DE3018874A1 - Metallpulver und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) ■ DJPL.-ING. W.EITLE . DR. RER.NAT. K. HOFFMANN · DIPl.-ING.W. LEHN

DIFL.-ING. K. FOCHElE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 {STERNHAUS) · D-8000 MDNCH EN 81 · TELEFON (OB?) 911087 ■ TELEX 05-29(519 {PATHEJ

3.3 436 o/wa

JEFFERY JAMES CHEETHAM, BAYSWATER _r VICTORIA / AUSTRALIEN

Metallpulver und Verfahren zu dessen Herstellung

Pulverlegierungen, die zur Herstellung von Dentalamalgamen mit Quecksilber hergestellt werden, sind typischerweise aus feinteiligem Silber und einer Zinnlegierung aufgebaut, die einen Anteil an Kupfer und Zink enthalten kann. Jedes Teilchen enthält einen verhaltnismässig hohen Anteil an Silber im Bereich von etwa 40 bis zu 75 Gew.%. Die Zusammensetzung eines jeden Teilchens ist im wesentlichen durch den gesamten Querschnitt gleich, obwohl kleinere Unterschiede zwischen der Oberfläche und dem Kern der Teilchen vorliegen können.

Silber ist ein teures Material und es ist deshalb wünschenswert, Metallteilchen herzustellen, die sich gut mit

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Quecksilber unter Bildung eines Amalgams verbinden, die jedoch einen niedrigeren Silbergehalt als bisher haben.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass eine Pulverlegierung, enthaltend Teilchen mit einem Kern mit einem geringeren Anteil an Silber und einer äusseren Schicht aus einer Silberlegierung Dentalamalgame mit Quecksilber ergibt, deren Eigenschaften mit denen vergleichbar sind, die man mit den bekannten Pulverlegierungen erhalten hat.

Die Erfindung betrifft ein Metallpulver, enthaltend Teilchen aus einem Kern mit einem geringeren Anteil an Silber und einer Aussenseitenschicht aus einer Silber-Zinn-Legierung, welche den Kern umgibt. Der Kern kann aus einem Grundmetall, wie Kupfer oder Nickel, oder einer Metalllegierung, enthaltend einen grösseren Anteil an Grundmetall oder bestehend aus einem Grundmetall, wie einer Nickel-Kupfer-Legierung, bestehen. Jedes Grundmetall oder jede Grundlegierung kann für den Kern verwendet werden, unter der Voraussetzung, dass sie sich mit der Schicht an der Aussenseite verbindet. Der Kern enthält vorzugsweise weniger als 40 Gew.% Silber und insbesondere weniger als 20 %, und insbesondere weniger als 10 %, wobei aber ein Gehalt von weniger als 5 % noch mehr bevorzugt wird, und der Kern auch ganz frei von Silber sein kann. Die Kerne der erfindungsgemässen Teilchen, ob sie nun metallisch sind oder - wie nachfolgend beschrieben - nicht-metallisch, sind fest oder hohl. Der Kern kann z.B. während der Herstellung vergast werden, so dass er hohl wird.

Die Schicht an der Aussenseite enthält Silber und Zinn, vorzugsweise im Verhältnis von 35 : 85 (insbesondere 50:70)

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~ 8 —

Gew.% bzw. 7,5 bis 40 (insbesondere etwa 20 bis 35) Gew.%. Die Schicht an der Aussenseite kann auch Kupfer in Mengen von O bis 40 (vorzugsweise etwa 5 bis 20) Gew.% enthalten. Die vorerwähnten bevorzugten Anteile an Silber, Zinn und Kupfer ergeben in der äusseren Legierungeschieht beim Legieren mit Quecksilber ein für Dentalzwecke geeignetes Amalgam. Die Schicht an der Aussenseite kann auch geringe Mengen, wie 0,5 Gew.% und typischerweise 0 bis 2 Gew.%, anderer amalgambildender Metalle enthalten, wie Zink, Indium, Aluminium, Gold, Gallium und/oder Kadmium. Die Verwendung solcher weiteren Metalle kann erforderlich sein, um die physikalischen Eigenschaften befriedigend zu entwickeln, wie die Druckfestigkeit, das statische Kriechen, und den Rest- gamma-2-Gehalt eines aus der Legierung hergestellten Amalgams.

Die Teilchen des erfindungsgemässen Metallpulvers haben eine Grosse im Bereich von 1 bis 100 um und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 45 mti , wobei die Mehrzahl der Teilchen im Bereich von 5 bis 40 um liegt.

