DE2408874A1 - Chemical conversion of compact metals into fine particles - by treatment in molten chlorides contg a conversion-active salt - Google Patents
Chemical conversion of compact metals into fine particles - by treatment in molten chlorides contg a conversion-active saltInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Chemischen Umformung von metallischen Stoffen. Process for chemical forming of metallic materials.
In der Technik werden für zahlreiche Anwendungen metallische Stoffe in feinteiliger Porm benötigt. Als Beispiel seien Katalysatoren, Katalysatorenträger und Wärmeaustauscher-Massen genannt. In technology, metallic substances are used for numerous applications required in finely divided form. Examples are catalysts, catalyst carriers and called heat exchanger masses.
Dafür werden Metalle und Legierungen in feinteiliger Form eingesetzt. Ferner ist fur die Oberflächenbehandlung durch Emaillieren, Einfärben etc. oder Oberflächenvergütung oft eine gezielte Aufrauhung der zu behandelnden Metallöberflächen von Bedeutung.Metals and alloys in finely divided form are used for this. It is also used for surface treatment by enamelling, coloring, etc. or Surface finishing is often a targeted roughening of the metal surfaces to be treated significant.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung ermöglicht sowohl die Umf;ormung von kompakten metallischen Körpern wie auch die gezielte Aufrauhung von Metalloberflächen. Das Verfahren ist dadurch geiennzeichnet, daß die kompakten metallischen Stoffe von einer Salzschmelze ganz oder teilweise umhiillt werden, die mindestens 0,01 Gew.% umformungswirksame Salze enthält, die Schmelze eine ausreichende Zeit einwirkt und die gebildeten nadel-, und/oder dendritenförmigen Kristalle oder feinkristalline Pulver aus der Schmelze entfernt oder durch Auflösen der erstarrten Salze freigelegt werden.The invention described below enables both reshaping of compact metallic bodies as well as the targeted roughening of metal surfaces. The process is characterized in that the compact metallic substances be completely or partially surrounded by a molten salt which is at least 0.01 % By weight of forming salts, the melt acts for a sufficient period of time and the needle-shaped and / or dendrite-shaped crystals or finely crystalline ones formed Powder removed from the melt or exposed by dissolving the solidified salts will.
Das verfahren soll nachfolgend anhand von Beispielen näher erlautet werden.The procedure is explained in more detail below using examples will.
Beispiel 1: Herstellung von feinteiligen Kupfer-Massen.Example 1: Production of finely divided copper masses.
In einer eutektisch zusammengesetzten Schmelze von 10 kg aus Natrium- und Kaliumchlorid, die ca. 0. 9Gew.% Nickelchlorid (NiCl2) als umformungswirksames Halogenid, gelöst enthält. werden ca. In a eutectically composed melt of 10 kg of sodium and potassium chloride, which contains approx. 0.9% by weight nickel chloride (NiCl2) as effective for forming Contains halide, dissolved. will be approx.
2 kg Kupferschrott, Granalien und Reststücke von Kupferkathoden aus der Kupferraffination langsam eingetragen. Die 3-10 mm großen Kupferstücke ( Ausgangskörper ) befinden sich auf Horden aus Keramik und werden von der Schmelze voll bedeckt. Nach ca. 20 Stunden sind die kompakten Ausgangskörper in eine voluminöse Masse aus Kupferdendriten umgeformt. Sie wird langsam mit den ilorden aus der Schmelze gehoben, abgekühlt und schließlich durch Weglösen der restlichen festen Salze freigelegt. Die relative Oberflächenvergrößerung beträgt rund 1:104. Die Dendriten und Kupfernadeln besitzen eine Stärke von 1-50 /um und eine Länge bis zu#1 cm. Auffallend ist, daß die Oberfläche der Dendriten teilweise eine mikroskopische Aufrauhung zeigen. Das als NiC12 eingebrachte Nickel befindet sich nahe zu vollständig in den Kupferdendriten. Durch Zusatz von umformungswirksamen NiCl2 zu der Schmelze kann die Umformung mehrere Male wiederholt werden.2 kg of copper scrap, granules and remnants of copper cathodes slowly entered the copper refining process. The 3-10 mm large copper pieces (starting body ) are located on ceramic hordes and are fully covered by the melt. After about 20 hours, the compact starting bodies have turned into a voluminous mass Reshaped copper dendrites. She is slowly lifted from the melt with the ilorden, cooled and finally exposed by dissolving away the remaining solid salts. The relative surface enlargement is around 1: 104. The dendrites and copper needles have a thickness of 1-50 / µm and a length of up to # 1 cm. It is noticeable that the surface of the dendrites partially show a microscopic roughening. That Nickel introduced as NiC12 is almost completely in the copper dendrites. By adding forming-effective NiCl2 to the melt, the forming process can take several steps To be repeated times.
