DE2909344B2

DE2909344B2 - Keramischer Zünder

Info

Publication number: DE2909344B2
Application number: DE2909344A
Authority: DE
Inventors: Franz J. Philadelphia Brodmann; Ronald Bala Cynwyd Staut
Original assignee: General Refractories Co
Current assignee: General Refractories Co
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2015986B; JPS5747367B2; DE2909344C3; US4260872A; JPS57156330A; JPS54121880A; GB2015986A; GB2090241A; GB2095959A; DE2909344A1; GB2095959B; GB2090241B

Description

Die Erfindung betrifft einen keramischen Zünder verbrauch konnten sich die bekannten Zünder bei gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie er Netzspannung von 120 V auch nicht in weniger als zum Zünden von Gas oder flüssige Brennstoffe veir- 30 Sekunden aufheizen. Vielmehr benötigen die bebrennenden Vorrichtungen benötigt wird. 25 kannten Zünder 30 bis 60 Sekunden bei Anwendung

Zünder, die im Haushalt verwendet werden sollen, von Netzspannung von 120 V.

müssen eine sehr kurze Ansprechzeit aufweisen. Der Lanthanchromit ist schon früher mit anderen Mate-

hier verwendete Ausdruck »Ansprechzeit« bedeutet riaüen zusammen zur Herstellung von Elektroden und

die Zeit, die zwischen dem ersten Einschalten des Halbleitern verwendet worden (US-PS 3730911).

Stromes an dem Zünder und dessen maximaler Tem- 30 Lanthanchromit ist bisher jedoch nicht als Material

peraturentwicklung vergeht. für keramische Zünder vorgeschlagen oder verwendet

Der elektrisch Verbrauch kann durch den Einsatz worden.

eines Leiters mit höherem elektrischen Widerstand Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, erheblich vermindert werden, wobei ein derartiger die elektronischen Eigenschaften von Lanthanchromit Leiter allerdings die gewünschten Temperaturen be- 35 zu modifizieren, indem man es mit gewissen Metallioreits bei der Netzspannung schnell erreichen muß, da- nen dotiert, weiche die Lanthan- oder Chromionen mit er sich als Zünder für Haushaltsanwendungen eig- an den A- oder B-Stellen des Perowskit-Gitters ersetnet. Darüber hinaus soll ein Zünder eine hohe zen. In US-PS 3 974108 wird ein Verfahren zum Do-Beständigkeit gegenüber thermischer Schockeinwir- tieren unter Verwendung von Strontium-, Calciumkung, hohe Festigkeit und eine 200000 thermische 40 oder Magnesiumionen besehriebca.
Zyklen übersteigende Lebensdauer aufweisen. Bei Aus US-PS 4029926 ist ein keramischer Zünder den meisten Haushaltsanwendungen für Erdgas sollte bekannt, mit einem keramischen Halterungsblock, eisich ein Zünder von Raumtemperatur auf etwa nem elektrisch leitfähigen, auf den Block montierten 1450° C in weniger als 30 Sekunden aufheizen kön- leitfähigen Körper und Vorrichtungen, die an dem nen. Diese Eigenschaft muß während der gesamten 45 Körper angebracht sind und in dem Block befestigt Lebensdauer des Zünders erhalten bleiben, wenn eine sind zum Durchleiten eines elektrischen Stromes, wosolche Vorrichtung wirtschaftlich sein soll. bei der Halterungsblock wenigstens eine öffnung auf-Vorzugsweise sollen die Widerstands-Tempera- weist, durch die ein Teil des Körpers dem zu ziindentur-Eigenschaften eines solchen Zünders bei Raum- den Medium ausgesetzt wird,
temperatui einen niedrigen Widerstand aufweisen, 50 Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen um das notwendige schnelle Anspringen für eine Auf- Zünder gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 zu heizansprechzeit von weniger als 30 Sekunden zu for- schaffen, der eine sehr schnelle Ansprechbarkeit hat dem. Im Hochtemperaturbereich (etwa 1450 ° C) soll und schon mit einer Netzspannung von 120 Volt wirksich die negative Neigung der elektrischen Wider- sam betrieben werden kann, und außerdem eine hohe stands-Temperatur-Kurve abflachen, um jegliche 55 thermische Schockfestigkeit und eine verlängerte Le-Überhitzung der Zündstabvorrichtung zu vermeiden. bensdauer aufweist.

