DE2038682A1

DE2038682A1 - Verbundmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2038682A1
Application number: DE19702038682
Authority: DE
Inventors: Jacques Gillot; Marcel Nussbaum
Original assignee: Battelle Memorial Institute Inc
Current assignee: Battelle Memorial Institute Inc
Priority date: 1969-07-31
Filing date: 1970-07-29
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE2038682B2; CH515195A; FR2054664A1; GB1275014A; FR2054664B1

Description

Verbundmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial, dass mindestens einen dichten Werkstoff enthält, in den kleine Leichtkörper eingeschlossen sind, die ein eindeutig niedrigeres spezifisches Gewicht als das des dichten Werkstoffes haben und den grössten Teil des Volumens des Materials einnehmen.

Es sind bereits solche Verbundstoffe bekannt, die offensichtlich eine niedrigere Dichte bzw. ein niedrigeres spezifisches Gewicht aufweisen als das des in ihre Zusammensetzung eingebrachten dichten Werkstoffes, ohne im allgemeinen vom Gesichtspunkt der mechanischen Eigenschaften gegenüber dem dichten Werkstoff allein viel zu verlieren. Dies bietet Vorteile, beispielsweise bei bestimmten Anwendungen von gegossenen Werkstücken, insbesondQE aus Leichtmetall.

Als dichten Werkstoff kann man jede Art von Substanzen, beispielsweise ein Metall oder eine Metallegierung, ein

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Kunstharz oder ein Naturharz, Glas, Zement usw., verwenden. Jedoch scheint die Verwendung eines Metalls oder einer Legierung von besonderem Interesse zu sein und wird nachstehend allein beschriben.

Bisher wurden als Leichtkörper Granulate aus Metallsalzen, Glaskugeln usw. verwendet. Diese Körper haben den Kachteil, dass sie entweder bei niedriger Temperatur schmelzbar sind oder mit bestimmten rietallen chemische Reaktionen eingehen, was ihre Verwendungsmöglichkeiten begrenzt.

Das Ilaterial nach der Erfindung hat diesen Nachteil nicht· Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die Körper aus Kohlenstoff bestehen, eine poröse S-ta^tur aufweisen und durch Karbonisieren von poröse Körper bildenden organischen Substanzen in nichtoxydierender Atmosphäre hergestellt sind.

Die für das Material nach der Erfindung in Betracht kommenden Metalle sind all diejenigen, die bei ihrer Schmelztemperatur mit Kohlenstoff nicht oder nur langsam reagieren, oder zumindest Metalle, die, wenn sie Kohlenstoff überhaupt lösen, es nur langsam tun. Als mit Kohlenstoff nicht reagierende Metalle können beispielsweise folgende verwendet werden: Cu, Zn, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Au, Pb und Bi. Als Kohlenstoff nicht lösende oder mit ihm nur langsam reagierende Metalle können beispielsweise folgende verwendet werden: Si, Ti, Zr, Hg, V, Nb, Ta, Cr, «Mo, W, Al und Fe.

Die Leichtkörper haben vorzugsweise die Form von Kugeln mit einem zwischen 0,1 und 50 mm liegenden Durchmesser. Diese Körper erhält man beispielsweise durch Karbonisieren folgender organischer Substanzen in neutialer oder reduzierender Atmosphäre: Leichtes poröses Holz wie Balsaholz, Schaumstoffe aus Kunstharzen, synthetische oder natürliche Formmassen.

Als Kunstharz verwendet man vorzugsweise wärme--härtbare Harze, da sich solche Harze in nichtoxydierender Atmosphäre

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karbonisieren lassen ohne zu erweichen, also unter Beibehaltung; ihrer ursprünglichen Form im Verlaufe dieses Arbeitsgänge. Diese Eigenschaft ist wichtig, da man vorzugsweise Kunstharzkörper mit der Form vorbereitet,die man den Rohlenstoffleichtkörpem zu geben wünscht, beispielsweise die Form von Kugeln, und man so verfährt, dass die Körper bei» Karbonisieren ihre Form behalten.

Als wärmebehärtbares Harz kann man beisj icdsweise Phenolharze oder Furfurylalkohol-Polymerharze vei-wendcn.