Auf diese WeiSe gelingt es je nach vorgegebenem NiCl2-Gehalt der Schmelze unterschiedlich zusammengesetzte Kupfer-Nickel-Legierungen mit großer Oberfläche herzustellen. Soll die Nickel-Konzentration im umgeformten Kupfer relativ groß sein (2 Gew.% b so wird während der Umformung diskontinuierlich oder kontinuierlich eine Mischung aus Nickelchlorid , Natrium- und Kaliumchlorid unter Rühren der Schmelze zugesetzt.In this way, depending on the specified NiCl2 content of the melt, it is possible Different compositions of copper-nickel alloys with a large surface to manufacture. Should the nickel concentration in the formed copper be relatively high (2 wt.% B so discontinuously or continuously a Mixture of nickel chloride, sodium and potassium chloride while stirring the melt added.
Das Verfahren ist nicht auf die o.g. Ausgangsknffl.rper beschränkt.The procedure is not limited to the above-mentioned exit keys.
Auch die kontinuierliche und partielle Aufrauhung von Metalldrähten, Bändern, etc. aus reinen Metallen oder Legierungen ist in einfacher Weise möglich. Dazuwerden die o.g. Körper langsam durch die Schmelze, die ein entsprechend umformungswirksames Sal7 enthält, hindurchgezogen.The continuous and partial roughening of metal wires, Ribbons, etc. made of pure metals or alloys is possible in a simple manner. For this purpose, the above-mentioned bodies are slowly moved by the melt, which has a correspondingly effective forming effect Sal7 contains, pulled through.
Es zeigte sich, daß mit steigender Temperatur und sinkenden Gehalt an umformungswirksamen Halogeniden die relative Oberflächenvergrößerung abnimmt. Die IJmformungsgeschwindigkeit steigt mit zunehmender Temperatur und Konzentration an umformungswirksamen Salzen in der Schmelze. Während der Umformung findet gleichzeitig eine Reinigung statt. So werden heterogene Anteile in den Ausgangskörpern, wie Oxide, Carbide, Boride, etc., ausgechieden bzw.It was found that with increasing temperature and decreasing content the relative surface enlargement of the active halides decreases. The rate of shaping increases with increasing temperature and concentration of forming salts in the melt. During the forming process takes place at the same time cleaning takes place. In this way, heterogeneous proportions in the starting bodies, such as oxides, Carbides, borides, etc., separated or
nicht in die umgeformten Körper mit eingebaut. Sie sammeln sich bevorzugt am Boden des Umformungsgefäßes.not built into the formed body. They prefer to gather at the bottom of the conversion vessel.
Das Verfahren ist einer vielfältigen Vanation fähig. Als Salzschmelze eignen sich außer Alkalihalogenide auch die Halogenide der Erdålkalien oder Alkali- und/oder Ammoniumsalze hochschmelzender organischer Säuren, wie.aliphatische Carbonsäuren mit mehr als vier Kohlenstoffatomen je Molekül, Phtalsäuren, Salicylsäure u.a.. Die Salze der organischen Säuren srmöglichen vor allem eine Umformung bzw. Aufrauhung der kompakten Ausgangskörper bei Temperaturen im Bereich von 1000 bis 4000C.The method is capable of a variety of changes. As a molten salt In addition to alkali halides, the halides of the alkaline earths or alkali and / or ammonium salts of high-melting organic acids, such as aliphatic carboxylic acids with more than four carbon atoms per molecule, phthalic acids, salicylic acid, etc. Above all, the salts of the organic acids enable reshaping or roughening the compact starting body at temperatures in the range from 1000 to 4000C.
Als umformungswirksame Salze eignen sich vor allem die Halogenide der Uebergangsmetalle (T-Metalle). Ferner ist es #öglich die umformungswirksamen Salze in situ in der Schmelze zu.erzeugen.The halides are particularly suitable as salts that are effective for forming of transition metals (T-metals). Furthermore, it is # o possible the most effective for forming Generate salts in situ in the melt.