Neben diesen erwähnten Eigenschaften soll ein Diese Aufgabe wird durch einen keramischen Zün-

ZUnder für den wirtschaftlichen Einsatz im Haushalt der mit einer Zusammensetzung gemäß dem Kennzei-

im normalen Betrieb nicht mehr als etwa 100 bis chen des Patentanspruchs gelöst.

110 Watt verbrauchen. Falls die gewünschte An- 60 Vorzugsweise hat der elektrisch leitende Körper

Sprechzeit in dieiiem Bereich des Stromverbrauches eine Zusammensetzung, die sowohl Magnesium und

erzielt werden kann, wird durch die Verwendung eines Niob enthält.

elektrischen Zünders anstelle von Zündflammen eine Vorzugsweise werden etwa 30% Magnesium durch

beachtliche Gesamtenergieeinsparung erzielt. Strontium ersetzt, um eine optimale Ansprechzeit und

Die Struktur eines keramischen Zünders soll derart 65 Leitfähigkeitseigenschaften bei Netzspannungen ab

sein, dall jegliche Widerstandsveränderung an der 120 V zu erzielen. Andere Prozentsätze ergeben auch

Verbindungsstelle zwischen dem keramischen Mate- geeignete Zündereigenschaflen, jedoch benötigt mian

rial und den elektrischen Leiterdrähten vermieden höhere Ströme. Man kann mit NctzsoannunG ab

120 V Ansprechzeiten von 8 Sekunden erzielen, wenn Zünder aus einem Material verwendet wurden, in dem verschiedene Prozentsätze an Strontium-, Magnesium- und Niobionen in dem Lanthanchromit vorhanden sind.

Vorzugsweise hat der Körper eine U-Form, wobei der Spitzenteil am gekrümmten Ende ist und die Anschlußteile sich an den anderen Enden der jeweiligen Schenkel befinden. Es ist weiterhin bevorzugt, daß der HalterungsblocL aus einem thermisch schockbeständigen Material, wie Kordierit ausgebildet ist, wie dies die US-PS 4029936 zeigt.

Vorzugsweise bestehen die stromleitenden Mittel aus einem Paar Leitungsdrähten, die jeweils ein elektrisches Anschluß- und ein Verbindungsende haben, und wobei die Verbindungsenden an die Verbindungsteile des Körpers angeschlossen sind. Die stromleitenden Vorrichtungen schließen auch ein Paar Löcher oder Schlitze in dem Körper ein, durch den die Verbindungsenden der stromführenden Drähte hindurchgehen und eine metallische Schicht über den Verbindungsenden, um die Verbindungsenden in den Löchern oder Schlitzen in dem Körper zu versiegeln.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen keramischen Zünders besteht in den Stufen:

Umsetzung von Oxyden, Carbonaten, Hydroxyden oder Chloriden von Lanthan, Chrom, Magnesium, Niob oder Strontium in einer wäßrigen Lösung oder Suspension in solchen Anteilen, daß man eine dicke Aufschlämmung der Zusammensetzung La₁ ^Sr, Mg₅Nb,. CrO₃ erhält, worin x = a +b +c und a = 0 bis 0,2, b = 0 bis 0,5 und c = 0 bis 0,05 bedeuten; Trocknen der dicken Aufschlämmung zu einem lockeren Kuchen; Komprimieren des Kuchens zu einer dichten Masse; Calcinieren der Masse; Zerkleinern der calcinierten Masse in Aceton oder Wasser zu feinzerteilten Teilchen; Trocknen der Teilchen; Mischen der trockenen Teilchen mit einem Bindemittel; Trocknen der Mischung unter Ausbildung eines Pulvers; Verformen des Pulvers zu einem Formkörper; Trocknen des Formkörpers unter Härtung des Binders; Brennen des Körpers bei einer Temperatur zwischen etwa 1600° C und 1800° C während einer ausreichenden Zeit, um die Verdichtung zu bewirken, wobei die Zeit im allgemeinen 1 bis 3 Stunden beträgt; Anbringen der Stromdrähte an den Körper und Befestigen des Körpers und der Stronidrähte in einem keramischen Halterungsblock.