Diese Harze verwendet man vorzugsweise in Forir. von Schaum·» j|

Bei der Auswahl der zu verwendenden organischen outstanζ lässt man sich leiten durch die (Suche nach Substanzen, die durch karbonieieren einen -kohl en st of !'artigen Kost liefern, der einem erheblichen Teil der Ausnanßsmasse entspricht.

Ls lassen sich auch Körper ans tkern.oi lastischen Harz, beispielsweise kleine poröse Kuneln ans reschäumten iolystrol, verwenden, die mit einem wär::.ehärtbaren Folyr.erüberzur versehen werden mit einer Dicke, die ausreicht, ue Ιβχψ Karbonisieren die Bildung eines Hohlkörpers aus Kohlenstoff, im hier genannten besonderen Falle einer Hohlkugel, herbeizuführen .

;· allgemein kann ^ede organische Sutstanz mit rteririrem sperifischex Tjewicht in Vergleich zun. spezifischen Gewicht eines Metalls verwendet werden, die durch Karbonisieren einen Kohlenstoffkcrper mit ebenfalls gerinpez spezifischen Gericht erzeugt.

Die vorgenannten Stoffe entsprechen dieser Bedinrunc» da sie die nachstehenden dichten bzw. spezifischen Gewichte vor unl nach dem Karbonisieren aufweisen.

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spezifisches Gewicht spezifisches Gewicht Stoff vor dem Karbonisieren nach dem Karbonisieren

Balsaholz 0,090 0,068

Phenolharz schaum 0,04-0 0,043

Es sei bemerkt, dass bei den Phenolharzpolymerschäumen und den Furfurylalkoholpolymerschäumen nach ihrem Karbiniseren fast die Hälfte ihrer Iiasse erhalten bleibt.

Die porösen Körper lassen sich auch durch Zerschneiden eines durch Kalzinierunp; eines Blocks der organischen Substanz erhaltenen Blocks herstellen. Die Herstellung von Kohlensloffschäumen in Font; von ^rossen porösen Blöcken ist bekannt und in der Literatur, beispielsweise in den USA-Patentschriften 3 121 050, 5 502 999, 3 5^7 940 und 3 4A6 593, in ihren Einzelheiten beschrieben.

Solche Blöcke lassen sich leicht in kleine Stücke mit den zu ihrer Verwendung bei der Herstellung; des Vertundmaterialε nach der Erfindung gewünschten Abmessungen zerlegen.

Kleine Kugeln aus Kohlenstoffschaum lassen sich auch erzielen, ohne über das Stadium der Herstellung von Schaumblöcken zu gehen, indem man wie folgt verfährt: Man giesst ein wärmehärtbares organisches Harz, das mit einem Treibmittel und mit einem Härtemittel versetzt ist, beispielsweise ein mit Petroläther als Treibmittel und mit einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in wässriger Lösung als Härtemittel versetztes Piienol-Resolharz auf ein Substrat, das halbkugelige Ausnehmungen aufweist mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser entspricht, den r.an den Kugeln geben will. Die Oberfläche des Harzes wird ausgeglichen und das in den Ausnehmungen erhaltene Harz εο erhitzt, dass sein Auftreiben in etwa kugeliger Form und sein anschliessendes Aushärten bewirkt werden. Auf diese Weise erhält man kleine, sehr poröse Kugeln aus ausgehärtetem Harz, deren

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Struktur der eines Schaumes entspricht. Schliesslich werden diese Kugeln einer Karbonisierbehandlung in nichtoxydierender Atmosphäre unterworfen, indem man sie in etwa zehn Stunden allmählich auf 600-900 C in Argonatmophäre erhitzt und sie dann im Vakuum während einer Stunde auf 1200-1300⁰C erhitzt.

Vorzugsweise ist die Karbonisiertemperatur höher als die Temperatur, bei welcher bei der Herstellung des Materials das Giessen des Hetalls erfolgt. Beim Karbonisieren erfährt ein ausgehärtetes zelliges Harz von der Art eines Hienol-Resolharzes einen etwa 50% seiner Ausgangsmasse entsprechenden Gewichtsverlust und eine Schrumpfung in der Grössenord_mmg von 50;ό des Volumens.