Der Grundmetall-Kern kann jede Konfiguration haben, wie Kugelform oder Halbkugelform, und er kann auch unregelmässig gebaut sein und z.B. eine scheibenförmige Konfiguration aufweisen.

Die erfindungsgemässen Metallpulver können nach einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden, die alle darin bestehen, dass man den Grundmetallkern mit einer Schicht der Metallkomponenten der an der Aussenseite befindlichen Legierung versieht.

Ist der Grundmetallkern Kupfer, so kann man das Kupfer

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chemisch aus Kupfersulfatlösungen unter Verwendung von reinen Zinkanoden, die in eine Kupfersulfatlösung, die mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert wird, eingebaucht werden, niederschlagen. Das Kupfer fällt in Flocken aus und wird gewaschen, getrocknet und auf einer Kugelmühle unter Ausbildung von mikroskopischen Teilchen gemahlen, die man dann siebt unter Erhalt von Teilchen mit einer maximalen Teilchengrösse von bis zu 40 um, d.h. -400 mesh (400 mesh = 0,04 mm).

Die entstandenen Teilchen liegen scheibenförmig vor und können kugelförmig oder halbkugelförmig in der noch zu beschreibenden Weise gemacht werden. Die Kupferkugel (einschliesslich der nachfolgend noch erwähnten Halbkugeln) kann dann mit den Komponenten der für die Aussenseite verwendeten Legierungsschicht beschichtet werden.

Die Beschichtung wird vorgenommen nach einer Vielzahl von Verfahren, wie Auftrommeln, galvanische Abscheidung oder stromlose Abscheidung. Diese Verfahren werden nachfolgend in bezug auf einen Kupfermetallkern beschrieben, wobei aber festzuhalten ist, dass man sie auch auf andere Kerne in gleicher Weise anwenden kann.

Bei der Trommelmethode wurde festgestellt, dass ein kontinuierliches Behandeln in einer Trommel mit unterschiedlichen Pulvern eine physikalische Bindung der Pulver aneinander ergibt. Jm vorliegenden Falle kann man folgendes Verfahren verwenden: Die Kupferkügelchen v/erden in einem Lösungsmittel gewaschen, in dem ein Harz gelöst ist. Dann werden die Kupferkügelchen getrocknet, wobei eine dünne Harzschicht auf jedem Kügelchen zurückbleibt. Dann gibt man

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ein bestimmtes Gewicht der getrockneten Kupferkügelchen in eine übliche Trommel und dazu gibt man bestimmte Gewichtsmengen an Zinn- und Silberflocken einer Grosse von 0,04 mm oder kleiner. Anschliessend wird eine ausreichende Zeit getrommelt, um sicherzustellen, dass sich alles Silber und Zinn auf den Kupferkügelchen abgeschieden hat.

Nach dem Herausnehmen der beschichteten Kupferkügelchen aus der Trommel werden die Kügelchen in einer Kupfersulfatlösung gewaschen, wobei sich chemisch eine dünne Schicht Kupfer um die Kügelchen ausbildet. Dann werden die Teilchen getrocknet und einer noch zu beschreibenden Wärmebehandlung unterworfen, bei v/elcher sich Silber und Zinn und gegebenenfalls Kupfer miteinander legieren und an den Kupferkern gebunden werden, unter Ausbildung einer erfindungsgemässen Schicht an der Aussenseite.

Die Teilchen werden dann erwärmt und chemisch durch Waschen mit Chlorwasserstoffsäure behandelt, um sie oxidfrei zu machen. Schliesslich werden die Teilchen in üblicher Weise wärmebehandelt und einem üblichen Alterungsprozess, wie er für Dentalamalgam-Legierungen bekannt ist, unterworfen."