Dabei wird der Kuchen unter Drücken von 690 bis 2070 bar komprimiert, und die Calcinierung wird bei Temperaturen von 1200* C und 1500° C eine ausreichende Zeit zum Reagieren des Pulvers durchgeführt.

Die calciiiierte Masse wird im allgemeinen in ei nc ι Kugelmühle mit Aluminiumkugeln auf eine Teilchengröße von weniger als etwa 0,044 mm zerkleinert.

Als Binder wird eine wäßrige Lösung aus Polyvinylalkohol und Polyäthylenglykol verwendet, wobei eine besonders bevorzugte Lösung 5 bis 15% einer Polyvinylalkohollösung und 5 bis 15% Polyäthylenglykol enthält. Die Lösung aus Polyvinylalkohol besteht aus etwa 7 Teilen Wasser auf etwa 1 Teil Polyvinylalkohol. Mit de'n bevorzugten Binder stellt man eine Mischung aus den trockenen Teilchen und dem Binder im Verhältnis 1:1 her und der Binder und die Teilchen werden b;^!i etwa 80° C während wenigstens 2 Stunden vermischt. Verwendet man den bevorzugten Binder, so wird die Trocknung etwa 20 Stunden bei etwa 125° C durchgeführt.

Das Pulver kann auch vor der Verformung gesiebt werden, wobei Teilchen, die größer als etwa 0,5 mm und kleiner als etwa 0,074 mm sind, entfernt werden.

Mit dem Binder wird der verformte Körper bei etwa 150° C bis 200° C annähernd 12 Stunden getrocknet.

Die Verformungsstufe schließt auch das Komprimieren des Pulvers bei Drücken von etwa 1034 bis

ίο etwa 1723 bar ein und das Brennen wird in einer neutralen oder schwach reduzierten Atmosphäre oder in Luft durchgeführt.

Lanthanchromit kann modifiziert werden, indem man Magnesiumionen anstelle einiger der Chromionen darin substituiert, oder auch, indem man fünfwertige Niob-, Tantal- oder Thalliumionen für einige der Lanthan- oder Chromionen substituiert, und zwar in Mengen, die ausreichen, um merklich den elektrischen Widerstand des Chromite zu beeinflussen. Vorzugsweise ir,t das fünfwertige Element Niob.

Der keramische Zünder gemäß d? Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläuie~t.

Fig. 1 stellt eine Aufsicht durch einen Schnitt eines keramischen Zünders dar, wobei die obere Hälfte des Halterungsblockes entfernt ist;

Fig. 2 stellt eine Endansicht der oberen Hälfte des Blockes dar, und zeigt die ausgeschnittene Fläche, die in die gleiche Fläche der Bodenfläche des Blockes paßt.

Der keramische Zünder besteht aus sinem keramischen Halter oder Befestigungsblock 1, 2, wobei ein elektrisch leitfähiger Körper 3 auf dem Block 1, 2 montiert ist. Der Körper 3 hat eine Zusammensetzung von La_1-1Sr_nMg₆Nb₀CrO₃, worin x = a+b + c und a = 0 bis 0,2, b = 0 bis 0,5 und c = 0 bis 0,05 bedeutet und wobei Vorrichtungen an dem Körper 3 anliegen und auf den Block 1, 2 montiert sind, um einen elektrischen Strom durch den Körper fließen zu lassen.

Der Halterungsblock 1,2 wird aus einem thermisch schockbeständigen Material, wie Kordierit, hergestellt . Der elektrisch leitfähige Körper hat vorzugsweise eine U-Form mit einem Endteil 14 an dem gebogenen Ende und Verbindungsteilen 15 an jedem Schenkel des anderen Endes. Der Endteil 14 wird durch die öffnungen 12 in den beiden Hälften des Halterungsblockes 1, 2 dem zu entzündenden Medium ausgesetzt.

