminiumsulfat wird bei 1000° C sii einem fοinen Pulver pyrolyöiert, welches dann in einem Luftstrahl von hoiiar keit zu Seilohen aelbstnäiki'onisiart vrird, deren inaxiiaälar äqui valenter Kugeldurchineaaor av/iachen 0,02 vxiö. 3 μ !liegt ö 10 g dieser Teilchen werden mit 180 g des? in BeiapieX 1 angegebenen wässrigen AluminiMiochlorhydrosidlößimg; 10 <g fost&ra ÖhröBißhlorhydroxid und 1 g Kieselsäure (Glühverlusf. der Kieäölsäure 12 Gewichtsprozent) irermischt.

Dieaeo GsEiiach v/ird in dor KugölBitihl© in siaeiii O₈ 237 Ί fassenden, mit "Burwnduia" auegoklöiäeton Behälter bei aänor üadre* hvmgogeschwindigkeit von 200 ü/Min» 16 Stmidsn vssEfilalsn, wosrauf das Produkt dekantiert und bis su einem G-ewichtsverluot von 23 ?δ eingeengt wird. Aus diesoin Geiyisch wis'd isittela ©in©r Spinndüsenöffnung von 0,014 gk Burohnieesar untes? taineai Druck von 1,41 x 10^p g/ßm eine Pasei* eroponiieii= Bio aus d©r Büss auetretando Faser wird raittals oinoc Lnftoeraiilö anasgesogen und auf einem Sieb gesammelt. fl©r Durchmeseor dor F©s©r weniger ale 0,03 cm.

- 38 -»

BAD ORIGiNAU 009836/1716

Beispiel 6

Pleses Beispiel erläutert ©ine Spinnsnisclituag unter Verwendung von iss Handel ei%ältliclie:a Seilehan sowie den Eusats eines löslichen. Moilifäsierjoittels imm 7erbossevn dor Strangpxttseba?-

ksit.

Sin© siirsngpressliare dispersion v/ird ans 10 g Isolloidalea Aluminiumoxid {srhältXiciSi von äor Gvaae-Bavideon Chemical Corporation) hergestellt. Aus der RÖntgenanalyss ergibt Sien die Anwesenheit von γ- und ^-Aluminiumoxid· Di© Mengen der übrigen Eeagensien und das angewendete Verfahren ©ntsprechon doni Beispiel 5 siit des? Auonatoe., äass die Kios©leäv?r© durch 1 g Borcäwre sröetst mid dio MahMauösr in der Kugelisühle auf 64 Stunden erhöht wird.

Bsi spi θ 1 ■ 7

Dieses Beispiel erläutert die Hererfcellung einer steangprssatoaren Dispersion nafsh doin Yerfahrsn des Beispiels 5 iinter .\assung des ChroujEalses und der

Das Gemisch wird in einen 0,237 1 fassenden, Hit "Buxundusn" ausgekleideten Behälter eingebrachtj der "BuruKdura^-^ylinacuP enthält« Naeh 16stÜndig@£9 Ifisohen wir-ß die Diepereion Ms su einem Gewichtsverlust von 24 & eingeengt, durch eine 0,01 um v;eit0 und 0,112 cm lange Spinndüse versponnen und die Fasor auf einer Spule aufgenoirjman. Der Durchmöoser der Faser beträgt weniger als 0,03 cm.

B e._i s ρ i e 1 8

Dieses Beispiel erläutert di© Verv/endung von ^irkonylnitrat als Spinnhilfsiaittöl.

Ein Gemisch aus 50 g feingepulverteia Aluminiumoxid vom Typ I» 25 g festem Chronmhlorhydroxid, 50 ml einer 41,Ügewichteprosontigon wässrigen Lösung von Aluminiumehlorhydrosid und 50 ml

Ost e% f% f⁵ / ι *Ί 9 8 3 6/ ι /

Waeeer, die 1 g Zirkonylnitrat enthalten, wird nach dem Yerfahren des Beispiele 2 hergestellt. Die Aufschlämmung wird unter vermindertem Druck Me au einer vsrspinnfearsn Konaistens ©ingeengt, versponnen und die dabei erhaltene faser durch Portsiehen von der Spinndüse mittels eines Spatels ausgesogen. Der Duronaeseer der faser beträgt 0,003 cm·

Beispiel 9

Die feste £hase der strangpreaebaren Dispersion Gesteht aus' feinen leuchen (Korngröesen unter 44 μ)» die 90 Gewichtsprosent Ifetriuaosontmorillonit (Bentonii») enthalten und su den übrigen 10 $ im wesentlichen aus Feldspat mit geringen Meagen oder Spuren von anderen Mineralion bestehen. Me !Teilchen selgen ein Basenauetaueohveruugen von 65 bis 90 Milliäquivalenten/ 100 g. tO g dieser Seilchen werden mit 10 g festest Gbromchlorhydroxid, 180 g der in Beispiel 1 beschriebenen wässrigen AluainiuBchlorhydroxidlösung und 1 g Borsäure gemischt. Dieses Gemisch wird in einen 0,237 1 fassenden, nit "Surunduic" ausgekleideten Behälter «usanuBon mit 180 g "Bunmdum"-Zylindern ein« gegeben, worauf der Behälter verschlossen und 16 Stunden gerollt wird. Die eo erhaltene Kasse ist etrangpresobar und ausziehbar, nachdem sie in einen erhitzten rotierenden Verdampfer unter verminderten Druck bis zu einem Gewichtsverlust von 23 $> eingeengt worden ist.

Die so erhaltene Dispersion wird durch eine Spinndüse mit einen Durchmesser von 0,013 cn und einer Kapillarlänge von 1,3 cm versponnen, und die fäden werden durch Aufwickeln auf eine Spule ausgf Bogen. Wenn van diese Fäden 2 Sekunden der Einwirkung einer Fropan-Luftflanme aussetzt, erhält man ein keramisches Produkt, das aufolge der Röntgenbeugungsanalyoe sowohl eine kristalline Mullitphaee als auch eine kristalline ucAluainiun« oxidphaee enthält. Der ?adenduroh»eeser betrügt weniger als 0,03 cm.

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Be i g P i β 1 10

Meees Beispiel erläutert ein atrangpressbares System, das keine Oxidteilchen enthält, wie es im Sinne der Erfindung srforderlioh ist, und dae Brennen der daraus ersponnenen Pasern nach zwei verschiedenen Methoden.

(a) 180 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluminiuaehlorhydroxidlöeung werden in einen» Mischer 10 Minuten gerUhrt, dann bis zu einen Gewichtsverlust von 25 £ eingeengt und schliesslioh versponnen und gebrannt. Sie so erhaltenen lasern ■ind verhältnieaäeslg schwach und aeigen niefct die oben angegebenen Strukturparameter.

