DE282748C

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Publication number: DE282748C
Application number: DE1913282748D
Authority: DE
Priority date: 1913-10-23
Filing date: 1913-10-23
Publication date: 1915-03-19
Also published as: GB191421378A

Description

Mß0h

Die Herstellung von festen Körpern aus - Oxyden gelingt verhältnismäßig leicht, da diese die Eigenschaft der Sinterlingsfähigkeit in hohem Maße^besitzen, so daß es genügt, sie, nachdem sie einer geeigneten Vorbehandlung ausgesetzt waren, einer hinreichenden Erhitzung auszusetzen, so daß sie sintern. Diese Eigenschaft der Sinterung zeigen die meisten Stoffe, insbesondere die Metalle, d. h. alle Stoffe, ■ die beim Schmelzpunkt noch einen ziemlich geringen Dampfdruck besitzen. Ein abweichendes Verhalten zeigen die Nitride, von denen die in Frage kommenden feuerfesten, wie die Nitride von Bor und Titan, bei gewöhnlichen Drücken keinen Schmelzpunkt besitzen, sondern sublimieren und auch keine Sinterung zeigen. Daher ist es bisher noch nicht gelungen, diese Stoffe zu Gegenständen beliebiger Gestalt zu verarbeiten, trotzdem die hervorragenden Eigenschaften, besonders des Borstickstoffs, zum Teil schon bekannt sind. Das vorliegende Verfahren gestattet nun in einfacher Weise, Gegenstände in fester Gestalt zu gewinnen und so diesen Stoffen ein weites Anwendungsgebiet zu eröffnen·. Das Verfahren besteht darin, daß von Verbindungen der Grundstoffe, wie z. B. des Bors, Titans, Zirkoniums usw. ausgegangen wird, die die Eigen-■ schaft der Sinterung zeigen, wie die Oxyde

und Sulfide, aus denen man dann die gewünschten Stücke in gewöhnlicher Weise formt und sintert. Als bestes Ausgangsmaterial sind die Oxyde zu wählen, die sehr leicht sintern und gegebenenfalls in oxydierender Atmosphäre gebrannt werden können. Die auf diese Weise gewonnenen festen Formstücke aus Oxyden werden nunmehr auf chemisch thermischem Wege in die Nitride übergeführt, am besten hier durch Glühen im Ammoniakstrom. Dann bilden sich die Formstücke gleichmäßig zu festen Nitridkörpern um, wenn die Erhitzung genügend lange und langsam' geleitet wird. Bei manchen dieser Stoffe, ζ. Β. beim Titannitrid, tritt bei diesem Prozeß Rissebildung auf, die man dadurch vermeidet, daß das Ausgangsmaterial genügend hoch vorgebrannt oder geschmolzen wird. Dieses Verfahren führt zu außerordentlich fast gasdichten Nitridkörpern, ist aber etwas langwierig, da die Einwirkung des Ammoniaks infolge der langsamen Diffusion sehr verzögert wird und große Massen umzusetzen sind; es empfiehlt sich daher besonders für dünne Körper, wie Röhrchen, Fäden u. dgl., die besonders haltbar und gleichmäßig sein müssen.

Nach einer weiteren Vervollkommnung des Verfahrens wird nur ein Teil des Ausgangsmaterials als Oxyd o. dgl. angewandt, der gleichmäßig zwischen dem Nitrid verteilt wird, und dessen Menge genügt, um durch Sinterung oder Schmelzung dem Ganzen genügenden Halt zu geben. Dies ist besonders beim Borstickstoff nötig, da das Bortrioxyd schon früh schmilzt und daher nur schwierig und langsam aus reinem Bortrioxyd sich ein Borstickstoffkörper gewinnen läßt. Eine besonders gleichmäßig verteilte Oxydmenge erhält man, wenn man diese durch teilweise Oxydation des Ausgangsmaterials, des reinen Nitrids, erzeugt, z. B. durch Herausbrennen eines organischen Bindemittels. Natürlich kann man auch auf diesem Wege Körper aus Gemengen von Nitriden mit ·

