DE3404052A1 - Verfahren zur herstellung eines hochtemperaturfesten, flexiblen faserkeramikkoerpers - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines hochtemperaturfesten, flexiblen faserkeramikkoerpers

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DE3404052A1
DE3404052A1 DE19843404052 DE3404052A DE3404052A1 DE 3404052 A1 DE3404052 A1 DE 3404052A1 DE 19843404052 DE19843404052 DE 19843404052 DE 3404052 A DE3404052 A DE 3404052A DE 3404052 A1 DE3404052 A1 DE 3404052A1
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Theo Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Cyron
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Description

INTERATOM 24.703.2
Internationale Atomreaktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1
Verfahren zur Herstellung eines hochtemperaturfesten, flexiblen Faserkeramikkörpers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Faserkeramikkörper finden vielfältige Anwendung in der Technik, beispielsweise als Filter, als Wärmeisolierung usw. Dabei stehen Anwendungen bei hoher Temperatur im Vordergrund, bei denen metallische Werkstoffe oft schon nicht mehr geeignet sind. ~ -,
Die bisherige Fertigung von hochtemperaturfesten Faserkeramikkörpern erfolgte mit keramischen Bindemitteln über eine zu trocknende, pastose oder nasse Fasermasse mit anschließendem längeren Brennvorgang bei hohen Temperaturen. Dieser Brennvorgang ist jedoch einerseits sehr energieaufwendig und langwierig, andererseits verändert er die elastischen Eigenschaften der verwendeten keramischen Fasern, was für verschiedene Anwendungsfalle unerwünscht ist.
Aus der DE-OS 30 15 335 ist eine Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einem explosiven Gasgemisch zum thermischen Entgraten bekannt. Die dort beschriebene Behandlung von Werkstücken geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem Hitzeschock, dem das gesamte Werkstück ausgesetzt wird, Ecken und Kanten bevorzugt abgetragen werden, da an diesen Stellen bei großer Oberfläche und kleinem Volumen besonders viel Wärme aufgenommen wird. Eine Behandlung von Faserkeramikkörpern in dieser Anlage ist
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bisher nicht erwogen worden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines hochtemperaturfesten Faserkeramikkörpers mit möglichst geringem Energie- und Arbeitsaufwand, wobei insbesondere angestrebt wird, daß der Faserkeramikkörper ein große Festigkeit erhält und trotzdem in gewissem Umfang flexibel bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen. Danach werden Körper aus einem keramischen Fasergrundmaterial, wie z.B. Al-O-., vorgeformt und in eine druckfeste Explosionskammer eingebracht, wie sie z.B. in der DE-OS 30 15 335 beschrieben ist. Anschließend wird die Explosionskammer mit einer Mischung aus einem brennbaren Gas uns Sauerstoff und/oder anderen Reaktionsgasen gefüllt und die Gasmischung gezündet. Ein geeignetes Gasgemisch ist beispielsweise eine Mischung aus Sauerstoff und Wasserstoff (Knallgas), welches bei der Explosion sehr hohe Temperaturen in der Kammer erzeugt. Das in die mehr oder weniger großen Hohlräume des vorgeformten Faserkeramikkörpers entsprechend dem Vorpreßdruck einströmende Gasgemisch erzeugt bei der Explosion für Sekundenbruchteile Temperaturen von über 3500 C, die ausreichen, die schlecht wärmeleitenden Keramikfasern an der Oberfläche anzuschmelzen und an den Berührungspunkten miteinander zu verschweißen. Im Gegensatz zu einem Brennvorgang werden dabei nicht die gesamten Fasern erhitzt, sondern nur eine ganz dünne Oberflächenschicht. Durch das Verschmelzen der Keramikfasern an allen Berührungspunkten wird eine sehr hohe Festigkeit des Fasergebildes erreicht, ndererseits wird durch die nur oberflächliche Behandlung die Faserelastizität nicht stark beeinflußt. Es
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entstehen somit sehr feste aber trotzdem elastische Fasergcbilde, wobei der Produktionsaufwand in Bezug auf Energie und Fertigungszeit äußerst gering bleibt. 5
Im Anspruch 2 wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Keramikkörper aus Keramikfasern trocken gepreßt werden, d.h. daß kein Bindemittel oder ähnliches verwendet wird. Auf diese Weise lassen sich Einflüsse des Bindemittels auf das eigentliche Fasermaterial vermeiden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 3 vorgeschlagen, auch Faserkeramikkörper, welche als Fasermatten oder Vliese ausgebildet sind, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in ihrer Festigkeit zu erhöhen. Bisher werden solche Fasermatten entweder ebenfalls mit einem Bindemittel gebrannt, was zu einem Verlust an Elastizität führt, oder sie werden beispielsweise genadelt, um die Verfilzung der einzelnen Fasern untereinander zu erhöhen. Hier kann das erfindungsgemäße Verfahren eine deutliche Steigerung der Festigkeit unter Beibehaltung der Elastizität, die gerade bei Fasermatten von Bedeutung ist, bewirken.
In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird in Anspruch 4 vorgeschlagen, daß das e Lindungsgeniäße Verfahren zur Herstellung von Faserkeramikkörpern oder Faserkeramikmatten angewendet wird, welche als Filter dienen sollen. Insbesondere werden solche Filter zur Reinigung von heißen Gasen verwendet.
Im Anspruch 5 wird schließlich die Verwendung der an sich bekannten, bisher nur zum thermischen Entgraten von Werkstücken benutzten Explosionskammer zur Durch-
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führung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, Dieser neuartige Anwendungsbereich für solche Druckkammern ermöglicht eine energiesparende und schnelle Herstellung von hochtemperaturfesten, flexiblen Faserkeramikkörpern.

