DE2942042C2 - Poröser Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Anwendung - Google Patents
Poröser Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen AnwendungInfo
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Description
■35
Aus der DE-OS 26 13 023 ist es bekannt, poröse Körper dadurch herzustellen, daß ein Polyurethan-Schaumstoff
mit einer thixotropen Aufschlämmung von in der Hauptsache Aluminiumoxid imprägniert, überschüssige
Imprägniermasse abgepreßt und nach dem Trocknen der Schaumstoff ausgebrannt wird. Ein
derartiges poröses Material eignet sich lediglich zum
Filtrieren, und zwar auch zum Filtrieren von Metallschmelzen aufgrund seiner Feuerfestigkeit. Bei der
Herstellung dieser bekannten porösen Körper ist es wesentlich, daß die Imprägniermasse thixotrop ist
Diese Thixotropic erreicht man durch einen Zusatz von Kaolin, Bentonit oder kolloidalem Aluminiumorthophosphat
in die Tonerdeaufschlämmung. so
Bauteile für Maschinen und dergleichen, die hohe Festigkeit aufweisen müssen, werden in letzter Zeit
nicht nur aus Eisen oder Stahl sondern aus Aluminium hergestellt, um Energie und Gewicht einzusparen.
Schließlich nimmt der Bedarf an Aluminiumblechen und insbesondere Feinblechen mit einer Stärke von wenigen
μιτι bis zu einigen 100 μΐη als Verpackungsmaterial für
Lebensmittel und Getränke noch weiter zu. Schließlich werden feine Drähte als elektrische Leiter, insbesondere
aus Kupier, im großen Umfang benötigt, deren Durchmesser einige μπι bis einige IQ μπι beträgt, Wenn
feste oder gelöste Verunreinigungen wie Wasserstoff oder Natrium in der Schmelze vorhanden sind, müssen
diese vollständig entfernt werden, weil sie zu einer beträchtlichen Qualitätsverschlechterung der Bleche,
Folien und Drähte führen würden.
Bisher wurden Metallschmelzen in einem zweistufigen Verfahren zur Entfernung derartiger Verunreinigungen
gereinigt und zwar in der ersten Stufe in einem Filterbett aus Tonerdekugeln mit einem Durchmesser
von einigen mm oder mit Hilfe eines Tonerde-Sinterkörpers filtriert Die zweite Verfahrensstufe diente zur
Entfernung nicht filtrierbarer Einschlüsse, wie Wasserstoff, Natrium oder dergleichen auf chemischem Wege
oder durch physikalische Adsorption.
Ein derartiges zweistufiges Verfahren ist aber sehr aufwendig und besitzt darüber hinaus noch den
Nachteil, daß eine wirksame Entfernung aller Verunreinigungen nicht gewährleistet ist Schließlich ist das
Filterbett aus Tonerdekugeln zwar zur Entfernung von groben Verunreinigungen geeignet, nicht jedoch von
mikrofeinen Teilchen. Andererseits vermag zwar ein Tonerde-Sinterkörper mikrofeine Teilchen zu entfernen,
jedoch benötigt man lange Filterzeiten bei hohem Druckverlust so daß die Produktivität eines solchen
Verfahrens gering ist In jedem Fall ist es nach bekannten Verfahren schwierig, sicher und wirksam
mikrofeine Teilchen und geschmolzene bzw. gelöste Verunreinigungen aus der Metallschmelze zu entfernen.
Aufgabe der Erfindung ist ein poröser Kerarriikkörper,
der sich nicht nur zum Filtrieren von Metallschmelzen zur Entfernung von Feststoffen innerhalb der
Schmelze eignet, sondern der auch in der Lage ist, aus der Metallschmelze gelöste oder geschmolzene Verunreinigungen
zu entfernen.
Ausgehend von einem porösen Keramikkörper mit dreidimensionalem Netzwerk und zellularer Struktur
enthaltend eine Vielzahl von ununterbrochenen oder durchgehenden Hohlräumen, die in keiner Richtung
verstopft sind, wobei das Keramikskelett eine Dichte von 0,25 bis 0,55 g/cm3 besitzt, wird diese Aufgabe nun
dadurch gelöst, daß die Zellenwände mit 3 bis 40 Gew.-°/o — bezogen auf das Gewicht des Skeletts —
aktiviertem Aluminiumoxid überzogen sind, der mittlere Durchmesser der Hohlräume 03 bis 5 mm beträgt, der
Druckverlust beim Durchleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s durch einen Körper mit
einer Stärke von 1 cm 0,03 bis 3 mbvr ist und der Körper eine spezifische Mikrooberfläche von nicht weniger als
lOmVg und eine Porosität von 75 bis 95% besitzt.