Dazu genügt esßdie die Umformung mit geringer Konzentration an umformungswirksamen Salzen zu starten, wobei die Schmelze gleichzeitig das Metall des umformungswirksamen Salzes in elementarer Form enthält, jedoch die Ausgangskörper nicht berührt. Ferner ist es vorteilhaft die umformungswirksamen Salze durch Einleiten vonTTalogenen wie Chlor und/oder Halogenwasserstoffen wie Chlorrlasserstoff in die Salzschmelze, die das entsprechende Metall in elementarer Form enthält, zu erzeugen.For this purpose, it is sufficient to reform with a low concentration of active reforming agents Start salting, with the melt at the same time being the metal of the deformable Contains salt in elemental form, but does not affect the original body. Further it is advantageous to use the forming salts by introducingTTalogens such as Chlorine and / or hydrogen halides such as chlorine hydrogen in the molten salt, which contains the corresponding metal in elemental form.
Beispiel 2: Die Erzeugung des umformungswirksamen Salzes. Example 2: The production of the forming salt.
Bs wird wie in Beispiel 1 gearbeitet In die Salzschmelze tauchen jedoch Nickel-Stangen ein, die keinen direkten Kontakt mit den Kupfer-Ausgangskörpern haben. Dabei steigt während der Umformung die Nickelkonzentration in den Dendriten auf ca. 5 Gew.ff Eine rasche Umformung wird er-zielt, wenn die Salzschmelze weitgehend oder nur aus umformungswirksamen Salzen besteht. The procedure is as in Example 1. Immerse in the molten salt however, nickel rods that do not come into direct contact with the copper starting bodies to have. The nickel concentration in the dendrites increases during the forming process to approx. 5 Gew.ff. Rapid transformation is achieved when the molten salt is largely or consists only of forming salts.
Beispiel 3: Hohe Konzentration an umformungswirksamen Salzen. Example 3: High concentration of forming salts.
Es wird wie in Beispiel 1 gearbeitet. Die Salzschmelze besteht jedoch aus einem Gemisch von Kupfer-I-Chlorid (GuCi) ud 25 Ges Nickelbromid (NiBr2). The procedure is as in Example 1. However, the molten salt persists from a mixture of copper-I-chloride (GuCi) and 25 Ges nickel bromide (NiBr2).
Die Umformung ist bereits nach 5 Stunden abgeschlossen und ergibt eine OberflachenvergæöRerung von ca. 1:106. The reshaping is already completed after 5 hours and results a surface fermentation of approx. 1: 106.
Das Verfahren eignet sich auch zur gezielten und partiellen Aufrauhung von metallischen Gegenständen, wie Blechen, Bändern, Drähten, etc.. Dazu werden die Ausgangskörper in dünner Schicht mit der Schmelze besprüht oder die ausreichend heißen Ausgangskörper mit einem Gemisch der entsprechenden Salze bestäubt, wobei die Salze aufschmelzen. Läßt man einen derart erzeugten flüssigen Salzfilm einwirken, so wird die Oberfläche der Ausgangskörper je nach Zeit und Temperatur mehr oder wenig aufgerauht. Unter Aufrauhung ist eine gleichmäßige Rauhigkeit im Bereich von #100 µm zu verstehen. Nach der Behandlung werden die Salze durch Weglösen oder anderweitig in bekannter Weise von den Ausgangskörpern entfernt. The process is also suitable for targeted and partial roughening of metallic objects, such as sheet metal, strips, wires, etc .. This will be the initial body sprayed in a thin layer with the melt or the sufficient hot starting body dusted with a mixture of the appropriate salts, wherein melt the salts. If a liquid salt film created in this way is allowed to act, so the surface of the starting body becomes more or more depending on the time and temperature little roughened. Under roughening is a uniform roughness in the range of # 100 µm to understand. After treatment, the salts are removed by dissolving them or otherwise removed in a known manner from the starting bodies.
Beispiel 4: Die Aufrauhung von Stahlblechen.Example 4: The roughening of steel sheets.
Ein Stahlband (0,7 x 100 mm) mit niederem Kohlenstoffgehalt wird horizontal mit einer Geschwindigkeit von ca. 200 m/h durch eine ca. 0,5 lange Flamm-Zone geführt und so auf ca. 700°C aufgeheizt.A steel band (0.7 x 100 mm) with a low carbon content becomes horizontal at a speed of approx. 200 m / h through an approx. 0.5 long flame zone and so heated to approx. 700 ° C.
Am Ende der Flamm-Zone wird die Oberseite des Bleches mit einem eutektischen Gemisch aus Natrium-u. Kaliumchlorid mit ca.0,1 Gew.% Nickelchlorid (NiCl2) und ca. 0,1 Gew.% Eisen-II-chlorid (PeCl2) bestäubt. Die Salze schmelzen sofort auf und bilden einen ca.At the end of the flame zone, the top of the sheet is marked with a eutectic Mixture of sodium u. Potassium chloride with about 0.1% by weight nickel chloride (NiCl2) and approx. 0.1% by weight iron (II) chloride (PeCl2) dusted. The salts melt immediately and form an approx.