Beim Galvanisieren wird die Beschichtung in einem Galvanisiergefäss vorgenommen, bei dem die jeweiligen Komponenten der Aussenseite nacheinander auf dem Kern aufgebracht werden. Dabei kann man folgendes Verfahren anwenden: Das Galvanxsiergefäss enthält typischerweise eine Anzahl von Elektroden aus rostfreiem Stahl, die so miteinander elektrisch verbunden sind, dass sie die gewünschte Polarität haben. Die Kupferkügelchen werden dann in einem Elektrolyten, der

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Ionen der abzuscheidenden Metalle enthält, suspendiert. Die Galvanisiertrommel wird dann gedreht, damit sich die darin enthaltenen Materialien gut durchmischen und dann wird durch die Elektroden ein Strom geschickt. Dabei scheidet sich das Metall aus der Lösung auf den Kupferkügelchen ab. Die Dicke des abgeschiedenen Metalls kann man durch Versuche vorbestimmen, indem man mikroskopisch die einzelnen Teilchen untersucht, sowie auch durch Analyse des Elektrolyten. Bei diesem Verfahren werden die Komponenten der Aussenlegierungsschicht nacheinander auf dem Kern aufgebracht. Die beschichteten Teilchen werden dann wärmebehandelt, unter Ausbildung einer Legierung in der Überzugsschicht und dann in der oben erwähnten Art weiterbehandelt.

Beim stromlsoen Galvanisieren kann man wie folgt arbeiten: Zuerst werden die Kupferkügelchen durch Eintauchen in eine Schwefelsäurelösung säuregeätzt. Unter Anwendung einer üblichen stromlosen Galvanisierung kann man die Zinnkomponente auf den Kupferkügelchen abscheiden, indem man diese Kügelchen in einem Behälter, der eine zinnliefernde stromlose Überzugslösung enthält, trommelt. Wenn die gewünschte Dicke an Zinn erreicht ist (bestimmt durch elektrolytische Analyse oder durch Messung der Teilchen) werden die Teilchen aus dem Elektrolyten entnommen, gewaschen und in einen ähnlichen Trommelbehälter, der eine silberliefernde, stromlose galvanische Lösung enthält, gefüllt. Das für Zinn angewendete Verfahren wird nun wiederholt- bis man die gewünschte Dicke an Silber abgeschieden hat.

Schliesslich kann man auch eine Kupfer enthaltende, stromlose, galvanische Lösung verwenden, um eine gewünschte

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Menge an Kupfer auf den Teilchen abzuscheiden. Die beschichteten Teilchen werden dann wärmebehandelt, um die Überzugsschicht zu legieren und anschliessend erfolgt die Weiterbehandlung wie bei der Trommelmethode.

Bei den vorerwähnten Verfahren ist die Reihenfolge der Abscheidung der Komponenten zur Herstellung der Legierungsschicht an der Aussenseite nicht kritisch. So kann man z.B. Silber zuerst abscheiden und dann erst Zinn oder Kupfer oder man kann das Kupfer zuerst abscheiden und anschliessend die anderen Komponenten. Die einzige wichtige Voraussetzung ist, dass das Endprodukt eine gleichförmige Legierungsschicht an der Aussenseite hat. Trägt man Kupfer zuletzt auf, so hat dies den Vorteil, dass man nach der Legierungsherstellung durch die Abwesenheit einer Kupferfarbe eine vollständige Legierungsbildung erkennen kann.

Für Dentalzwecke hat die Verwendung von reinem Kupfer als Kerninaterial den Nachteil, dass das Kupfer an der Luft oxidert. Verwendet man Dentalamalgam als Füllung, so muss man anschliessend polieren. Die erfindungsgemässcn Teilchen werden dabei von den Polierinstrumenten aufgeschnitten und der Kupferkern freigelegt. Dies ist zwar nicht besonders problematisch, hat aber den Nachteil, dass das Kupfer schnell im Mund oxidiert.

Für Dentalzwecke ist es deshalb bevorzugt, andere Grundmetallkcrnc, die nicht so leicht oxidieren, zu verwenden. Eine Nickel-Kupfer-Legierung oder Nickelmetall können als Kern verwendet werden. Insbesondere Nickel oxidiert nicht leicht im Mund und das entstehende Amalgam wäre immer glänzend. Wie schon vorher erwähnt, kann man jede Metallsubstanz

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für den Metallkern verwenden, jedoch zieht man für Dentalzwecke vor, dass solche verwendet werden, die nicht leicht oxidierbar sind und die eine hohe Festigkeit haben.

Für Dentalzwecke soll die Legierungsschicht an der Aussenseite der Teilchen wenigstens 2 um dick sein, denn man hat festgestellt, dass annähernd die äusseren 1,5 um der Legierungsteilchen in der Quecksilber-Legierungsreaktion zur Herstellung des Amalgams verwendet werden.