(b) Zu Vergleiohszwecken werden diese Fasern für längere Zeiträume und bei höheren Temperaturen, nämlich 3 Stunden bei 1700° 0, gebrannt; sie sind dann aber inner noch verhältnisnäseig schwach und weisen nicht die oben angegebenen Strukturparaaeter auf.

Bei g, Pl e ,3J. 11

Dieete Beispiel erläutert die Verwendung von Kaolin für die festes Oxidteilchen. Si· strangprsssbare Dispersion wird nach de« Verfahren des Beispiels 6 und mit den dort angegebenen ßeagensnengen alt des Unterschied hergestellt, dass die Aluniniumoxidtellohen durch Kaolin aus Bild-Carolina eraetzt werden.

Sie ÖpinndUsenkapillare hat einen SurohBesser von 0,013 cn und •Ine Lunge von 0,318 cn, und dl· ?asern werden genäse Beispiel 2 er spönnen. Sie haben einen Durchmesser von weniger als 0,03 on.

Beispiel 12

Bin· strangpresse«?® Slspereion wird durch Vernleohen von 28,8 g 3ietn(III)-chlorid-fe«xahyi vt, 165 g einer 48gevdchtepro«antigen wässrigen Siepereion von Älmiainiunioxidteilohen voib a'yp I und 350 g eirifi? 41g«wichtspr©aentigen wässrigen XiösuRg von Alumi-

- 41 009836/1716

niuaohlorhydroxid in einem Mischer der Bauart "Osteriser" im Verlaufe von 5 Minuten hergestellt. Die homogene Disperoion wird bis au einem Gewichtsverlust von 31,8 $> eingeengt, 20 Minuten bei 80° C gealtert und dann durch eine Spinndüse mit 8 Lächern mit einen Lochdurchiiesser von 0,010 cm und einer Ka<pillarlänge von 0,13 cm unter einen Druck von 2_S2 ζ 10* kg/cm versponnen, und die Fasern werden mit einer Geschwindigkeit von 14-7 m/Min, aufgenommen.

Hach den Brennen haben die fasern einen mittleren Durchmesser von 0,0018 cn·

Beispiel 13

Dieses Beispiel erläutert den Ersatz des Chromchlorhydroxids ^r₅(OH)₆Cl₉ο 12 H₂Ö7 durch Nickelnitrat Ni(N0₅)₂«6 H₂O*

Eine strangpressbare Dispersion wird hergestellt, indem man 26,4 g Aluminiumoxidteilchen vom Typ I, 173»6 g der in Baispiel 1 beschriebenen wässrigen Aluminiumchlorhydroxidlösung und 16 g einer 50gewichtspro sent igen wässrigen Lösung von Nickelnitrat-hexahydrat in einem 0,237 1 fassenden, mit "Burundum" ausgekleideten Behälter mit "Burundura¹¹ -Zylindern mischt und den Behälter 16 Stunden mit 71 U/Min, umlaufen lässt. Das so erhaltene Gemisch wird unter vermindertem Druck eingeengt, Ms ©ein Gehalt an verfügbaren Oxiden 47 Gewichtsprosent beträgt« Durch eine Spinndüse mit einem Durchmesser von 0,013 cm wird bei

A. 9

einem Druok von 9,9 x 10* kg/cm eine Faser ersponnen. Me aus der Spinndüse austretende Faser wirä auf einer Spule nen, di@ »it soloher Geschwindigkeit rotiert, ame® neaeer der Faser auf das 3»5-fache
Brennen sseigt eine Faserprobe mit ©is@a 0,0028 cm eine Zugfestigkeit von 0,73 x 10⁷ g/cm². Eöntgenbeugungsanalyse besteht äi© Faser aus einem O^» und

- 42 - . 009836/1716

B JB₁ i j3 P ₁ 1 el 14

33ieso3 Beispiel erläutert die Herstellung einer laser sue Magnesiumoxid.

Mit Morser und Piatill wird eine homogene Dispersion von 8 g gepulvertem" Magnesiumoxid und 4 öl einer bei 25° C gesättigtön wässrigen Magnesiumchloridlösung hergestellt. Das Gemisch wird in einen biegsamen Behälter (den Finger eines GuBtaihandschuhee) •ingebrac-ht, der iaim durch Zubinden des offenen Endes verschlossen wird» worauf das Gemisch geknetet wird, bis es homogen ist. 33urch ein© Spinndüse mit einem Durchmesser von 0,01 cm und einer Kapillarlänge von 0,04 oid wird eine Paser ersponnen, die dann bei 110° C getrocknet wird. Der Durchmesser der iaser beträgt weniger ale 0,03 cm.

Beispiel 15

Dieses Beispiel erläutert den gleichseitigen Zusats von inshrersn teilchenförmigen Stoffen su der Salzlösung sowie die Verwendung von Böhfflit als McdifiBiermittel.

Aus 7 g gepulvertem Aluminiumoxid vom Typ I, 3 g (Titanoxid, 0,3 g Böhiait und 2,7 ml einer bei Raumtemperatur gesättigten wässrigen lösung von Aluiüiniusichlorid-hexahydrat vrird ein homogenes Gemisch hergestellt, indem die Stoffe in einem biegsamen Behälter (dom Finger eines Gummihandschuhes) geknetet werflen, bis das Gemisch homogen ist. Dieaa Dispersion wird durch eine Spinndüsenäffnung von 0,013 cm Durchmesser und einer Kapillarlänge von 0,05 cn versponnen. Der Durchmesser der Faser beträgt weniger als 0,03 em.

B e i s ρ i el 16

Di©ass Boispiel erläutert den Siusata von Böhmit ala Modifiaier-

" ⁴⁵ "* BAD OFMGtNAL

0 0 S 8 3 B / 1 7 1 6 -

7 g pulverförmig© Aluininiuisoxidteileken vos Syp Ij 3 g ZirkoniuiBOSl&teilehen, 0,06 g Böhmitteilehen (sämtlich ait ©ines äquivalenten Kugel&uroSnaessor zwischen "etwa 0_f02 und 5 μ) und 2,1 ml einer bei Raumtemperatur gesättigten wässrigen Lösung von AlviEiniuioehlorid-hexefcydrat vier den durch Verkneten ia einem "bisgsaEssn Behälter (dom finger eines Guiaiailisndsohuhes) miteinander gemischt, bis sich ein homogenes Gemisch gebildet hat, Bas Gemisch wird dann durch ein© Spinndüse iait einen Durchmesser von 0,013 gib zu einer beständigen) selbsttragendes Faser iBit einem !Durchmesser von weniger als O₉ 05 esa versponnen»

Me nach den Beispielen 17 bis 25, 21 und 28 ©rsponnenen Ea-" eern werden mit einer Spinnschlielite in Form ©in©r 20gQWiehts~ proseatigen Lösung von Laurinsäureäthylester in PesOhloräthylen behandelt. Vor dem Aufv/ickeln auf Spulen v;©rden die sa? ßponnonen Fasern über einen Docht geleitet, der tsilvrsise in die Spinnschlichte eintaucht.