Was die Verteilung der Bestandteile des Haterials, d.h.der Kohlenstoffkörper und des Metalls auf das Volumen anlangt, so sind drei Ausführungsformen in Betracht zu ziehen. Gemäss der ersten nimmt das Metall das gesamte zwischen den Kohlenstoff körpern enthaltene freie Volumen ein. Gemäss der zweiten nimmt das Metall nur einen Teil dieses Volumens ein, was zu einem Material mit einem besonders niedrigen spezifischen Gewicht führt, da ein erheblicher Teil seines Volumens aus Hohlräumen besteht. Je nach Menge des Metalls und Form der porösen Körper können diese Hohlräume miteinander in Verbindung stehen oder voneinander getrennt sein. Schliesslich entspricht die dritte Ausführungsform einem Material, bei welchem die Kohlenstoffhohlkörper teilweise beseitigt worden sind, ohne die allgemeine Struktur des Materials zu ändern, beispielsweise durch Verbrennen dieser in einem einer der beiden ersten Ausführungsformen entsprechenden Material enthaltenen Kohlenstoffhohlkörper in oxydierender Atmosphäre.

Das Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterials nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzflüssige Metall in eine die Leichtkörper enthaltende Form gegossen, das Ganze abgekühlt und ausgeformt wird.

Der Giessvorgang kann in freier Atmosphäre bei atmosphärischem oder bei einem überatmosphärischen Druck erfolgen. Auch kann der

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Giessvorgang in aus einem neutralen Gas, wie beispielsweise Argon, bestehender Atmosphäre oder bei Unterdruck erfolgen. Durch Giessen in aus einem neutralen Gas bestehender Atmosphäre oder ir. Vakuum lässt sich eine etwaige Oxydierunr des Metalls während des Gie. ovorgangs verhindern Die Form und/oder die porösen Körper können vor dem Giessvorgang vorgewärmt werden. Man kann die porösen Leichtkörper in eine mit einem Kolben, beispielsweise einem Graphitkolben, versehene zylindrische Form einbringen und auf den Kolben eine Kraft ausüben, die es ermöglicht, während des Giessvorgangs auf das Metall einen Druck anzuwenden, während man gleichzeitig im Inneren der Form das Vakuum der GasatmoSphäre herstellt. Die Benetzung der P porösen Körper lässt sich verbessern entweder durch Einbringen einer passenden Substanz in das Metall oder durch Beschichten der porösen Körper mit einerfassenden überzug , der aus dem zu giessenden Metall oder einem Metall, das mit dem zu giessenden Metall in enge Berührung treten kann, oder aber aus einem ilarbi.. dieser Metalle besteht. Falls der Überzug metallisch ist, wird er mit Hilfe bekannter Mittel, beispielsweise durch Anstreichen der Oberflächen der porösen Körper mit einer Suspension des Metalls in einer geeigneten organischen Flüssigkeit mit Hilfe eines Pinsels oder einer Spritzpistole, aulgebracht und dann erhitzt, um die Flüssigkeit zu verdampfen. Die porösen Körper können auch in eine solche metallische Farbe einge- ^ taucht werden. Falls der überzug ein Karbid ist, erhält man ™ ihn ausgehend von dem entsprechenden metallischen überzug durch Erhitzen. Im Gegensatz dazu lässt sich die Benetzung der porösen Kohlenstoffkörper durch das Metall verringern entweder durch Einbringen einer ausreichenden, im allgemeinen in der Grössenordnung von einigen Gew.% liegenden Menge eines anderen geeigneten Metalls in das Metall oder durch Bilden einer Oxidschicht an der Oberfläche des Metalls. Beispielsweise bei Aluminium genügt es, in die vorzugsweise aus einem neutralen Gas wie Argon gebildete Atmosphäre des Ofens, in welchem das Giessen erfolgt, Spuren von Sauerstoff (ppm genügen) eintreten zu lassen, damit sich an der Oberfläche des

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Aluminiums eine sehr dünne Oxidschicht bildet, die die Benetzung des Kohlenstoffes durch das Aluminium verringert, indem sie sich zwischen diesem Metall und den Kohlenstoffteilchen einschaltet.