Vorzugsweise sind die Schichten wenigstens 3 um und insbesondere wenigstens 4 um dick. Eine 4 um dicke Schicht mit einem Gehalt von 75 Gew.% Silber, 25 Gew.% Zinn und 5 Gew.% Kupfer würde sich zusammensetzen aus einer 2,8 um dicken Schicht Silber, einer 1,0 um dicken Schicht Zinn und einer 0,2 um dicken Schicht Kupfer.

Der Grundmetallkern kann entweder durch chemische Zweifachzersetzung in der vorher für Kupfer beschriebenen Weise hergestellt werden oder indem man einen runden Barren aus dein Grundmetall giesst und von dem Barren in üblicher Weise Feilspäne herstellt, die dann durch Vermählen in einer Kugelmühle oder einer Schlagstiftmühle weiter zerkleinert werden und anschliessend eine kugelförmige oder halbkugelförmige Konfiguration erhalten.

Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar auf Metallkernen in Scheiben- oder in Kugelform. Unter der Voraussetzung, dass die äussere Schicht gleichmässig ist, wird sich ein scheibenförmiges Metallpulver gemäss der Erfindung in gleicher Weise wie ein kugelförmiges Pulver beim Legieren unter Ausbildung eines Dentalamalgams verhalten.

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Das erfindungsgemässe Metallpulver mit einem Metallkern enthält vorzugsweise 2 bis 40 Gew.% Silber, insbesondere 5 bis 25 Gew.%, wie etwa 15 Gew,%. Entsprechend beträgt der Anteil an Zinn vorzugsweise 1 bis 9 Gew.%. Der Gesamtprozentsatz an Kupfer hängt davon ab, ob es als Kernmaterial verwendet wird. Liegt es als Kernmaterial vor, dann enthält das Pulver vorzugsweise 75 bis 95 Gew.% Kupfer. Wird Kupfer nicht als Kernmaterial verwendet sondern in der Aussenschicht, dann kann sein Anteil so niedrig wie 0,01 Gew.% sein.

Ist der Kern nichtmetallisch, so kann das erfindungsgemässe Metallpulver vorzugsweise etwa 10 bis 90 % Silber, etwa 1 bis 30 % Zinn und gewünschtenfalls 1 bis 10 % Kupfer enthalten.

Abgesehen von den Kosten, die man durch eine Verminderung des Silbergehaltes bei dem erfindungsgemässen Metallpulver einspart, wurde auch festgestellt, dass die Menge an Gamma-2-phase in den sich ergebenden Amalgamen überwacht werden kann. Die Gamma-2-phase ist eine bekannte unvorteilhafte Komponente in Amalgamen. Ebenso kann auch die tatsächliche Festigkeit'des Amalgams erhöht werden, weil man als Kernmaterial ein festes Grundmetall verwenden kann, während die gleichmässige Legierungsschicht an der Aussenseite die erforderliche Matrix ergibt, um eine feste Haftung an die Teilchen zu bewirken.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Metallpulver, bei dem die Teilchen einen nichtmetallischen Kern haben. Bei dieser Ausführungsform kann der Kern aus einem anorganischen Mineral, wie Glas, gebildet

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werden. Ein Vorteil bei der Verwendung eines nichtmetallischen Kerns besteht darin, dass der Kern gefärbt v/erden kann, so dass man ein Amalgam erhält mit einer zahnähnlichen Farbe oder zumindest einer helleren Farbe als man sie mit üblichen Amalgamen erzielen kann, wenn man das Amalgam mit Dentalinstrumenten schneidet und poliert. Ein z.B. aus Glas gebildeter Kern oxidiert ausserdem auch nicht an der Luft und verändert nicht die Farbe.

Ein Metallpulver gemäss dieser Ausführungsform kann hergestellt werden, indem man zunächst ein Glaspulver mit einer geeigneten Festigkeit herstellt und die Teilchen in der noch zu beschreibenden Weise kugelförmig macht. Alternativ kann man die Teilchen auch in Scheibenform belassen.

Die Glasteilchen werden dann mit Fluorwasserstoffsäure oder einem anderen glasätzenden Material behandelt, um dem Glas eine gute Oberfläche für die Haftung der Legierungskomponenten zu verleihen. Die Teilchen werden dann mit Chemikalien behandelt, wie sie üblicherweise vor dem galvanischen Aufbringen von Metallen auf Gläsern beim Galvanisieren verwendet werden, z.B. mit einer Palladiumchloridlösung.