Beispiel 17

Dieses Beispiel erläutert den Ersatz des hydroxid-Komplezsalaes in der strangpressbaren Dispersion durch basisches Aluminiuinnitrat, das nach dem folgenden Verfahren hergestellt worden ist, und vergleicht die so erseugten Fasern mit solchen, die aus einer Spinnlösung erzeugt worden sind, die keine teilchenförmige Phase enthält.

(a) Ein mit Sehaufelrührer, (Thermometer und Rückflusskühler versehener 2-Iiter-Dreihalskolben wird mit 448 g Al(NO₅ )y 9 H₂O, 1200 ml destilliertem Wasser und 80 g granuliertem Aluminium vom Reagens-Gütegrad (Korngrössen 0,84-2 ₉ 38 mm) beschickt. Der Kolbeninhalt wird auf 90° C erhitst, worauf man mit dem Erhitzen aufhört, da die !Temperatur durch die exotherme Reaktion auf 90 bis 100° C gehalten wird. Dao Reaktionsgemisch wird 16 Stunden gerührt, wobei eine Gasentwicklung stattfindet und man die Temperatur bis fast auf Raumtemperatur absinken lässt. Dann wird das Gemisch wieder auf 100° ö erhitzt

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0 0 9 8 3 6/1716 ^^{0 0RfGINAL}

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und 8 8tunden auf dieser Temperatur gehalten. Das überschüssige Aluminium wird von der klaren heissen lösung abfiltriert. Die Analyse der Lösung zeigt, dase sie da« äquivalent von 11,3 Gewiohteproeent Al₂O₅ und 6,1 Gewichtsprozent HO₅ bei einem Molverhältnie AItHo₃ von 2,2 enthält. Ein Gemisch aus 400 g dieser Lösung und 10Og Aluminiumoxid vom Typ I wird in einen Haushaltemischer hergeotellt, worauf man durch Eindampfen unter vermindertem Druck einen Gewichtsverlust um 56,6 $> herbeiführt und das Gemisch 20 Hinuten bei 80° C altert.

Aus dieser Dispersion werden nach Beispiel 1 durch eine Spinnditoenöffnung mit einen Durchmesser von 0,01 cm mit der Ausnahme fasern erspönnen, dass die Fasern etwa 30 cm unter der Spinndüse gesammelt werden. Der Durchmesser der Fasern beträgt weniger als 0,03 cm.

(b) Zu Tergleiohszwecken wird eine ähnliche Spinnlösung hergestellt, die jedooh keine festen Oxidteilohen enthält. 700 g einer Lösung de* basischen Aluminiumnitrate werden mit 31,1 g konzentrierter Salpetersäure (71 Gewichtsprozent HlfO») gesiecht und bis BU eines Gewichtsverlust von 66,1 # eingedampft. Nach 20 Hinuten langem Altern bei 80° C werden ?asern genäse Beispiel 1 hergestellt. Die Pasera haben einen Durchmesser von weniger als 0,03 cm.

Beispiel 18

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Aluminiumoxidfaser unter Verwendung einer basischen Aluminiumecetetlueuag in Kombination mit Aluminiumchlorid und Magnesiumchlorid.

(a) 2800 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluminiumohlorhydrozidlösung werden in 26 1 destilliertem Wasser gelöst, und die Lösung wird mit 480 ml konaentrierter wässriger Ammoniumhydroxidlösuag (29 # IE₅) fersetast. Das entstandene Gel wird, darch Eühf^a öispergiert und dann in einer mit Tuch ausgeklei-

.- 43 -. 009130/1716

deten Korbsentrifuge abjzeritrifugiert. Der Filterkuchen wird viermal »it destilliertem Wasser gewaschen. Das fauchte Gel wird in 481 g Eisessig zu einer Lösung gelöst, 4ie das Äquiva lent von 6,6 Gewichtsproseat AIgO^ enthält. Bas Molverhältnie AlιAo«tat beträgt 1.

600 g der obigen Lösung, 54,5 g einer wässrigen Alußiniumchloridlösung, die 27,8 5* AlCl- enthält, 61,8 g Aluminiumoxid rom Typ III und 2,8 g Magnesiumchlorid-hexahydrat werden in eines Eaushaltsmischer vermischt, und das Gemisch wird unter einem Druck von 65 na Eg in einen 75° C heiseen Bad bis zu eine» Gewichtsverlust von '1O₇ 8 i> eingedampft w& dann 20 Hinuten bei Atasoaphärendruek in dem gleichen Bad gealtert. Die Dispersion wird durch die in Beispiel 1 beschrieben« Spinndüse versponnen* Der Durchmesser der Faser beträgt weniger als 0,03 ob.

(b) Zu Vergleichs «wecken werden 600 g der gleichen basischen Aluminiunaoetatlusung »it 54,4 g einer 27,6g6*ichtöpros«ntigen wässrigen Aluminiumohloridltfaung und 2,8 g Kagnosiuachloridh-aiahydrat nach de« oben beschriebenen Yerfahren vermischt.

Jack den Abdampfen von 73 t 2 Gewiehteproaent des Gemisches in einen 75° C₍ heissen Bad unter einem Druck von 90 mm Hg wird das Gemisch 20 Minuten in dem 75° C heiseen Bad gealtert. Wach des Verfahren des Beispiels 1 ersponnene Fasern haben einen Durchmesser von weniger als 0,03 cm.

Das Brennen erfolgt nach den Yerfakren D und T in der Reihenfolge> Die Fesern zeigen eine rittlern Zugfestigkeit 0,89 x 10' g/cm . Wenn die Fäden nach den Ves&cduren. B' vsoA 1 in der genannten Reihenfolge gebrannt werdest^ lisfeesi aie festigkeit von 0,56 χ ΙΟ⁷ Λ

009836/1716

Beispiel 19

Dieses Beispiel erläutert ein Zweiphasenayetein mit einem HbI-vsrhältnis AIsOl von 1,3si »ad vergleicht die daraus hergestellt© faetr=· mit einer Faser, die aus einer ähnlichen, jedooh keine teilohenfßriBiga Phase enthaltenden Spinnlösung hergestellt worden ist.

