DE2325338A1 - Verfahren zur herstellung von keramischen hohlkoerpern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von keramischen hohlkoerpern

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DE2325338A1
DE2325338A1 DE19732325338 DE2325338A DE2325338A1 DE 2325338 A1 DE2325338 A1 DE 2325338A1 DE 19732325338 DE19732325338 DE 19732325338 DE 2325338 A DE2325338 A DE 2325338A DE 2325338 A1 DE2325338 A1 DE 2325338A1
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DE
Germany
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tube
ceramic
production
mandrel
layers
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Pending
Application number
DE19732325338
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English (en)
Inventor
David Stanley Noble
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British Leyland Truck and Bus Div Ltd
Original Assignee
British Leyland Truck and Bus Div Ltd
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Publication date
Application filed by British Leyland Truck and Bus Div Ltd filed Critical British Leyland Truck and Bus Div Ltd
Publication of DE2325338A1 publication Critical patent/DE2325338A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • B28B1/40—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon by wrapping, e.g. winding
    • B28B1/42—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon by wrapping, e.g. winding using mixtures containing fibres, e.g. for making sheets by slitting the wound layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/70—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by building-up from preformed elements
    • B28B21/72—Producing multilayer tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/48—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
    • B29C33/485—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling cores or mandrels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

BRITISH LEYLAND TRUCK AND BUS DIVISION LIMITED · Leyland, Lancashire, Grossbritannien
"Verfahren zur Herstellung von keramischen Hohlkörpern" Priorität; 18. Mai 1972, Grossbritannien, Nr. 23327/72
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Hohlkörper. ·
Derartige Hohlkörper sind beispielsweise in Form keramischer Zylinder, insbesondere -zur Verwendung in Gasturbinen-Brennkammern geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich besonders widerstandsfähige keramische Hohlkörper wirtschaftlicher als bisher herstellen lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß man
a) eine Bahn aus "grünem" bzw* rohem Keramikmaterial herstellt,
b) mehrere Schichten dieser Bahn auf einen Dorn zur Bildung einer
30984970927.
Röhre aufbringt und gleichzeitig zur Verbindung, der Schichten miteinander Druck auf die mehrschichtige bzw. laminierte Röhre ausübt, >.
c) die mehrschichtige Röhre auf eine Härtungstemperatür zur Bildung eines Körpers erhitzt, der für weitere Bearbeitung hart genug ist,
d) die Röhre zur Erreichung der gewünschten Form und Abmessungen bearbeitet und
e) die so bearbeitete Röhre zur Bildung eines keramischen Körpers bei hoher Temperatur brennt.
Der Begriff "Keramikmaterial" im Verfahrensschritt a) umfaßt solche Materialien, die beim Brennen einen keramischen Körper bilden, wobei "keramisch" die übliche Bedeutung hat.
In Weiterbildung der Erfindung kann im. Verfahrensschritt b) des erfindungsgemässen Verfahrens zwischen benachbarten Schichten eine Verstärkung eingebracht oder eingeführt werden, z.B. in Form von Fasern.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Zur weiteren Verdeutlichung.ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, die der Durchführung einiger Verfahrenssehritte dient. Es zeigen; \
Fig. 1 eine Stirnansicht eines zusammendrückbaren bzw«, im Durchmesser verringerbaren Doms zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahrens und
- ■ 30-9849/0§2? '
232533a
Fig. 2 einen Dom gemäß Fig. 1 in zusammengedrückter bzv?. kontrahierter Lage.
Eine Brennkammer zur Verwendung in einer Gasturbine wird wie folgt hergestellt:
Pulverförmiges Silicium einer bestimmten Teilchengröß.enverteilung. wird innig mit einem organischen Bindemittel und gegebenenfalls mit einem Weichmacher vermischt und zu einer Bahn geformt. Dies kann in einem ¥alzenauftragsveifahren durcL^iiiTihrt werden, bei dem aus dem Silicium und den- organischen Bestandteilen, verdünnt mit einem Lösungsmittel, eine anstrichartige Flüssigkeit hergestellt wird, die dann auf einem abziehbaren Papier oder einer ähnlichen Streifenunterlage zum Trocknen verteilt wird, oder bei dem das Gemisch direkt in der gewünschten Dicke extrudiert oder kalandriert wird. Die mit Hilfe eines, dieser Verfahren hergestellte Bahn stellt das Keramikmaterial der Stufe a) des erfindungsgemässen Verfahrens dar.
Die optimale mittlere Teilchengröße des pulverförmigen 'Siliciums beträgt 2 bis 3/um. Liegt die Korngrösse unter 2 /um, dann hat das
' . ■ - ^/nachfolgenden/
Material die Tendenz,, sich zu enfzUnden, wodurch sich beim/Brennen, welches nachstehend näher erläutert x^ird, im Fertigstück Knötchen und Poren bilden.
Die Bahn wird anschliessend mehrmals um einen von einem Motor getriebenen, zusammenlegbaren bzw» im Durchmesser verringerbaren Dorn gewunden, damit sich eine Röhre aus mehreren Schichten bildet.
3OSS4S/0927
-H-
Die erforderliche Dicke der "-mehrschi ent igen Röhre beträgt vorzugsweise H-, h bis 6,3 mm.
Der Dorn ist in Fig. 1 und 2 gezeigt und im folgenden näher erläutert.
Die einzelnen Schichten werden durch Druck von außen auf die mehrschichtige Röhre, während die Schichten um den Dorn gewunden werden, miteinander verbunden. Dies kann z.B. mittels einer Walze erfolgen, die sich gegen die äußere Oberfläche der Röhre dreht. Die Schichten können jedoch auch durch geeignete Oberflächenbehandlung oder durch Verwendung eines pulverförmiges Silicium enthaltenden Klebstoffes miteinander x^erbunden v/erden.
Der von einem Motor getriebene Dorn vrird zusammengelegt, damit die mehrschichtige ' Röhre abgenommen werden kann»
Die mehrschichtige Röhre wird dann auf einem Stahl zylinder abgestützt, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß sich die mehrschichtige Röhre während des Härtens zusammenziehen kann. Der Grad der Kontraktion hängt von der Zusammensetzung und der Abmessung der mehrschichtigen Röhre ab. -
Durch geregeltes Erhitzen auf eine Temperatur von 2000C wird die mehr schichtige Röhre gehärtet, wodurch sie starr wird, so daß sie leicht weiter gehandhabt und bearbeitet werden kann.
Zur Erreichung der gewünschten Form und Abmessungen wird die
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mehrschichtige Röhre dann bearbeitet und anschliessend in einem Hochtemperaturofen unter Stickstoffatmosphäre bei einer Brenntemperatur von vorzugsweise 1350 bis l450°C zu Siliciumnitrid gebrannt. . T ·
Der Vorteil dieses Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Zylinders liegt darin, daß es relativ preiswert und der so hergestellte Zylinder widerstandsfähiger gegen Rissbildung ist als bekannte Konstruktionen« Darüber hinaus kann die Porosität und Dichte des Material .^ aus dem der Zylinder hergestellt wird* besser kontrolliert bzw* gesteuert werden.- Schließlich können während der Herstellung,, insbesondere in Stufe b) des erfindungs« gemäßen Verfahrens, Verstärkungsfasern zwischen die Schichten der Röhre eingebracht bzw» eingeführt werden»
Außer dem Herstellungsverfahren gehört auch ein bei der Durchführung des Verfahrens verwendbarer Dorn zum Bereich der. Erfindung. Der Dorn umfaßt ein (einen Teil des Dornumfangs bildendes) Segment 1, das auf einem ('nicht gezeigten) Haltering, befestigt ist, und zwei (bewegliche* annähernd den restlichen Dornumfang bildende) Segmente 2 und 3, die an den Stellen 4 und 5 drehbar gelagert sind, so daß sie jeweils in die in Pig«, 1 oder in die in Fig. 2 gezeigte Lage bewegt werden können.
Ein weiteres Segment 6 kann in die zwischen den beweglichen Segmenten 2 und 3 ausgebildete Lücke eingeschwenkt werden, wenn sich die beweglichen Segmente 2 und 3 in der in Fig» I gezeigten Position befinden, um den von den Segmenten 1, 2 und 3 gebildeten,
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im wesentlichen ringförmigen Umfang zu vervollständigen. Der Dorn befindet sich dann in gedehnter oder Arbeitsstellung. .
Um den Dorn zusammenzudrücken, wird das Segment 6 durch Schwenken von den beweglichen Segmenten 2 und 3> zurückgezogen, und letztere werden in die in Pig, 2 gezeigte Position nach innen geschwenkt.