Wie in Fig. 1 gezeigt wird, besteht die Strömungsso übertragungsvorrichtung aus einem Paar Leitungsdrähte 4, die jeweils Anschlußenden 5 und Verbindungsenden 6 haben. Ein Lochpaar 7 ist in dem Körper 3 vorgesehen, um die Verbindungsenden der L.eitun»»sdrähte aufzunehmen.

Eine metallische Schicht 8 ist über den Verbindungsenden 6 der Leitungsdrähte vorgesehen, um diese Enden in dem Körper zu befestigen bzw. »einzusiegeln«. Vorzugsweise sind die Drähte 4 hergestellt aus 0,81 mm starkem Nichrom und die metallische Schicht kann entweder eine flammengesprühte, galvanisierte odsrgefrittete Nichrom- (60% Ni, 25% Fe, 15% Cr-Legierung) oder Silberbeschichtung sein.

Ein Paar Anschlüsse 9 ist mit den Anscnlußenden 5 der Zuleitungen verbunden. Die Anschlüsse 9 sind in

fts Ausschnitten 13 des Blocks 1, 2 befestigt. Vorzugsweise sind die Anschlüsse 9 !ötfrei und weisen isolierte Klemmen 10 auf, um die Drähte in dem Block zu befestigen.

Die obere Hälfte 2 des Halteblockes wird an der unteren Hälfte durch ein Paar Nieten (nicht gezeigt), die durch beide Hälften in den Löchern 11 hindurchgehen, gehalten.

Zur Herstellung der Zünderelemente setzt man säurelösliche Verbindungen wie Oxyde, Carbonate, Hydroxyde oder Chloride von Lanthan, Chrom, Magnesium, Niob oder Strontium in wäßriger Lösung oder Suspension in spezifischen Anteilen um, um Lanthanchromit der vorher diskutierten Art zu erhalten. Die Ionensubstitution erfolgt stöchiometrisch durch Umsetzen einer spezifischen molaren Konzentration der gewünschten Bestandteile, in denen entweder die Chrom- oder Lanthankonzentration in dem genauen molaren Mengenanteil, wie er ersetzt werden soll, vermindert wurde. Der genaue Grad der Substitution hängt von den elektrischen und physikalischen Eigenschaften, wie sie in dem fertigen Zünder erwiinsrht sind, ah 7.iinHfilp.me.ntf>. mit oe.e.ioneie.n F.i- genschaften kann man aus Materialien herstellen, die 0 bis 0,2 Mol-% Strontium, 0 bis 0,5 Mol-% Magnesium und 0 bis 0,05 Mol-% Niob in dem Lanthanchromgitter enthalten. Enthält das Material Magnesium und Niob in Mengen, die merklich den elektrischen Widerstand beeinflussen, so kann man Ansprechzeiten erzielen, die durchwegs erheblich unter 30 Sekunden liegen. Durch die weitere Zugabe von Strontium bis zu 0,2 Mol-% als Ersatz für einen Teil des Magnesiums wird eine beträchtliche weitere Verminderung der Ansprechzeit auf den Bereich von H bis 20 Sekunden bewirkt.

Die Aufschlämmung, die man bei der obigen Umsetzung erhält, wird zu einem lockeren Kuchen getrocknet, entweder, indem man in einer Pfanne über Nacht trocknet oder durch Sprühtrocknen. Der Kuchen wird dann bei Drücken zwischen etwa 690 bis 2070 bar zu ziegelartigen Körpern oder Briketts verpreßt. Höhere Drücke in dem angegebenen Bereich ergeben dichtere Zündelemente. Die ziegelartigen Körper bzw. Briketts werden dann bei Temperaturen zwischen 600° C bis etwa 1500° C während 6 Stunden calciniert. Die Briketts werden dann in einem Backenbrecher zerkleinert, mit Al₂O₃-Medium in Aceton oder Wasser kugelvermahlen bis eine Teilchengröße, die typischerweise bei weniger als 0,044 mm liegt, erreicht ist. Die Teilchen werden dann getrocknet und mit einem geeigneten Binder vermischt.