(a) 10 Gewichtsteile der in Beispiel 1 beschriebenen AlunsiniuachlorhyteöxidlöBung werden mit 1 Gewichteteil konaentriertep wässriger Salzsäure (37,5 Gsvienteprösent SOl) gemischt. In einen Haaahaltsraischor wird ein Qaaisch aus 246,7 g dieser lösung uftd 165,3 g einer wässrigen Dispersion hergestellt, die 48,7 SewichtsproEent Aluminiumoxid vom' 3?yp III enthält» Durch Einengen, dee Gemisches bei 80° C und einem Druck -von 95 mn Hg werden 38»9 Gewichtsprozent aus den Gemisch abgetrieben. lach 20 Kanuten lange» Altern %ei 80° 0 wi.rd die Dispersion genäse Beispiel 1 su ?aesrn vex>spoonen, die einen Durchmesser von weniger »le 0,03 ο» aufweisen.

(b) Zu VergleichejEweoken wird ein· Lösung hergestellt, die die gleichen Eeageajseengen, wie-unter (a) angegeben, jedoch k«in# Aluelniuaioxidteiluhen «ntliält, und das anfängliche Reaktionsge-■isch wird Ibis su eine« Gewichtsverlust von 33 £ eingeengt* Sie gebrannten ?äd«n nind so schwach, dass bei der Sugfestigkoitsprufiang kein Wert erhalten rird.

Beispiel 20

219»5 g d«r in Beispiel 19 beschriebenen flüssigen Shase, 16 g einer wässrigen Dispersion, die 48,1 Gewichtsprozent AIuainiumoxidteilohen vom Typ I enthält, und 6,8 g Chroauchlorhydroxid werden in Haushaiteisischer venoiBcht. Unter eine» Druck von 95 mm Hg und bei einer Badtemperatur von 80° C werden 31 Götiiehteprosent aus Äiesaa Gemisch abgetrieben _k Faoh 20 Minuten langem Altern in den 80° C heissen Bad wird die Dispersion nacJi Beißpiel 1 su Fasern versponnen ₀ D@r Durchiosuseer der

■ 47 009838/111S

Q-961-E ·*Γ·

Fasern beträgt woniger als 0,03 cm. Pio lasern werden nach den Ve?fahren E, ? und E in der genannten Reihenfolge getrennt«

Bei a P i e 1 21

Dieses Beiepiel erläutert eine Dispersion, die zu wenig feste OExateilchen enthält, so dass die Porosität der daraus hergestellten Fasern höher als 10 # 1st,

In eines Haushaltsmißcher wird ein Gemisch aus 250 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluninivjnchlorhydroxidlüsung, 8,6 g einer wässrigen Dispersion, die 48,1 ßowicbt^prozent ÄluminimaooEidteilehen voh Typ I enthält, und 7,9 g GhroKchlorhydiOzid Ii sr ge ο teilt. Dass i'oßäiscli vria-d unter veraiäiae^tea Druck bio zu einem Gewichtsverlust van 25,2 # eingeengt vjiä geaiäsa Beiapiel BU Fasern versponnen. Me ITasorii. «i.ö »inen Durchasaaßer τοη weniger als 0,05 cm sufwsißea, werden nach den Yerrshi?e2i Ji, P und S in der genannten Beiiienfolge gebrannt.

gjg., i..s_p i e 1 J22

Ein Gemisch aus 199»5 g dar in Beispiel 1 baachriebsnen Aluminiumehlorhydro3cidl{5eung und 54,4· g einor wässrigen Dispersion, di© 48,7 Crewiclitaproaent Aluraiziiraioxidteilchen vom 5yp III enthält, wird in einem HauahaltsBüschor hergestellt und dann unter verninderteß Druck bis au einem Gewichtsverlust von 27*8 i» eingeengt. Die Dispersion, daren. X-Wert 37 i> beträgt, wird 20 Minuten bei 80° 0 gealtert und dann nach Beispiel 1 vereponnen. Die fasern haben einen Durchmesser von weniger al£ 0,05 c» und werden niioh den Verfahren B, J und S in der genannten Reihenfolge gebrannt. _{; ;}

Be ig ρ ie I 2^ " :'' " V·

Ein (J#*Laoh aus 265,6 g einer wäesrigen Dieporsion, die 48,7 Otwichteproaent Aluainiuiaoxrid voia Typ III onthölt, und 359 g dor in Beispiel 1 beschriebenen AXuudriiumchlorhydroiridlögung wird

BAD ORIGINAL

009036/1716

unter verhinderten Druck bis ,eu einen Gewichtsverlust von 33,3 56 eingeengt, Naoh 20 Hinuten langem Altern bei 80° 0 wird die Siepereion duroh echt Spinndüaenuffnungan nit einen Buren- »easer von je 0,01 ca versponnen; die oreponnenen Fasern haben einen Durchmesser von weniger ale 0,03 on.

Beispiel 24

Dieses Beispiel erläutert die Wirkung der Torwendung von etwa θ uewichtsproeent Oxidteilchen Bit einen äquivalenten Kugeldurchmesser von nehr als 3 μ.

Die Oxi&teilohen von Typ 17 werden aus einen Sedinent erhalten, das bein Fraktionieren von Aluminiumoxid ("Type XA-16") hinterbleibt. Die, wie oben beschrieben, bestimmte Verteilung hinsichtlich dee äquivalenten Kugeldurehnessero der Teilchen von Typ 17 ist die folgende:

99,1 £ kleiner als 16 " μ

96,8	*	η	η	■»4	μ
95,6	*	η	η	5,2	μ
95,0	*	η	ti	3,6	μ
91,8	*	η	η	2,9	μ
89,7	*	η	R	2,2	μ
77,8	*	η	Il	1,0	μ
69,4	*	η	η	0,7	μ
59,4	η	11	0,5	μ·

Btrangpressbare Moperaion wird aua 165,3 g einer wässrigen !Dispersion, di© 58,5 Gewichtsprozent dieser Oxidteilchen enthält j 'ma 269 j 3 S &%'£ in Beispiel 1 beschriebenen Aluminiunöhl©r?^: TdrozidlöeuBg ta'geetellt. Dieses öemisch wird unter versainderteis Γ-ταοϊ Mj en eineis Gewichtsverlust von 28,1 ^ eingedesm 2Q Kinaten b«i 80° 0 gealtert. Die so Erhaltene

ψϊΜ na^h Boiepiel 1 sm Paeera versponnen, di« ÜaiQlum»m%s tob woniger als 0,03 on aufweisen.

- 49 » .

009836/1718 bad original

BeiflPieI 25

Diese© Beispiel ^xläubert die Verwendung von Oxidteilchen mit einem vom Hersteller angegebenen aiittleren Durchmeseer von 0,03 μ.