Claims (5)

INTERATOM -ß{- 24.703.2 Internationale Atomroaktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1 Verfahreη zur Hersteilung e_inos hochtemperaturfesten^ f_l_ex ib l_c n__F a s e rk e ram i k kö rjoejrs Patentansρ r üche 10
1. Verfahren zur Herstellung ei ;s hochtemperaturfesten flexiblen Faserkeramikkörpers, insbesondere aus Aluminiumoxidfasern und ähnlichen Materialien, - g~ e kennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Das Fasergrundmaterial wird in trockenem Zustand in die gewünschte Form gebracht.
b) Der vorgeformte Körper wird in eine an sich bekannte Explosionskammer eingebracht.
c) Die Explosionskammer wird mit einer Mischung aus einem brennbaren Gas und Sauerstoff und/oder anderen Reaktionsgasen gefüllt.
d) Die Gasmischung wird gezündet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
Das Fasergrundmaterial ist ohne Bindemittel trocken gepreßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
Die Kermaikfasern werden vor der Behandlung in der Explosionskammer zu einer Fasermatte oder einem Vlies verarbeitet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
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gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
Die Werkstücke sind keramische Filter, welche zur Reinigung von Gasen bei hoher Temperatur eingesetzt werden.
5. Verwendung einer an sich bekannten, bisher für andere Verfahren benutzten Explosionskammer zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, nämlich zum oberflächlichen Verschweißen von Keramikfasern untereinander.
DE19843404052 1984-02-06 1984-02-06 Verfahren zur herstellung eines hochtemperaturfesten, flexiblen faserkeramikkoerpers Withdrawn DE3404052A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0207070A3 (en) * 1985-06-27 1988-08-17 Lenzing Aktiengesellschaft Process for regenerating a cooking liquor from a waste magnesium bisulphite cooking liquor, and filter apparatus for carrying out the process
DE3810147A1 (de) * 1988-03-25 1989-10-12 Hoelter Heinz Faserfoermige keramisierte filtermaterialien

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EP0207070A3 (en) * 1985-06-27 1988-08-17 Lenzing Aktiengesellschaft Process for regenerating a cooking liquor from a waste magnesium bisulphite cooking liquor, and filter apparatus for carrying out the process
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