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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

REiCHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

■KLASSE'12 f. GRUPPE■ CLASS'12 for GROUP

Dr. E.WEDEKIND in STRASZBURG i. Els. und JULIUS PINTSCH AKT-GES. in BERLIN.Dr. E. WEDEKIND in STRASZBURG i. Els. and JULIUS PINTSCH AKT-GES. in Berlin.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. September 1913 ab.Patented in the German Empire on September 12, 1913.

Es sind in der Literatur verschiedene Wege bekannt geworden; um Verbindungen von schwer schmelzbaren Metallen, irisbesondere von Wolfram, Molybdän u. dgl. mit Silizium herzustellen. Diese Methoden werden im allgemeinen so ausgeführt, daß man Oxyde oder andere Verbindungen der bezeichneten Metalle mit Silizium oder dessen Verbindungen vermengt und dieses Gemenge bei sehr hohenVarious routes have become known in the literature; to get connections from Difficult-to-melt metals, especially tungsten, molybdenum and the like with silicon to manufacture. These methods are generally carried out so that one oxides or other compounds of the specified metals mixed with silicon or its compounds and this mix at very high levels

ίο Temperaturen — meistens im Kohlelichtbogenofen—zur Reaktion bringt. Auch andere Wege sind" bekannt geworden, um derartige Verbindungen zu gewinnen. Es ist indessen selten gelungen, solche Suizide frei von metallischeh und nichtmetallischen Verunreinigungen zu gewinnen. . Die Ursache lag darin, daß man immer von Verbindungen entweder der einen oder der zweiten Komponente oder beider Komponenten ausgegangen war. Hierdurch war es unvermeidlich, daß das Reaktionsprodukt schließlich als Verunreinigung größere und geringere Teile der als Verbindung verwendeten Komponente enthielt. Eine nachträgliche Reinigung des erhaltenen Produktes erwies sich in allen Fällen als überaus schwer durchführbar.ίο Temperatures - mostly in a carbon arc furnace - for Reaction brings. Other ways have also become "known to obtain such To gain connections. However, it has seldom been possible to free such suicides from metallic h and non-metallic impurities. . The cause was that you were always out of connections either one or the second component or both components had run out. Through this it was inevitable that the reaction product would eventually end up as an impurity contained major and minor parts of the component used as the compound. A subsequent one Purification of the product obtained proved to be extremely difficult in all cases feasible.

Der größte Übeistand war aber bisher die fast ausschließliche Verwendung des Lichtbogenofens mit Kohleelektroden, wodurch Verunreinigung mit Kohle, Graphit, besonders aber durch Carbidblldung, nahezu unvermeidlich war. Gebundener Kohlenstoff hat aber erfahrungsgemäß auf die Eigenschaften der strengflüssigen Metalle und ihrer einfachen Verbindungen (Suizide, Boride usw.) großen Einfluß. - .The biggest backup so far has been that almost exclusive use of the electric arc furnace with carbon electrodes, which leads to contamination with carbon, graphite, but especially with carbide formation, almost inevitable was. Experience has shown that bound carbon has an effect on the properties of the strictly liquid metals and their simple ones Connections (suicides, borides, etc.) great Influence. -.

Auf diese Umstände ist es wohl zurückzuführen/ daß die wertvollen Eigenschaften der reinen Suizide schwer schmelzbarer Metalle bisher nicht exakt geprüft werden konnten.It is probably due to these circumstances that the valuable properties the pure suicides of difficult-to-melt metals could not yet be precisely tested.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun die Synthese der obenbezeichneten chemischen Verbindungen aus den Elementen und unter Ausschluß von Kohlenstoffdampf. Der Ge.danke, derartige Verbindungen durch direkte Vereinigung der sie zusammensetzenden Elemente herzustellen, ist keineswegs naheliegend, denn es mußte davon ausgegangen werden, daß zur Erzielung einer chemischen Verbindung aus einem Gemisch der Elemente-^riiindestens eins bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden mußte, um eine Reaktion zu bewerkstelligen. Der, Schmelzpunkt der in Betracht kommenden Elemente liegt nun überaus hoch, weshalb erwartet werden mußte, daß sich der Ausführung einer direkten Synthese bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes beträchtliche Schwierigkeiten entgegenstellen würden.The present invention now relates to the synthesis of the above chemical Compounds from the elements and with the exclusion of carbon vapor. Of the Thought, such connections by direct union of the elements that make them up production is by no means obvious, because it had to be assumed that that to achieve a chemical compound from a mixture of the elements- ^ riii at least one had to be heated to the melting point in order to bring about a reaction. The melting point of the elements in question is now extremely high, therefore it was to be expected that a direct synthesis would occur when performing Temperatures below the melting point pose considerable difficulties would.