200 g Aluminiumoxid ("Alon 0", hergestellt von der Cabot Corporation) werden in ein*m Haushaitsmisoher in 500 ml destilliertem Wasser dispergiert, und die Dispersion wird im Vakuuaofen bei 65° 0 getrocknet. Bin strangpressbarss Semisen wird hergestellt, indem »an 66 g des getrockneten Oxids mit 434 g dor in Beispiel 1 beschriebenen Alußiüiuochlorfyrdroxldlüftung und 20 κ feste« Ghromchlorhydroxid nach des Verfahren, des, Beispiele 1 in eine» ait ⁿBurundum^M ausgekleideten Poraellenbohölter vermählt und das Gemisch dann unter vermindertem Druck bis zn einem Gewichtsverlust von 17 i» eindampft und 20 Minuten bei Atmosphärendruck und 80° C altert. Nach dem Brennen nach dan Verfahren B und H in der genannten Reihenfolge weia&n die Faden eint η Durohiaeseer von weniger als Oj03 cm auf.

Beiapiol 26

Zur Herstellung einer strangpreeabaren Dispersion werden ssuaäohst 299 g der in Beispiel 1 beschriebenen AluminiiiiEchlorhydroxidlösung rait 26,8 g festem Chromchlorhydroxid in ©ii Haushälterischer gemischt. Sobald sieh eine klare Lösung bildet bat, seist man 224*4 g einer wässrigen Dispersion, die 45,4 öewiohtsprossent Aluaiiniunjoxidteilchen vom üiyp III enthä3.t, imd 19,0 g einer wäserigen Dispersion, dia 30 Gewichtsprozent kolloidale Kieaolsäureteilchen enthölt (»Ludox-^M» der B.I. du Pont de Nemours and Company, Inc.) zu. Haoh !> Minuten langem Rühren in dem Mischer wird dae Gamisoh untsr vermindertem Bmok bei 80° 0 bla au einem Gewichtsverlust von 34_f9 $ eingeengt. Aus einer Spinndüse mit ß 8pinnlÖchem von j® 0,01 cm Durchmesser und 0,13 om Kapillarlänge wordan Vaeem ersponnen. Nach dom Broimea gemäße den Verfahren B und E in der angegebenen Reihenfolge haben die Faoera -ain&n DurohssessöX· von weniger ala 0,05 cm.

.. 50 . 009836/1716

Beispiel 27

Dieses Beispiel erläutert das Verhalten einer atrangpreesbaren Dispersion, in der etwa 8 Gewichtsprozent der Gxidtsilchen einen äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als etwa 5 μ aufweisen.

In einem Mischer wird ein gleicjr*Eifissigei3 Gemisch aus 1?9?5 g der in Beispiel 1 beschriebenen Äliiisiniumchlorlijarosidlöfimng und 165,4 g einer AXuminiuinoxidflispQrsion, die 59,1 Gewichtsprozent Aluminiumoxidteilohen vote 3?yp VI enthält, hergestellt. Aus dem Gemisch werden 40,5 # eeinea Gewichts abgedampft, worauf die eingeengte Dispersion 20 Hinuten bei 80° C gealtert wird· Pasern werden gemäss Beispiel 1 ersponnen.

Beispiel 26

220 g der in Beispiel 1 beechriebenen AlurainiuBjchlorhydroxidlöL'ung werden in einem Haußhalts-Nahrungsmittelmischer mit 17?4 g einer wässrigen Diepersion vermischt, die 48,7 Gewichtsprozent Aluniniunoxidtsilchen vom Typ III enthält. Das homogene Gemisch wird unter vermindertem Druck bei 80° C bis auf einen Gewichtsverlust von 23,8 <$> eingeengt und dann in einem geschlossenen Behälter bei Atrooephärendruck 20 Minuten bei 80° C gealtert. Fasern werden aus der Dispersion gemäßa Beispiel 1 ersponnen.

Beispiel 29

Dieses Beispiel erläutert den Einfluss su starken Brennens auf die Struktur und die Zugfestigkeit der Fasern.

4748 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluroiniumchlorhydroxidlöaung werden a it 38,2 g konzentrierter wässriger Salzsäure (37,5 Gewichtsprozent) gemischt. Aue 415 g dieser Lösung und 307 g einer wässrigen Dispersion, die 48,7 Gewichtsprozent Aluminiumoxid voa Typ IXI enthält, wird eine strangpressbar« Dispersion hergestellt. Das Gemisch wird unter vermindertem

- 51 008836/171B BADORlGiNAL

Q-961-H -Λ- ^1313663

Druck bei 80° 0 bis au eines Gewichtsverlust von 34,6 # geengt und dann 20 Minuten bei 80° O in einen geschlossenen Behälter bei .AtBOsphteeniruck gealtert· Each dem Verfahren des Beispiels 1 werden durch eine Spinndüse »it 11 Löchern von je 0,01 ca Eurchaeeaer Fasern ersponnen. Bin Ansatz (a) der Fasern seigt nach 24-sttindigeci Brennen bei 1500° Q eine maximal® Kornabaesaung von 2,1 μ» und 32 # der Körner sind kleiner ©Xs 0,5 μ. Ein zweiter Anaatz (b) der Fasern wird 3 Stunden bei 1700° 0 gebrannt, was weit über der für das Brennen bei di©e®r Teaperatur vorgeschriebenen 5-Minuten-Greiise liegt. Me Fasern enthalten praktisch keine Körner mit Durchmessern von weniger als 0,5 . μ« und die größe te Kornabsessung beträgt 6,5 μ·

Diese Ergebnisse aeigen» dass Brenndauern Ms su 24 Stunden be: Temperaturen zwischen etwa 1300 und 1900° C'bei den Fasern ge~ Suse der Erfindung kein Kornwachstuia über die fUr eine hohe Zugfestigkeit erforderliche trense hinaus verursachen. Wenn di< Brennteaperatur von 1500 auf 1700° 0 gesteigert wird, sinkt die obere Zeitgreaae von 24 Stunden bis zu einigen Mnuten.

Beispiel 30

Dieses Beispie?, erläutert das Verhalten einer etrangpressbaren Dispersion, in, der das Holverhältnie von Aluminium au Chlor in der flüssigen Phaee 1:1 beträgt.

1684 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluminiumchlorhydroxidlösung werden Bit 408 g konzentrierter wässriger Salssäure (37,9 Gewiohtspr&^ent HCl) versetzt. Die eo erhaltene Aluminium ohlorhydroxidlbeung enthält das Äquivalent von 19,6 £ Al₂O, und 13«75 £ Cl, ao das« das Holverhältnis AluminiumChlorid 1₉0 betrügt.

240 g dieser Xöeung werden ait 15,3 g feste» und 160 g einer wässrigen Dispersion, die 48,1 A4unialuaoxidteilohen ve* iyp I enthält, in eiaasa Bauart «Osteriser" gemischt. Das hooogene Gemisch wird

009836/171©

einen Gewichtsverlust von 33,5 $> eingeengt und tarn 20 Minuten Ätmosphärendruck und 80° C gealtert.