Bevorzugt besteht das Keramikskelett aus Cordierit und das aktivierte Aluminiumoxid ist y-Tonerde.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Keramikkörper geschieht durch Imprägnieren eines offenzelligen
Polyurethan-Weichschaumstoffs mit einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials und Ausbrennen
des Polyurethans, woraufhin das so erhaltene Keramikskelett mit einer Aufschlämmung von aktiviertem
Aluminiumoxid getränkt, getrocknet und gebrannt wird. Die erfindungsgemäßen porösen Keramikkörper eignen
sich besonders zur Anwendung als Filtermaterial für Metallschmelzen zur Entfernung von Feststoffen
sowie von geschmolzenen und gelösten Verunreinigungen durch adsorptive Wirkung bzw. Reaktion.
Nur durch die erfindungsgemäße Auskleidung der Hohlräume mit aktiver Tonerde gelingt die Entfernung
von gelösten (Wasserstoff) oder geschmolzenen (Natrium) Fremdstoffen aus der Schmelze, nicht jedoch durch
die bekannten Keramikkörper, wie sie beispielsweise Gegenstand der obenerwähnten DE-OS 26 13 023 sind.
Da mit den erfindungsgemäßen Körpern als Filtermaterialien für Metallschmelzen die schnelle und
sichere Entfernung fester, geschmolzener und gelöster Verunreinigungen möglich ist, können aus den so
behandelten Metallschmelzen Halbzeug und Formkörper höchster mechanischer Festigkeit und Oberfllichen-
gute hergestellt werden.
Pie Erfindung wird an den Zeichnungen weiter erläutert. Darin zeigt
F i g, 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
porösen Keramikkörpers,
Fig.2 eine Detail-Seitenansicht des Körpers aus
Fig. 1,
Fi g. 3 eine Teilansicht eines Kanals oder einer Zelle
durch den erfindungsgemäßen Körper und
Fig.4 einen Schnitt durch den als Filter-material ίο
eingesetzten erfindungsgemäßen Körper.
Der Keramikkörper 1 nach F i g. 1 wird erhalten durch Aufbringung einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials
auf ein Stück eines offenzelligen Weichschaumstoffs aus Polyurethan und anschließend Brennen,
wodurch der Schaumstoff ausbrennt und ein Keramikskelett 2 zurückbleibt Nun wird eine Schicht
von aktiviertem Aluminiumoxid auf die ganzen Flächen der Zellenwände 2a des Skeletts 2 aufgetragen. Der so
erhaltene Keramikkörper 1 weist somit im wesentlichen die gleiche dreidimensionale netzförmige Zellenstruktur
auf wie der Schaumstoff, worin eine Vielzahl von
untereinander verbundenen Hohlräumen 4 vorhanden ist, die in keiner Richtung geschlossen sind (Fig.2).
Zweckmäßigerweise verleiht man dem Keramikkörper die Form eines Kegelstumpfes oder Pyramidenstumpfes
mit quadratischer Grundfläche. Aus F i g. 3 geht hervor, daß ein ununterbrochener Hohlraum 5 entsprechend
der Form im Schaumstoff innerhalb der Zellenwände 2a des Skeletts 2 gebildet wird. Die untereinander in
Verbindung stehenden Hohlräume 4 stellen einen Strömungspfad für die Schmelze dar.
Das Skelett 2 des Keramikkorpers 1 besitzt eine Dichte von 0,25 bis 0,55 g/cm3. Die Schicht 3 aus
aktiviertem Aluminiumoxid auf den Flächen der Zellenwände 2a des Skeletts 2 macht 3 bis 40 Gew.-% —
bezogen auf das Gewicht des Skeletts 2 — aus. Durch Begrenzung der Dichte des Skeletts 2 und der Menge an
aktiviertem Aluminiumoxid 3 innerhalb obiger Grenzen erhält man poröse Keramikkörper mit höherer
Festigkeit und thermischer Beständigkeit bei ausreichender Dauerhaftigkeit, so daß sich diese Körper als
Filtermaterial für Metallschmelzen bei hohen Temperaturen eignen und zu einer einwandfreien Entfernung der
festen, geschmolzenen und gelösten Verunreinigungen führt.