Versuche haben nun ergeben, daß sich die in Betracht kommenden Elemente schon bei Temperatüren vereinigen, welche ganz wesentlich unterhalb ihres Schmelzpunktes liegen. Mischt man z. B. Molybdän und Silizium in der amorphen Modifikation in Gewichtsmengen, 6s welche ihrem Atomgewicht entsprechen, zu-Tests have now shown that the elements in question are already at Temperatures unite which are quite essential lie below their melting point. If you mix z. B. Molybdenum and silicon in the amorphous modification in amounts by weight, 6s which correspond to their atomic weight,

sammen und erhitzt das Gemenge innerhalb eines evakuierten geeigneten Rohres auf iioo bis 1200⁰,, so vereinigen sich die beiden. Elementarstoffe direkt, - trotzdem der Schmelzpunkt des Molybdäns bei etwa 2100°, jener des Siliziums bei etwa 1900 ° liegt. Auf diese einfache Weise ist es möglich, beliebig große Quantitäten derartiger Silizide herzustellen. Derartige Stoffe eignen sich wegen ihres hohen Schmelzpunktes besonders gut zur Herstellung von Glühkörpern für Leucht- und" Heizzwecke und für alle anderen Zwecke, bei denen es auf schwere Schmelzbarkeit und große Widerstandsfähigkeit des verwendeten Stoffes gegenüber chemischen Reagenzien ankommt.together and heated the mixture within an evacuated tube on suitable iioo to 1200 ⁰ ,, then the two unite. Elementary substances directly, - despite the fact that the melting point of molybdenum is around 2100 °, that of silicon around 1900 °. In this simple way it is possible to produce any large quantities of such silicides. Because of their high melting point, such substances are particularly suitable for the production of incandescent bodies for lighting and heating purposes and for all other purposes where the substance used is difficult to melt and has great resistance to chemical reagents.

Durch die Möglichkeit, die Gewichtsmengen der zu vereinigenden Elemente überaus genau und viel exakter zu bemessen, als es bei den älteren Methoden der Fall sein konnte, ist es auch gelungen, auf diese Weise Silizide der schwer schmelzbaren Metalle zu erhalten, welche bisher in der Literatur überhaupt noch nicht bekannt waren. Es waren z. B. in der Literatur lediglich Molybdän-Silizide von der MiBy being able to determine the weight of the elements to be combined extremely precisely and to be measured much more precisely than could be the case with the older methods it was also possible to obtain silicides of the difficult-to-melt metals in this way, which were not yet known in the literature at all. There were z. B. in the Literature only molybdenum silicides from Mi

Zusammensetzung MoSi₂ und Mo₂Si₃ bekannt. Auf dem angegebenen Wege kann jedoch leicht bei Einhaltung der entsprechenden . Gewichtsmengen das bisher unbekannte Silizid Mo Si erhalten werden. Dieser Stoff zeichnet sich durch überaus große Beständigkeit gegenüber Säuren und anderen chemischen Reagenzien aus. Auch das bereits bekannte Silizid Mo Si₂ läßt sich auf diesem Wege leicht gewinnen. . .Composition of MoSi ₂ and Mo ₂ Si ₃ known. However, it can easily be done in the specified way if the appropriate. Amounts by weight of the previously unknown silicide Mo Si can be obtained. This substance is characterized by its extremely high resistance to acids and other chemical reagents. The already known silicide Mo Si ₂ can also easily be obtained in this way. . .

Zur Herstellung derartiger Verbindungen gemäß dem beschriebenen Verfahren eignet sich am besten ein elektrischer Widerstandsofen, welcher ein evakuierbares, einseitig geschlossenes Porzellanrohr enthält. Das äußerst fein gepulverte Gemenge der beiden zu" "vereinigenden Komponenten wird in das Porzellanrohr gebracht, hierauf wird mittels einer HochVakuumpumpe innerhalb des Porzellanrohres Luftleere hergestellt und durch entsprechende Steigerung der Temperatur bis auf jene Temperäfur erhitzt, bei welcher erfahrungsgemäß die -Vereinigung der Komponenten stattfindet (bei Molybdän, Zirkonium und Thorium iooo bis 1200°). Ist diese Temperatur einmal durch Versuche ermittelt bzw. im Einzelversuch erreicht, so genügt schon ein kurzes Erhitzen, um die Vereinigung beträchtlicher Gewichtsmengen zu bewerkstelligen. Nach beendeter Reaktion läßt man den Ofen erkalten und erhält das Reaktionsprodukt als vollkommen homogenes graues Pulver oder als schwach gesinterte Masse, welcher etwa unverändert gebliebenes Silizium durch Behandlung mit warmer Kalilauge entzogen werden kann..Suitable for the production of such compounds according to the method described It is best to use an electric resistance furnace, which is an evacuable, one-sided closed Includes porcelain tube. The extremely finely powdered mixture of the two to be "" united Components are placed in the porcelain tube and a high vacuum pump is then used A vacuum is created inside the porcelain tube and by increasing the temperature accordingly up to that temperature heated, where experience has shown that the components are combined (with molybdenum, zirconium and thorium iooo to 1200 °). Once this temperature is through Tests determined or achieved in individual tests, a short heating is sufficient, to accomplish the union of considerable amounts of weight. After finished Reaction is allowed to cool the oven and the reaction product is obtained as complete homogeneous gray powder or as a weakly sintered mass, which is roughly unchanged remaining silicon can be removed by treatment with warm potassium hydroxide solution ..

Die Einfachheit der Apparatur gestattet es, fea diese Methode in mannigfaltiger Weise zur Herstellung von Suiziden der in Betracht kommenden schwer schmelzbaren Metalle zu benutzen.The simplicity of the apparatus allows fea this method in manifold ways for the production of suicides under consideration to use coming difficult-to-melt metals.

Claims

Patent Claims:

1. Process for the production of silicides of tungsten, molybdenum, zirconium and other difficult-to-melt metals, characterized in that mixtures of components forming these compounds to a level well below the melting point the temperature of the individual components are heated in the absence of coal.

2. Embodiment of the method according to claim ϊ, characterized in that for the purpose of obtaining suicides of various compositions, mixtures of the -80 to 'unite components are used, their quantitative ratio to the corresponds to the end product to be produced in each case. .