Wird der bevorzugte Binder verwendet, so wird das Pulver in Wasser mit einer 15gew.%igen 7:1 Wasser-Polyvinylalkohol-Lösung suspendiert und 15% Carbowachs (Poiyäthylenglykol) werden zugegeben. Nach dem Trocknen kann das Pulver auf eine Größe im Bereich von 0,500 bis 0,074 mm unter Erhalt eines frei fließenden Pulvers gesiebt werden. Dies ist günstig für die weitere kontinuierliche industriemäßige Verarbeitung, bei welcher man das Pulver in Stahlformen einbringt, in denen dann die Verformung zu den gewünschten Zünderkörpern erfolgt.

Die bevorzugte Körperform hat die Form eines U, wobei der gekrümmte Teil dem Zündmedium durch öffnungen in dem Halterungsblock ausgesetzt ist. Ein Druck zwischen 1034 und 1723 bar ist für die Zünderverformung geeignet. Die Körper werden dann zum Härten des Binders getrocknet. Der bevorzugte Binder benötigt eine Trocknungszeit von etwa 12°Stunden bei Temperaturen zwischen etwa 150 bis 200° C.

Die Körper können dann für die spätere Einführung der Stromzuführungen an den Verbindungsenden gebohrt werden. Die gebohrten Körper werden dann bei einer Temperatur zwischen 1600 und 1800° C eine für die Verdichtung ausreichende Zeit gebrannt, was typischerweise 1 bis 3 Stunden in einer neutralen oder schwach reduzierenden Atmosphäre dauert. Zuführungsdrähte, vorzugsweise 20 gauge Nichrome, werden dann in die gebohrten Löcher durch

ίο Flammsprühen-Galvanisierung oder Einfritten der Verbindungsflächen mit Nichrome-Metall versiegelt. Diese Anordnung ergibt einen erhöhten Querschnitt der Verbindungsenden und dadurch wird der Widerstand an der Verbindungsstelle zwischen dem Lanthanchromit und dem Draht vermindert. Dadurch bleiben die Verbindungsenden relativ kühl und die Verbindungsstelle zwischen Keramik und Metall auch bei längerem Gebrauch des keramischen Zünders in zuverlässiger Funktion.

2(i Silbermetall in Form einer aufgebrannten Fritte kann auch im Verbindungsbereich zum Versiegeln der Zuleitungsdrähte verwendet werden.

Einsteckanschlußklemmen mit isolierten Klemmen werden vorzugsweise zu den Anschlußenden der Zuführdrähte verwendet. Diese Anschlüsse werden auf die Zuführungen aufgekrampt und die gesamte Körper- und Drahtanordnung wird in den Ausschnittsbereich de--Bodenhälfte des Halteblocks 1 montiert. Die isolierten Klemmen 10 passen in die vorbereiteten

in Aussparungen 16 in dem Halteblock und dienen dazu, die Anschlüsse fest in dem Block zu halten. Diese Anordnung trägt zur Lebensdauer des Zündstabes bei. weil die Möglichkeit vermindert wird, daß die Anschlüsse und Zuführdrähte aus dem Zünder bei dessen

is Herausziehen aus der Steckfassung ausreißen.

Die obere Hälfte 2 des Halteblocks ist das Umkehrbild der Bodenhälfte 1 und paßt in die angrenzende Oberfläche der Oberhälfte. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 sind zwei Löcher 11 vorgesehen, in denen Nieten angebracht werden können, welche die beiden Blockhälften zusammen verbinden. Die obere Hälfte 2 hat gleichfalls öffnungen (nicht gezeigt), die denen in der unteren Hälfte entsprechen, um den leitfähigen Körper zu dem zu zündenden Medium auszusetzen.