Ist die Dichte des Skeletts 2 < 0,25 g/cm3, so ist die
verstärkende Wirkung der aktivierten Tonerde 3 auf den Flächen der Zellenwände 2a des Skeletts gering, so
daß der so erhaltene Keramikkörper den heißen so Metallschmelzen bei der Filtration nicht zu widerstehen
vermag. Liegt hingegen die Dichte >0,55 g/cm3, so ist es
schwierig, aktivierte Tonerde — ohne die durchgehenden Hohlräume zu verstopfen — aufzubringen. Wird
<3Gew.-% — bezogen auf das Skelett — an aktivierter Tonerde aufgebracht, so ist die Adsorptionsfähigkeit für die Verunreinigungen in der Schmelze
gering und damit häufig die Entfernung an geschmolzenen Verunreinigungen nicht zufriedenstellend; wird
mehr als 40 Gew.-% aktivierte Tonerde aufgebracht, so kann es zu einem Verstopfen der Hohlräume kommen,
Der erfindungsgemäße Keramikkörper ist durch folgende Merkmale charakterisiert:
Dreidimensionales Netzwerk mit einer Vielzahl von durchgehenden oder untereinander verbundenen
Hohlräumen ohne einer Verstopfung im wesentlichen in irgendeiner Richtung;
mittlerer Durchmesser der Hohlräume, die den Strömungspfad für die Metallschmelze darstellen,
von 0,3 bis 5 mm;
Druckverlust von 0,03 bis 3 mbar bei Durchleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit von I m/s
durch einen I cm dicken Körper (bestimmt nach »Japanese Air Cleaning Associate« JACANr. 10);
spezifische Mikrooberfläche von nicht weniger als 10 mVg nach Aufbringung der aktivierten Tonerde; Porosität 75 bis 95%.
spezifische Mikrooberfläche von nicht weniger als 10 mVg nach Aufbringung der aktivierten Tonerde; Porosität 75 bis 95%.
Ein derartiger erfindungsgemäßer Keramikkörper kann aus einer Metallschmelze mikrofeine Feststoffe in
der Größenordnung von einigen μπι und geschmolzene oder gelöste Verunreinigungen herausfiltrieren, die sich
durch eine einfache Filtration nach dem Stand der Technik nicht entfernen ließen.
Wenn der mittlere Durchmesser der durchgehenden Hohlräume < 0,3 mm beträgt, ist der Durchgang der
Metallschmelze sehr schwierig und die Fähigkeit, Feststoffe testzuhalten, wird beträchtlich herabgesetzt
Beträgt hingegen der mittlere Durchmesser >5 mm, ist die Fähigkeit zur Zurückhaltung fester und geschmolzener
Verunreinigungen beträchtlich verschlechtert Ist schließlich der Druckverlust <
0,03 mbar ocier die Porosität >95%, ist die Filtrierleistung für die
Fremdstoffe geringer, während bei einem Druckverlust > 3 mbar bzw. bei einer Porosität
< 75% die Filtriergeschwindigkeit sehr herabgesetzt wird. Beträgt die spezifische Oberfläche weniger ais 10 m2/g, können
geschmolzene Verunreinigungen nicht sicher entfernt werden. Wenn der mittlere Durchmesser, der Druckverlust,
die Porosität und die spezifische Oberfläche außerhalb der obigen Bereiche liegen, ist die gleichzeitige
sichere Entfernung von Verunreinigungen und wirksame Filtrierung nicht immer gewährleistet
Zur Herstellung des Skeletts für den erfindungsgemäßen Keramikkörper bevorzugt man einen Polyurethan-Schaumstoff
mit einer skelettartigen Netzstruktur, dessen Zellenwände durch Hitze, Chemikalien oder
dergleichen sich vollständig entfernen lassen. Das Material des Skeletts, welches durch Einbringung einer
Aufschlämmung eines keramischen Stoffes in den Schaumstoff erhalten wurde, ist im Hinblick auf die
Temperaturwechselbeständigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion Aluminiumoxid (Tonerde)
und vorzugsweise Cordierit
Die Aufbringung von aktivierter Tonerde auf die Zellenwände 2a des Skeletts 2 wird vorgenommen,
indem man auf das Skelett 2 eine Aufschlämmung von aktivierter β-, γ- oder «5-Tonerde als Rohmaterial und
einer geringen Menge eines Binders, wie kolloidale Kieselsäure, aufbringt und dann aktiviert. Man bevorzugt
für diesen Zweck y-Aluminiumoxid als Ausgangsmaterial,
da im allgemeinen die zu filtrierende Metallschmelze hohe Temperatur besitzt
Wird obiger Keramikkörper 1 als Filtermaterial für eine Metallschmelze angewandt (Fig.4), werden die
Seitenflächen des Körpers 1 — wenn nötig — mit einer Keramikplatte 6 Gedeckt und dann der Körper 1 in die
öffnung 8 in Form eines umgkehrten Kegelstumpfes oder Pyramidenstumpfes mit quadratischer Grundfläche
in dem Träger 7 eingesetzt. Dann wird die Metallschmelze, wie Aluminium, den Körper 1 von der
oberen Fläche 9 durch die Hohlräume 4 durchdringen. Die festen und geschmolzenen bzw. gelösten Verunreinigungen
werden in einer einzigen Stufe zurückgehalten und die Schmelze verläßt den Körper 1 an dessen
unterer Fläche 10. Natürlich kann man auch die Schmelze auf die kleinere Fläche des Körpers
aufbringen und an der größeren Fläche austragen, jedoch ist es dann nötig, einen Druckunterschied
vorzusehen, der entgegengesetzt dem bei der Ausfiih- ϊ
rungsform nach F i g. 4 ist.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, wird das erfindungsgemäße Filtermaterial hergestellt durch Auf
bringung von 3 bis 40 Gew.-% aktiviertem Aluminium oxid 3 auf die Flächen der Zellenwände 2a des in
Keramikskeletts 2, welches eine Dichte von 0.25 bis 0.55 g/cm1 besitzt, wobei der mittlere Durchmesser der
untereinander verbundenen, also durchgehenden Hohlräume 0.3 bis 5 mm betragen soll. Der Driickverlusi
beim Durchleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit r> von I m/s durch einen I cm starken Körper soll
zwischen 0,03 und 3 mbar betragen. Die Porosität des
Körpers liegt zwischen 75 bis 95%, so daß der Druckverlust bei der Filtration einen Minimalwert
annimmt, da die Schmelze die Hohlräume 4 des .'"