Claims (2)

■ ■ . ." 7 " - 2325330 Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von keramischen Hohlkörpern, da. durch gekenn ζ eich η e t/ daß man
a) eine Bahn aus rohem Keramikmaterial herstellt,
b) mehrere Schichten dieser Bahn auf eine.n Dorn zur Bildung einer Röhre aufbringt und gleichzeitig zur Verbindung der · . Schichten miteinander Druck auf die mehrschichtige Röhre ausübt,
c) die mehrschichtige Röhre auf eine Härtungjtemperatur zur Bildung eines Körpers, erhitzt, der für weitere Bearbeitung hart genug ist,
d) die Röhre .zur Erreichung der gewünschten Form und Abmessungen bearbeitet und
e) die so bearbeitete Röhre zur Bildung eines keramischen Körpers . bei hoher Temperatur brennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß man während des Schrittes b) zusätzlich zwischen benachbarten Schichten eine Verstärkung einbringt oder einführt.
4 9/0 927
Leers eite
DE19732325338 1972-05-18 1973-05-18 Verfahren zur herstellung von keramischen hohlkoerpern Pending DE2325338A1 (de)

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IT (1) IT985177B (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6974516B2 (en) * 2001-04-05 2005-12-13 Presidio Components, Inc. Method of making laminate thin-wall ceramic tubes and said tubes with electrodes, particularly for solid oxide fuel cells
DE102009054910A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-22 Sgl Carbon Se, 65203 Faserarmierter Körper
EP2596885A3 (de) * 2011-11-25 2015-07-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Keramische und/oder pulvermetallurgische Formteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

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