Die Erfindung wird näher in den folgenden Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

so 1,75 g Mg(OH)₂ wurden in einer wäßrigen Lösung aus 97,01 g/l Chromtrioxyd gelöst. Zu der kraft»™ gerührten Lösung wurden 162,92 g La₂O₃ langsam zugegeben. Das Gefäß wurde während des exothermen Neutralisierungsverfahrens mit Wasser gekühlt. Der sich bildende gelbe Kuchen aus Lanthanchromit wurde in einen Sprühtrockner bei nicht mehr als 365° C Einlaß- und 140° C Auslaßtemperatur getrocknet. Der getrocknete Kuchen wurde dann zu Stäben bzw. Briketts verpreßt und anschließend an der Luft bei 1500° C calciniert und dann 6 Stunden abkühlen gelassen. Die calcinierten ziegeiförmigen Körperwurden zunächst in einen Backenbrecher gegeben und dann mit Al₂O₃ in Aceton 4 Stunden in einer Kugelmühle gemahlen. Nach Naßsieben über einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm wurde das Pulver mit einem Binder und Gleitmitteln vermischt. Das Pulver wurde in Wasser suspendiert bevor 15 Gew.-% einer 7:1 Polyvinylalkohol-Lösung

(PVA) und 15% Polyäthylcnglykol zugegeben wurden. Die Suspension wurde bei 150" C Auslaßtcnipe-• ratur in einem Sprühtrockner getrocknet. Nach dem Sieben durch jin 0,500- und 0,105-mm-Sicb wurde das zurückgehaltene Pulver in die Form eines Flammzünders verpreßt. Die verprußten Teile wurden über Nacht getrocknet und dann in einem gasbeheizten Of'-., bei 1800° C in einer schwach reduzierten Atmosphäre 2 Stunden gebrannt. Die physikalischen Eigenschaften des gebildeten Flammen-Zünders betrugen typischerweise 1,73 Ampere uinc¹ 25 Sekunden Ansprechzeit. Die Schüttdichte der Zusammensetzung betrug 83,7% der theoretischen Dichte. Die Bruch-Festigkeit des bei 1800° C 2 Stunden gebrannten Produktes betrug 309 kg/cm".

Beispiel 2

1,75 g Mg(OH), und 0,503 g Nb₂O, wurden in einem Liter einer wäßrigen Lösung ;ius ¹XS.(SO g/1 Chromtrioxyd gelöst. In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wurden 162,92 g La₂O, zugegeben. Der aus dieser, einen Chrommangel aufweisenden Formulierung gebildete Flammzünder zeigte bei einem Strombedarf von 1,08 Ampere eine Ansprechzeit von 30 Sekunden. Die Schüttdichte des Niob-enthaltenden Materials betrug 89,73% des theoretischen Wertes. Sowohl die Stromaufnahme wie auch die Dichte des Zündstabes waren gegenüber der des Beispiels 1 verbessert. Die Bruch-Festigkeit betrug 380 kg/cm'.

Beispiel 3

1.75 g Mg(OH). und 0,503 g Nb₂O₅ wurden in einem Liter einer 1 Mol pro Liter enthaltenden wäßrigen Chromtrioxydlösung (100 g CrO,/l) gelöst. Dazu wurden die bei dem Verfahren gemäß Beispiel I beschriebenen, 157,38 g La₁O₃ gegeben. Die physikalischen Eigenschaften eines Zünders, der aus dieser, einen Lanthanmangel aufweisenden Formuliei ing hergestellt worden war, wurden im Vergleich zu denen des Beispiels 2 weiter verbessert. Die Dichte des Zünders wurde auf 94,83% des theoretischen Wertes erhöht. Der Stromverbrauch war bei 1,11 Ampere stabil und die Ansprechzeit betrug 25 Sekunden. Die Bruch-Festigkeit diese einen Lanthanmangel aufweisenden Materials wurde auf 7.38 kg/cm² erhöht.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde das Puffermittel Niob durch ein anderes fünfwertiges Element, Tantal, ersetzt. 1.75 g Mg(OH)₂ und 0,88 g Ta₂O₅ wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise in einer wäßrigen Lösung aus 97,01 g/l Chromtrioxyd gelöst. Die Dichte des Materials betrug nur 75,0% der theoretischen Dichte. Deshalb betrug die Bruch-Festigkeit nur etwa 175 kg/cm². Die elektrischen Eigenschaften des mit Tantal dotierten Materials zeigten eine Stromaufnahme von 1,35 Ampere.