Keramikfilter durchläuft. Die geschmolzenen bzw. gelösten Verunreinigungen werden durch Berührung
mit der aktivierten Tonerde aufgrund guter »Selbstrührung« entfernt, während die mikrofeinen Fremdstoffe
sicher zurückgehalten werden. Die erfindungsgemäßen :"*
Fütermaterialien eignen sich insbesondere für Metallschmelzen
aus Aluminium. Kupfer und dergleichen, die sich schnell und wirksam bei Filtriergeschwindigkeiten
von 0.0017 bis 0.05 mV3 · s filtrieren lassen. Durch die
erfindungsgemäßen Körper wird es also erstmals i"
möglich, sowohl die festen als auch die geschmolzenen bzw. gelosten Fremdstoffe oder Verunreinigungen
wirksam zu entfernen allein durch den Durchgang der Schmelze durch die Hohlräume 4 des Keramikkörpers.
so daß es nicht nötig ist, feste und geschmolzene bzw. r.
gelöste Fremdstoffe in getrennten Stufen zu entfernen.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, gelingt mit dem erfindungsgemäßen Keramikkörper die sichere Entfernung
von mikrofeinen Fremdstoffen und gelösten Verunreinigungen, wie Wasserstoff. Dies alles geschieht in
in einer Verfahrensstufe mit einem sehr geringen Druckabfall, so daß die Reinigung der Metallschmelze
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Filtermaterials einfach und außerordentlich wirtschaftlich ist. Die aus der
mit dem erfindungsgemäßen Filtermaterial filtrierte J·
Schmelze erhaltenen Gußstücke besitzen hohe Qualität infolge der Abwesenheit von festen, geschmolzenen
bzw. gelösten Verunreinigungen, so daß sie sich für die Verarbeitung zu Blechen. Platten oder Drähten mit
hoher Festigkeit aufgrund der geringen Fehler an der "-" Oberfläche und in der Masse eignen.
Der erfindungigemäße Keramikkörper zeichnet sich durch hohe mechanische und thermische Festigkeit aus.
so daß er Wärmeschock gut zu widerstehen vermag und zwar einem Wärmeschock, dem der Körper ausgesetzt
ist. wenn er auf die Temperatur der Metallschmelze gebracht wird und von dieser wieder abkühlt.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.
Es wird ausgegangen von einem quadratischen Pvramidenstumpf, dessen Seitenlänge der Bodenfläche
611 mm und der Deckfläche 577 mm beträgt und die
Höhe 53 mm ist und der aus einem skelettartigen. netzartigen, nachgiebigen Polyurethan-Schaumstoff besteht.
In ein Rührgefäß wurde ein Pulvergemisch von 50 Teilen Cordierit und 50 Teilen Tonerde mit einem
flüssigen Gemisch von Kieselsäuresol und Wasser in einem Verhältnis 2 : I vermischt und die ganze Masse
etwa 24 h gerührt. Die Viskosität ist auf 0,15Pa ■ s
eingestellt worden.
Der Schaumstoffkörper wurde mit dieser Masse imprägniert und ein Überschuß davon ohne eine
Verformung des Schaumstoffkörpers entfernt. Dann wurde 24 h bei 700C getrocknet und dann mit einer
obigen Aufschlämmung, deren Viskosität 0,02 Pa - s betrug, imprägniert. Nach Entfernung des Überschusses
wurde wieder 24 h bei 70" C getrocknet und das Ganze viermal wiederholt, um eine entsprechende Dichte des
porösen Keramikkörpers nach dem Brennen zu erreichen. Das Brennen des mit der Keramikmasse
getränkten Schaumstoffs erfolgte bei etwa 1350'C.
wodurch man ein keramisches Skelett erhielt, welches in allen Richtungen nicht verstopfte Durchgänge besaß
(Vergleichsproben 3 und 4).