Diese Dispersion wird durch eine.Spinndüse Bit einer Spinnöffnung mit einen Durchmesser von 0,01 cm au Fasern versponnen, die einen Durchmesser von weniger als 0,03 on aufweisen.

Beiapiel 31

Dieeea Beispiel beschreibt den Zusatz eines Kobalt(II)~aalzes als Modifiziermittel su der strangpresabaren Dispersion«

4688 g der in Beispiel 1 beschriebenen Aluninlvmohlorhydroxidlöeucg werden mit 18,9 g konzentrierter wässriger Salzsäure (37,5 Gewichtsprozent HCl) versetzt. Das Molverhältnis Al:Cl beträgt 1,86.

207,5 g dieser Lösung, 145,8 g einer wässrigen Dispersion, die 51*3 Gewichtsprozent Aluminiiunoxidteilohen vom Typ III enthält, und 3,8 g festes Kobalt(II)-chlorid-hexahydrat werden in eines Mischer der Bauart Oaterizer vemisoht. Das Geilach wird unter verminderten Druck bei 80° C bis auf einen Gewichtsverlust von 32,4 i> eingeengt und dann 20 Hinuten in den 80° C heiasen Bad bei Atnosphärendruck gealtert· Fasern werden genäse Beispiel 1 erspönnen.

Die Fasern sind blau und haben einen Durchmesser von weniger als 0,03 cn.

Beispiel 33

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer strangpressb*- ren Dispersion unter Verwendung von festen Aluniniunohlorhydroxid in einer wässrigen Dispersion von Aluniniunoxldteilohen» In diesen Falle nuss Wasser sugesetzt werden, ua das Gemisch strangpressbar aru naohon.

- 53 -009836/1716

Q-361-H '

1170,6 g oiKsr 57,2ρί·ο3οι·2·&1-^3Γ.Λ vrSssässii iui'iiehl&iamung von

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lisp^.^iert. Ρ&ε Ά-süii.-. j»x ^ärd ίΙίΛϊ^ « ιΐο*' '!-"^iresn reiter auf 80° ß S3ehi>;st, lä.s £ic5k Jaö fc^ta AiuiLauijEciilcsaj-dsiOKifS. vollßhändig igelööt hat, was 1j5 Stiriiäosi äangLt. iliöiroa imd ©a v/ertlen no oh 18 Stvr.^.cr!. forties st ^k₅ vo^Buf maix das auf 26° 0 kühlt und ,^laie^ij-ltig mat-^ 7;i^siadortei!

Brack ©ntlUft©t, B:ie 15ίΰ;ίϋ5Α'ϊ.·1οκ ^ix*?! d-a5?cli o.ine Syäiin&ü 11 Spi^Y>3.öcfci)2?ii voiTi ,je 0,⁵M '••-ai IruroU^.'ioaßi? m:.d 0.127 ens p l.arXMiigö !ΑΠ"!;oi? oinora JJ^iiol·: \^?·:<β 1,2 χ 10 g/cja Tarsapomien- imcl öie lääßii t;©2?(lGn auf ednar iO.t 180 sj/Hin. loalaufeMen Spula aiifgeJioEiKioji. Bi^ nach deia Vo:..-.fahren S gobranntsii iPSöen weisen einen mittleren 'Du>:chvs®raser von 0,0018 ei« ο,ι^ΐ.

3 9 i ' T) 1 ο 1 33

Dieses Beispiel arläutort dlo ?örv?eaäi:mg iron Polyäthylenosid als Spimiiaxlfßi.')ittol boi dein ariin&ungsgsssäafjaa Ver-uViirsn»

Man arboitet rait den RcGgeniien geaiäas Beispiel 9, Seßooh. unter Zuaata von 0,1 g Polyatliylsnuxid mit cineai Molekulargewicht von etwa SOO 000. Diö DiEipörnion v/irä dann l)is üljsi* don üblichen GewichtsverluBt von 25 # hirauis Qi«ge©agt. Dann wird das Gewioht mit Waaeer auf 172 g aufgefüllt und di© Diaporeion bis au einem Gewiohteva*\Luat von 25 $ eingeengt. Bsi Verwendung der In Beispiel 9 beschriebenen Spinndüse» ist der sum Erapinnon einer Fasex» erforaerliohe Druck uns 40 $ niedriger als i'ür dio in Beispiel 9 beschriebene Dispersion.

- 54 009836/1716 ^BAD

Die Fasern v/erden gebrannt, indem si© sunächst innerhalb 45 Minuten τοη Rauiat©inp@ratur auf 600 O ©rhitat, Sann 10 Minuten auf 600° C gehalten, innerhalb 10 Minuten auf 700° O erhitzt und. 20 Minuten auf 700° C gehalten werden, worauf die einzelnen Fasern für ein© Tervieilseit von 2 Sekunden duroii eine Propanflpima© geführt werden.

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		spiel	a/EGl		Oxidteilchen	149	60,4	52,4	•
	29	a/ECl	Menge	iyp	77	48,0	42,8
	30		415 g	III
		a/cooi2/aci	240 g	I	74,6	59,8	51,8
	3t	f	15,3 g		67	60,0	52,0
.	32	a	207,5 g	III	10 Polyäthylenoxid	17,5	37,0
	33	T)	940,0 g	III
			180,0 g	V
CD			10,0 g
CO
o>				,3gewichtsprozentige wässrige Lösimg.
(J>	a =
		AluffliniuMQhlorhyclroxicl file 41

b - Festes Chrontchlorhydroxid.

c - Bei 22° C gesättigte wässrige Aluminiumchloridlöaung.

d * Bei 22° C gesättigte wässrige Chromchloridlösung,

e s Wässrige Lösung von basischem Aluminiumnitrat (11,3 Uew°-9&

f " Festes Aluainiiracklorhydroxid..

„» .'_ir ι,-.