Was das Zusetzen einer Substanz zum Verbessern der Benetzung des Kohlenstoffes durch das Metall anlangt-, so ist die benutzte Substanz von der Art des Metalls abhängig. ^Bei AluciiniuE kann man Zusätze aus Titan und Eisen oder .verwandten Hotallen, beispielsweise in einer Menge von 0,1 bis ' Gew,%, verwenden. Im allgemeinen kann nan als ZusatzsuLstanz mindestens ein Metall verwenden, das untei* den Herstellungebedingungen des Materials zum Bilden eines Karbids oder zum Lösen von I

Kohlenstoff geeignet ist. Beispielsweise kann r.an eines der nachstehend eingeführten Metalle oder ein Gemisch aus mindestens zwei von ihnen verwenden:Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Kiobiur., Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram. Selbstverständlich können diese Metalle an sich den Hauptbestandteil des Materials bilden.

Man kann während des Giessvorgangs an der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls eine desoxydierende Schlacke benutzen, um das Metall von jeglicher Oxidschicht zu befreien, die sich gegebenenfalls vorher gebildet haben könnte. Als Metalle, die es ermöglichen, die Benetzung zu verringern, kann man beispielsweise mindestens eines der nachstehend aufgeführten * Metalle benutzen: Kupfer, Zink, Silber, Cadiuin,'Indium, Zinn, Antimon, Gold, Blei und Wisnuth. Selbstverständlich können, wie bei den vorerwähnten Metallen mit starker Neigung zum Benetzen des Kohlenstoffs, die soeben erwähfcen Metalle, die ihrerseits keine starke Neigung zum Benetzen des Kohlenstoffs haben, als metallischer Hauptbestandteil des Verbundmaterials nach der Erfindung verwendet werden.

Die Benetzungseigenschaften der Legierungen aus zwei oder mehreren zu den beiden "verstehend angegebenen Klassen gehörenden Metallen sind von Fall zu Fall verschieden. Mährend beispiels-

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BAD ORK3INAL

_β- /J·¹ .■■·.: 6 82

weise reines Kupfer Kohlenstoff nicht benetzt, benetzt eine aus 9ö Gew.% Kupfer und 2 (lew. ϊό Titan bestellende Le^ierunfj Kohlenstoff.

Die Benetzunßseigenschaften von Kohlenstoff in Graphitzustand durch verschiedene Metalle und Legierungen sind beispielsweise in den nachstellend näher bezeichneten Aufsätzen beschrieben worden: Yu. V. liaidich und G.A. Kolesnichenko, Porochhovaya il.:tallurr;iya, L'r. 1(1J) Gelten 49 - ^J, Januar-Februar 1^fX-3» und a.a.O. Ih-. 7 U7) , Seiten 71- 75, Juli

1 %■■

,iei Eisen hat r.an festgestellt, dass ir· in er; Lisen 'lon Kohlenstoff benetzt, während nit Kohlenstoff {"x-süttirkes Lisen ihn nicht lenetzt.

ii das der weiter oben bezeichneten ersten Ausführunfjslorr. entsprechende Iiaterial hergestellt v/erden soll, richtet nan es bein '-iiessvorgang so ein, dass das Metall den gesamten zwischen der. i.oLlcnstoffkörpern vorhandenen liaum einnimmt und lässt das Ganze erkalten, um die Verfestigen?; des Metalls herbeizuführen. Falls aas Iiaterial nach der zweiten Ausführunf^:;s-10ιτη hergestellt werden soll, geht aan in zwei Arbeitsgängen vor, und zwar gieset man beim ersten Arbeitsgang: das Metall in die die Kohlenstoffkörper umschliessende Form und führt während, des zweiten Arbeitscancs einen Teil des Metalls ab,während es sich noch in schmelzflüssigen Zustand befindet, indem man in bekannter Weise, beispielsweise durch Filtrieren, Zentrifugieren usw., so vorgeht, dass nur der T_eil des Metalls mit den Kohlenstoffkörpern in Berührung bleibt, der unter Einwirkung der Kapillarität zurückgehalten wird, worauf nan schliesslich das Ganze abkühlt. Selbstverständlich kann nan ein dieser zweiten Ausführung ε form entsprechendes Material, das eine bestimmte Benetzung der porösen Kohlenstoffkörper durch das Metall erfordert, nur dann erhalten, wenn das Metall den Kohlenstoff benetzt oder, wenn man , falls es den Kohlenstoff nicht ausreichend benetzt, den Ketail eine ausreichende Menrre mindestens eines der vor-

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8.2

erwähnten, den Kohlenstoff benetzenden Metalle zusetzt.