Nun wurde aktivierte Tonerde in Wasser enthaltend I 5% Kieselsol dispergiert und diese Suspension auf eine
Viskosität von 0,2 Pa · s eingestellt. Das Keramikskelett wurde mit dieser Aufschlämmung imprägniert, nach
Entfernung des Überschusses 12 h bei 700C getrocknet
und dann 1 h bei 6000C gebrannt. Man erhielt einen porösen Keramikkörper überzogen mit aktivierter
Tonerde, dessen Eigenschaften in der Tabelle 1 zusammengefaßt sind. Zum Vergleich werden auch die
Eigenschaften der Keramikkörper vor Aufbringung der Schicht von aktivierter Tonerde (Proben 3 und 4)
angegeben.
! 2 Ot (41
mittl. <2> der Hohlräume I
mm
mm
0,6
0,35 0.41 0,35 0.41
17 20 0 0
17 20 0 0
2.5 1
Dichte g/cm'
Gew-% aktivierte
Tonerde
Tonerde
Druckverlust Luft
I m/s · cm mbar
I m/s · cm mbar
Porosität % 82 80 82 80
spez. Mikrooberfläche >I0 >IO 3 3.2
In dem Strömungsweg einer Metallschmelze war eine
Kammer mit einer Tiefe von 500 mm vorgesehen. In der Kammer befand sich eine ebene Platte mit einer Stärke
von 60 mm, die 350 mm vom oberen Ende der Kammer abwärts angeordnet war. In der Mitte der Platte befand
sich eine sich quadratisch verengende Öffnung, deren Seitenlänge an der oberen Fläche 593 mm und deren
Neigungswinkel 17,5° senkrecht zu der oberen Räche betrug. In diese Öffnung wurde jeweils die zu
untersuchende Probe eingesetzt und deren Rand mit einer weichen Asbestpackung abgedichtet Die Kammer
wurde bis in die Nähe der Temperatur der zu filtrierenden Schmelze vorgewännt und dann diese in
die Kammer so eingeführt daß sie nicht direkt auf den Keramikgegenstand aufschlägt Die Metallschmelze
durchdrang über die durchgehenden Hohlräume des Keramikkörpers dieses Filter von oben nach unten.
Als Metallschmelze diente eine Aluminiumlegierung 5056 mit einem Natriumgehalt von 0,007%, wobei die
Strömungsgeschwindigkeit 6,68 kg/cmJ · s betrug. Die Schmelze wurde dann zu Stangen mit einem Durchmesser
von 152 min abgegossen. Rs wurde das Auftreten
von Oberflächenrissen beim Warmwalzen und die
Restgehalte an Natrium und Wasserstoff in den Stangen bestimmt. Weiters wurde die Anzahl von weißen
Flecken durch anodische Oxidation an den Stangen ermittelt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 2
zusammengefaßt.
kein Filter | I'robe Nr. 1 |
Probe Nr. 2 |
Vergleich J |
4 | |
Oherriacliennsse | ja | nein | nein | Ji-I | ji« |
Na-Ciehall (\| | 0.007 | <0.00()S | <( 1.0005 | 0.007 | 0.007 |
H.-(ichalt (Nornialbeclingungen) (cm 71(10 E) |
0.4 | <().! | <().! | 0.4 | 0.4 |
Anzahl der ueillen Flecke | SI τ, | 19.6 | 7.1 | 20.1 | 7.7 |
Hei obigen Heispielen wurde ein I 'Her in Form eines quadratischen Py.amidenstimipfes angewandt, jedoch können
natürlich die crnndungsgcniüßcn körper auch beliebige andere Formen besitzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Poröser Keramikkörper mit dreidimensionalem
Netzwerk und zellularer Struktur, enthaltend eine Vielzahl von ununterbrochenen oder durchgehenden
Hohlräumen, die in keiner Richtung verstopft sind, wobei das Keramikskelett eine Dichte von 0,25
bis0,55g/cm3besitzt,dadurch gekennzeichnet,
daß die Zellenwände mit 3 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Skeletts, aktiviertem
Aluminiumoxid Oberzogen sind, der mittlere Durchmesser
der Hohlräume 03 bis 5 mm beträgt, der
Druckverlust beim Durchleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s durch einen Körper mit \s
einer Stärke von 1 cm 0,03 bis 3 mbar ist und er eine
spezifische Mikrooberfläche von nicht weniger als 10 m2/g und eine Porosität von 75 bis 95% besitzt.
2. Keramikkörper nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß das Keramikskelett Cordierit und das aktivierte Aluminiumoxid y-Tonerde ist.