•S3-

Brennen "tma Bigeasohaften der gasern

	11	20	30	3 •P	ti φ	U ©	Kristallitgrösse	(030)	(JUO2IO.)	Q) t>
0	12	21	31 32 33	<H OJ O	«Η β-	H *■	(030)	0*99	"ToioT"	Φ
-d P* ca	13	22		in P^	Ι	& *H *» © ca+»	£	0,93	0,95	Ά
Bei	U	23	5			765	0,89	O.Bf	AK
	15 16	24		AKE .AKJ		295	ns	0,93,	BH
2	17a	25			85	580	1,1	O5 93	BH
%	b	26	2		85	205	0t87	0,80	BE
4	18a	27		BE BJ	86	420	0,89	1,2	BH
	b	28	4		89	665	1.2	0,9i	BH
6	i9a	29a		BE BJ	98	685	1,0	0,86	BH
7	b	b	0		97	310	0f94		GH
8		GE GJ	90	570		0,89	BE
9	30		88	540	n3		BH
10a	21	BE BJ	97		0,87	no
b	9	BHB BHJ		400	0?70	0,91	BF
2	BE BJ	92	695		0,80	BF
0	BE BJ	87	1160			BF
	BE BJ	90		0,79
				no	0,80
0			915	0,71	0,90	BF
0	BFE BPJ	87	460	1,1	no	DF
0	DE DJ	100	1030	0,59	0,74	DH
0	BE BJ	90	435	1,1	no	DF
6	DPE DFJ	98	1355		0,89	BG
<~	BGE BGJ	96	500	1,1		BF
0		100		0,63	0,84
11	BPE BPJ		410	0,66	0,94	BF
4	BPB 3PJ	99	1270	0,45	0,89	BJ
5	BJE BJJ	92	1000	0*83	0,79	BJ
3	BJE BJJ	98	1810	if-5	no	BJ
	BJE BJJ	93	820		no	BH
0			•270	0,48		BH
10	BHE MJ	90		0,52	0,86
9	BJE BJJ		1390		0,88	BJ
	BJE BJJ	96	1320			BJH
		100	>2000	0,68		BJL
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1	3KB BFJ		1060		BJ
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- 99 009836/1716

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1 i_r6 63 0_;28 0,22 0,41 0,74 .AK

\ ■ 1,57 83 0,19 0,26 0,33 0_f52 BE

4 list 84 0,14 0,17 0,29 0,50 BH

5 0,77 96 0,07 0.08 0,16 0,?Q BH

6 0,82 93 0,12 0,15 0_t24 0,40 SH ? 1,41 73 0,17 . 0,2-1 0_s36 0,61 BH

9 1.73 57 0,28 0,31 0«4? 0_f?2 BS

10a Γ,73 38 0*18 0_?35 0,61 t.07 BH

b 3,0 2 0,66 0_f74 1,06 t»5S BL

II BF

12 1,73 64 0,16 0_r18 O_f33 0,58 BF

13 0,86 79 0,14 0,16 0,28 0^47 BF

14 0,76 99 0,12 0,14 0,21 0,3 E

15 1,34 100 0,12 0,14 0,24 0,39 SE

16 1,47 87 0,16 0,19 0*31 0,5i GB 17a 1,47 83 0,17 0,20 O_f33 O_f53 BF

b 1,65 25 0,40 0.45 0,64 Q.* 92 DF

18a 1.02 100 0,09 0,10 0,16 0,24 DH

b 3.47 5 0,70 0_f86 1,70 3,2 DF

19a 1,01 94 0,13 0.15 0,25 0,3? BG

20 0,21 100 0,04 0,04 0.06 CUÖ8 BF

21 0,24 100 0.10 0,05 0^07 0,10 BF

22 1,75 60 0,24 0,27 oUt 0,71 BJ

23 1,57 69 0,12 0,13 0,2 0,31 BJ

24 0,95 99 0,12 0,13 0_?20 0,51 BJ

25 0,48 100 0,04 0,11 0_si5 0,21 BH

26 1,4 83 0,16 0,18 0,30 0*51 BH

27 1,65 79 0_t19 0,18 0,32 0*56 BJ

28 1,57 59 0,22 0.26 0,44 0.74 SJ ■29a 2,1 32 0,33 0*3% 0,64 1,10 BJH

b 6,5 0 0,62 1,37 2,35 4_s00 BJl*

30 0,45 100 0,04 0.05 0_f09 0,15 3F

31 0,95 95 0,19 0,21 0,30 0_?40 BJ

32 ···· "-·~ ".^' <*>"» ■>·«»> ««-^:·»· *—** " 19b 0,90 100 0,08 0,09 0,-14 0,2f BF

* Die mit "jC-Kbrndurchmesser, μ" übsrseiiriölienen SpaXt©^ gebo den Proaeateate der XÖra·* (10 fß» 16 ^, 50 $> odes? 84 ^) mit AbffleaBungen unterhalb der Tabellenwerte axt,

-60-009836/1716

ORlGiNALfNSPHCTED

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Beispiel

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■Rauhoits-Periode» μ

Brennverfähren

Mikroskopische Rauheit, £

Brennverfahzien

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Zugfestigkeit_ä g/cm²

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Claims (1)

1913683

18. Mars 1969

Ε«I» du Font de Nemours

and Company Q-961-E

Patentansprüche

1. Polykristalliner keramischer Oxid-Formkörper, dadurch ge kennzeichnet, dass er zu mindestens 60 °h seines Gewichts aus einem hitzebestähdigen Oxid und/oder festen Lösungen eines solchen Oxids in einem oder mehreren anderen hitze beständigen Oxiden besteht und

(1) mindestens eine Abmessung τοη weniger ale etwa- 0_sQ3

(2) einen kristallinen Anteil yos mehr als etwa 85 $_f

(3) eine Porosität rom. weniger als etwa 10 # und

(4) eine solche Eomgrösaenverteilung aufweist, dass

(a) praktisch alle Körner im Durchmesser etwa 3 μ sind,

(b) mindestens etwa 30 # &&s So'rner is

kleiner als etwa 0,5 ρ @imd imcl

(c) mindestens etwa 10 $ <Sms SSraer

als etwa 0_?0(^:· ρ

el© etjG § s 'SCT^

""StZ σ'-β?* fester T-Sf-L r ^r<-<"Hts:^ - of-„cn oüoc?· ώΦ&

ORKWNAL iNSPECTED

c formkörper nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hitsebeatändige Oxid Aluminiumoxid ißt«

5, lorffikörpsr nach Anspruch 4» dadurch gekennseiehnetf üass θγ au 70 "bis 99 Gewichtsprοsent aus Aluminiumoxid "besteht.

6. formkörper nach" Anspruch 4? dadurch gekennzeichnet; rlass er iia wesentlichen auo Aluminiumoxid und/oöer festen Lösun gen desselben besteht.

7„ Poriakörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, fiasa or die Foria einer Paser aufweist.

8«. iOrmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Anteil der Körner an dem Formkörper etwa 40 his 90 i» beträgt und die Körner gleichmässig in einer ausaffiiaenhängenden EinbettungBinasee verteilt sind.

9ό JPoriakörper nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, dass er raindestens eine kristalline Riase in Form ton Aluminiumoxid» Mullit Ο&&Έ festen lösungen aus Alurainiumoxid und Chromoxid enthält.