Claims

anderen Körpern herstellen, z. B. mit Metallen, wie Wolfram usw., indem man diese dem Ausgangsmaterial, ζ. B. dem Oxyd, beimengt. Die Herstellung eines Körpers aus Borstickstoff geschieht beispielsweise folgendermaßen : Fein gemahlener Borstickstoff wird mit einer genügenden Menge organischen Bindemittels zu einer formbaren Masse angemacht und so lange feucht behandelt, bis sich eine genügende ίο Menge Borsäure gebildet hat. Man kann auch von vornherein eine nicht zu große Menge Borsäure hinzutun. Nach dem Trocknen wird der Formling in oxydierender Atmosphäre von . seinem organischen Bindemittel befreit, wobei die Borsäure die Borstickstoff teilchen zusammen- ■ kittet. Alsdann wird der Formling langsam im Ammoniakstrom geglüht, wobei allmählich ein .Borstickstoffkörper entsteht. Um diesen Körper noch dichter zu machen, kann er mit Boroglycerin oder geschmolzenem Bortrioxyd getränkt und abermals geglüht werden, wobei man außerordentlich dichte Körper erhält. Die so gewonnenen Körper eignen sich für alle Zwecke, die hohe Temperaturen erfordern, und bei denen eine reduzierende Atmosphäre herrscht; denn der Borstickstoff, der so behandelt ist, dissoziiert erst über 20000 und sublimiert selbst im Wasserstoffstrom erst oberhalb dieser Temperatur, während seine Fcucrfestigkeit im Ammoniak und Stickstoffstrom noch weiter, in letzterem bis 3000 ° reicht. Er ist daher als Ofenmaterial allen bisher bekannten Stoffen überlegen, da er auch bei den höchsten Temperaturen elektrisch isoliert und gegen Temperaturschwankungen sehr widerstandsfähig ist. Desgleichen ist seine Vcr-Wendung als Schmelztiegel für Metalle von großer Bedeutung, da selbst siedende Alkalimetalle ohne Einfluß darauf sind. Gegenstände aus Titannitrid stellt man in analoger Weise her, indem man ein gebranntes oder geschmolzenes Oxyd aufs feinste vermahlt, mit organischem Bindemittel verformt und in oxydierendem Feuer oder auch direkt in Ammoniak brennt. Dabei sintert zunächst das Oxyd und geht dann erst in das Nitrid über. Will man dieses mit Metall, z. B. Wolfram, vermengen, so wird das Metall dem Oxyd beigemengt und das Ganze in Ammoniak gebrannt. J0 Pa τ κ ν τ - A ν s 1· r i; cni·:

1. Verfahren zur Herstellung von zusammenhängenden Körpern aus Nitriden, insbesondere aus Borstickstoff und Titannitrid, dadurch gekennzeichnet, daß sinterungsfähige Verbindungen der Grundstoffe, wie z. B. die Oxyde, insbesondere Bortrioxyd, Titandioxyd, zu festen Körpern geformt, hierauf gesintert werden und dann in einer Ammoniakatmosphäre o. dgl. unter starker Erhitzung in die Nitride übergeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des Aus-

. gangsmaterials aus sinterungsfähigen Verbindungen, z. B. Oxyden, besteht, während der übrige Teil aus Nitrid besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxyd durch teilweise Umwandlung des Nitrids,

z. B. durch Oxydation, während der Verarbeitung erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Borstickstoff oder Titannitrid mit organischen Bindemitteln geformt und an der Luft das Bindemittel herausgebrannt wird, wobei eine teilweise Oxydation stattfindet.

5.. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Borstickstoffkörper mit geschmolzenem Bortrioxyd oder einer Lösung von Borsäure getränkt werden und im Ammoniakstrom geglüht werden und der Prozeß gegebenenfalls wiederholt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Titandioxyd vor der Verarbeitung noch vorgebrannt oder geschmolzen wird. '