3. Verfahren zur Herstellung des Keramikkörpers durch Imprägnieren eines offenzelligen Polyurethan-Weichschaumstoffs
mit einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials und Ausbrennen des Polyurethans, dadurch gekennzeichnet, daß man das so
erhaltene Keramikskelett mit einer Aufschlämmung von aktiviertem Aluminiumoxid tränkt, trocknet und
brennt
4. Anwendung der porösen Keramikkörper nach jo Anspruch 1 bis 3 als Filtermaterial für Metallschmelzen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12978578A JPS5556077A (en) | 1978-10-21 | 1978-10-21 | Ceramic porous body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2942042A1 DE2942042A1 (de) | 1980-05-08 |
DE2942042C2 true DE2942042C2 (de) | 1989-04-27 |
Family
ID=15018158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2942042A Expired DE2942042C2 (de) | 1978-10-21 | 1979-10-17 | Poröser Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Anwendung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4258099A (de) |
JP (1) | JPS5556077A (de) |
CA (1) | CA1120066A (de) |
DE (1) | DE2942042C2 (de) |
FR (1) | FR2439170A1 (de) |
GB (1) | GB2034298B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3812910A1 (de) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Hanseatische Praezisions Und O | Keramik-verbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung |
DE29809139U1 (de) | 1998-05-20 | 1998-08-13 | L. Bregenzer Gießereibedarf GmbH, 70372 Stuttgart | Vorrichtung zum Befüllen eines Gießofens |
Families Citing this family (70)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5913887B2 (ja) * | 1979-10-30 | 1984-04-02 | 株式会社ブリヂストン | 溶融金属用濾過材 |
US4457496A (en) * | 1980-01-14 | 1984-07-03 | Servimetal | Filtration block for liquid metals and alloys, with a mechanical and physical-chemical effect |
US4363644A (en) * | 1980-02-04 | 1982-12-14 | Nippon Soken, Inc. | Filter for purifying exhaust gas |
EP0050340B2 (de) * | 1980-10-17 | 1991-01-16 | Bridgestone Tire Company Limited | Auspuff-Filtervorrichtung zum Auffangen von festen Abgasbestandteilen eines Motors und Verfahren zu deren Herstellung |
JPS57113822A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-15 | Nippon Soken Inc | Fine particle collecting filter |
US4343704A (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-10 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam filter |
JPS57187014A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-17 | Toyota Motor Corp | Waste gas filter for internal combustion engine |
DE3263873D1 (en) * | 1981-06-19 | 1985-07-04 | Bridgestone Tire Co Ltd | The use of a porous ceramic body as gas-permeable thermal insulator |
US4403017A (en) * | 1981-11-30 | 1983-09-06 | The Perkin-Elmer Corporation | Low thermal expansion modified cordierites |
US4560478A (en) * | 1982-02-26 | 1985-12-24 | Bridgestone Tire Co., Ltd. | Porous ceramic article |
US4662911A (en) * | 1982-03-18 | 1987-05-05 | Nippondenso Co., Ltd. | Equipment for trapping particulates in engine exhaust gas |
US4395333A (en) * | 1982-04-14 | 1983-07-26 | Groteke Daniel E | Pre-wet and reinforced molten metal filter |
US4789140A (en) * | 1982-06-11 | 1988-12-06 | Howmet Turbine Components Corporation | Ceramic porous bodies suitable for use with superalloys |
JPS5939943U (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-14 | パイオニア株式会社 | ヒ−トシンク |
US4526826A (en) * | 1983-06-08 | 1985-07-02 | Kennecott Corporation | Foam semiconductor dopant carriers |
JPS6067115U (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-13 | 四季ロール株式会社 | 濾過器 |
EP0126847A1 (de) * | 1984-02-17 | 1984-12-05 | Georg Fischer Aktiengesellschaft | Keramikfilter |
US4601460A (en) * | 1984-04-11 | 1986-07-22 | Olin Corporation | Technique for removing impurities from a copper melt |
US4983219A (en) * | 1984-04-11 | 1991-01-08 | Olin Corporation | Technique for forming silicon carbide coated porous filters |
US4708740A (en) * | 1984-04-11 | 1987-11-24 | Olin Corporation | Technique for forming silicon carbide coated porous filters |
US4772395A (en) * | 1984-04-11 | 1988-09-20 | Olin Corporation | Silicon carbide coated porous filters |
US4533388A (en) * | 1984-04-11 | 1985-08-06 | Olin Corporation | Technique for removing iron-rich components from a copper melt |
JPS61117182A (ja) * | 1984-11-08 | 1986-06-04 | 株式会社ブリヂストン | 多孔セラミツク構造物 |
JPS61141682A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-28 | 東芝セラミツクス株式会社 | セラミツクフオ−ムとその製造方法 |