Anschliessend werden die Teilchen behandelt, um sie mit den Legierungskomponenten der vorerwähnten Art zu beschichten, wobei man gleiche Bedingungen wählt, wie sie vorher für Metallkerne erläutert wurden. Die beschichteten Teilchen werden dann in gleicher Weise wie die Teilchen mit einem Metallkern unter Ausbildung einer Legierungsschicht behandelt und der gleichen Nachbehandlung unterworfen.

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Bei dieser erfindungsgemässen Ausführungsform verwendet man vorzugsweise feine Teilchen, weil in diesem Falle eine kleinere Matrixfläche an die Oberfläche des Junalgams kommt, wenn das Amalgam geschnitten und poliert wird. Die Handhabungseigenschaften des hergestellten Amalgams unter Verwendung von Pulvern gemäss dieser Ausführungsform sind ähnlicher denen von üblichen Amalgamen im Vergleich zu den üblichen und früheren Zementen, wie sie gegenwärtig verwendet werden. Solche Zemente enthalten Glas als Füllstoffe und werden unter Verwendung von Harzen miteinander gebunden. Sie sind besonders schwierig zu handhaben, v/eil sie unter anderem ausserordentlich klebrig sind. Erfindungs· gemäss werden die auf den Kern als Überzug aufgebrachten Metalle vojrzugsweise legiert, indem man die Teilchen unter Druck einem Strom eines inerten Trägergases aussetzt und den Strom aus dem inerten Trägergas, v/elcher die Teilchen enthält, durch eine Heizzone führt und dadurch das Oberflächenstratum aufschmilzt, worauf man dann die Teilchen kühlt.

Dieses Verfahren wird vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter mit einer Inertgasatmosphäre, wie Stickstoff oder Luft, durchgeführt. Das Trägergas ist vorzugsweise inert und kann Stickstoff oder komprimierte Luft sein. Das Trägergas kann einen Druck zwischen 2,86 und 7,06 bar haben, wobei ein Druck von 3,15 bis 3,85 bar bevorzugt wird. Die behandelten Teilchen werden vorzugsweise gekühlt, indem man sie in eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, eintaucht.

Die Heizzone kann in Form einer Flamme vorliegen, wobei die Teilchen durch den reduzierenden Abschnitt der Flamme geleitet werden.

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Die Heizzone kann auch durch einen Hochfrequenz induktionsofen, der ein heisses Plasma ergibt, gebildet werden.

In ähnlicher Form können Kernteilchen, wie solche aus Kupferscheiben oder Glasteilchen der oben beschriebenen Art, kugelförmig oder semisphärisch gemacht werden, indem man sie in der oben, erwähnten Weise wärmebehandelt.

Diese Wärmebehandlung wird nachfolgend noch ausführlicher beschrieben.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Behandlung von Teilchen, die wenigstens eine Oberfläche haben,.die in der Lage ist, zu schmelzen, und das Verfahren ist. dadurch gekennzeichnet, dass man die Teilchen in einen Strom eines Inertgases unter Druck einbringt, den Strom des Inertgases, welcher die Teilchen enthält, durch eine Heizzone führt, damit zumindest die Oberflächenschicht schmilzt, worauf man dann die Teilchen unter Verfestigung der geschmolzenen Anteile der Teilchen kühlt.

Das erfindungsgemässe Verfahren findet zahlreiche Anwendungen .

Zum Beispiel kann man Metallegierungsteilchen von einem Barren oder einer Legierung abschneiden, wobei solche Teilchen eine unregelmässige kantige Form haben. Für einige Anwendungen, z.B. eine Verwendung der Legierungen zur Herstellung von Dentalamalgamen, ist es wünschenswert, sphärische oder semisphärische Teilchen zu haben. Die von einem Barren abgeschnittenen Teilchen können sphärisch oder semisphärisch gemacht werden, indem man das oben beschriebene erfindungsgemässe Verfahren anwendet.

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Das erfindungsgemässe Verfahren kann man auch anwenden, um nichtmetallische Teilchen, wie Glasteilchen, sphärisch zu machen.