Beispiel 5

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde eine stöchiometrische Formulierung von Lanthanchromit hergestellt. 162,92 g La₂O₃ wurden zum Neutralisieren von 100,02 g CrO₃, gelöst in einem Liter Wasser, verwendet. Das fertige Zündermaterial aus dieser Ausgangsverbindung zeigte eine sehr niedrige Bruch-Fcstigkcit von 102 kg/cm². Ein aus diesem stöchiometrischen Material verpreßter Zünder konnte bei Verwendung von Haushaltsspannung von Raumtemperatur wegen des sehr hohen Widerstandes (etwa 50 bis ΙΟΟΩ/cm) dieses unmodifizierten Materials nicht erhitzt werden. Ein kleinerer leitfähiger Körper oder eine höhere Spannung hätten eine geeignete Aufhciz-Ansprechzcit ergeben.

Beispiel 6

Ein 1-Mol-Ansatz aus 257,38 g eines Lanthanchromits mit einem Landthandefizit wurde mit

in 1,755 g Magnesiumhydroxyd und 1,076 g Niobchlorid dotiert, indem man 157,38 g Lanthanoxyd mit 100 g Chromtrioxyd (CrO,) in wäßriger Lösung umsetzte. Die entstandene gelbe Aufschlämmung wurde über Nacht in einer Schale getrocknet. Man hätte auch sprühtrocknen können. Das Pulver wurde verpreßt oder granuliert, bevor man es 6 Stunden bei 1500° C unter Ausbildung eines Griinmaterialscalcinierte. Die calcinieren Granulate wurden zerkleinert und in einer

KiiBi'lmiihlp in Arplnn <wlrr Wawrr auf rinp drriftp

:ii von weniger als 0,044 mm (325 mesh) vermählen. Nach dem Trocknen wurde das Pulver in Wasser mit 15 Cicw.-%eincr7: 1 Wasser-PVA-Lösung und einer 15gew.%igen Lösung aus Polyäthylenglycol vermischt. Nach gründlichem Mischen wurde die Auf-

:5 schlämmung über Nacht in einer Schale getrocknet. Man hätte auch eine Sprühtrocknung durchführen können. Das Pulver wurde durch Sieben durch Siebe mit einer Maschenweite von 0,500 und 0,074 mm klassiert und das auf dem Sieb mit einer Maschenweite

in von 0,074 mm zurückbleibende Pulver, das frei floß, war für die Vcrpressung geeignet. Die Zünderteile wurden einer Stahlform bei ca. 1723 bar verpreßt und über Nacht bei etwa 200^c C getrocknet. Nach dem Härten des Binders wurden Löcher in die Verbindungsenden der Zünderteile zum Anbringen der elektrischen Kontaktdrähte gebohrt. Die gebohrten Teile wurden bei 1800° C 3 Stunden in einer neutralen bis leicht reduzierenden Atmosphäre gebrannt. Die gebrannten Teile wurden anschließend mit den An-

JO schlußteikn verdrahtet und mit Nichrome-Metall flammgesprüht. Dann wurde der Zünder in einen Kordieritblock eingebaut, nachdem die Terminals mit den Stromzuführungsenden verbunden waren. Die elektrischen Eigenschaften des fertigen Zünders bei Haushaltsspannung betrugen typischerweise 1.20 Ampere und 25 Sekunden Ansprechzeit beim Aufheizen von Raumtemperatur auf Maximaltemperatur (ca. 1425° C).

₅₍₁ Beispiel 7

Ein Ansatz eines Lanthanmangel aufweisenden Lanthanchromits wurde hergestellt, indem man wie im Beispiel 6 arbeitete mit dem Unterschied, daß ein Drittel des Magnesiumdotierungsmittel;» durch Strontium ersetzt wurde. Die genauen Mengen, die für 1 Mol Lanthanchromit verwendet wurden, betrugen 1,175 g Mg(OH)₂,1,477 g SrCO₃ und 1,076 g NbCl₅. Der aus dieser Formulierung gefertigte Zünder hatte bei 120 Volt eine Stromaufnahme von 1,20 Ampere

w) und eine Ansprechzeit von 18 Sekunden, was etwa 30% kürzer ist als bei einem Zünder, der aus der in Beispiel 6 beschriebenen Formulierung gefertigt wurde.