Das Material nach der ersten Ausführungsform ist als Material zum Aufnehmen mechanischer Energie verwendbar, beispielsweise als Panzerung, als Baumaterial für Kraftlahrzeugstoßstangen oder auch als Material zum Dämpfen von Schallwellen, beispielsweise als Baumaterial für SchallisolieruEgsplatten.

Das Material nach der zweiten oder dritten Ausführungsform ist dort verwendbar, wo eine hohe Porosität in Vabindung mit metallischen Eigenschaften zweckmässig ist, beispielsweise als Baumaterial für Wärmeaustauscher.

Beispiel 1:

Es xirerden etwa kugelförmige kleine poröse Körper mit einem Durchmesser von 5mm aus Kohlenstoffschaum wie folgt hergestellt:

Man giesst auf eine halbkugelige Ausnehmungen mit einem Durchmesser von 5mm aufweisende Platte aus Polytetrafluoräthylen in der Weise, dass fast die Hälfte des Volumens jeder der Ausnehmungen ausgefüllt wird, ein Gemisch, das durch kräftiges Umrühren der nachstehend aufgeführten Bestandteile für die Dauer von 20 bis 30 Sekunden erzielt würde:

a) Phenol-Resolharz mit einem spezifischen Gewicht von 1,24-5 bis

1,255 und einer Viskosität bei 25°C von 35 his 50 Poise, ein Produkt, das im Handel unter der Bezeichnung "Bakelit 57·12" (Bakelit ist ein eingetragenes Warenzeichen) =* 50 g,

b) Petroläther, dessen Destillationskurve zwischen^ und 70 C liegt, = 4 ml,

c) Härtungsgemisch mit folgender Gewichtszusammensetzung: 14 bis 92 % H₂SO.; 44 bis 85% H PO₄; 42 % destilliertes Wasser - 6 ml.

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Darauf wird das in den Ausnehmungen enthaltene Gemisch während 15 Minuten auf 7¹O⁰G, dann während 15 Hinuten auf 100°C erhitzt, so dass/'an Körper mit etwa kugeliger Form aus ausgehärtetem Fhenol-Foramolharz mit einem mittleren Durchmesser von etwa 7»6 mn erhält, die eine poröse Struktur,etwa der eines Schaumes, haben und dsren spezifisches Gewicht in der Grössenoränung von 100 f/dm-^ lieryb. Diese Küfjelchen werden karbonisiert, indem man sie einer Behandlung in zwei Stufen unterwirft, und zwar:

1) allmähliches Erhitzen auf C00-900°C in Argon, v/ährend 15 Std.

2) vollständige Entgasung durch Aufrechterhalten einer Temperatur von 1200-130O⁰C, im Vakuum (1O~⁵ Torr) während 1 3td.

Auf diese Weise erhält r.an poröse sphärische Kohlenstoffkurän mit folgenden Eigenschaften:

mittlerer Durchmesser » 6mm

mittleres spezifisches Gewicht » 100 g/dnr mittlerer Porendurchmesser ■ 0,1 bis 0,2 mm

Quetschfestigkeit (notwendiges Gewicht zum Herbeiführen der Zertrümmerung der zwischen zwei zueinander parallelen Stahlplatten eingeklemmenten Kugeln) = 2kg.

Diese porösen Kohlenstoffkugeln werden in einem zylindrischen ' Graphittiegel mit einem Innendruchmesser von 100 mm so aufgeschichtet, dass man eine Ausfüllung in der Grössenordnung von 60 Vol.% erhält, wonach auf die Oberseite der Kohlenstoffkugelschicht ein feinmaschiges Gitter aus i_ostfreiem Stahl gelegt wird, um beim Giessvorgang ihr Hochsteigen an die Oberfläche des Hetallbades zu verhindern.