Enthält ein Teilchen eine äussere Schicht oder Schichten aus nichtlegierten Metallen, so kann man diese Metalle nach dem erfindungsgemässen Verfahren legieren. Dentalamalgamlegierungsteilchen enthaltend eine äussere Legierungsschicht, wurden vorher schon erwähnt.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter mit einer Inertgasatmosphäre durchgeführt. Das Inertgas kann jedes Gas sein, das mit den Teilchen nicht reagiert und deren chemische Zusammensetzung unter den Bedingungen des Verfahrens nicht verändert. Vorzugsweise ist das Inertgas Stickstoff, aber für die meisten Zwecke kann man auch Luft verwenden. Das Trägergas, in dem die. Teilchen enthalten sind, ist ebenfalls vorzugsweise inert, wobei Stickstoff bevorzugt wird aber komprimierte Luft im allgemeinen ausreicht. Das Trägergas mit den darin enthaltenen Teilchen kann einen Druck im Bereich zwischen 2,86 und 7,06 bar haben, wobei ein Druck im Bereich von 3,15 bis 3,85'bar bevorzugt wird.

Die wärmebehandelten Teilchen werden vorzugsweise durch Eintauchen in ein flüssiges Kühlmittel gekühlt. Vorzugsweise ist das flüssige Kühlmittel Wasser, aber jede Flüssigkeit, die nicht mit den Teilchen reagiert, kann verwendet werden.

Die Heizzone kann in Form einer Flamme vorliegen. Die Flamme kann aus einem brennbaren Gasgemisch unter hohem

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Druck hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Teilchen durch den reduzierenden Teil der Flamme geleitet, um eine Oxidation der Teilchen zu vermeiden, obwohl dies in dem Fall nicht kritisch ist, wenn die Teilchen aus einer nichtoxidierbaren Zusammensetzung bestehen. Die Flamme kann man bilden, indem man jedes Gas, welches eine ausreichende Temperatur ergibt, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, verbrennt. Beispiele geeigneter Gase sind Acetylen, Sauerstoff, V7asserstoff und flüssige Petrolgase.

Die Teilchen werden durch die Flamme in einer Geschwindigkeit geleitet, die durch den Druck des Trägergases überwacht wird. Eine zu grosse Geschwindigkeit ergibt nur unzureichend behandelte Teilchen, während eine zu langsame Geschwindigkeit bewirkt, dass die Teilchen zu stark erhitzt werden. Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform wird die Heizzone mittels einer Hochfrequenzinduktionsschlange, die ein heisses Plasma erzeugt, erzeugt. Die mitgerissenen Teilchen werden durch ein Rohr geleitet, das durch ein Hochfrequenzfeld führt, das durch eine Spule, die mit einem üblichen Hochfrequenzgenerator verbunden ist, gebildet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens gemäss der ersten Ausführungsform, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens

der Erfindung gemäss einer zweiten Ausführungsform.

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In Fig. 1 wird eine Düse 10 in Verbindung mit einer Leitung 12 gezeigt. Eine Brenngasmischung wird in Richtung des Pfeiles B durch die Leitung 12 und die Düse 10 unter hohem Druck geleitet und verbrennt am Ausgang der Düse 10 unter Bildung einer Flamme 14, die einen reduzierenden Teil 16 hat.

Eine Düse 18 ist dem reduzierenden Teil 16 der Flamme 14 zugeordnet und endet im kurzen Abstand vor der Flamme 14. Die zu behandelnden Teilchen sind in einem Trägergas eingefangen und werden durch die Düse 18 in Richtung des Pfeiles A geleitet. Die eingefangenen Teilchen treten aus der Düse 18 aus und passieren die reduzierende Zone 16, wo sie so erhitzt werden, dass zumindest der Oberflächenüberzug schmilzt.

Anschliessend werden die Teilchen in ein flüssiges Kühlmittel 20 geleitet, wo sie abkühlen. Die abgekühlten Teilchen sinken auf den Boden des Kühlmittels und können von dort gewonnen werden.

In Fig. 2 wird ein senkrechtes zylindrisches Rohr 22, das eine Länge von 122 mm und einen Durchmesser von 7,6 cm haben kann, gezeigt. Eine Düse 18, die der in Fig. 1 gezeigten entspricht, wird anliegend an das obere Ende des Rohres und axial dazu ausgerichtet gezeigt. Das untere Ende des Rohres 22 ist in ein flüssiges Kühlmittel 20 eingetaucht.

Eine Hochfrequenzinduktionsspule 24 ist um den Zylinder gewickelt. Die Spule 24 ist mit einem nicht gezeigten Hochfrequenzgenerator verbunden.

Im Gebrauch strömen die mitgerissenen Teilchen durch das

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Rohr 22 und durch die durch die Spule 24 erzeugte Heizzone. Während des Durchgangs durch die Heizzone werden die Teilchen so erwärmt, dass zumindest der Oberflächenüberzug schmilzt.