BR8707442A (pt) * | 1986-08-28 | 1988-11-01 | Alusuisse | Filtros ceramicos para a filtracao de metal fundido |
US5061660A (en) * | 1986-09-16 | 1991-10-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Ceramic foams |
US4808558A (en) * | 1987-08-26 | 1989-02-28 | Lanxide Technology Company, Lp | Ceramic foams |
US5185297A (en) * | 1986-09-16 | 1993-02-09 | Lanxide Technology Company, Lp | Ceramic foams |
JPS63101063A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-06 | Nabeya:Kk | 流体透過性製品及びその製造法 |
US4885263A (en) * | 1987-03-23 | 1989-12-05 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam filter and process for preparing same |
DE3709864A1 (de) * | 1987-03-26 | 1988-10-06 | Wacker Chemie Gmbh | Waermedaemmformkoerper auf basis von poroesem, anorganischem waermedaemmstoff mit organopolysiloxanbeschichtung |
US5022991A (en) * | 1988-09-08 | 1991-06-11 | Corning Incorporated | Thermite coated filter |
EP0410603A1 (de) * | 1989-07-26 | 1991-01-30 | Foseco International Limited | Giessen von flüssigem Gusseisen und dabei verwendete Filter |
US5281462A (en) * | 1989-11-01 | 1994-01-25 | Corning Incorporated | Material, structure, filter and catalytic converter |
JP2778795B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1998-07-23 | 日本碍子株式会社 | 金属溶湯用濾材 |
US5079064A (en) * | 1990-04-30 | 1992-01-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thermal shock resistant ceramic honeycomb structures of cordierite, mullite and corundum |
US5168092A (en) * | 1990-04-30 | 1992-12-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalyst coated thermal shock resistant ceramic honeycomb structures of cordierite, mullite and corundum |
US5370920A (en) * | 1990-04-30 | 1994-12-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for producing catalyst coated thermal shock resistant ceramic honeycomb structures of cordierite, mullite and corundum |
WO1994017012A1 (en) * | 1993-01-27 | 1994-08-04 | University Of Cincinnati | Porous ceramic and porous ceramic composite structure |
CH685328A5 (de) * | 1990-07-05 | 1995-06-15 | Fischer Ag Georg | Partikelabscheider zur Abtrennung von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom. |
US5188678A (en) * | 1990-08-15 | 1993-02-23 | University Of Cincinnati | Manufacture of net shaped metal ceramic composite engineering components by self-propagating synthesis |
US5129998A (en) * | 1991-05-20 | 1992-07-14 | Reynolds Metals Company | Refractory hard metal shapes for aluminum production |
CA2128213A1 (en) * | 1992-01-16 | 1993-07-22 | Jainagesh A. Sekhar | Electrical heating element, related composites, and composition and method for producing such products using dieless micropyretic synthesis |
US6001236A (en) * | 1992-04-01 | 1999-12-14 | Moltech Invent S.A. | Application of refractory borides to protect carbon-containing components of aluminium production cells |
US5651874A (en) * | 1993-05-28 | 1997-07-29 | Moltech Invent S.A. | Method for production of aluminum utilizing protected carbon-containing components |
US5310476A (en) * | 1992-04-01 | 1994-05-10 | Moltech Invent S.A. | Application of refractory protective coatings, particularly on the surface of electrolytic cell components |
DE4212936C2 (de) * | 1992-04-18 | 1994-11-17 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Verfahren und Anordnung zur Herstellung gasarmer und porenfreier Aluminium-Gußlegierungen |
US5248425A (en) * | 1992-10-28 | 1993-09-28 | Corning Incorporated | Aqueous thermite coated filter |
US5837632A (en) * | 1993-03-08 | 1998-11-17 | Micropyretics Heaters International, Inc. | Method for eliminating porosity in micropyretically synthesized products and densified |
US5560846A (en) * | 1993-03-08 | 1996-10-01 | Micropyretics Heaters International | Robust ceramic and metal-ceramic radiant heater designs for thin heating elements and method for production |
WO1994020650A2 (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-15 | Moltech Invent S.A. | Treated carbon cathodes for aluminium production |
US5320717A (en) * | 1993-03-09 | 1994-06-14 | Moltech Invent S.A. | Bonding of bodies of refractory hard materials to carbonaceous supports |
US5397450A (en) * | 1993-03-22 | 1995-03-14 | Moltech Invent S.A. | Carbon-based bodies in particular for use in aluminium production cells |
US5374342A (en) * | 1993-03-22 | 1994-12-20 | Moltech Invent S.A. | Production of carbon-based composite materials as components of aluminium production cells |