Darauf werden auf das Gitter in dem Tiegel kleine Blöcke aus reinem Aluminium (99,99%) gelegt und der Tiegel bei atmosphärischem Druck in Argonatmosphäre in der Mitte einer Spule eines Induktionsofens angeordnet. Es wird bis auf 7OO C aufgeheizt, so dass das Aluminium vollständig zum Schmelzen gebracht wird,

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wbhächder Inhalt des Tiegels allmählich abrekühlt wird, i die Abkühlung Von unten her einsetzt. Cu dieser= Zweck wird der Tiegel lannsan abgesenkt in der Weise, da se or a-is den Inneren der Wbkluhf? der Induktionsspule austritt.

Auf diese Weistferhält man einen Block, von dem etwa oO bug den kohlenstoffkugeln und 4C VoI .>j aus dec» A]urain"iu:n bestehen. Die Dicke bsw. üas s, e^ifisciie Gewicht dieses Blockes hetränt '', ,i^, während das von Alun.iniur: 2,7 betrKrt.

Dieser iilock lot stark Busar.ir.enViinic.rt-ar, wobei er eine Druckfest i<t".:e it aufweist, die r.it dem Verfcr:r.un~;;.-rad rercel::.fl.ssi ; §, sunircr.t, wie es die naclis behende --Tabelle zeir·;:

Druckfestigkeit (Kontraktion in Vol./o) (/.rV'cr^)

O ü

-i · ■ 50

2 ■ ÜO

5 13C

5 . ' - IGO

10 180

20 190

50 220

55 220'

Dieses Ilatcrial ist dort verwendbar, wo solche Zusainmendrückbarkeitsmerknale vorteilhaft sind, be%)ielsweise zur Herstellung von Stoßstangen für Kraftfahrzeuge oder als schallschluckendes Material.

Beispiel 2:

I-Ian verfährt gemäss Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen porösen Kohl en stoff kugeln, jedoch mit Kupfer als Iletall, während

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-.;Γ;82

das GioGsen 3:1 ο in er, in de:r. 'Tiegel auf das otahlf-itter meiert er Kur.fcrelücke aurch Erhitzen auf ".1^0⁰C ο rf öl nt.

Auf die ce Weise erh!,^;]t ir.an einen Bloc,:, von dor. GO Vol./ό aus der Kchü cnstoi'flcureln und 4-0 Vol./a aus den Kupfer bostoiier:. Die Dichte br.u· das spezifische Gewicht dieses Iiatoria]s betiii<;t ;,*:2, v;^:i:-.rend das von hin. for 8/J hoträrt.

.'cispiel ^i

I.an verfäiirt rrer.ösü den vorgehenden ;icicr-ielcn, ,,'edocii r.'.i.t Gucseiscr., aac aus mit Kohlenstoff resUttirter, Eisen besteht.

Auf diese «eioc- erhält rr.an einen />loci:, von den. y> Vol. y'o aus den KohlonstoiTLrui-ein und 4^ Vol./ό aus der: Gusseisen :.estehen, üie Lid.te Lzw. das spezii'iscr.e 'Jev/icht dieses liaberials r.eti'äft >,2, v;äi.rend das von Gusseisen 7 beträft.

Ein sehr interessanter besonderer i'all des Katoi-ial s nach der Lriindunr ist der, in v/elcher. das zu priessend·-. i^etall Gusseisen ist. Ir. dieser, i'all lässt sich nämlich, in den ;:.sn das ilaberial nach de" Giessvor^anc- einer besonderen Glühoehandlunf" unterv:ir:.'·;, die die Liifußion des Kohl en st of fegirr. Fe st zu st and und aie AbIa-er^-ir.·:: ::indestc-ns eines x'eiles diestfj höh] enstof f es an den r.oz'ösen iloi.lenstoffJ:'J:-v οίτ. er:.iörlicht, ein Laterial erzielen, P dessen metallischer bestandteil ein Temperpiss ist, dessen

mechanischen L'irenschaften denen von otahl entsprechen und also vor. tesor.derer. Interesse sind. Ausserdem sind die Herstellunf-s- >.os-;on lUr dieses Ilcterial sehr vorteilhaft. Lie Gluhbehandnnr; sov.'ie die Lirer;schai'-;er. des erhaltenen ^emperr^sses sind in der Literatur, insbesondere in den nachstehend r.äher bezeichneten Veröffentlichungen in ihren Einzelheiten beschreiben: Giesserei Lexikon, Seiten cAA- bis 865, 3. Auflage (1962) (Fechverlac Schiele u. Sehen, Lerlin); I'Iicrotechnik, Band ZlII, Nr. 2 , Seiten &8-9S.