Die Teilchen strömen dann in das flüssige Kühlmittel 20. Lüftungen 26 sind im Rohr 22 gerade oberhalb der Oberfläche des Kühlmittels vorgesehen, um überschüssiges Gas entweichen zu lassen.

Bei den vorstehend gezeigten Ausführungsformen wird die Gescimtbehandlung in einem geschlossenen (nicht gezeigten) Behälter, der ein Inertgas enthält, durchgeführt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird durch die Behandlung sichergestellt, dass jedes Teilchen von jedem anderen Teilchen während des Erhitzens und während der Zeit, in VJGIcher die Teilchen nach Eintritt in das Kühlmittel gekühlt werden, vorliegt. Dadurch kann man vermeiden, dass die Teilchen aneinanderheften während die Oberflächen im Schmelzzustand sind.

Die Erfindung wird im nachfolgenden Beispiel beschrieben.

Beispiel

Kupferpulver wurde chemisch hergestellt, indem man es aus Kupfersulfat ausfällte und das erhaltene Pulver wurde getrocknet, kugelmühlenvermahlen und nach dem vorher beschriebenen Verfahren zu einem feinen Pulver verarbeitet. Das erhaltene sphärische Pulver wurde durch ein 400 BSS-Sieb

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(Masehenweite 0,04 mm) gesiebt und der nicht durch das Sieb hindurchgehende Teil wurde im Kreislauf gefahren. Die Teilchen, die kleiner als 0,04 mm waren, zeigten folgende Verteilung der Teilchengrösse:

+ 30 um Durchmesser 41 %

- 30 + 20 um Durchmesser 30 %

- 20 um Durchmesser 29 %.

Dieses Pulvergemisch wurde mit Säure geätzt und dann galvanisch mit Silber Zinn und Kupfer derart überzogen, dass sich eine gesamte ümfangsdicke von annähernd 2 um pro Teilchen ergab. Die erhaltene galvanisch abgeschiedene Legierung v.mrde dann dem vorher erwähnten Ätomisierungsverfahren unterworfen, wobei man die Bedingungen so wählte, dass sich die an der Aussenseite befindlichen Elemente legierten und eine Schicht bildeten, die 60 Gew.% Silber, 27 Gew.% Zinn und 13 Gew.% Kupfer enthielt.

Die erhaltenen Pulverteilchen wurden gesammelt und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,04 mm gesiebt und dann wärmebehandelt und gewaschen. Das Pulver wurde mit etwa 50 % Quecksilber während 10 Sekunden verrieben. Mit dem entstandenen Amalgam wurden dann Versuche durchgeführt, entsprechend den Spezifizierungen für Dentalamalgamlegierungen gemäss A.D.A. Es v/erden folgende Ergebnisse erzielt:

Reissfestigkeit (24 Stunden) 568 bar

Druckfestigkeit (1 Stunde) 2485 bar

Druckfestigkeit (24 Stunden) 5177 bar

statisches Kriechen (7 Tage) 0,02 %

Dimensionsänderung +0,05%

Korrosionsbeständigkeit

(Natriumsulfid-Versuch) ausgezeichnet.

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Claims (24)

1. PAT E N TAN WALT E

   DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197i) . DIPL.-ING. W.r.lUE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LEHN

   DIPL.-ING. K. FOCIISLE · DS. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHaUS) . D-8000 MD NCH EN 61 · TELEFON (089) 9H0B7 . TELEX 05-29519 (PATH E)

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   JEFPERY JAiMES CHEETHAM, BAYSWATER, VICTORIA / AUSTRALIEN

   Metallpulver und Verfahren zu dessen Herstellung

   PATENTANSPRÜCHE

   1» Metallpulver, dadurch gekennzeichnet , dass es Teilchen enthält mit einem einen geringen Anteil an Silber enthaltenden Kern und einer äusseren Schicht um den Kern aus einer Silber-Zinn-Legierung.
2. 2. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kern einen Hauptanteil an Grundmetall enthält.
3. 3. Metallpulver gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Kern weniger als 5 Gew.% Silber enthält.