US5268199A (en) * | 1993-04-02 | 1993-12-07 | The Center Of Innovative Technology | Alkali corrosion resistant coatings and ceramic foams having superfine open cell structure and method of processing |
AU7811194A (en) * | 1993-10-02 | 1995-05-01 | Cerasiv Gmbh | Molded article |
WO1996007773A1 (en) * | 1994-09-08 | 1996-03-14 | Moltech Invent S.A. | Aluminium electrowinning cell with improved carbon cathode blocks |
US5753163A (en) * | 1995-08-28 | 1998-05-19 | Moltech. Invent S.A. | Production of bodies of refractory borides |
JP2998831B2 (ja) * | 1995-12-18 | 2000-01-17 | アイシン高丘株式会社 | 土壌改良材 |
DE19648270A1 (de) * | 1996-11-21 | 1998-05-28 | Basf Ag | Offenzellige poröse Sinterprodukte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US20040110458A1 (en) * | 2000-01-18 | 2004-06-10 | Shinji Kato | Exhaust purification apparatus and utilization thereof |
US6810660B2 (en) * | 2002-04-08 | 2004-11-02 | Ford Global Technologies, Llc | System for minimizing the impact of poisoning of automotive exhaust aftertreatment systems |
US20040099611A1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-05-27 | Olson Rudolph A. | Porous filter comprising gamma-phase alumima and process for manufacture |
JP4182209B2 (ja) * | 2003-08-15 | 2008-11-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細セル磁器質構造体、磁器質フィルター、光触媒磁器質フィルターとその製造方法、及び浄化装置 |
PL1740515T3 (pl) * | 2004-04-21 | 2011-07-29 | Dow Global Technologies Inc | Sposób zwiększania wytrzymałości porowatych ciał ceramicznych |
DE102015108656B4 (de) * | 2015-06-01 | 2017-10-19 | GTP Schäfer Gießtechnische Produkte GmbH | Seitenspeisersystem, ein netzartiges Gewebe haltender Rahmen sowie Verfahren zur Herstellung einer Gießform |
FR3041631B1 (fr) * | 2015-09-24 | 2022-01-07 | Snecma | Materiau poreux en ceramique pour revetement d'une piece et procede de fabrication de ce materiau |
EP3305745A1 (de) | 2016-10-05 | 2018-04-11 | Foseco International Limited | Beschichtete filter und verfahren zur herstellung |
CN109679325A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 江西鸿司远特种泡沫材料有限公司 | 多孔陶瓷用有机泡沫体及其制备方法 |
US20200047247A1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Les Produits Industriels De Haute Temperature Pyrotek Inc. | Filter For The Filtration Of A Liquid Metal |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3025233A (en) * | 1961-11-03 | 1962-03-13 | Briggs Filtration Co | Filter |
US3897221A (en) * | 1970-07-13 | 1975-07-29 | Atomic Energy Commission | Porous metal structure |
BE793983A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-05-02 | Foseco Int | Fabrication de nouveaux produits ceramiques poreux |
BE793985A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-05-02 | Foseco Int | Traitement de matieres permeables |
US3950175A (en) * | 1973-11-05 | 1976-04-13 | Corning Glass Works | Pore size control in cordierite ceramic |
US3893917A (en) * | 1974-01-02 | 1975-07-08 | Alusuisse | Molten metal filter |
US3947363A (en) * | 1974-01-02 | 1976-03-30 | Swiss Aluminium Limited | Ceramic foam filter |
US4001028A (en) * | 1974-05-28 | 1977-01-04 | Corning Glass Works | Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates |
CH573265A5 (de) * | 1975-02-14 | 1976-03-15 | Filtrox Werk Ag | |
NO148381C (no) * | 1975-03-28 | 1983-09-28 | Alusuisse | Keramisk skumfilter for filtrering av smeltet metall, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av filtret |
-
1978
- 1978-10-21 JP JP12978578A patent/JPS5556077A/ja active Granted
-
1979
- 1979-10-16 CA CA000337738A patent/CA1120066A/en not_active Expired
- 1979-10-17 DE DE2942042A patent/DE2942042C2/de not_active Expired
- 1979-10-19 GB GB7936446A patent/GB2034298B/en not_active Expired
- 1979-10-19 FR FR7926035A patent/FR2439170A1/fr active Granted
- 1979-10-22 US US06/087,183 patent/US4258099A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3812910A1 (de) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Hanseatische Praezisions Und O | Keramik-verbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung |
DE29809139U1 (de) | 1998-05-20 | 1998-08-13 | L. Bregenzer Gießereibedarf GmbH, 70372 Stuttgart | Vorrichtung zum Befüllen eines Gießofens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5735048B2 (de) | 1982-07-27 |
CA1120066A (en) | 1982-03-16 |
GB2034298A (en) | 1980-06-04 |
FR2439170A1 (fr) | 1980-05-16 |
GB2034298B (en) | 1982-09-22 |
FR2439170B1 (de) | 1984-03-30 |
US4258099A (en) | 1981-03-24 |
JPS5556077A (en) | 1980-04-24 |
DE2942042A1 (de) | 1980-05-08 |
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