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Claims

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Patentanspruch e

1. Vertun draat crial, das mindestens einen dichten Werkstoff enthält, in den kleine Leichtkörper eingeschlossen sind, die ein eindeutig niedrigeres spezifisches Gewicht als das des dichten Werkstoffes haben und den grössten Teil des Volumens des Materials einnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper aus Kohlenstoff bestehen, eine poröse Struktur aufweisen und durch Karbonisieren von poröse Körper bildenden organischen Substanzen in ηichtoxydierender Atmos^ pliäre hergestellt sind.

2. Haterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dichte Werkstoff ein Metall ist.

3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Leichtmetall ist.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Körper poröses Holz ist.

5· Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse organische Körper ein wärmehärtbarer Kunststoff in Form von Schaum ist.

6. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse organische Körper aus Körpern aus einem Schaum eines thermoplastischen Werkstoffes besteht, die mit einem Überzug aus einem wärmehärtbaren Polymer versehen sind.

7. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmehärtbare Kurjsfcstoff ein Phenolharz ist.

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ο. Material nach Ansrpuch 5» dadruch gekennzeichnet, aass der wärc.ehärtbare ivunsustoff ein Furfurylalkohol-Polymerharz

9· Material nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Werkstoff Polystyrol ist.

10.Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die porösen Körper kugelförmig sind.

.Material nach Ansprach 10, dadurch crekennzeichnet, dass der Durchmesser der Ku£pii in Form von porösen Körpern zwischen 0,1 und 50 n:r; liegt.

12.Verfahren zur Herstellung eines Verbundnaterials nach A 1 in dem Falle, v;o der dichte Werkstoff ein Metall ist, dadurchjf^ekennzeichnet, dass das schr^elzflüssire Metall in eine die Leichtkörper enthaltende Form gegossen, das ianze abgekühlt und danach ausgeformt wird.

13·Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Giessen des Metalls die Oberfläche der Leichtkcrper mit einem überzug versehen wird, der aus dem gleichen zu giessenden Metall, mindestens einem Metall, das cit dem zu giessenden Metall einen inigen Kontakt eingehen kaqn, oder mindestens einem Karbid dieser Metalle besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall bei atmosphärischem Druck gegossen wird, nachdem samt liehe Leuchtkörper durch eine Trennwand abgedeckt worden sind, die den Durchtritt des schmelzflüssigen Metalls unter Zurückhaltung der Leichtkörper ermöglicht.

15.Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand ein Hetallgitter ist.

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10. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aas Metall bei einem überatriosjhärischen Druck re~ossen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass den zu giessender; Metall mindestens eine .-λ::; stan ζ fceirer.ischt wird, die die Benetzung der Kohlenstoi'fkUrrer verbessern soll*

16. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet;, dass der. zu giessenden iietall eine zwischen O₁'" und ' Gew./o liegende Menge mindestens eines Metalls beigeir.ischt v;-irc, das reeirr.et ist, untei* den Herstellungsbedingunrefc des Yc-rlundinaterials -

ein Karbid ztjtilden oder Kohlenstofr zu lösen. ^

19· Verfahren nach Anspruch 1c, dadurci* rokennneichnet, dass das zu ciesBende Metall Aluniniur. oder eine seiner Lenierunrer. ist, und dadurch, dass den Metall mindestens eines eier Metalle Eisen und Titan .suftesetzt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch r.el:em:"eic;;jje", das nacL dem Giessen des Metalls ein Teil von ihn Leseitiru wird, während es sich noch in schr.elzriussi^en; Z-uEtand befindet, so dass nur der Teil des Metalls mit den Kohlenst;orikJrpem in Berühinns bleibt, der unter Einwirkung der La;r.!llarität festgehalten wird, worauf schliesslich das C-ance abrekühlt \;irä.

21· Verwendung des Verbundinaterials nach Anspruch· 1 als stossdämpfendes Material zur Herstellung nechanischer Toile, die dazu bestimmt sind, unter Verformung nechanische Energie aufzunehmen.

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