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   ORIGINAL INSPECTED
4. 4. Metallpulver gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung gebildet wird.
5. 5. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kern nicht metallisch ist.
6. 6. Metallpulver gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einem anorganischen Material gebildet ist.
7. 7. Metallpulver gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus Glas gebildet ist.
8. 8. Metallpulver nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die äussere Schicht zusätzlich Kupfer enthält.
9. 9. Metallpulver gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass in der äusseren Schicht etwa 35 bis etwa 85 Gew.% Silber, etwa 7,5 bis etwa 40 Gew.% Zinn und etwa 0 bis 40 Gew.% Kupfer enthalten sind.
10. 10. Metallpulver gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht etwa 50 bis 70 Gew.% Silber, etwa 20 bis 35 Gew.% Zinn und etwa 5 bis 20 Gew.% Kupfer enthält,
11. 11. Metallpulver gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Teilchen eine Grosse im Bereich von etwa 1 bis 45 um haben,

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    wobei die Mehrzahl der Teilchen im Bereich zwischen etwa 5 und 40 um liegt.
12. 12. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die äussere Schicht durch ein Trommelverfahren·aufgebracht wird, indem man eine Harzbeschichtung um das Kernmaterial ausbildet, das so beschichtete Kernmaterial mit feinteiligem Silber und Zinn in Berührung bringt und die Teilchen für eine Zeit, die ausreicht das Silber und das Zinn auf die "beschichteten Kernteilchen zu binden, trommelt und die so getrommelten Teilchen unter Legierung der in der äusseren Schicht enthaltenen Komponenten wärmebehandelt.
13. 13. Metallpulver gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die getrommelten Teilchen nachträglich mit einer Kupfer enthaltenden Lösung in Berührung gebracht werden, wobei sich eine Schicht des Kupfers um die getrommelten Teilchen chemisch abscheidet.
14. 14. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Aussenschicht galvanisch auf dem Kern abgeschieden wird, indem man die Kernteilchen nacheinander in eine Lösung, die Metallionen enthält, welche den Metallen der Aussenschicht entsprechen, taucht und nach jedem Eintauchen ein elektrisches Potential an die Lösung anlegt unter Abscheidung des Metalls auf den Kernteilchen, und dass man die Teilchen dann unter Legierungsbildung der auf der Aussenschicht befindlichen Komponenten wärmebehandelt.

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15. 15. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Aussenschicht auf den Kern galvanisch aufgebracht wird, indem man die Kernteilchen nacheinander in stromlosen Galvanisierungslösungen, die Metallionen,entsprechend den Metallen an der Aussenschicht,enthalten, taucht und dabei die Abscheidung der Metalle auf den Kernteilchen verursacht und dass man dann die Teilchen unter Legierungsbildung der an der Aussenschicht enthaltenen Komponenten wärmebehandelt.
16. 16. Metallpulver gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Aussenschicht mindestens 1 um dick ist.
17. 17. Metallpulver gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht wenigstens 2 um dick ist.
18. 18. Metallpulver gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass die Aussenschicht wenigstens 4 um dick ist.
19. 19. Metallpulver gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass es etwa 2 bis 40 Gew.% Silber und etwa 1 bis 9 Gew.% Zinn enthält.
20. 20. Metallpulver gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es etwa 5 bis 25 Gew.% Silber und etwa 1 bis 9 % Zinn enthält.
21. 21. Metallpulver gemäss einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch

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    gekennzeichnet , dass es etwa 10 bis 90 Gew.% Silber und etwa 1 bis 30 Gew.% Zinn enthält.
22. 22. Metallpulver gemäss Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , dass es etwa 90 bis 10 Gew.% Silber, etwa 1 bis 30 Gew.% Zinn und etwa 1 bis 10 Gew.% Kupfer enthält.
23. 23. Metallpulver gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass man die Komponenten auf der Aussenschicht legiert, indem man die Kernteilchen mit den in der Aussenschicht gebundenen Metallen in einen Strom eines Inertgases unter Druck einbringt, den Strom des Inertgases, enthaltend die Teilchen, durch eine Heizzone führt und dabei die Metalle in der Aussenschicht schmilzt, und dass man anschliessend die Teilchen kühlt.
24. 24. Verfahren zur Behandlung von Teilchen, die wenigstens eine Oberflächenschicht haben, die schmelzbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass man die Teilchen in einem Strom eines Inertgases unter Druck einbringt, den Strom des inerten Trägergases mit den Teilchen durch eine Heizzone führt und dadurch zumindest den Oberflächenüberzug schmilzt, und dass man die Teilchen anschliessend unter Verfestigung der geschmolzenen Anteile der Teilchen kühlt.

    0300A8/0810