_ft5 Beispiel 8

Ein 1-Mol-Ansatz eines Lanthanmangel aufweisenden Lanthanchromits wurde wie im Beispiel 6 hergestellt, aber es wurden zwei Drittel des Magnesium-

dutierungsmittels durch Strontium ersetzt. Die hei dieser Mischung verwendeten Mengen waren 0,5(S g Mg(OH)₂, 1,076 g NbCl₅ und 2,939 g SrCO,. Proben, die aus diesem Ansatz gefertigt wurden, ergaben eine viel höhere Stromstärke im Bereich von 1,75 Ampere bei Haushaltsspanpung. Aus dem gemäß Beispiel 7 hergestellten Material gefertigte Zünder zeigten bei der gleichen Strc.nstärke eine Ansprechzeit von H) Sekunden, während das gemäß Beispiel 8 hergestellte Material eine Ansprechzeit von 13 Sekunden hatte.

Beispiel 9
Bin weiterer 1-Mol-Ansat/ eines Lanthanmangcl

10

Hinweisenden Materials wurde nach dem im Beispiel d beschriebenen Veridhren hergestellt. Bei diesem Ansatz wurde ein Magnesium- und Strontiumdotierungsmittel in gleichen Mengen verwendet und für eine weitere Pufferung 20% mehr Niob. Die bei der Formulierung verwendeten Mengen waren 1,175 g Mg(OH)₂, 2,939 g SrCO, und 1,339 g NbCI₅. Aus dieser Formulierung gefertigte Zünder hatten eine Stromstärke von 1,95 Ampere und eine 12sekündigc Ansprechzeit. Bei der gleichen Stromaufnahme betrug die Ansprechzeit des Zünders gemäß Beispiel 6 17 Sekunden, gemäß Beispiel 7 8 Sekunden und gemäß Beispiels IO Sekunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

wird, um dadurch die Lebensdauer einer solchen VerPatentanspruch: bindungssteUe zu erhöben, Zu starke Änderungen des

Widerstandes an dem Verbindungspunkt könnten zu

Keramischer Zünder mix einem keramischen einem Überhitzen und einer entsprechenden Ver-Halterungsblock, einem elektrisch leitfähigen 5 schlechterung bzw. Zerstörung der Verbindungsstelle Körper, der auf den Block montiert ist, und Vor- zwischen Keramik und Metall führen,
richtungen, die an dem Körper angebracht sind Die verdrahteten Teile des Zünders sollen auch vor und in dem Block befestigt sind zum Durchleiten einem möglichen direkten Kontakt mit der Brennereines elektrischen Stromes, wobei der Halterungs- flamme geschützt sein, wobei das Heizelement dem block wenigstens eine öffnung aufweist, durch die io Brennstoffmedium aber in geeigneter Weise ausgeein Teil des Körpers dem zu zündenden Medium setzt sein muß, damit eine rasche Zündung stattfinausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, det.

daß der elektrisch leitende Körper (3) die Zusam- Die bekannten Zünder aus umkristallisiertem SiIi-

mensetzung La₁^Sr₁₁Mg₆Nb₁-CrO₃ hat, worin ziumkarbid hatten einen verhältnismäßig niedrigen

χ = a + b + c, und a = 0 bis 0,2, b = 0 bis 0,5 und is Widerstand, weshalb sie bis zu 500 Watt elektrischer

c = 0 bis 0,05 bedeutet. Energie zur Erreichung der für die Brennstoffzündung

geeigneten Temperaturen benötigten. In einem solchen Fall wird die an Brennstoff eingesparte Menge

durch den zu großen Verbrauch an elektrischer Ener-

20 gie zunichte gemacht.

Außer ihrem vorstehend erwähnten hohen Strom-