0,01 mm starken Schmelzfilm, der außerhalb der Flamm-Zone durch eine Luftdusche zum Erstarren gebracht wird. Aufschmelzen der Salze und Erstarren der Schmelze erfolgt in ca. 2 sec., Anschliessend wird die Salzschmelze mit einem CO2 -Laserstrahl punktförmig aufgeschmolzen, wobei eine Aufrauhung von ca, 8 µm erreicht wird. Das Blech passiert schließlich eine Waschzone in der die Salze abgelöst werden. Nach einer gründlichen Trocknung in einer Heißluft zone von 8000 wird das Stahlblech aufgerollt.0.01 mm thick melt film, which is outside the flame zone by a Air shower is made to freeze. Melting of the salts and solidification of the Melt takes place in approx. 2 sec., The salt melt is then mixed with a CO2 -Laser beam melted in a punctiform manner, with a roughness of approx. 8 µm will. The sheet finally passes a washing zone in which the salts are removed. After thorough drying in a hot air zone of 8000, the sheet steel rolled up.
Das Verfahren ist nicht auf elementare Metalle beschränkt. Auch homogene oder heterogen Legierungen können umgeformt bzw. gezielt aufgerauht werden. Die nachfolgende Tabelle soll einen Einblick in die Variationsmöglichkeiten geben. Dabei ist zu berücksichtigen, daß für die Wahl des umformungswirksamen Salzes, bzw. bevorzugt Salze eines fremden Halogenids und nicht ein Halogenid des umzuformenden Metalls benutzt wird.The process is not limited to elemental metals. Even homogeneous or heterogeneous alloys can be reshaped or deliberately roughened. the The following table is intended to provide an insight into the possible variations. Included It must be taken into account that for the choice of the active salt, or preferred Salts of a foreign halide and not a halide of the metal to be transformed is used.
Tabelle der umformungsfähigen Metalle und Legierungen.Table of formable metals and alloys.
Lfd. Metall bzw. umformungs- Temperatur Nr. Legierung wirksame det Salzschmelze Salze 1 Cu NiCl2, FeCl2 700°C 2 Cu-Ni-Leg. CuCl 6000C 3 Cu-Ni-Si CuCl, FeCl2 700°C -Leg.Serial Metal or forming temperature no. Alloy effective det Molten salt salts 1 Cu NiCl2, FeCl2 700 ° C 2 Cu-Ni-Leg. CuCl 6000C 3 Cu-Ni-Si CuCl, FeCl2 700 ° C -Leg.
4 Ni-Si-Leg. CuCl, FeCl2 700°C 5 Ni-Fe-Leg. NiCl2 , CuC1 FeCl2 6 Fe-Ti-Leg. FeCl2, TiCl- 800°C Subchloride u. TiCl4 7 Cr-Ni CrCl3, NiCl2 8000C FeCl2 8 Al-Ni AlCl3, NiCl2 800°C Außer den in obiger Tabelle genannten metallischen Stoffen sind weiter Metalle und Legierungen der Uebergangsmetalle einschließlich der Schwermetalle umformungsfähig.4 Ni-Si alloy. CuCl, FeCl2 700 ° C 5 Ni-Fe-Alloy. NiCl2, CuC1 FeCl2 6 Fe-Ti-Leg. FeCl2, TiCl- 800 ° C subchloride and TiCl4 7 Cr-Ni CrCl3, NiCl2 8000C FeCl2 8 Al-Ni AlCl3, NiCl2 800 ° C Except for the metallic substances mentioned in the table above further metals and alloys of transition metals including heavy metals transformable.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742408874 DE2408874A1 (en) | 1974-02-23 | 1974-02-23 | Chemical conversion of compact metals into fine particles - by treatment in molten chlorides contg a conversion-active salt |
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DE19742408874 DE2408874A1 (en) | 1974-02-23 | 1974-02-23 | Chemical conversion of compact metals into fine particles - by treatment in molten chlorides contg a conversion-active salt |
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DE (1) | DE2408874A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3813992A1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-12 | Jenoptik Jena Gmbh | Eyepiece of variable focal length |
-
1974
- 1974-02-23 DE DE19742408874 patent/DE2408874A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3813992A1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-12 | Jenoptik Jena Gmbh | Eyepiece of variable focal length |
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