10· Formkörper nach Anspruch 9j dadurch gekonnseiolanetj, dass die Oxide au mindestens 151 Gewichtsprozent aus Eisenoxid, Niokeloxid, Kobaltoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid und/oder chemischen Verbindungen dieser Oxide mit anderen Oxiden bestehen·

11. Formkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet? vu*as er mindestens zwei kristalline Phasen enthält.

12. Strangpreasfcaro' Z-^eiphaeengeroisch, gekennzeichnet durch

(1) feste Tellohen, die zu mindestens etwa 10 Gewichteprosent auB «in«» hiiaefcaetändigen Oxid bestehen, su mindeeterie etwa 92 Oewictits^roaent Äquivalente Kugeldurchmeeeer ewisohen etwa 0,0g md 3 μ und zum Rest äquiva-

0 0 9 8 3 6 /1716 ^BAD

lente Kugeldurchmesser zwischen etwa 3 uad 20 μ aufwei- :V"-~ sen, wobei die Korngrössenverteilung der Teilchen in dem genannten Eest durch, eine Gaußsche Verteilungskurve "begrenzt ist, und

(2) eine wSserige Phase, die mindestens eine Auega&gsverbindung für das hitzebeständige Oxid (Oxidbiiansr) öder, für ein anderes hitzebeständiges Oxid, das mit dem erstgenannten hitzebeständigen Oxid eine feste Lösung bildet« in Lösung enthält,

wobei die Oxide in den festen Seilchen zu etwa 13 bis 97 1> an Gesamtgewicht der -verfügbaren Oxide in dem Gemisch beteiligt sind» mit der Hassgabe» dass die in Form der festen Teilchen und der Oxidbildner zur Verfügung stehende Menge an hitzebeständigem Oxid und/oder fester lösung desselben mindestens 60 Gewichtsprozent des gesamten verfügbaren Oxidgehalts beträgt»

13« Strangpressbares Zweiphasengemisch nach Anspruch 1-2., dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen zu praktisch 100 Gewichtsprozent äquivalente Kugeldurchmesser zwischen etwa 0,02 und 3 μ aufweisen·

Ho Strangpressbares Zweiphasengemisch, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daes das hitzeheständige Oxid Aluminiumoxid ist, und dass die gewiehtsprozentuale Menge Y an gesamten verfügbaren Oxiden, bezogen auf ö.aa Gemisch» auge-, nähert der Gleichung

X « 43,4 + 0,395(1-44,1) * 0,004?6<X-44,1f

entspricht, in der X di» is. forn von £«@t$ä feileren zur Terfügung etehtnd· gewiohtepro^atua-l© Oxiaaenge, bezogen auf die gesaattn verfügbaren Oxide, bedeutet und der Wert von X von der Baüaitttt d·· Oxldbildnere e'oiiäugt

15. Strangpraeebarte 2w«lpBa««iig«ii«&!i a&oh Ansp^mch H, gtkenneeiohntt, Am» di· feiten Etilohs^ is wteentliohen Aluainiunoxid bestehen.

- 64 -

. 00 98 36/1716 original inspected

if'

I6c Strangpressljares Zweiphasengeaiiseh nach Anspruch 14» da-. durch gekennseiehnet, dass die festen leuchen 3m wesentlichen aus Bentonit bestehen*

17» Strangpressbares Sweiphasengemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidbildner AXurräniurachlorhydroxid ist.

18o Strangpressbares Zweiphasengemisch nach Anspruch 14» da« durch gekennzeichnet, dass der Oxidbildner Chroaehlorhydroxid ist.

19c Strangpressbares Zweiphasengeraisch nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet» dass es zwei Oxidbildner, nämlich Aiuminiunehlorhy&rozid und Chromcslorhydroxid, enthält.

c, Strangpressbares Zweiphaaengenisea nach Anspruch 14». da-* durch gekennzeichnet₉ dass der Ozidbildner Aluntiniuiochlorid ist«

21* Strangpressbares 2wöiplii.e®ag©aii©ö]a nacsb. Aaspruoh .14? dadurch g©k©nnseicto©tg dass der OxidMMner öhromchiorid ist.

22. Straagp27e©s"ba3f®e Sw®ipte@@ag®isisefe aaeli Aagpmicli 14·? da duroh gekema^sicte@t₉ ümB ©g sw©i

äi"teat<«te*g&p
25.

durofe

ORIGINAL INSPECTED

26. Strangpresesbares Eweiphaa

durch gakeruiseiehnst. daas ©s in der wässriges Ιλ^ο fest© Silioiuiadioxidteilelien enthält.

27* Strangpressbares Zweipiiasangeiaiach nach Anspruch-14». dadurch gekennzeichnet, dass es ein Moäifi si ©riaist el sum ?©r-» bessern der Yerspinnbarksit in Mengsn bis etwa 5 Gewichtsprozent, "bezogen auf die desaatjaenge der in Poria τγοώ. Oxiden tind Oxidbildnern aur Verii%ung stehonden Oxide. sathält.

28. Strangpressbar es Zweiphasengeraisch nach Anspruch 27, dadurch gekennseichnet, dass dae Modifisieriaittsl Kiesslsaure Borsäure j Phopshorsäure₉ Zirkonylnitrat oder Mthiusißhlorid ist.

29. Strangpressbsres Zweiphasengeffiisch nach Anepr:iich. 27, dadurch gekennzeichnet, daes das Modifisieraitta! Polyäthylen oxid ist.

30. Strangprssebasöe ^weiph&sesgeisisch nach Anspruöh 12₉ dadurch gekenuseieimoti äass @a praktisch kein fr-Ji@g Wasser enthält.

* Ungebrannt©!¹ ForiBkorgeE¹? ciaäisrek gekosmseieteet» dsos ©s ans dem strangprsssbarem Swöipliaseageiaisoh genas© AiiepE-aeSi hergestallt worden i

* Ungebrannter Formkörper Eaeia Mspruch 5'S₅, claelis^efe g©lr.©iaa äass er ils Fci?m eiaG" Faaes? ssfsjmst;·

gefcsszeiöhaßti äses üsa ein Ansprucfc. 12 am Pädea vei?apiaiit mA &±q

34* ¥©rfa&r©H nach Msp^asfe 35 s ^d ersponnenen Jaden sEisigefesL* \^pGv;-£eferarait raii, iaim ls®i-

U U 4

3 6 * t ι t ©

BAD ORIGINAL

Ζ5. TörfalJE-en nsoh Anspruch. 53, dadurch gekennseieSmet, d sau ö.is ©rfspoBuonen laden vor deia Brennen

36. tei?fala*en nach iiisprueli.;53* daduroh gekeianssöicfcnöt, dass m&n ö:le erspoanenen IFädea hiareiehaaiö. trocknet, uan dae An- ©inaiacleukloljen su verlxinaemi die getrockneten Fäden aufwickelt und für eine Anps3ßung für die längskontraktion der Fädan sorgt.

37» Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet» daee

man auf die ereponnenen fäden eine Spinnschlichte autbringt, ihre Schrumpfung zu verzögern.

BAD ORfGINAt

009836/1716

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